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摘 要:目的:建立杭白菊多糖的测定方法,比较不同产地杭白菊多糖含量的差异,为杭白菊的质量评价提供科学依据。方法:采用高锰酸钾滴定法测定浙江桐乡、江苏射阳等5个产地杭白菊多糖含量,并进行方法学考察。结果:杭白菊多糖的含量线性关系、精密度、重复性、回收率及稳定性测定结果均符合要求,不同产地杭白菊中多糖含量范围为5.27%~8.72%。结论:不同产地的杭白菊中多糖含量有一定差异,在评价的样本中,山东临沂地区杭白菊多糖含量最高。
关键词:杭白菊;菊花;多糖;高锰酸钾法
菊花系菊科植物菊的干燥头状花序,味甘、性寒,具有散风清热、明目、解毒等功效[1]。作为药食两用植物,菊花在我国已有3 000 多年的栽培历史[2]。菊花的化学成分较为复杂,主要有黄酮类、挥发油类、绿原酸、多糖类等[3-4]。其中,菊花多糖有抗氧化、抗肿瘤、免疫调节、降血糖等多种药理活性[5-9],具有良好的预防保健作用。杭白菊原产于浙江桐乡地区,近年来由于市场需求不断扩大,杭白菊已在全国多地引种栽培[10]。但由于各产地的气候环境、栽培方式等差异,造成各地杭白菊的质量不一。本研究采用高锰酸钾法对不同产地杭白菊中的多糖含量进行测定评价,以期为杭白菊的质量控制、引种栽培及综合开发利用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
杭白菊(产地浙江桐乡、江苏射阳、山东临沂、河南武陟、安徽亳州),购自于市场。试剂:无水乙醇、浓盐酸、浓硫酸、硫酸铁铵、硫酸铜、酒石酸钾钠、氢氧化钠、高锰酸钾、葡萄糖(105℃恒温烘干至恒重)等,均为分析纯。
甲费林氏液:称取34.91 g分析纯CuSO4·5H2O于煮沸过的水中,稀释至500 mL。乙费林氏液:称取173g分析纯酒石酸钾钠及50g分析纯氢氧化钠于煮沸过的水中,稀释至500 mL。硫酸铁铵溶液:称取135 g硫酸铁铵,加水适量,边超声边搅拌溶解,并稀释到1 000 mL。高锰酸钾标准滴定液(0.1N):称取3.3 g高锰酸钾于1 000 mL水中,缓缓煮沸20~30min,冷却后于暗处密闭保存数日,用耐酸滤过漏斗过滤,保存于棕色瓶中。
1.2 试验仪器
HH-2 型数显恒温水浴锅,江苏金坛市富华仪器有限公司;LXJ-IIB离心机,上海安亭;BS224S 型电子天平,德国赛多利斯。
1.3 菊花多糖供试液的制备
取菊花粉末(过2号筛)约2.0 g,精密称定,加40倍水至烧瓶中,100 ℃回流提取2h,提取完毕后,趁热抽滤,将滤渣和滤纸置烧瓶中,重复上述提取1次,合并两次滤液,水浴蒸至约15 mL。转移,称重,加入3倍重量的95%乙醇,静置4h以上,离心,再经75%乙醇洗涤,沉淀物转移烧瓶中,加入25%盐酸15 mL,沸水浴中回流水解2h,过滤,定容。
1.4 菊花多糖含量的测定
吸取甲、乙费林氏液各15 mL,置于三角瓶中,加入样品水解液10 mL,另外量取适量沸水,各加15 mL的甲、乙费林氏液,做空白样。加热样品液,保持沸腾约2min。抽滤,取硫酸铁铵溶液50 mL,分数次溶解漏斗中红色沉淀物,收集滤液,加入2 mol/L硫酸20 mL,用0.02mol/L高锰酸钾标准滴定液滴定至微红色并保持30 s不褪色为终点。根据式(1)计算所得氧化亚铜质量:
X1=V-V0×N×71.54 (1)
式(1)中,X1—樣品中还原糖质量相当于氧化亚铜的质量(mg);V —测定用样品液消耗高锰酸钾标准溶液的体积(mL); V0—试剂空白消耗高锰酸钾标准溶液的体积(mL);N—高锰酸钾标准溶液的当量浓度(N)。
根据式(2)计算样品中还原糖含量:
粗多糖含量X2%=
m1m2×(100%-X)×V×1000×100×0.9×100%(2)
式(2)中,m1—查表得还原糖质量(mg);m2—原料质量(g);V—测定用样品溶液的体积(mL);X—样品水分含量(%);0.9—还原糖折算成多糖的换算系数。
2 结果与分析
2.1 标准曲线的绘制
取同一批菊花粉末按照“1.3”项下制备样品溶液,分别取1、2、4、6、8、10、15、20 mL于费林氏液甲乙混合液中,按照“1.4”项下试验,以减去空白后样液消耗的高锰酸钾滴定液的体积为纵坐标,取样量为横坐标,绘制标准曲线,进行线性回归得:y=0.388 8x+0.059 2,R2=0.999 1。附图结果表明,高锰酸钾滴定法检测菊花多糖具有良好的线性关系。
