谢宇奇１，２，林翠梧１，赖清华２，黄贵友２
（１．广西大学化学化工学院，南宁 ５３０００４；２．百色学院化学与生命科学系，广西 百色 ５３３０００）
摘要：为综合开发利用芒果（Ｍａｎｇｉｆｅｒａ ｉｎｄｉｃａ Ｌ．）叶资源，对经Ｄ１０１大孔树脂纯化的芒果叶提取物进行紫外－可见光谱扫描（ＵＶ－ＶＩＳ）、傅立叶红外光谱扫描（ＦＴ－ＩＲ）和热重（ＴＧ－ＤＴＧ－ＤＳＣ）分析。结果表明，经大孔树脂纯化后的芒果叶提取物含有芒果苷、芒果叶绿素等成分，且芒果叶绿素是决定颜色性状的主要天然色素；２２０．８0～５０５．０４ ℃是芒果叶提取物的主要失重温度范围，其重量从９４．４２％急剧减少到１７．４５％，最大失重速率温度为４１８.00 ℃；芒果叶提取物的着火点Ｔｂ、最大失重温度Ｔｍ和燃尽温度Ｔｆ值分别为３９３．３、４１７．９和４５０．３ ℃。
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关键词 ：芒果（Ｍａｎｇｉｆｅｒａ ｉｎｄｉｃａ Ｌ．）叶；光谱分析；热分析
中图分类号：Ｓ１３２ 文献标识码：A 文章编号：0439－８114（２０15）07－1677-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.07.037
中国是芒果（Ｍａｎｇｉｆｅｒａ ｉｎｄｉｃａ Ｌ．）种植大国，２０１０年种植面积已达１２．９０万ｈｍ２ ［１］。近年来，广西百色右江河谷等主要产地不断扩大种植规模，芒果叶资源丰富。芒果叶味酸、甘，性凉，可用于治疗热滞腹痛、气胀、小儿疳积等病症［２］。芒果叶药材中含有芒果苷、叶绿素、没食子酸等多种成分［３］。据报道，芒果苷、没食子酸等芒果叶提取物能起到抗脂质过氧化、免疫调节、抗炎、镇痛等作用，还具有抗菌、抗病毒等多种药理活性［４－６］。临床应用已表明，芒果叶提取物对呼吸道炎症及感冒咳嗽有较好的疗效［７］。因此，芒果叶在制药、食品、保健品和饮料等行业有着广阔的应用前景。但目前我国芒果叶的综合利用水平不高，仅有少部分芒果叶作为草药原料用于生产芒果止咳片、芒果止咳胶囊和银花芒果颗粒等中成药，绝大部分因嫁接、修枝剪叶等果树管理被弃于果园或当成垃圾焚烧，既浪费资源又污染环境。对芒果叶的提取物进行光谱分析和热分析，获取相关图谱和热分析数据，对开发芒果叶新产品有一定现实意义。
本试验在利用Ｄ１０１大孔树脂对芒果叶的乙醇提取物进行纯化的基础上，对其进行紫外－可见光谱扫描（ＵＶ－ＶＩＳ）、傅立叶红外光谱扫描（ＦＴ－ＩＲ）和热重（ＴＧ－ＤＴＧ－ＤＳＣ）分析，为提高芒果叶资源的综合利用提供参考数据。
１ 材料与方法
１．１ 试验材料与仪器
芒果叶采自广西壮族自治区百色地区林业科学研究所，选取无虫、无病害，处于生长旺期，色泽油亮的新鲜叶子，洗净后晾干，低温烘干，粉碎并过４０目筛，放于棕色瓶中避光保存备用。
主要仪器：ＩＲＰＲＥＳＴＩＧＥ－２１型傅立叶变换红外光谱仪、ＵＶ－２７００型紫外－可见分光光度计（日本岛津公司）；ＨＳＣ－２型热重分析仪（北京恒久科学仪器厂）；ＬＤ－１００型手提式实验室粉碎机（长沙市常宏制药机械设备厂）；ＴＧＬ－１６Ｍ型高速台式冷冻离心机（湖南湘仪实验仪器开发有限公司）。
主要试剂：芒果苷标准对照品（纯度≥９８％），ＫＢｒ粉末为光谱纯，９５％乙醇等其他试剂为国产ＡＲ级。
