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摘要: 目的研究复合酶提取肉苁蓉的工艺; 比较传统水提、醇提与酶解后水提、醇提,正丁醇萃取物抗氧化活性。方法以肉苁蓉中松果菊苷和毛蕊花糖苷作为评价指标,选择酶用量、酶解温度、酶解时间为主要因素,通过正交试
验确定复合酶提取肉苁蓉的最佳工艺条件,并在此基础上,比较不同提取方法下提取物抗氧化活性。结果复合酶强化提取肉苁蓉最佳工艺参数为复合酶0. 2%、酶解温度60 ℃,酶解时间2. 5 h; 等量药材同体积肉苁蓉提取液,抗氧化活性依次为: 酶解后醇提﹥酶解后水提﹥传统醇提﹥传统水提。结论在所得的复合酶提取肉苁蓉工艺条件下,肉苁蓉抗氧化活性可以显著提高。
关键词: 肉苁蓉; 复合酶; 提取工艺; 抗氧化活性
肉苁蓉Cistanche deserticola YC. Ma 是我国传统名贵中药材,具有补肾阳、益精血、润肠通便的功效[1]。当前,评价肉苁蓉质量主要是对《中国药典》规定的指标成分松果菊苷和毛蕊花糖苷的量进行检定,近代药理学研究也表明,该药材中的松果菊苷和毛蕊花糖苷能提高机体免疫功能,促进DNA 合成,增强体力,提高智能,具有明显的抗衰老作用[2-3]。自由基具有高度的化学反应活性,其过多或清除过慢,都会加速机体衰老,并且会诱发多种疾病[4]。铁氰化钾法总还原力测定、DPPH·( 二苯代苦味酰自由基) 分析法被广泛用于抗氧化活性研究,是用以评价天然抗氧化剂抗氧化活性的一种快速、简便、灵敏可行的方法[5]。
酶技术是近年来用于天然植物有效成分提取的一项生物工程技术。通过选用一些恰当的酶类,使细胞壁及细胞间质中的纤维素、半纤维素、果胶等物质降解,引起细胞壁及细胞间质结构产生局部疏松、膨胀、崩溃等变化,减
小细胞壁、细胞间质等传质屏障对有效成分从胞内向提取介质扩散的传质阻力,从传质角度促使有效成分提取率提高[6]。为了更好地开发利用这一珍贵的资源,本实验在纤维素酶提取肉苁蓉中苯乙醇苷[7]、果胶酶酶解研究基础上,将纤维素酶与果胶酶按一定比例混合制成复合酶,并对复合酶提取肉苁蓉工艺进行优选,在酶解强化提取基础上,将传统水提、醇提及酶解强化水提、醇提进行了抗氧化活性研究,以便为肉苁蓉科学生产合理应用提供理论依据。
1 仪器与试药
肉苁蓉购于甘肃省安宁医药公司,经甘肃中医学院鉴定教研室杨扶德老师鉴定为列当科植物肉苁蓉Cistanche deserticolaY. C. Ma 的干燥带鳞叶的肉质茎。松果菊苷对照品( 购于中国食品药品检定研究院,批号111670-200503) ;毛蕊花糖苷对照品( 购于中国食品药品检定研究院,批号111530-200303) ; 1,1-二苯基-2-三硝基苯肼( 纯度> 96%,Sigma 公司) ; 正丁醇( 分析纯) ; 甲醇、乙腈、醋酸( 色谱纯) ; 95%乙醇( 色谱纯) ; 纤维素酶、果胶酶均购于宁夏和氏壁生物技术有限公司。Waters 高效液相色谱仪( 美国,1525 型输液泵,2487型紫外检测器,2996 型检测器,717 自动进样器,watertsEmpower 色谱软件) ; UV1800PC 型紫外分光光度计;FA1604s 电子天平; DD-5M 型湘液离心机; DZF-6051 型空干燥箱。
2 实验方法
2. 1 提取物测定
2. 1. 1 色谱条件检测波长为334 nm; 流动相为乙腈-甲醇-1%醋酸( 10 ∶ 15 ∶ 75) ,体积流量1 mL/min,等度洗脱; Agilent HC-C18色谱柱( 5 μm,4. 6 mm × 250 mm) 。
2. 1. 2 对照品溶液制备精密称取松果菊苷10. 00 mg,毛蕊花糖苷10. 00 mg,用流动相定容至50 mL,作为对照品贮备液。
2. 1. 3 供试品溶液制备取20 g 肉苁蓉药材,精密称定,浸泡一定时间,加8 倍量水煎煮2 次,每次2 h,合并煎液,浓缩至浸膏,加少量的热水混悬,依次用石油醚脱脂、水饱和的正丁醇萃取至无色,正丁醇部分挥去溶剂得
浸膏,转移至50 mL 量瓶中,加流动相至刻度,贮备待用。
2. 1. 4 线性关系考察分别将松果菊苷、毛蕊花糖苷贮备液移取2 mL 至10 mL 量瓶中,用流动相定容,作为对照品使用。分别进样1、2、4、8、10、20 μL,将进样量X( μg) 和峰面积Y 做线形回归。结果松果菊苷标准曲线回
