張曉旭 周錫欽 劉紅芹 徐寶財(cái)
摘 要 胡椒堿是胡椒中的主要活性成分之一,具有抗炎、抑菌、抗氧化等活性,更有潛力被開(kāi)發(fā)為新的抗癌藥物。本文重點(diǎn)介紹胡椒堿的提取分離方法以及檢測(cè)方法,以期為相關(guān)的科學(xué)研究提供參考。
關(guān)鍵詞 胡椒堿;提取分離;檢測(cè);進(jìn)展
中圖分類號(hào) Q949.732.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A
Abstract Piperine, which is one of the main active ingredients of pepper, has many biological activities, such as the anti-inflammatory, antibacterial, anti-oxidation and so on. It also has the potential to be developed as a new anticancer drug. In this paper, the extraction, separation and determination methods of piperine are introduced as the focal points, with a view to provide references for relevant scientific research.
Key words piperine; extraction and separation; determination; progress
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2018.05.030
胡椒(Piper nigrum Linn.)又名白川、浮椒及王椒,是胡椒科、胡椒屬常綠熱帶藤本植物,原產(chǎn)于印度,1947年引入中國(guó),在海南省、云南省西部、廣東省湛江地區(qū)、廣西南部和福建省云宵縣部分地區(qū)等都有種植,其中海南省是主產(chǎn)區(qū)。目前胡椒的種植面積超過(guò)3×104 hm2,占世界總面積排名第6位,年總產(chǎn)量超過(guò)3×107 kg,世界排名第5位。胡椒的未成熟果實(shí)干后,去皮皺縮為黑,稱之為黑胡椒,成熟果脫皮而白,稱之為白胡椒。胡椒中的活性成分主要是酰胺類化合物,其中尤以胡椒堿活性最強(qiáng)、含量也最多。胡椒堿不僅可以作為香料和調(diào)味料,還具有非常重要的藥用價(jià)值,如抗炎鎮(zhèn)痛、抗腫瘤、抗驚厥、抗抑郁、健胃、抑菌、降血糖和肝保護(hù)作用等[1-6]。另外,胡椒堿對(duì)羥基有較好的清除作用,還可作為抗氧化劑[7]。同時(shí)胡椒堿也被證明可以提高四環(huán)素、鏈霉素、異煙肼和乙胺丁醇等藥物的生物利用度[8]。已有研究表明,胡椒經(jīng)加工后可得到胡椒堿,其附加值可提高10倍[9]。由于胡椒堿的功能作用,無(wú)論是食品工業(yè)還是醫(yī)藥工業(yè)中都需要更高純度的胡椒堿,因此,開(kāi)發(fā)出純度更高、質(zhì)量好、產(chǎn)率高、成本低的天然胡椒堿產(chǎn)品進(jìn)入世界市場(chǎng),將有利于發(fā)展中國(guó)的胡椒產(chǎn)業(yè),對(duì)提高農(nóng)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和綜合利用率等都有著重要的意義。
目前胡椒堿的提取方法主要有有機(jī)溶劑提取法和酸水解法等,胡椒堿的含量測(cè)定方法主要有高效液相色譜法、紫外分光光度法和薄層色譜法等。本綜述主要分析、總結(jié)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外提取分離和測(cè)定胡椒堿的一些研究報(bào)道,以期為相關(guān)方面的科學(xué)研究提供參考。