１．２ 试验方法
１．２．１ 芒果叶提取物的制备 称取８０ ｇ芒果叶粉末，按料液比１∶６（m∶V,下同）的比例加入９５％乙醇，浸泡６ ｈ后分离，滤渣加入９５％乙醇２４０ ｍＬ，浸泡６ ｈ后分离，两次所得滤液定容至１ Ｌ容量瓶中，作为芒果叶提取物的储备液。用大孔树脂Ｄ１０１静态吸附芒果叶提取物储备液，用乙酸乙酯进行静态解析，干燥解析液，得到黏稠状绿色的芒果叶提取物。
１．２．２ 芒果叶提取物的紫外－可见光谱扫描（ＵＶ－ＶＩＳ） 用９５％乙醇稀释芒果叶提取物，在２００～４００ ｎｍ波长范围内进行中速扫描，得到芒果叶提取物的紫外光谱图；适当调节芒果叶提取物浓度后，在３５０～８００ ｎｍ波长范围内进行中速光谱扫描，得到芒果叶提取物的紫外-可见光谱图。
１．２．３ 芒果叶提取物的傅立叶红外光谱扫描（ＦＴ－ＩＲ） 在干燥保护室内，取芒果叶提取物样品与ＫＢｒ混合研磨、压片，在４００～４ ０００ ｃｍ－１波长范围内进行扫描，得到芒果叶提取物的傅立叶红外光谱图（ＦＴ－ＩＲ）。
１．２．４ 芒果叶提取物的热重（ＴＧ－ＤＴＧ－ＤＳＣ）分析
准确称取１５ ｍｇ芒果叶提取物样品放入装样坩埚。在空气氛中，以１０ ℃／ｍｉｎ的程序升温速率加热至６００ ℃。采用热重分析仪自动采集相关数据，之后利用Ｏｒｉｇｉｎ ８．０数据分析软件进行分析和计算，得到相关化学动力学参数。
２ 结果与分析
２．１ 芒果叶提取物的紫外－可见光谱扫描结果
由图１可知，芒果叶提取物在３５０～８００ ｎｍ范围内，有４０３、４７３、５０２、５３５、６０９、６６６ ｎｍ ６个吸收峰，其中４０３、６６６ ｎｍ是强吸收峰。６６６、６０９、５３５、４０３ ｎｍ处的４个吸收峰与叶绿素ａ的特征吸收峰相近［８］。吸收强度主要由分子浓度决定［９］，４０３和６６６ ｎｍ处的吸收峰最强，表明叶绿素的含量比较高。结合样品呈现的绿色色泽，说明叶绿素是决定芒果叶提取物颜色性状的主要天然色素。由图２可知，芒果叶提取物在２５８．５ ｎｍ处有一特征吸收峰，该吸收峰与图３芒果苷标准对照品２５８．５ ｎｍ处的特征吸收峰一致，说明经大孔树脂Ｄ１０１纯化的芒果叶提取物仍然含有其主要药效成分芒果苷。图４和图５分别为芒果叶提取物和芒果苷对照品的１阶导数吸收光谱图，紫外光的１阶导数光谱图可一定程度地排除共存物的干扰，两者在紫外光部分的２１２、２５４、３２６ ｎｍ处均有特征吸收波谷或波峰，进一步验证了纯化后的芒果叶提取物中仍含有芒果苷。
２．２ 芒果叶提取物傅立叶红外光谱（ＦＴ－ＩＲ）扫描结果
芒果叶提取物的红外光谱如图６所示，２ ９２６ ｃｍ－１处有尖锐的强吸收波谷，是ＣＨ３典型的反对称伸缩振动峰，其对称弯曲振动峰出现在１ ３７３ ｃｍ－１处，可能由叶绿素分子式中与卟啉环骨架连接的ＣＨ３贡献，且叶绿素的分子结构中Ｃ７和Ｃ１０位均含有酯羰基，１ ７４３ ｃｍ－１处的峰可能是由Ｃ７和Ｃ１０位的Ｃ＝Ｏ特征伸缩振动峰所贡献；而１ ４５８ ｃｍ－１处的峰可能来自叶绿素卟啉环骨架上Ｃ＝Ｃ的伸缩振动峰。
２．３ 芒果叶提取物的热重分析
