木犀草素酯化物的制備及其抗氧化活性研究*

吳 春，杜成琨

（哈爾濱商業(yè)大學(xué) 食品工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150076）

木犀草素酯化物的制備及其抗氧化活性研究*

吳 春，杜成琨

（哈爾濱商業(yè)大學(xué) 食品工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150076）

利用月桂酰氯酯化制備了脂溶性木犀草素。利用正交實(shí)驗(yàn)研究了反應(yīng)物配比、反應(yīng)溫度及反應(yīng)時(shí)間對(duì)制備木犀草素酯化物的影響。通過紅外光譜對(duì)酯化物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，并考察木犀草素酯化物在大豆油中的溶解性和抗氧化活性。制備木犀草素酯化物的最佳反應(yīng)條件是：反應(yīng)物配比n(木犀草素)∶n(月桂酰氯)=1∶2、反應(yīng)溫度50℃、反應(yīng)時(shí)間5h，其在大豆油中的溶解度為2.02×104μg/mL，且在相同濃度下，抗氧化活性優(yōu)于二丁基羥基甲苯(BHT)。結(jié)果表明：木犀草素酯化物在大豆油中的溶解度明顯提高，并具有良好的抗氧化性能。

木犀草素;酯化;抗氧化活性

Abstract:In this experiment,lipid soluble luteolin had been synthesized by esterification of lauroyl chloride.The effects of reactants ratio,reaction temperature and time on the preparation of luteolin esters were studied by using the orthogonal experiments.And the structure of the prepared product was characterized by IR spectrum.The solubility and antioxidation properties of the product in soybean oils were examined.The optimal reaction conditions were showed as follows:the molar ratio of luteolin to lauroyl chloride was 1∶2 at 50℃,reaction time was 5h and reaction temperature was 50℃.The solubility of the product in the soybean oils was 2.02×104μg/mL.Under the condition of same concentration,the antioxidation activity of the luteolin laurate was better than BHT in oils.The solubility of the product in soybean oils was improved obviously and the product had good antioxidation properties.

Key words:Luteolin;esterification;antioxidation activity

前 言

木犀草素的化學(xué)名為3’,4’,5,7-四羥基黃酮(3’,4’,5,7-Tetralydroxyflanone)，化學(xué)式為 C15H10O6[1]。木犀草素是一種廣泛存在的天然黃酮，具有很強(qiáng)的抗氧化性及抗炎、抗癌作用[2]。木犀草素具有良好抗脂質(zhì)氧化能力，其最適添加量為0.02%左右。標(biāo)準(zhǔn)程序的化學(xué)分析研究表明，等摩爾濃度條件下的木犀草素與槲皮素及辣椒素相比，木犀草素具有最強(qiáng)的抗氧化活性[3]。

由于木犀草素難溶于油脂中，限制了其作為天然抗氧化劑的應(yīng)用。我國(guó)許多食用色拉油很容易氧化，即使未出廠貯存在加工廠的貯罐中，一般不超過3個(gè)月其POV值都已超標(biāo)[4]，研發(fā)脂溶性木犀草素以應(yīng)用到食用油脂中，將大大拓展木犀草素的應(yīng)用市場(chǎng)。將木犀草素進(jìn)行酯化修飾，就是利用化學(xué)合成的方法將木犀草素分子結(jié)構(gòu)的某些部位酯化，這樣可以改善其脂溶性，從而提高其在油脂體系中的抗氧化活性。但是，羥基數(shù)的減少會(huì)導(dǎo)致自身抗氧化活性降低。因?yàn)辄S酮類化合物在抗氧化過程中，主要是通過羥基與自由基反應(yīng)生成較穩(wěn)定的半醌式自由基，從而終止自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)[5]。為探討化學(xué)修飾對(duì)木犀草素性能的影響，利用月桂酰氯對(duì)木犀草素進(jìn)行酯化作用，研究制備木犀草素酯化物的條件及酯化物的抗氧化活性。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

木犀草素，98%，北京市奧博星生物技術(shù)有限公司；大豆油，市售；月桂酰氯，哈爾濱市東力化學(xué)試劑有限公司；吡啶、丙酮等試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