1 胡椒堿的提取分離
1.1 超臨界流體萃?。⊿upercritical fluid extraction,SFE)
SFE特別適合富含生物活性的天然物質(zhì)的提取分離,它是以超臨界流體作為萃取媒介,利用超臨界流體的溶劑化效應(yīng)溶解待分離的液體或固體混合物,然后通過(guò)減壓或調(diào)解溫度來(lái)降低其密度,從而降低其溶劑能力,使萃取物得到分離。SFE因具有分離工藝簡(jiǎn)單、萃取效率高等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用到食品、醫(yī)藥和化工領(lǐng)域等,其中以CO2 為溶劑的SFE技術(shù)因其對(duì)有機(jī)物溶解能力強(qiáng)、選擇性好,且CO2無(wú)毒、惰性、易得,已成為SFE技術(shù)中最為重要的研究和應(yīng)用技術(shù)。
Andrade等[10]采用超臨界CO2法提取胡椒中的胡椒堿,研究表明最佳提取工藝條件為:提取溫度為40 ℃,壓力為200 bar,無(wú)水乙醇添加量為7.5 %(V:V),CO2恒定溶劑流速為(8±2) g/min。Dutta等[11]利用超臨界CO2法提取胡椒中的胡椒堿,從20 g平均粒徑為0.42 mm的胡椒粉中提取胡椒堿的最佳條件為:提取溫度為60 ℃,壓力為300 bar,提取時(shí)間為45 min,CO2流量為2 L/min。Grinevicius等[12]采用超臨界CO2法從黑胡椒中提取抗腫瘤活性物質(zhì),研究表明,其主要成分為胡椒堿和萜類化合物,當(dāng)提取溫度為40 ℃,壓力為200 bar,CO2流量為(8±2) g/min時(shí),提取物的抗腫瘤活性最高,此時(shí)提取物中胡椒堿的含量也最高(6.035±0.014)%。
1.2 酶輔助超臨界二氧化碳提取
酶輔助超臨界二氧化碳提取技術(shù)是一種比較新興的試驗(yàn)手段,可以更加有效地提高胡椒堿的提取產(chǎn)率。Dutta等[11]利用此方法提取黑胡椒中的胡椒堿,所用酶為α-淀粉酶(來(lái)自地衣芽孢桿菌),研究對(duì)比了酶添加前后胡椒堿提取物產(chǎn)率的變化,并在分批和連續(xù)模式下進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。研究表明最佳酶配比為:酶量:黑胡椒粉=1:5 000,時(shí)間為2.25 h,CO2流量為2 L/min。在連續(xù)模式下,酶的比活性提高了2.13倍,批量模式呈現(xiàn)1.25倍增加,同時(shí)胡椒堿提取物的產(chǎn)率均有明顯增長(zhǎng)。
1.3 酶法提取
酶法提取中草藥活性物質(zhì)是提取工藝的一大發(fā)展,近年來(lái)酶技術(shù)在植物有效成分提取方面的研究已有不少,其中纖維素酶的應(yīng)用最為廣泛,效果也較為顯著。植物細(xì)胞壁的主要成分為纖維素和果膠,添加纖維素酶能有效地破壞細(xì)胞壁,從而有利于細(xì)胞中的活性成分的溶出。利用超聲輔助酶法可進(jìn)一步強(qiáng)化纖維素的酶解作用,提高目標(biāo)物質(zhì)的提取率。劉笑[13]利用纖維素酶提取白胡椒中的胡椒堿,在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行條件優(yōu)化,確定3.0 g白胡椒粉中提取胡椒堿的最佳工藝為:纖維素酶為6 mg,酶解溫度為50 ℃,酶解液pH值為7,時(shí)間為6 h,此條件下提取物中胡椒堿的含量可達(dá)5.29 %。
1.4 有機(jī)溶劑法
胡椒堿幾乎不溶于水,微溶于乙酸,可溶于苯或醋酸,易溶于氯仿和乙醇,因此可用有機(jī)溶劑法萃取。徐士明等[14]利用85%的乙醇提取胡椒中的胡椒堿,確定最佳工藝條件為:回流提取2次,乙醇(體積):胡椒(質(zhì)量)為10:1,濾液合并,濃縮,動(dòng)態(tài)冷卻結(jié)晶,無(wú)水乙醇多次結(jié)晶,提取的胡椒堿純度大于98 %。Subramanian等[15]用甲醇作為萃取溶劑,利用索氏抽提技術(shù)提取胡椒中的胡椒堿,測(cè)得粗胡椒堿的含量為3.80%。