归方程为Y = 6. 89 × 105X - 6. 67 × 104 ,r = 0. 999 9; 毛蕊花糖苷标准曲线回归方程为Y = 5. 74 × 105X - 6. 69 × 104 ,r =0. 999 9。表明松果菊苷和毛蕊花糖苷均在0. 2 ~ 14. 0 μg 范围内呈良好线性关系。
2. 1. 5 精密度考察同一供试品溶液,连续进样5 次,测得松果菊苷峰面积的RSD 为1. 6%,毛蕊花糖苷的RSD为1. 8%。
2. 1. 6 重复性试验取同一批供试品溶液,按“2. 1. 3”项下方法制备5 份溶液,以上述色谱条件测定,松果菊苷峰面积的RSD 为1. 3%,毛蕊花糖苷峰面积的RSD为1. 9%。
2. 1. 7 加样回收率试验取6 个25 mL 量瓶,从用酶解强化水提的肉苁蓉样品液中吸取1. 00、2. 00、3. 00 mL 于前3 个量瓶中,后3 个量瓶中加入同样多的样品液,然后分别精密加入相应的对照品溶液,各份均按上述测定方法进行测定,测得松果菊苷和毛蕊花糖苷的加样回收率分别为98. 9%和97. 8%,RSD 分别为1. 9%和1. 8%。
2. 1. 8 样品测定分别称取肉苁蓉药材粉末20 g,按“2. 1. 3”项下方法制备供试品溶液,测定对照品及供试品,结果见图1、图2。
2. 2 复合酶提取正交试验方案在单因素试验基础上,发现纤维素酶用量在0. 1%,果胶酶用量在0. 15% 时对肉苁蓉提取影响较为显著( 另文发表) ,故为简化实验过程,在正交优化试验过程中,按照复合酶( 纤维素酶∶ 果胶酶= 2 ∶ 3) 配比,并按表1 设计选择不同酶用量、酶解时间、酶解温度进行酶解,酶解后水提2 次,每次2 h,提取液浓缩至浸膏,加少量的热水混悬,依次用石油醚脱脂、水饱和的正丁醇萃取至无色,正丁醇部分挥去溶剂得浸膏,完全转移至50 mL 量瓶中,加流动相至刻度,按正交试验要求共得到9 份样品液,分别用0. 45 μm 微孔滤膜滤过定容至10 mL 量瓶,标注为样品液1 ~ 9 号,测定各样品中松果菊苷和毛蕊花糖苷的量,计算其提取率。正交试验设计见表1。
2. 3 提取物的抗氧化活性测定方法
2. 3. 1 总还原力测定( 铁氰化钾法[8]) 取试样2 mL,加2. 5 mL pH 6. 6 磷酸缓冲溶液、2. 5 mL 1% 铁氰化钾,混合物在50 ℃恒温条件下,加热20 min。急速冷却,加2. 5 mL10% 三氯乙酸,混匀后以3 000 r /min 离心10 min。取上层清液2. 5 mL,加2. 5 mL 蒸馏水再加0. 5 mL 0. 1%FeCl3,混合均匀,静置10 min 后,在700 nm 处测定吸光度。
2. 3. 2 提取物DPPH·清除活性测定[ 5] 精密称取DPPH4. 4 mg 用95%乙醇溶解并定容至100 mL,得DPPH 溶液。取试样2 mL 加DPPH 溶液2 mL,在室温下反应30 min 后于517 nm 处测定吸光度( Ai) ; 同时测定DPPH 乙醇溶液2mL 和95%乙醇2 mL 的吸光度( AO) 及各样品液2 mL 分别加95%乙醇2 mL 的吸光度( Aj) 。各吸光度值平行测定3 次,取其平均值。按下式计算DPPH·清除率。DPPH·清除率( %) = [1 - ( Ai-Aj) /AO] × 100
3 不同提取方法抗氧化活性
3. 1 酶解强化水提准确称取20 g 肉苁蓉药材,浸泡一定时间,按已优化复合酶酶解工艺酶解,药渣加8 倍量水煎煮2 次,每次2 h,合并药液,浓缩至浸膏,加少量的热水混悬,依次用石油醚脱脂、水饱和的正丁醇萃取至无色,正丁醇部分挥去溶剂得浸膏,转移至50 mL 量瓶中,加95%乙醇至刻度,再分别移取上述溶液1. 00、2. 00、4. 00、6. 00、8. 00 mL 置于25 mL 量瓶中,用无水乙醇定容,配成不同质量浓度( 换算成生药材质量浓度分别为0. 016、0. 032、0. 064、0. 096、0. 128 g /mL) 的溶液,按照总还原力测定、DPPH·方法测定。
