甲基2,3-O-磺酰-α-D-葡萄糖苷合成5-羟甲基糠醛(5-HMF)及其衍生物的新方法

为解决现有的以生物质为起始原料制备5-羟甲基呋喃甲醛(5-HMF)工业化所存在的问题,本研究开发了一种新颖的5-HMF的制备方法。该制备方法以最重要的生物质——纤维素的酸水解得到的无水D-葡萄糖单体为起始原料,经甲苷化、异丙叉化、环硫酸酯化和高温脱水反应,最终获得5-HMF。该方法中,各步所获得的中间体无需纯化即可用于后续制备过程,制备中所涉及到的各类型试剂廉价易获取,因此该方法具有较好的工业应用前景。

5-HMF高效液相色谱检测方法的建立及功能糖与不同产地党参、何首乌和熟地中5-HMF含量分析

本试验旨在建立5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural,5-HMF)的高效液相色谱检测方法,检测不同产地党参、制首乌、熟地黄以及5个不同批次功能糖中5-HMF含量。采用C_(18)(4.6 mm×250.0 mm,5μm)色谱柱分离,流动相为甲醇-水(8∶92),流速为1.0 mL/min,柱温为30℃,进样量为10μL,紫外检测器,检测波长为280 nm。经方法学考察,显示该方法线性关系良好;精密度试验测定峰面积RSD平均值为1.438%;重复性试验显示HPLC重复性良好;稳定性试验峰面积RSD范围为1.338%~7.307%;加标回收率显示良好。中药及功能糖5-HMF含量检测结果显示,党参、制首乌和熟地黄相比,熟地黄中5-HMF含量较高,党参中5-HMF含量较低,其中又以河北产熟地黄中5-HMF含量最高。不同批次功能糖中5-HMF含量无显著性差异,但其含量是河北产熟地黄的90~100倍。通过现代化技术,用功能糖成功复制了中药中的活性成分5-HMF,降低了其生产成本,具有良好的发展前景。

热加工食品中晚期糖基化终末产物和5-羟甲基糠醛的形成、检测与控制

食品加工过程中的美拉德反应有助于形成一些热诱导毒性产物,包括晚期糖基化终末产物(advanced glycation end products,AGEs)和5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural,5-HMF)。食源性AGEs在体内的积累和循环与糖尿病并发症的发生有关,同时可能诱发氧化应激、炎症和动脉粥样硬化。5-HMF的代谢物5-磺基氧甲基糠醛(5-sulfooxymethylfurfural,5-SMF)有潜在基因毒性和致癌性。如何控制热加工食品中这些危害物的形成已成为食品行业的关注焦点。本文从美拉德反应和焦糖化反应两条途径探究了AGEs和5-HMF的形成机理,并对近5年二者的检测方法进行了综述,阐述了各类方法的优缺点,以期为建立二者的通用检测方法奠定基础。在此基础上,从削减前体物质的供给、阻断中间体的转化,以及去除已经生成的AGEs和5-HMF这3个方面着手,综述了近年来相应所采用的抑制策略,以期为AGEs和5-HMF在食品中的控制及热加工食品质量与安全管理提供理论依据。

基于5-HMF的产生机理、代谢、生物活性及其在中药加工过程变化的研究概述

5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural,5-HMF)是一种杂环化合物,广泛存在于富含糖类和蛋白质的中药中,其含量随着中药的炮制、贮藏及配伍等加工过程发生改变,也因其具有保护肝脏、抗肿瘤、抗心肌缺血、抗氧化、改善血液流变学等生物活性被认为是有益的成分,被医学界所重视。但含量越高,其对人体的益处未必越好,也有研究表明高剂量的5-HMF具有肝脏毒性、致癌、致基因突变及细胞毒性等毒副作用。结合国内外有关文献,本文通过对5-HMF的产生和分解机理、影响因素、代谢途径、药理毒理作用等生物活性方面进行全面的概述,同时,总结归纳了5-HMF在中药炮制、贮藏、配伍等过程的变化,以期为在中药的加工过程中合理地控制5-HMF的质量,正确地评估其对人体的健康风险提供理论依据。