1.5 超聲波輔助有機(jī)溶劑萃取法
超聲波輔助有機(jī)溶劑萃取法是一種現(xiàn)代的分離方法。超聲波的空化作用會(huì)產(chǎn)生極大壓力,提高細(xì)胞壁的通透性,有助于細(xì)胞中有效成分的迅速釋放。同時(shí)超聲的振動(dòng)效應(yīng)和熱效應(yīng)可增加傳質(zhì)系數(shù),增大溶質(zhì)的接觸面積,進(jìn)而增加溶質(zhì)的溶解度。該法具有時(shí)間短、效率高和常溫即可進(jìn)行的優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于天然物料的提取分離[16]。Rathod等 [17]采用超聲輔助有機(jī)溶劑法從胡椒中提取胡椒堿,用乙醇作為提取溶劑,提取時(shí)間18 min,料液比為1:10,超聲功率為125 W,超聲頻率為25 kHz,溫度為50 ℃。研究表明胡椒堿的提取效率比傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑提取法要高。陳盛余等[18]采用超聲波輔助有機(jī)溶劑萃取法從胡椒中提取胡椒堿,最佳工藝條件為:乙醇體積分?jǐn)?shù)為95%,提取時(shí)間為45 min,提取溫度為70 ℃,料液比1:30(g:mL)。此條件下,提取物中胡椒堿的含量可達(dá)6.12 %。
1.6 加壓液體萃取法(Pressurized liquid extraction,PLE)
加壓液體萃取法(PLE)是由連續(xù)溶劑流過(guò)固定的含有固體顆粒的萃取柱進(jìn)行萃取,其特點(diǎn)是需要溶劑較少且具有較高的提取效率,同時(shí)還可減少萃取時(shí)間[19-20]。Andrade等[10]用乙醇作為PLE溶劑,將20 g研磨的黑胡椒粉裝入提取容器中,壓力設(shè)置為100 bar,溫度為40 ℃,乙醇流速保持在3 mL/min,提取時(shí)間為60 min。
1.7 離子液體的超聲波輔助提取法(Ionic liquid-based ultrasonic-assisted extraction,ILUAE)
Cao等[21]采用基于系列1-烷基-3-甲基咪唑離子液體的超聲波輔助提取法(ILUAE)從白胡椒中提取胡椒堿,評(píng)價(jià)了烷基鏈長(zhǎng)度和陰離子種類對(duì)胡椒堿的提取效率的影響,結(jié)果表明其對(duì)胡椒堿的萃取效率都有顯著的影響。
1.8 微波輔助有機(jī)溶劑提取法
微波輔助有機(jī)溶劑提取法的原理是以溶液內(nèi)的離子和分子接受微波輻射獲得能量而升溫為基礎(chǔ),從而提高溶質(zhì)進(jìn)入溶劑的能力,此方法的優(yōu)點(diǎn)是耗能低、時(shí)間短、效率高并可節(jié)省萃取劑的使用
量[22]。王友志等[23]采用微波輔助有機(jī)溶劑法提取胡椒中的胡椒堿,確定最佳提取工藝為:乙醇濃度為80 %,微波功率為500 W,提取時(shí)間為60 min,提取溫度為55 ℃,料液比80:50,此條件下提取物中胡椒堿的含量可達(dá)4.12 %。
1.9 超聲波—微波協(xié)同萃取法
超聲波—微波協(xié)同萃取儀中設(shè)有冷凝裝置,可以極大提高胡椒堿中胡椒油樹脂的得率,減少其揮發(fā)性成分的損失。吳桂蘋等[24]以黑胡椒為主要原料,研究熱回流提取、索氏抽提和超聲波—微波輔助等提取方法對(duì)胡椒油樹脂得率的影響,并用HPLC分析測(cè)定胡椒堿的含量。結(jié)果表明,不同提取方法所得胡椒油樹脂及胡椒堿含量有顯著性差異,其中超聲波—微波協(xié)同萃取法得到的胡椒油樹脂的得率最高。
1.10 酸水解法
胡椒堿在水中基本不溶,可以在水中加入酸使得胡椒堿轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的胡椒堿鹽溶解于水中,從而被提取出來(lái)。Aziz等[25]采用醋酸作為提取溶液從黑胡椒中提取胡椒堿,15 g黑胡椒使用500 g溶劑,提取物中胡椒堿的含量可達(dá)3.0 %。