2.2 回收率试验
取同一批菊花粉末按照“1.3”项下制备样品溶液,量取5 mL样品溶液至锥形瓶中,分别加入2、4、6、8、10 mL的 1 mg/mL葡萄糖溶液,测定还原糖的量。由表1可知,该试验方法的平均回收率为102.5%,RSD值为4.5%,表明方法准确性良好。
2.3 精密度试验
取同一批菊花样品,按照“1.3”项下方法平行制备并测定6份平行样中的粗多糖含量。由表2可见,多糖含量的RSD为3.8%,表明方法准确性良好。
2.4 稳定性试验
将菊花多糖水解液,分别放置0、12、24、48h后再按照 “1.4”项下方法测定。由表3可见,多糖含量的 RSD值为3.6%,表明样品溶液在48 h内基本稳定。
2.5 样品含量测定
称取不同产地菊花,每个产地测定5个批次,每批次处理1份样品,按照上述“1.3”项下制备方法,制备样品溶液,按照“1.4”项下方法进行测定,计算不同产地菊花多糖的含量。由表4可知,不同产地杭白菊中多糖含量差异较明显,其中山东临沂产的多糖含量最高,为8.10%。 3 结论
因多糖组成和结构本身比较复杂,不同来源的多糖理化性质差异较大,目前还没有统一的测定方法。菊花多糖的测定方法目前研究较多的为苯酚-硫酸法,而其他测定方法研究的较少。苯酚-硫酸法虽准确性高、重复性良好,但需用到高浓度硫酸和有一定毒性的苯酚,致操作安全性相对较低。本研究采用高锰酸钾法首次对杭白菊多糖进行了测定,结果表明,该方法的线性关系、精密度、重复性、回收率及稳定性均较好。另外,鉴于方法简单、易掌握、安全性好、无需使用高级仪器等优点,便于药材种植户和生产企业等对菊花进行质控,可行性和实用性较好。
通过对5个地区所产杭白菊的多糖含量进行检测分析,结果显示其多糖含量分布范围为5.27% ~ 8.72%,差异较明显,其中以山东临沂为最高、江苏射阳最低。
整体来看,地理位置偏北的产区比偏南的产区出产的杭白菊多糖含量高。对于这一现象,可研究杭白菊的地理位置、环境气候、栽培技术等因素对多糖含量的影响来进一步分析阐明。
参考文献
[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[M].北京:中国医药科技出版社,2015:310.
[2]杨朝帆,董诚明,邢冰,等.不同产地菊花质量研究[J].中国现代中药,2018,20(6):716-720.
[3]王春霞.菊花化学成分的研究进展[J].中药材,2004,27(3):224-226.
[4]李文超,顾有方,陈会良.菊花多糖的研究进展[J].中国野生植物资源,2012,31(2):1-3.
[5]郝亚成,陈云,李文治,等.菊花多糖的抗氧化及抗肿瘤活性研究[J].粮食与油脂,2017,30(5):75-80.
[6]范灵婧,倪鑫炎,吴纯洁,等.菊花多糖的结构特征及其对NF-kB和肿瘤细胞的活性研究[J].中草药,2013,44(17):2364-2371.
[7]周保柱,洪慧,张培,等.不同产地菊花多糖的抗氧化活性研究[J].华西药学杂志,2019,34(3):307-310.
[8]Zheng C P,Dong Q,Chen H J,et al.Structural characterization of a polysaccharide from Chrysanthemum morifolium flowers and its antioxidant activity [J].Carbohydrate Polymers,2015,130(5):113-121.
[9]Zheng C P,Dong Q,Du Z Y,et al.Structural elucidation of a polysaccharide from Chrysanthemum morifolium flowers with anti-angiogenic activity [J].International Journal of Biological Macromolecules,2015(79):674-680.
[10]汪涛,郭巧生,毛鹏飞,等.不同产地杭菊植物学特征比较[J].中国中药杂志,2012(23):35-36.