3. 2 酶解强化醇提准确称取20 g 肉苁蓉药材,浸泡一定时间,按已优选复合酶酶解工艺酶解,药渣加8 倍量75%乙醇回流提取2 次,每次2 h,合并药液,浓缩至浸膏,加少量的热水混悬,依次用石油醚脱脂、水饱和的正丁醇萃取至无色,正丁醇部分挥去溶剂得浸膏,转移至50mL 量瓶中,加95% 乙醇至刻度,再分别移取上述溶液1. 00、2. 00、4. 00、6. 00、8. 00 mL 置于25 mL 量瓶中,用无水乙醇定容,配成不同质量浓度( 换算成生药材质量浓度分别为0. 016、0. 032、0. 064、0. 096、0. 128 g /mL) 的溶液,按照总还原力测定、DPPH·方法测定。
3. 3 传统水提准确称取20 g 肉苁蓉药材,浸泡一定时间,滤过,药渣加8 倍量水煎煮2 次,每次2 h,合并药液,浓缩至浸膏,加少量的热水混悬,依次用石油醚脱脂、水饱和的正丁醇萃取至无色,正丁醇部分挥去溶剂得浸膏,转移至50 mL 量瓶中,加95% 乙醇至刻度,再分别移取上述溶液1. 00、2. 00、4. 00、6. 00、8. 00 mL 置于25 mL 量瓶中,用无水乙醇定容,配成不同质量浓度( 换算成生药材质量浓度分别为0. 016、0. 032、0. 064、
0. 096、0. 128 g /mL ) 的溶液, 按照总还原力测定、DPPH·方法测定。
3. 4 传统醇提准确称取20 g 肉苁蓉药材,浸泡一定时间,滤过,药渣加8 倍量75% 的乙醇回流提取2 次,每次2 h,合并药液,浓缩至浸膏,加少量的热水混悬,依次用石油醚脱脂、水饱和的正丁醇萃取至无色,正丁醇部分挥
去溶剂得浸膏,转移至50 mL 量瓶中,加95% 乙醇至刻度,再分别移取上述溶液1. 00、2. 00、4. 00、6. 00、8. 00mL 置于25 mL 量瓶中,用无水乙醇定容,配成不同质量浓度( 换算成生药材浓度分别为0. 016、0. 032、0. 064、0. 096、0. 128 g /mL ) 的溶液, 按照总还原力测定、DPPH·方法测定。
4 结果与分析
4. 1 正交试验结果结果见表2,方差分析见表3、表4。
从表2 直观分析可知,各因素对肉苁蓉提取松果菊苷得率和毛蕊花糖苷的影响程度为B > C > A,初步认为工艺条件最佳组合为A3B2C3。方差分析结果表明酶解时间( B) 具有显著意义。综合分析,确定最佳提取工艺条件是温度60 ℃,酶解时间2. 5 h,酶用量为0. 2%。
4. 2 抗氧化活性结果由图3、图4 可知,肉苁蓉传统水提、醇提物及酶解后水提、醇提物均具有一定的抗氧化活性,但在同一体积,同一批号药材,相同生药材质量浓度下,4 种不同提取方法以酶解后用75% 乙醇提取铁氰化钾
总还原力所表征的吸光度最大, ( DPPH·) 自由基清除率也最大。铁氰化钾总还原力、( DPPH·) 自由基清除率所表现出的顺序为酶解后醇提> 酶解后水提> 醇提> 水提。
5 讨论
中药有效成分的提取和分离直接关系到其制剂的质量和疗效,随着中药提取领域新技术的不断应用,中药提取技术有了极大飞跃,新技术具有效率高、耗能低等明显优势。作为国家二级保护植物,并收入《国际野生植物保护
名录》和濒危动植物种国际贸易公约( CITES) 附录二的肉苁蓉[9],提高其利用率,节约其资源,成为科研工作者研究的热点。孙萍等[10]采用微波提取技术对肉苁蓉中总黄
酮和多糖进行了提取研究,结果提取周期缩短,提取效率提高。欧阳杰等[11]采用超声集成技术研究了肉苁蓉中有效成分苯乙醇糖苷类化合物、甜菜碱和肉苁蓉多糖的提取方法。生物酶技术自20 世纪90 年代用于中药提取中以来,产生了显著性效益,已在中药生物碱[12]、黄酮[13]、香豆素[14]、多糖[15]、皂苷[15]提取等方面均有报道。但有关肉苁蓉酶解技术的报道甚少,课题组以肉苁蓉中松果菊苷和毛蕊花糖苷作为评价指标,研究了纤维素酶和果胶酶按一定比例混合提取肉苁蓉的最佳条件,并对酶解后醇提、酶解后水提、醇提、水提抗氧化活性作了对比分析,结果表明,肉苁蓉经复合酶辅助单元提取后,可使其中松果菊苷和毛蕊花糖苷提取率明显提高; 抗氧化方面表现出的是,酶解后肉苁蓉采用醇提较传统醇提抗氧化能力显著提高,且由曲线中点的变化来看,肉苁蓉提取物的添加量在一定实验范围内与其抗氧化性呈正相关。
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