比較、分析胡椒堿的提取效果及工藝參數(shù),總結(jié)出了各種提取方法的優(yōu)缺點(diǎn)(表1)。
2 胡椒堿的檢測(cè)方法
有關(guān)胡椒堿純度的測(cè)定,人們已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究。目前最常用的方法有高效液相色譜法(HPLC)、紫外分光光度法和薄層色譜法等。
2.1 高效液相色譜法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)
HPLC法作為一種新型的分離分析技術(shù),簡(jiǎn)便、靈敏、準(zhǔn)確、專屬性強(qiáng),是當(dāng)今使用最為廣泛的技術(shù)方法。王新靈等[26]利用HPLC法檢測(cè)胡椒中的胡椒堿,色譜柱為Diamonsil C18柱,流動(dòng)相為甲醇,流速為0.25 mL/min,柱溫為25 ℃,進(jìn)樣量為0.2 μL。楊秋霞等[27]采用HPLC法測(cè)定八味肉桂膠囊4種成分的含量,所用色譜柱為5C18-MS-II柱(4.6 mm × 250 mm,5 μm),乙腈—1%的乙酸梯度洗脫,流速為1.0 mL/min,檢測(cè)波長(zhǎng)為230 nm,柱溫為35 ℃。研究結(jié)果表明胡椒堿的平均回收率為100.46 %,RSD為2.41%(n=6)。
2.2 反相高效液相色譜法(Reversed phase high performance liquid chromatography,RP-HPLC)
RP-HPLC法具有操作簡(jiǎn)便、可靠性高、準(zhǔn)確性高和重現(xiàn)性好的優(yōu)點(diǎn)。葉靜等[28]建立了一種測(cè)定紅花如意膠囊中胡椒堿含量的 RP-HPLC法。他們采用Kromasil C18色譜柱(150 mm × 4.6 mm,5 μm),以甲醇—水(64:36,V:V)為流動(dòng)相,流速為 1.0 mL/min,檢測(cè)波長(zhǎng)為343 nm,柱溫為30 ℃。研究表明胡椒堿含量在0. 0416~0. 228 μg范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系(r2 =0.999 8),平均回收率為98.82%(n = 6),RSD為1.1%。黃毅等[29]利用RP-HPLC法測(cè)定牙膏中胡椒堿的含量,色譜柱是Kromat Universil C18柱(250 mm × 4.6 mm,5 μm),流動(dòng)相為甲醇—水(70:30,V:V),檢測(cè)波長(zhǎng)為343 nm,流速為1 mL/min,柱溫為35 ℃,研究表明胡椒堿在0.5 ~15 μg/mL范圍呈良好的線性關(guān)系(r2=0.999 9),胡椒堿的平均回收率在92.09%~118.20%之間。Shah等[30]采用RP-HPLC法檢測(cè)胡椒堿的含量,他們采用C18柱,流動(dòng)相為二氫正磷酸氫鉀(pH=6.5)—乙腈(30:70,V:V),流速為1 mL/ min。
2.3 反相高效液相色譜—二級(jí)管陣列法(Reversed phase high performance liquid chromatography diode array detector,RP-HPLC-DAD)
Lu等[31]采用RP-HPLC-DAD方法檢測(cè)黑胡椒中的胡椒堿含量,所用色譜條件:Zorbax-SB C18柱(4.6 × 150 mm,3.5 μm;Agilent,Santa Clare,USA);流動(dòng)相A為0.1%磷酸水溶液,流動(dòng)相B為100 %乙腈;梯度洗脫:0 ~25 min,2%~ 25% B,25~32 min,25%~ 40% B,32~40 min,40%~50% B,40~50 min,50%~70% B;流速為0.75 mL/min;檢測(cè)波長(zhǎng)為280 nm;柱溫為30 ℃;進(jìn)樣量為25 μL。