Abstract:ObjectiveTo establish a method for the determination of polysaccharides in Hangzhou white chrysanthemum and to compare the differences in polysaccharides content of Hangzhou white chrysanthemum from different habitats to provide scientific evidence for its quality evaluation.MethodThe potassium permanganate method was used to determine the polysaccharides content of Hangzhou white chrysanthemum from 5 habitats and the methodology was investigated.ResultThe linear relationship,precision,repeatability,recovery and stability of the method were consistent with requirements.The polysaccharides content in Hangzhou white chrysanthemums from different habitats was 5.27%~8.72%.ConclusionThe content of polysaccharides in Hangzhou white chrysanthemum from different habitats is different.Among the samples evaluated,the polysaccharide content of Hangzhou white chrysanthemum from Linyi area in Shandong province is the highest.
Keywords:Hangzhou white chrysanthemum;Chrysanthemum morifolium;polysaccharides;Potassium Permanganate Method
(責任编辑 唐建敏)
关键词:杭白菊;菊花;多糖;高锰酸钾法
菊花系菊科植物菊的干燥头状花序,味甘、性寒,具有散风清热、明目、解毒等功效[1]。作为药食两用植物,菊花在我国已有3 000 多年的栽培历史[2]。菊花的化学成分较为复杂,主要有黄酮类、挥发油类、绿原酸、多糖类等[3-4]。其中,菊花多糖有抗氧化、抗肿瘤、免疫调节、降血糖等多种药理活性[5-9],具有良好的预防保健作用。杭白菊原产于浙江桐乡地区,近年来由于市场需求不断扩大,杭白菊已在全国多地引种栽培[10]。但由于各产地的气候环境、栽培方式等差异,造成各地杭白菊的质量不一。本研究采用高锰酸钾法对不同产地杭白菊中的多糖含量进行测定评价,以期为杭白菊的质量控制、引种栽培及综合开发利用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
杭白菊(产地浙江桐乡、江苏射阳、山东临沂、河南武陟、安徽亳州),购自于市场。试剂:无水乙醇、浓盐酸、浓硫酸、硫酸铁铵、硫酸铜、酒石酸钾钠、氢氧化钠、高锰酸钾、葡萄糖(105℃恒温烘干至恒重)等,均为分析纯。
甲费林氏液:称取34.91 g分析纯CuSO4·5H2O于煮沸过的水中,稀释至500 mL。乙费林氏液:称取173g分析纯酒石酸钾钠及50g分析纯氢氧化钠于煮沸过的水中,稀释至500 mL。硫酸铁铵溶液:称取135 g硫酸铁铵,加水适量,边超声边搅拌溶解,并稀释到1 000 mL。高锰酸钾标准滴定液(0.1N):称取3.3 g高锰酸钾于1 000 mL水中,缓缓煮沸20~30min,冷却后于暗处密闭保存数日,用耐酸滤过漏斗过滤,保存于棕色瓶中。
1.2 试验仪器
HH-2 型数显恒温水浴锅,江苏金坛市富华仪器有限公司;LXJ-IIB离心机,上海安亭;BS224S 型电子天平,德国赛多利斯。
1.3 菊花多糖供试液的制备
取菊花粉末(过2号筛)约2.0 g,精密称定,加40倍水至烧瓶中,100 ℃回流提取2h,提取完毕后,趁热抽滤,将滤渣和滤纸置烧瓶中,重复上述提取1次,合并两次滤液,水浴蒸至约15 mL。转移,称重,加入3倍重量的95%乙醇,静置4h以上,离心,再经75%乙醇洗涤,沉淀物转移烧瓶中,加入25%盐酸15 mL,沸水浴中回流水解2h,过滤,定容。
1.4 菊花多糖含量的测定
吸取甲、乙费林氏液各15 mL,置于三角瓶中,加入样品水解液10 mL,另外量取适量沸水,各加15 mL的甲、乙费林氏液,做空白样。加热样品液,保持沸腾约2min。抽滤,取硫酸铁铵溶液50 mL,分数次溶解漏斗中红色沉淀物,收集滤液,加入2 mol/L硫酸20 mL,用0.02mol/L高锰酸钾标准滴定液滴定至微红色并保持30 s不褪色为终点。根据式(1)计算所得氧化亚铜质量:
X1=V-V0×N×71.54 (1)
式(1)中,X1—樣品中还原糖质量相当于氧化亚铜的质量(mg);V —测定用样品液消耗高锰酸钾标准溶液的体积(mL); V0—试剂空白消耗高锰酸钾标准溶液的体积(mL);N—高锰酸钾标准溶液的当量浓度(N)。
根据式(2)计算样品中还原糖含量:
粗多糖含量X2%=
m1m2×(100%-X)×V×1000×100×0.9×100%(2)
式(2)中,m1—查表得还原糖质量(mg);m2—原料质量(g);V—测定用样品溶液的体积(mL);X—样品水分含量(%);0.9—还原糖折算成多糖的换算系数。
2 结果与分析
2.1 标准曲线的绘制