FA2004N電子天平（上海精密科學(xué)儀器有限公司）、PC-1000數(shù)顯式電熱恒溫水浴鍋（上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠）、SHZ-D（Ⅲ）循環(huán)水式真空泵（鞏義市英峪予華儀器廠）、GZX-DH-30×35電熱恒溫箱（上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠）、傅里葉變換紅外光譜儀（德國(guó)Bruker光譜儀器公司）

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 制備木犀草素酯化物

取木犀草素適量，置于250mL碘量瓶中，加入吡啶10mL和丙酮10mL，磁力攪拌至木犀草素完全溶解，緩慢滴加月桂酰氯，攪拌，置于指定溫度下反應(yīng)。反應(yīng)完畢后，將產(chǎn)物倒入過量蒸餾水中，析出大量固體，抽濾，冷水反復(fù)洗滌，干燥后得到黃色固體。

1.3.2 木犀草素酯化物的溶解度實(shí)驗(yàn)

取兩個(gè)碘量瓶，各盛大豆油100mL，分別逐漸加入木犀草素和木犀草素酯化物。超聲處理10min，然后于37℃，150r/min恒溫水浴中機(jī)械震蕩24h，室溫下靜置，觀察木犀草素是否完全溶解。若完全溶解，再加入適量木犀草素，重復(fù)上述操作[5]。

1.3.3 木犀草素酯化物的抗氧化活性實(shí)驗(yàn)

采用烘箱恒溫實(shí)驗(yàn)法，取50g大豆油，放入100mL燒杯中，敞口，按一定量加入抗氧化劑，混合均勻，將油樣放入60±0.5℃恒溫培養(yǎng)箱中恒溫保存，每隔24h攪拌一次，并交換它們?cè)谂囵B(yǎng)箱中的位置，定期測(cè)定油樣的過氧化值，同時(shí)以不加任何抗氧化劑的油樣為空白，作對(duì)照比較。POV值的測(cè)定采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5538-2005進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

在單因素的基礎(chǔ)上，對(duì)木犀草素酯化反應(yīng)進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)水平及結(jié)果分析如下表。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 1 The factors and levels of orthogonal experiment

由表2可以看出，反應(yīng)物配比對(duì)木犀草素酯化物的收率影響較大，反應(yīng)溫度其次，反應(yīng)時(shí)間影響最小。對(duì)木犀草素酯化物收率影響的三個(gè)因素的主次關(guān)系依次是：反應(yīng)物配比＞反應(yīng)溫度＞反應(yīng)時(shí)間。隨著反應(yīng)溫度的升高，產(chǎn)物收率提高。但溫度越高，木犀草素酚羥基被取代程度越大，相應(yīng)的抗氧化性就降低，為了保證產(chǎn)物的抗氧化活性，溫度不宜太高，所以取50℃。木犀草素酯化反應(yīng)的最佳反應(yīng)條件為：n（木犀草素）∶n（月桂酰氯）=1∶2，50℃反應(yīng)5h。由方差分析表得知，反應(yīng)物配比和反應(yīng)溫度對(duì)木犀草素酯化物的收率影響顯著，反應(yīng)時(shí)間對(duì)反應(yīng)的影響不顯著。

表2 正交實(shí)驗(yàn)直觀分析表Table 2 Intuitive analysis of the orthogonal experiment

表3 木犀草素酯化反應(yīng)方差分析表Table 3 Variance analysis of luteolin esterification

2.2 木犀草素酯化物的結(jié)構(gòu)表征

圖1 木犀草素紅外光譜圖Fig.1 IR spectra of luteolin

通過圖1和圖2可以看出，二者在3420cm-1處均有酚羥基吸收峰存在，酯化物在2900～3000cm-1處有明顯的甲基和亞甲基的特征吸收峰，說明木犀草素已引入了月桂酰氯的脂肪鏈烴。酯化物在1764cm-1處的吸收峰可充分證明木犀草素的羥基已與月桂酰氯發(fā)生了酯化反應(yīng)。