2.4 紫外分光光度法
紫外分光光度法是一種測(cè)定胡椒堿含量的通用方法,具有操作簡(jiǎn)單、方便快捷的特點(diǎn)。Grinevicius等[12]采用紫外分光光度法確定了胡椒提取物中胡椒堿的存在。楊敏等[32]利用紫外可見(jiàn)分光光度法測(cè)定蓽茇藥材中的胡椒堿含量,溶劑為無(wú)水乙醇,檢測(cè)波長(zhǎng)為343 nm,研究表明胡椒堿在0.398~7.952 μg/mL范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系(r2=0.9995,n=6),RSD=1.10%。此方法檢測(cè)速度快、方便,但也存在準(zhǔn)確度不高、靈敏度較低和干擾物質(zhì)多等一些問(wèn)題。
2.5 薄層色譜法(Thin layer chromatography,TLC)
薄層色譜法是近幾年發(fā)展的快速分離和定性分析微量物質(zhì)的一種很重要的實(shí)驗(yàn)技術(shù),屬于固—液吸附色譜。此方法簡(jiǎn)便易行、靈敏、準(zhǔn)確,還具有樣品用量少、有機(jī)溶劑消耗少、檢測(cè)迅速和無(wú)固定相污染等優(yōu)勢(shì)。Rajopadhye等[33]研究了胡椒屬植物中胡椒堿的薄層色譜定量法,在GF254硅膠板上,用甲苯—乙酸乙酯—乙醚(6:3:1,V:V:V)展開(kāi)體系將胡椒堿進(jìn)行了有效的分離。分離后的試樣在波長(zhǎng)337 nm下掃描定量,胡椒堿的線性范圍為15~75 ng,加標(biāo)回收率為94.53%。Samten等[34]建立了一種簡(jiǎn)便廉價(jià)的TLC圖像分析方法,用于定量不丹傳統(tǒng)藥用制劑中胡椒堿的含量。他們使用數(shù)碼相機(jī)拍攝254 nm波長(zhǎng)紫外光下的TLC色譜圖像,并利用Scion Image軟件進(jìn)一步將其轉(zhuǎn)化成密度剖面圖,通過(guò)將其峰面積與在相同TLC板上的胡椒堿標(biāo)準(zhǔn)品建立的校準(zhǔn)曲線進(jìn)行比較來(lái)計(jì)算胡椒堿的濃度。校正數(shù)據(jù)的線性回歸分析顯示響應(yīng)與胡椒堿含量之間呈線性關(guān)系(r2= 0.996 2)。該方法的特異性、精度、準(zhǔn)確度和恢復(fù)率都令人滿意,缺點(diǎn)是其靈敏度稍低,檢測(cè)限為15.36 ng。
2.6 高效薄層色譜法(High Performance thin-layer chromatography,HPTLC)
HPTLC是TLC的增強(qiáng)形式,與HPLC和GC同屬痕量分析方法,可提高薄層色譜的分辨率,具有分離度好、準(zhǔn)確性高、低成本和高效率等特點(diǎn)。Alam等[35]利用HPTLC定量分析黑胡椒中的胡椒堿,流動(dòng)相是甲苯—乙酸乙酯—冰乙酸(7:3:0.5,V:V:V),薄層色譜板是玻璃背面的硅膠60F-254板,掃描波長(zhǎng)為280 nm。
2.7 氣質(zhì)聯(lián)用法(Gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)
Hussain等[36]利用GC-MS測(cè)定黑胡椒中的胡椒堿含量。使用的柱子是RTx?-1(30 m × 0.32 mm × 0.25 μm);升溫程序:初始溫度60 ℃,保持60 s,然后以10 ℃/min速率升溫至180 ℃并保持1 min,繼續(xù)以20 ℃/min速率升溫至280 ℃,保持15 min;載氣為氦氣(99.99%);電子電離(EI)電壓為70 eV。
2.8 氣質(zhì)聯(lián)用薄層色譜法
