从玉米中提取5-甲基四氢叶酸的方法

2026/6/27 8:02:16 作者:南星

叶酸是一类对人体健康至关重要的B族维生素,其缺乏是一个全球性的健康问题,会导致如巨幼细胞贫血,心血管疾病恶化和某些类型癌症等疾病;胎儿缺乏会发生神经管缺陷等相关疾病。叶酸由对氨基苯甲酸连接蝶呤组成,其中对氨基苯甲酸能够与一个或多个谷氨酸偶联,形成单谷氨酸叶酸或多谷氨酸叶酸。天然叶酸以四氢叶酸及其衍生物的形式存在,如5-甲基四氢叶酸(5-methyl-tetrahydrofolate,5-MTHF)、5-甲酰四氢叶酸、10-甲酰四氢叶酸等。5-甲基四氢叶酸是食品中最主要的天然叶酸形态,在一些主要蔬菜中,5-甲基四氢叶酸含量超过叶酸总量的85%,而在某些水果中则接近100%;5-甲基四氢叶酸生物活性高,是唯一可直接作用于甲基化循环的叶酸形态,缺乏5-甲基四氢叶酸易诱发高同型半胱氨酸血症;我国已将5-甲基四氢叶酸作为食品营养强化剂列入食品添加剂的范围,对其添加量、摄入量和适宜人群等做了相应规定。

近年来,越来越多的研究人员通过营养强化育种提高谷物中叶酸含量,摄取叶酸强化食物已成为全球对抗叶酸缺乏症的策略之一。鲜食玉米营养丰富香糯可口,消费人群旺盛,在我国种植面积逐年增加。本文所用原材料京科糯928玉米是高叶酸强化玉米,叶酸含量为普通玉米5~10 倍,且5-甲基四氢叶酸含量占比高,可作为叶酸补充食品。

制备方法[1]

1、样品制备

玉米样品为京科糯928品种,在收获采摘后,脱粒混匀以减少玉米穗个例间差异;随后使用液氮速冻,储存于-80℃环境中。待使用样品时,取出置于球磨仪中1000r/min研磨90s,制备玉米样品匀浆。

2、溶液配制

叶酸浸提液:使用磷酸二氢钠和磷酸氢二钠配制100mmol/L pH6.5磷酸钠缓冲溶液,在磷酸盐缓冲液中加入0.01g/mL抗坏血酸和体积分数0.5% β-巯基乙醇溶液以配制为叶酸浸提液。

标准品储备液、工作液:分别精确称取5-MTHF标准品5.0mg于50.0mL棕色容量瓶中,用叶酸浸提液溶解并定容至刻度,即得100μg/mL标准储备液。将标准储备液稀释至不同质量浓度以配制成标准工作液。

酶溶液:分别精准称取10mg蛋白酶及100mg α-淀粉酶溶于5mL超纯水中,配制2mg/mL的蛋白酶溶液和20mg/mL的α-淀粉酶溶液。

SPE洗脱液:取5g氯化钠、0.5g抗坏血酸钠以及0.05mL β-巯基乙醇于50mL容量瓶中,用0.1mol/L乙酸钠溶液定容,配制为SPE洗脱液。

3、玉米籽粒中叶酸提取条件

在De Brouwer等的提取叶酸和5-甲基四氢叶酸的方法基础上进行优化。取1g玉米匀浆与5mL叶酸浸提液涡旋混合为叶酸提取液。样品充分混匀后,沸水浴处理5min。在冰上冷却至室温后加入一定量的α-淀粉酶(12U/mL),37 ℃水浴振荡器中温浴30min。取出后添加一定量的蛋白酶(0.028U/mL),37 ℃水浴,1h后进行沸水浴5min。冰上冷却后加入一定量的大鼠血清(14μL/mL),37℃水浴4h。水解完成后煮沸5min,冷却至室温。4℃、14000×g离心15min,上清液过0.22μm滤膜,为待净化提取液。

4、叶酸的形态转化

由于玉米中天然叶酸形态多样,主要形态为5-甲基四氢叶酸,为简化玉米中总叶酸含量的分析,将各种形态的叶酸全转化为5-甲基四氢叶酸以测定玉米样品中总叶酸含量,转化步骤参考Ndaw等的方法。

取5mL待净化叶酸提取液,加入66mmol/LpH7.8 Tris缓冲液15mL,再加入1mL 2-辛醇以消泡;随后加入10mL 120g/L NaBH4溶液,混匀后静置10min;用5mol/L乙酸调节pH值至7.4。加入80μL 37%甲醛溶液;振荡混匀后,1min内小心加入10mL 120g/L NaBH4溶液。然后用37%浓盐酸调pH值小于1.0,溶液静置10min后用5mol/L NaOH溶液调pH5,再次小心加入10mL 120g/L NaBH4溶液,溶液振荡均匀后静置20min;用Tris缓冲液将溶液的体积定容到100mL;溶液分层后将上层的2-辛醇去除。剩余溶液过0.45μm滤膜,为叶酸形态转化后的待净化总叶酸提取液。

不同形态叶酸转化为5-甲基四氢叶酸步骤

5、提取液的SPE净化

首先分别使用2×2.5mL甲醇和2×2.5mL超纯水以1~2滴/s的流速活化固相萃取小柱。测定5-甲基四氢叶酸含量或总叶酸含量时,吸取2.5mL待净化提取液,加到活化后的SPE小柱上,流出速率同样为1~2滴/s,样品吸附完毕后,使用2.5mL超纯水清洗小柱。随后使用3.2mL SPE洗脱液缓慢(流速不超过1滴/s)洗脱叶酸。收集目标物洗脱液,过0.22μm滤膜,将净化样品液转移到HPLC进样瓶中,为HPLC待测液。

参考文献

[1] 王博伦,顾丰颖,张帆,等. 玉米中5-甲基四氢叶酸提取方法的优化及高效液相色谱法定量分析[J]. 食品科学,2020,41(18):196-202.

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