白术清炒过程中颜色变化与5-羟甲基糠醛的相关性分析及拐点研究

目的:研究白术清炒过程中颜色变化与5-羟甲基糠醛(5-HMF)的相关性,并通过其炮制过程中各指标的动态变化分析炮制拐点。方法:清炒法炮制白术,运用薄层扫描仪、MATLAB软件评估白术生品及炮制品的颜色值,测定氧化值,HPLC法测定5-HMF含量,SPSS21.0软件分析颜色与5-HMF含量的相关性并建立回归模型。结果:相关性分析显示,色调H与亮度Ⅰ呈极显著正相关,与氧化值、5-HMF含量均呈极显著负相关;饱和度S与亮度Ⅰ呈显著负相关,与氧化值呈极显著正相关;亮度Ⅰ与氧化值、5-HMF含量均呈极显著负相关;氧化值与5-HMF含量呈极显著正相关。5-HMF含量与颜色值的回归模型为Y_((5-HMF))=24.928-43.398X_((H)),R^(2)=0.908,拟合度高,模型有效。结论:白术清炒过程中其颜色与5-HMF含量显著相关,依据其颜色变化预测炮制过程中5-HMF的含量具有可行性,并且依据各指标动态变化可分析炮制拐点,为白术清炒过程中炮制程度的判断提供参考依据。

5-羟甲基糠醛的急性毒性研究

实验旨在研究5-羟甲基糠醛(5-HMF)对昆明小鼠的急性毒性影响,初步评价产品对昆明小鼠的毒效应特征、靶器官和剂量-反应关系。选取80只SPF级雄性昆明小鼠,随机分为8组,每组10只。适应性饲养一周后,采用8种不同剂量的5-HMF溶液进行口服灌胃。结果表明,昆明小鼠灌胃给药后随剂量增加出现呼吸困难、急促,扎堆、眯眼,被毛竖立而后死亡,随着剂量降低,出现以上现象频率降低。体重方面,与对照组相比,药物对体重无明显影响。利用改良寇式法计算昆明小鼠5-HMF急性毒性LD_(50)为3152.800 mg/kg。存活动物组织病理学检查结果显示:5-HFM毒性靶向器官为肾脏,小叶间静脉旁间质见炎性细胞浸润。根据WHO口服外源毒物分级标准,5-HMF为低毒。

ZTIF基疏水微介孔碳的制备及5-羟甲基糠醛吸附分离性能

经过生物质酸性催化转化的5-羟甲基糠醛(5-HMF)原液的组成为低浓度水溶液、多组分酸性副产物乙酰丙酸(LA)和甲酸(FA),因此需要设计疏水、耐酸和高选择性的吸附剂来分离5-HMF。以高N的沸石型四氮唑-咪唑骨架材料(ZTIFs)为前体,通过调控碳化和活化条件制备具有耐酸性、疏水性和合适微介孔分布的多孔碳,利用多孔碳和5-HMF的π-π作用可实现含酸水溶液中5-HMF的高效富集分离。以ZTIF-8为前体,通过调控碳化温度和活化碱碳比,制备并筛选三种具有不同N含量和微介孔分布的ZTIF-8基多孔碳;建立ZTIF-8基多孔碳N含量和微介孔分布与5-HMF吸附分离性能的关系;具有低N含量和丰富大微孔小介孔(12~30Å,1Å=0.1 nm)的NC_(ZTIF-8)700C-800A2是从含酸性副产物水溶液中高效富集分离5-HMF的吸附剂。

固体酸SO42-/ZrO2催化果糖制备5-羟甲基糠醛

通过共沉淀-浸渍法制备了SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)固体酸催化剂,探究了5种不同焙烧温度(450~650℃)对催化剂活性的影响,并采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征手段对催化剂的结构及理化性质进行了分析。研究表明:当焙烧温度高于450℃时,固体酸SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)在2θ为30.1°均存在较为明显的四方相晶体结构;随着焙烧温度的升高,催化剂的孔径存在一定程度的增大,但比表面积总体呈降低趋势,酸强度也存在一定程度的降低。在焙烧温度为550℃焙烧3 h时制备的固体酸SZ-550表现出较好的催化性能,用于催化果糖脱水制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)时,在反应温度为120℃,反应时间为90 min,催化剂用量为30 mg的最佳反应条件下,以二甲基亚砜(DMSO)为反应溶剂,果糖转化率为99.91%,5-HMF的得率为76.01%。XRD分析结果表明:固体酸SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)明显的四方相ZrO_(2)结构是其表现出较高催化活性的原因之一。