图７是芒果叶提取物样品在１０ ℃／ｍｉｎ的程序升温速率时的热失重曲线（ＴＧ）和热失重速率曲线（ＤＴＧ）。分析这两条曲线的趋势，可以了解热解产物在气固两相之间的分配过程。在计算机精确控制下，样品坩埚得到的热量不断增加，体系温度等速提升。样品吸收了大量的热量后，开始发生一系列的物理和化学反应，释放出气体并产生燃烧残渣。芒果叶提取物样品热解过程可分为４个部分：第１部分是失水过程，ＴＧ曲线有轻微而平缓的下降，ＤＴＧ线反映出热失重速率并不大；第２部分是样品预热过程，这是一个内部组织出现解聚等反应的缓慢过程，可能有少量挥发分气体逸出，之后ＤＴＧ曲线又开始平缓变化；第３部分是主要热解过程，两种曲线都急剧下降，样品发生剧烈的热解过程，可能伴随着燃烧。从图７可知，２２０．８0～５０５．０４ ℃是样品的主要失重温度范围，芒果叶提取物重量从９４．４２％急剧减少到１７．４５％。从图7的失重速率曲线可以看出，最大失重速率对应的温度为４１８.00 ℃；第４部分是残留物缓慢分解过程，主要是难以热解的物质继续受热失重的过程，该过程产生灰分等残留物。
图８是芒果叶提取物样品在１０ ℃／ｍｉｎ的程序升温速率时的扫描量热曲线（ＤＳＣ）图。通常来说，可通过ＴＧ曲线考察样品受热分解时质量的变化情况，可通过ＤＳＣ曲线考察样品受热分解过程中能量的变化情况。质量变化和能量变化在样品热分解过程中往往是同时存在的，但晶型转变、熔融等却只有能量变化，没有质量变化［１０］。因此，通过考察ＤＳＣ曲线，可以得到更全面的信息。由图８可知，芒果叶提取物样品在２２０ ℃之前的升温过程中，有一个小的放热峰，而这一阶段失重较少（图７），可能是提取物中一些易挥发的成分燃烧放热所致；在２２０～３５０ ℃阶段，样品的放热峰变得相对宽大，而这一阶段样品的失重速率增快，可能是由于样品中的叶绿素等有机物开始燃烧放热，并伴有ＣＯ２释放，质量下降所致。总体上看，在室温至６００ ℃范围内，芒果叶药材提取物的放热峰并不尖锐，说明热解反应进行得较为平稳。
２．４ 芒果叶提取物的热燃烧特性分析
着火点（Ｔｂ）、最大失重温度（Ｔｍ）和燃尽温度（Ｔｆ）是表征有机物燃烧特性和热解过程的重要指标，有助于生产过程中控制相关工艺条件。根据ＴＤ－ＤＴＧ法可以通过作图等方式算出着火点和燃尽温度［１１］，作图过程如下：从ＤＴＧ图的最低点Ａ作垂线，交ＴＧ线于Ｍ点，并通过Ｍ点作ＴＧ线的切线，分别交ＴＧ线失重起始时的平行线和失重结束时的ＴＧ曲线，切线相交于点Ｂ和点Ｆ。Ｂ、Ｍ和Ｆ点对应的Ｘ轴温度读数分别为Ｔｂ、Ｔｍ和Ｔｆ。如图９所示，芒果提取物样品的Ｔｂ、Ｔｍ和Ｔｆ值分别为３９３．３、４１７．９和４５０．３ ℃。
３ 小结
ＵＶ－ＶＩＳ和ＦＴ－ＩＲ的光谱图表明，经Ｄ１０１大孔树脂纯化后的芒果叶提取物含有芒果苷和芒果叶绿素等主要药效成分，且芒果叶绿素是决定颜色性状的主要天然色素。由于大孔树脂可以用于工业化生产，又能保留主要药效成分，这为芒果叶提取物规模化生产面临的纯化问题提供了可行的初步纯化路径。ＴＧ－ＤＴＧ－ＤＳＣ热分析结果表明，芒果叶提取物样品热解过程可分为４个部分，其中２２０．８0～５０５．０４ ℃是样品的主要失重温度范围，芒果叶提取物重量从９４．４２％急剧减少到１７．４５％，最大失重速率对应的温度为４１８.00 ℃。样品在热分解过程中伴随有燃烧现象，可能有ＣＯ２等气体释放。芒果提取物样品的Ｔｂ、Ｔｍ和Ｔｆ值分别为３９３．３、４１７．９和４５０．３ ℃，这为芒果叶提取物的工业化加工提供了热分析参考数据。
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