Delia[37]采用GC-MS聯(lián)用薄層色譜法鑒定黑胡椒中的胡椒堿,先采用薄層色譜法對(duì)胡椒堿進(jìn)行鑒定,使用的薄層板是Polygram Sil G/UV 254 Macherey Nagel,流動(dòng)相為甲苯—乙酸乙酯(70:30,V:V),UV檢查器(254,366 nm)。之后采用氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對(duì)胡椒堿的含量進(jìn)行定量,氣相色譜柱是MP-MS柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm),載氣為氦氣,溫度程序:初始溫度60 ℃,然后以3 ℃/min的速率升溫至250 ℃。研究結(jié)果表明該方法具有檢測(cè)迅速、簡(jiǎn)便易行、靈敏且樣品用量少和有機(jī)溶劑消耗少的優(yōu)點(diǎn)。
2.9 高效毛細(xì)管電泳法(High performance capillary electrophoresis,HPCE)
HPCE是依據(jù)樣品各組分之間淌度和分配行為上的差異而實(shí)現(xiàn)分離的電泳分離分析方法,具有電泳和色譜技術(shù)的雙重優(yōu)點(diǎn)。李和光等[38]利用HPCE鑒定白胡椒中的胡椒堿。電泳條件:石英毛細(xì)管柱(50 μm × 90 cm),緩沖液為Na2HPO4和NaH2PO4,分離電壓為28 kV,溫度為25℃,檢測(cè)波長(zhǎng)為343 nm。研究結(jié)果表明胡椒堿在0.05~0.30 mg/mL范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系(r2= 0.999 5)。但該方法存在一些弊端,如電滲會(huì)因樣品組成而變化,進(jìn)而影響分離重現(xiàn)性。
2.10 核磁共振法
核磁共振技術(shù)被廣泛用于分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定,并且還可用于定量分析,其原理是核磁共振信號(hào)的積分強(qiáng)度直接與該信號(hào)所代表的原子核數(shù)呈正比。趙丹[39]利用核磁共振一維和二維技術(shù)對(duì)胡椒堿進(jìn)行結(jié)構(gòu)解析,并利用核磁共振氫譜定量分析胡椒堿的含量,經(jīng)過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn),證明此方法操作簡(jiǎn)單、靈敏度高且重現(xiàn)性好。
2.11 高效液相色譜—串聯(lián)質(zhì)譜法(Liquid chromatography-tandem mass spectrometry, LC-MS/MS)
LC-MS/MS技術(shù)是把具有高分離能力的液相色譜和可以提供結(jié)構(gòu)信息的質(zhì)譜結(jié)合起來(lái),具有高靈敏度、選擇性的優(yōu)勢(shì),尤其是串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)的應(yīng)用,可以得到豐富有效的化合物結(jié)構(gòu)信息,從而建立快速、高效的分析研究體系。吳惠勤等[40]利用LC-MS/MS法測(cè)定地溝油中難揮發(fā)性微量雜質(zhì)成分之一的胡椒堿。樣品經(jīng)過(guò)提取分離后,在電噴霧正離子模式下以多反應(yīng)監(jiān)測(cè)方式采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行定性和定量測(cè)定。實(shí)際樣品測(cè)試表明,該方法簡(jiǎn)便快速、靈敏可靠,可作為地溝油鑒別的重要手段之一。Chithra等[41]從胡椒中分離出內(nèi)生真菌,然后利用HPLC法和LC-MS/MS法確定了內(nèi)生真菌分離物中胡椒堿的存在。Chen等[42]利用UPLC-MS/MS法測(cè)定血漿中的胡椒堿含量。樣品通過(guò)液—液萃取(LLE進(jìn)行預(yù)處理,0.2 %的甲酸—乙腈(50:50,V:V)等度洗脫,時(shí)間控制在5 min內(nèi),色譜柱是C18柱,正離子掃描,選擇性反應(yīng)檢測(cè),電噴霧電離,維拉帕米用作內(nèi)標(biāo)(IS)。當(dāng)胡椒堿濃度為1~1000 ng/mL時(shí),此方法具有良好的線性關(guān)系(r2=0.999),且具有良好的回收率、精密度和穩(wěn)定性,檢測(cè)限為1 ng/mL。