5-羟甲基糠醛与胃蛋白酶相互作用的荧光光谱研究以及分子模拟分析

目的:采用荧光光谱法和分子对接模拟分析5-羟甲基糠醛(5-HMF)与胃蛋白酶的相互作用及分子结构特征。方法:应用荧光分光光度计,通过荧光淬灭分析、同步荧光分析、三维荧光分析、疏水探针分析,获得5-HMF与胃蛋白酶相互作用的光谱学信息;通过分子对接模拟分析,揭示5-HMF与胃蛋白酶结合的具体位点及互作信息。结果:5-HMF通过单一静态猝灭机制,导致胃蛋白酶分子荧光淬灭。吉布斯自由能△G为负值,表明二者结合为自发反应,同时熵变△H和焓变△S也均为负值,表明氢键和范德华力是维持5-HMF与胃蛋白酶相互作用的主要作用力。同步荧光分析表明,5-HMF能够影响了胃蛋白酶分子中Trp残基的微环境。三维荧光分析结果表明,5-HMF改变了胃蛋白酶的空间结构、氨基酸残基的微环境以及荧光发射峰强度。分子对接模拟分析结果显示,5-HMF分子中羟基可与胃蛋白酶分子中的Ile 100和Ans 37形成氢键,其杂环可与Leu 38、Pro 135和Ala 133产生疏水作用,整个分子还会与Phe 101、Val 136、Ser 129、Gly 102形成范德华力。结论:5-HMF能够与胃蛋白酶相互作用结合,导致胃蛋白酶分子结构及光谱特性发生改变。

RP-HPLC法同时检测苹果汁中乳酸、富马酸、5-HMF和展青霉素的条件优化

建立了一种结合紫外检测器同时检测果汁中的乳酸、富马酸、5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural,5-HMF)和展青霉素的反相高效液相色谱(reversed-phase high-performance liquid chromatography,RP-HPLC)分离方法。考察了柱温、pH值、流速以及乙腈浓度对各组分保留时间和峰高的影响,最终采用pH为2.5的磷酸水溶液和乙腈的混合液作用于反相C18柱,以进行乳酸、富马酸、5-HMF和展青霉素的色谱分析。在流速为1.00ml/min,温度为30℃的整个分析过程中,流动相为含有5%乙腈的磷酸水溶液。前10min内,两种有机酸被在210nm处分离和检测。而5-HMF和展青霉素则被接下来的10min内于276nm处分离和检测。89.96%到102%的平均回收率证实了方法的准确度。该方法被成功地用于同时定量苹果浓缩汁中的乳酸、富马酸、5-HMF和展青霉素。

RP-HPLC法同时检测苹果汁中5-HMF、展青霉素、乐果及多菌灵

为同时定量检测苹果汁中5-羟甲基糠醛（5-HMF）、展青霉素、乐果及多菌灵的含量,建立了一种基于多通道紫外检测器的反相高效液相色谱（RP-HPLC）分离方法。以甲醇∶乙腈∶水=1∶1∶8的混合液作为流动相,采用C18色谱柱,在流速0.8mL.min^-1、温度30℃下进行5-HMF、展青霉素、乐果及多菌灵的色谱分析。结果表明：前7min内,5-HMF和展青霉素在278nm处被分离和检测;而乐果和多菌灵则在接下来的30min内于210nm处被分离和检测。重现性（n=10）和峰面积精密度（n=10）均在0.5%相对标准偏差（RSD）以内,加标回收率为87.26%-102%。该方法可应用于同时定量检测苹果浓缩汁中5-HMF、展青霉素、乐果及多菌灵。

5-HMF抑制A375细胞增殖的信号转导通路

通过Caspase活性检测和Western blotting法对ROS介导的A375细胞凋亡和G0/G1细胞周期阻滞中相关蛋白进行分析。结果表明:5-HMF通过清除细胞内ROS激活了DNA损伤介导的P53磷酸化、AKT通路和MAPKs通路,这些通路共同作用于相应的下游底物,激活外源性的死亡受体通路和内源性的线粒体通路导致细胞的凋亡,其中,5-HMF通过上调线粒体中的促凋亡因子、下调抑凋亡因子并活化Bid而激活內源性途径;此外,P53、AKT等也可以抑制或增强G0/G1期主要调控因子的表达,导致G0/G1期阻滞,证明了5-HMF可抑制A375细胞增殖的信号转导通路。

RP-HPLC同时检测苹果汁中乳酸、富马酸、5-HMF和展青霉素

【目的】同时定量检测苹果汁中乳酸、富马酸、5-HMF和展青霉素,建立一种基于多通道紫外检测器的反相高效液相色谱(RP-HPLC)分离方法。【方法】采用C18色谱柱(250mm×4.6mmID,5.0μm),以pH为2.5的磷酸水溶液和乙腈按95:5混合为流动相,在流速1.00ml·min-1,温度30℃下进行乳酸、富马酸、5-HMF和展青霉素的色谱分析。【结果】前10min,两种有机酸在210nm下被分离和检测;后10min,5-HMF和展青霉素于276nm下被分离和检测。检测限分别为:乳酸0.1790mg·L-1、富马酸0.0032mg·L-1、5-HMF0.0057mg·L-1和展青霉素0.0089mg·L-1,保留时间、峰高和峰面积的重现性(n=3)变异系数(CV)均小于1.0%。保留时间的日内重现性(n=3)和日间精密度(n=10)变异系数(CV)分别小于0.09%和0.5%。平均回收率为95.64%～99.17%。【结论】该方法可应用于同时定量检测苹果浓缩汁中乳酸、富马酸、5-HMF和展青霉素。