圖2 木犀草素月桂酰氯酯化物紅外光譜圖Fig.2 IR spectra of luteolin laurate

2.3 木犀草素酯化物的溶解度實(shí)驗(yàn)

表4 木犀草素及其酯化物在大豆油中的溶解度Table 4 Solubility of luteolin and luteolin laurate in soybean oils

由表4得出，酯化后的木犀草素在大豆油中的溶解度大大提高，是酯化前木犀草素的27倍。這是因?yàn)橥ㄟ^分子修飾，可以提高物質(zhì)的原有特性，使其作用效果更高更好，另一方面通過引入各種功能基團(tuán)而賦予其新的生理活性[7]。通過酯化修飾作用，木犀草素引入了親油性基團(tuán)生成酯。從而提高了脂溶性，能讓木犀草素酯化物更好地應(yīng)用于油脂當(dāng)中。

2.4 木犀草素酯化物的抗氧化活性實(shí)驗(yàn)

POV值越低，說明過氧化程度越低，相應(yīng)的抗氧化效果越好。由表5得知，大豆油中木犀草素酯化物添加量的不同，POV值有所不同。隨著木犀草素酯化物在油中的添加量越多，其POV值越低，抗氧化活性越好。這是因?yàn)槟鞠菟仵セ镌谟椭械娜芙庑栽鰪?qiáng)，抗氧化性隨之提高。在最適添加量0.02%時(shí)，有很好的抗氧化活性，能抑制大豆油的氧化，并且優(yōu)于等濃度的二丁基羥基甲苯（BHT）。

表5 不同添加量的木犀草素酯化物對(duì)大豆油抗氧化性的影響Table 5 Effects of various amounts of luteolin laurate on antioxidation activities of soybean oils

3 結(jié) 論

通過實(shí)驗(yàn)制備了木犀草素月桂酰氯酯化物，最佳的反應(yīng)條件是木犀草素與月桂酰氯的摩爾比為1∶2，反應(yīng)溫度50℃、反應(yīng)時(shí)間5h。木犀草素酯化物在大豆油中的溶解度為2.02×104μg/mL，是酯化前木犀草素的27倍。酯化后的木犀草素除具備了良好的脂溶性外，還保存了良好的抗氧化性能，在最適添加量0.02%時(shí)，抗氧化活性優(yōu)于等濃度的人工合成抗氧化劑BHT。這為木犀草素作為天然抗氧化劑應(yīng)用于油脂中提供了理論依據(jù)。

［1］張偉敏,張盛林.木犀草素的研究現(xiàn)狀［J］.中國(guó)食品添加劑,2005(2):11～16.

［2］LI JINGFEN,WANG LISHENG.Synthesis,characterization,and anti-inflammatory activities of rare earth metal complexes of luteolin［J］.Medicinal Chemistry Research,2011(20):88～92.

［3］白海強(qiáng),劉力恒.木犀草素研究進(jìn)展［J］.大眾科技,2007(9):132～133.

［4］王洪新,聶小華.油溶性茶多酚—茶多酚脂肪酸酯的研制［J］.食品科學(xué),2004,25(12):92～96.

［5］李衛(wèi),鄭成.酯化修飾對(duì)二氫楊梅素性能的影響［J］.食品科學(xué),2011,32(1):66～69.

［6］蔡美平,劉陽(yáng).木犀草素自乳化制劑處方研究［J］.今日藥學(xué),2010(3):36～38.

［7］劉曉輝,江和源.兒茶素?；揎椦芯窟M(jìn)展［J］.茶葉科學(xué),2009,29(1):1～8.

Synthesis of Luteolin Esters and Its AntioxidationActivity

WU Chun and DU Cheng-kun

（College of Food Engineering,Harbin University of Commerce,Harbin 150076,China）

TQ 314.249

A

1001-0017（2012）02-0016-03

2011-09-07 *基金項(xiàng)目：黑龍江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（編號(hào)：B201001）

吳春（1962-），女，天津市人，教授，主要研究方向：食品化學(xué)。