2.12 極譜法
胡椒堿化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有2個(gè)C=C鍵,在酸性條件下可在滴汞電極上發(fā)生還原反應(yīng),產(chǎn)生良好的一階導(dǎo)數(shù)差示脈沖極譜峰。韓文彬等[43]據(jù)此建立了胡椒堿的一階導(dǎo)數(shù)差示脈沖極譜定量測(cè)定法(FD-DPP),實(shí)驗(yàn)表明,胡椒堿的FDDPP峰電位為-0.86 V(pH=4.60),可作為胡椒堿的定性參考。此法操作簡(jiǎn)便、快速、選擇性較好。
2.13 電噴霧電離質(zhì)譜法(Electrospray ionization mass dpectrometr,ESI-IT-MS)
ESI-IT-MS作為一種較新的分析手段,越來(lái)越廣泛地被人們所利用。該方法檢測(cè)快速,可有效與各種色譜聯(lián)用,用于復(fù)雜體系分析,并且可同時(shí)提供精確的分子質(zhì)量和結(jié)構(gòu)信息。Grinevicius等[12]采用ESI-IT-MS法確定了胡椒提取物中胡椒堿的存在。該方法的缺點(diǎn)是每一個(gè)電噴霧的變量如真空度、電勢(shì)、溶劑的揮發(fā)性、溶液的導(dǎo)電性、電解質(zhì)的濃度和樣品液的各種物理特性等都有一個(gè)應(yīng)用的限制范圍,另外,實(shí)驗(yàn)參數(shù)或技術(shù)條件必須根據(jù)需要解決的問(wèn)題去仔細(xì)選擇。
2.14 膠束電動(dòng)色譜法(Micellar electrokinetic chromatography,MEKC)
MEKC是一種非常有效的分離分析方法,被分離組分在流動(dòng)相和由膠束構(gòu)成的固定相之間分配,由于其在兩相之間的保留能力不同而實(shí)現(xiàn)分離。Carolina等[44]采用MEKC分離鑒定花蜜中的生物堿—胡椒堿。Capel?105M毛細(xì)管電泳儀;熔融石英毛細(xì)管長(zhǎng)57 cm(有效長(zhǎng)度50 cm);毛細(xì)管處理程序:依次用蒸餾水、0.1 mol/L NaOH溶液、蒸餾水各清洗5 min,最后用緩沖液(20 mmol/L硼酸鈉,100 mmol/L SDS,pH 9.30)沖洗3 min;分離電壓為20 kV;毛細(xì)管溫度為25 ℃;樣品以30 bar壓力進(jìn)樣3 s;檢測(cè)波長(zhǎng)為220 nm;2次進(jìn)樣之間依次用用蒸餾水清洗3 min、0.10 mol/L的NaOH溶液清洗2 min、蒸餾水清洗2 min。
2.15 高效液相色譜分離與電噴霧電離三重串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用法(High performance liquid chromatography electrospray ionization mass spectrometry ,HPLC-ESI-MS/MS)