取同一批菊花粉末按照“1.3”项下制备样品溶液,分别取1、2、4、6、8、10、15、20 mL于费林氏液甲乙混合液中,按照“1.4”项下试验,以减去空白后样液消耗的高锰酸钾滴定液的体积为纵坐标,取样量为横坐标,绘制标准曲线,进行线性回归得:y=0.388 8x+0.059 2,R2=0.999 1。附图结果表明,高锰酸钾滴定法检测菊花多糖具有良好的线性关系。
2.2 回收率试验
取同一批菊花粉末按照“1.3”项下制备样品溶液,量取5 mL样品溶液至锥形瓶中,分别加入2、4、6、8、10 mL的 1 mg/mL葡萄糖溶液,测定还原糖的量。由表1可知,该试验方法的平均回收率为102.5%,RSD值为4.5%,表明方法准确性良好。
2.3 精密度试验
取同一批菊花样品,按照“1.3”项下方法平行制备并测定6份平行样中的粗多糖含量。由表2可见,多糖含量的RSD为3.8%,表明方法准确性良好。
2.4 稳定性试验
将菊花多糖水解液,分别放置0、12、24、48h后再按照 “1.4”项下方法测定。由表3可见,多糖含量的 RSD值为3.6%,表明样品溶液在48 h内基本稳定。
2.5 样品含量测定
称取不同产地菊花,每个产地测定5个批次,每批次处理1份样品,按照上述“1.3”项下制备方法,制备样品溶液,按照“1.4”项下方法进行测定,计算不同产地菊花多糖的含量。由表4可知,不同产地杭白菊中多糖含量差异较明显,其中山东临沂产的多糖含量最高,为8.10%。 3 结论
因多糖组成和结构本身比较复杂,不同来源的多糖理化性质差异较大,目前还没有统一的测定方法。菊花多糖的测定方法目前研究较多的为苯酚-硫酸法,而其他测定方法研究的较少。苯酚-硫酸法虽准确性高、重复性良好,但需用到高浓度硫酸和有一定毒性的苯酚,致操作安全性相对较低。本研究采用高锰酸钾法首次对杭白菊多糖进行了测定,结果表明,该方法的线性关系、精密度、重复性、回收率及稳定性均较好。另外,鉴于方法简单、易掌握、安全性好、无需使用高级仪器等优点,便于药材种植户和生产企业等对菊花进行质控,可行性和实用性较好。
通过对5个地区所产杭白菊的多糖含量进行检测分析,结果显示其多糖含量分布范围为5.27% ~ 8.72%,差异较明显,其中以山东临沂为最高、江苏射阳最低。
整体来看,地理位置偏北的产区比偏南的产区出产的杭白菊多糖含量高。对于这一现象,可研究杭白菊的地理位置、环境气候、栽培技术等因素对多糖含量的影响来进一步分析阐明。
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[8]Zheng C P,Dong Q,Chen H J,et al.Structural characterization of a polysaccharide from Chrysanthemum morifolium flowers and its antioxidant activity [J].Carbohydrate Polymers,2015,130(5):113-121.
[9]Zheng C P,Dong Q,Du Z Y,et al.Structural elucidation of a polysaccharide from Chrysanthemum morifolium flowers with anti-angiogenic activity [J].International Journal of Biological Macromolecules,2015(79):674-680.
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Abstract:ObjectiveTo establish a method for the determination of polysaccharides in Hangzhou white chrysanthemum and to compare the differences in polysaccharides content of Hangzhou white chrysanthemum from different habitats to provide scientific evidence for its quality evaluation.MethodThe potassium permanganate method was used to determine the polysaccharides content of Hangzhou white chrysanthemum from 5 habitats and the methodology was investigated.ResultThe linear relationship,precision,repeatability,recovery and stability of the method were consistent with requirements.The polysaccharides content in Hangzhou white chrysanthemums from different habitats was 5.27%~8.72%.ConclusionThe content of polysaccharides in Hangzhou white chrysanthemum from different habitats is different.Among the samples evaluated,the polysaccharide content of Hangzhou white chrysanthemum from Linyi area in Shandong province is the highest.
Keywords:Hangzhou white chrysanthemum;Chrysanthemum morifolium;polysaccharides;Potassium Permanganate Method
(責任编辑 唐建敏)