生产工艺对葡萄糖注射液分解产物5－HMF的影响

比较了两种葡萄糖注射液生产工艺对分解产物５－羟甲基糠醛（简称５－ＨＭＦ）含量的影响，用正交法考察了生产工艺中影响葡萄糖分解的主要因素。结果证实：在生产周期中受热时间长短，灭菌温度、时间，样品在消毒锅中放置的位置等均是影响葡萄糖分解产物５－ＨＭＦ多少的主要因素。

HPLC法测定清补平衡膏方中没食子酸、5-HMF和芍药苷的含量

目的：建立同时测定清补平衡膏方中没食子酸、5-HMF和芍药苷含量的高效液相色谱法。方法：采用Hibar ODS柱（4.6 mm×250 mm,5μm）,以乙腈-0.1%甲酸溶液为流动相梯度洗脱,流速为1.0 m L·min-1,检测波长为230 nm,柱温35℃,进样量10μL。结果：没食子酸在13.45~672.75μg·m L-1（r=0.999 4）范围内,5-HMF在10.76~537.9μg·m L-1（r=0.999 8）范围内,芍药苷在17.69~884.61μg·m L-1（r=0.999 8）范围内,对照品进样浓度和色谱峰峰面积线性关系良好,加样回收率分别为99.80%、96.94%和99.46%,RSD值分别为2.91%、2.93%和2.97%。结论：建立的高效液相色谱法简单易行,结果准确可靠,可有效地用于清补平衡膏方的质量控制。

浓缩苹果汁色值与5-HMF含量在贮存过程中的变化规律

以浓缩苹果汁为实验材料,研究不同贮存温度下浓缩苹果汁色值、5-HMF含量(5–羟甲基糠醛)的变化规律及其之间的关系.结果表明:在贮存过程中浓缩苹果汁的色值随贮存时间的延长而呈线性减小;在贮存过程中浓缩苹果汁的5-HMF含量随着贮存时间的延长而呈线性增加.随着贮存温度的升高,5-HMF含量变化速率加快.在贮存过程中浓缩苹果汁色值的变化与5-HMF含量密切相关,两者之间呈负相关.

正交实验法优选熟地黄中5-HMF的提取工艺

目的:以5-羟甲基糠醛(5-HMF)含量和熟地黄干膏收得率为指标,探讨熟地黄中5-HMF的提取工艺.方法:采用正交试验法考察加水量、提取时间、提取次数及醇沉浓度4个因素对5-HMF含量和干膏收得率的影响,并运用高效液相法测定5-HMF的含量.结果:通过对正交试验结果的极差分析,得出提取次数和提取时间两个因素对干膏收得率和含量影响最大,参考两种主要影响因素,最终确定8倍量水、提取3次、每次1.5h,700mL/L乙醇沉淀的提取工艺,并对该工艺进行三次重复性小试实验.5-HMF收得率可达58%以上.结论:通过对上述提取条件的重复性考察,该方法重复性好,5-HMF收得率稳定,为进一步中试实验提供了参考依据.

甘油果糖注射液中5-HMF限度的研究

本文对我国药典规定甘油果糖注射液主要降解产物5-HMF限度的不合理性进行探讨。

双波长分光光度法与吸收度减法技术联用测定甲硝唑葡萄糖注射液中5-HMF的含量

目的:测定甲硝唑葡萄糖注射液中5-HMF的含量,为5-HMF限量检查提供手段。方法:应用双波长分光光度法与吸收度减法技术,在284nm、320nm波长处直接测定。结果:通过双波长分光光度法与吸收度减法技术联用,不经分离消除了甲硝唑的吸收干扰,测得5-HMF的含量。结论:双波长分光光度法与吸收度减法技术联用测定甲硝唑葡萄糖注射液中5-HMF的含量,方法简单,结果准确,为甲硝唑葡萄糖注射液中5-HMF限量检查提供了手段。

巫溪大宁党参不同的炮制方法对5-HMF的含量影响

目的对5-羟甲基糠醛在大宁党参炮制研究中的现状进行系统的分析,为大宁党参炮制研究提供科学依据。方法对大宁党参炮制的炮制方式、辅料等因素进行改变,测定5-HMF含量,考察对5-羟甲基糠醛含量的影响。结果大宁党参经过炮制后产生5-羟甲基糠醛成分,其中蜜制产生的5-羟甲基糠醛含量最高。结论 5-羟甲基糠醛在炮制过程中产生,其作用和意义仍需进一步研究。