Liu等[45]建立了一種簡(jiǎn)便、快速、靈敏和準(zhǔn)確的HPLC-ESI-MS/MS方法,可以同時(shí)鑒定分析蓽茇中的5種特征組分:胡椒堿、蓽茇明寧堿、Δα,β-二氫蓽茇明寧堿、墻草堿和胡椒新堿。采用的色譜條件:Phenomenex Gemini C18反相柱(50 mm×2.00 mm,5 μm);流動(dòng)相A為水(含0.1%甲酸),流動(dòng)相B為乙腈(含0.1%甲酸);流動(dòng)相梯度洗脫:0~0.50 min,2% B,0.50~3.10 min,2%~98% B,3.10~4.00 min,98% B,4.00~4.01 min,2%~98% B,4.01~5.50 min,2% B;流速:0.55 mL/min;柱溫:室溫;進(jìn)樣量:10 μL。質(zhì)譜條件:采用 ESI電離源,正離子掃描,MRM檢測(cè)模式。研究表明該方法顯示出良好的特異性、線性(r2>0.995)、穩(wěn)定性(RSD<2.53%)、重復(fù)性(RSD<2.58%)和回收率(90.0%~103.5 %)。Liu等[46]采用UFLC-ESI-MS/MS方法分析大鼠血漿中的胡椒堿,利用乙腈和乙酸進(jìn)行梯度洗脫,研究表明該方法顯示良好的靈敏度和較低的檢出限(1.0 ng/mL),但該方法存在的主要問(wèn)題是回收范圍(86.6%~120%)較低。
經(jīng)分析、對(duì)比總結(jié)出了檢測(cè)胡椒堿的各種方法的利弊(表2)。
3 展望
胡椒堿作為胡椒中主要的活性化學(xué)物質(zhì),具有抗氧化和免疫調(diào)節(jié)等作用。目前,胡椒堿的提取分離和分析方法也有較為成熟系統(tǒng)的方法,比較各種提取分離和分析胡椒堿的方法,結(jié)果發(fā)現(xiàn)每種方法都各有其利與弊。
有機(jī)溶劑輔助微波、超聲、加壓等技術(shù)可提高胡椒堿的提取率,但仍存在有機(jī)溶劑殘留的問(wèn)題。水酶法以及酸水解法提取率較低并且工藝時(shí)間較長(zhǎng),且酶的活性易受多種因素影響,高濃度的酸對(duì)設(shè)備的腐蝕性比較嚴(yán)重,會(huì)造成環(huán)境污染。離子液體作為一種綠色溶劑,操作簡(jiǎn)單快速,但離子液體與目標(biāo)物質(zhì)難以分離限制了其發(fā)展,對(duì)離子液體的應(yīng)用目前只停留在食品功能分子的提取與分析階段,尚未在食品工業(yè)中大規(guī)模應(yīng)用。超臨界流體萃取分離工藝簡(jiǎn)單、萃取效率高,但生產(chǎn)成本較為昂貴。綜合比較各種提取方法,超臨界流體萃取技術(shù)作為一項(xiàng)具有特殊分離能力的新型技術(shù),在中國(guó)已逐步走向工業(yè)化,有多種產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng),具有較好的應(yīng)用前景。
比較胡椒堿含量的測(cè)定方法可看出,高效液相色譜法、反相高效液相色譜、反相高效液相色譜—二級(jí)管陣列法、氣質(zhì)聯(lián)用薄層色譜法、氣質(zhì)聯(lián)用法、高效液相色譜—串聯(lián)質(zhì)譜法、高效液相色譜分離與電噴霧電離三重串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用法和核磁共振法,準(zhǔn)確度高,此外液質(zhì)與氣質(zhì)還能對(duì)胡椒堿進(jìn)行初步的定性,但檢測(cè)儀器價(jià)格昂貴,在檢測(cè)前需要對(duì)樣品進(jìn)行前處理,方法相對(duì)較為繁瑣,適用于科研單位對(duì)胡椒堿的深入研究。電噴霧電離質(zhì)譜法、高效毛細(xì)管電泳法和膠束電動(dòng)色譜法,對(duì)目標(biāo)物質(zhì)的提取率受樣品的組成、樣品液的物理特性的影響大,樣品前處理過(guò)程較為繁瑣。極譜法有一定毒性,應(yīng)用受到一定限制。紫外分光光度法、薄層色譜法和高效薄層色譜法檢測(cè)速度快、方便、成本相對(duì)較低,但準(zhǔn)確度不高,且薄層色譜法多數(shù)用于胡椒堿的定性,適用于企業(yè)中對(duì)胡椒品質(zhì)的快速檢測(cè)與分級(jí)。所以對(duì)于胡椒堿的檢測(cè)方法還有待進(jìn)一步的研究和完善,需充分利用現(xiàn)有的高科技手段,研究新的分析方法,從而可以更加簡(jiǎn)單、快速、精確地對(duì)胡椒堿進(jìn)行定量分析。
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