骆驼蓬和沙棘叶化学成分分析及生物活性研究

来源 :兰州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:habenladan
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本学位论文主要由两部分组成:第一部分是骆驼蓬化学成分分析及生物活性研究,第二部分是沙棘叶化学成分分析及生物活性研究。一、骆驼蓬化学成分分析及生物活性研究骆驼蓬Peganum harmala L,为蒺藜科骆驼蓬属多年生草本植物,全草和种子不同部位均可入药。骆驼蓬中主要含有生物碱类、黄酮类、三萜类、挥发油类等组分,具有神经保护、抗肿瘤、抗病毒、杀虫、肝脏保护、抗氧化、抗炎、止咳、祛痰等药理活性。然而,骆驼蓬不同部位化学成分和神经保护活性、抑菌活性的差异却鲜有报道。因此,为阐明骆驼蓬不同部位成分和活性的差异,本研究首次采用高效液相色谱(HPLC)、超高效液相色谱-四极杆-飞行时间串联质谱(UHPLC-QTOF-MS/MS)和顶空固相微萃取-气相色谱-质谱(HS-SPME-GC-MS)等分析技术,对骆驼蓬不同部位化学成分进行分析,并对骆驼蓬不同部位提取物及主要生物碱的神经保护活性和抑菌活性进行对比研究。主要成果如下:首先,从骆驼蓬种子分离纯化得到去氢骆驼蓬碱、骆驼蓬碱、鸭嘴花碱和鸭嘴花酮碱4个生物碱化合物;采用HPLC对骆驼蓬不同部位中这四种生物碱进行含量测定,结果表明种子中鸭嘴花碱、鸭嘴花酮碱、骆驼蓬碱和去氢骆驼蓬碱的含量分别为21.36-35.27μg/g、5.18-13.66μg/g、88.05-472.23μg/g和136.41-650.12μg/g;全草中鸭嘴花碱和鸭嘴花酮碱的含量分别为12.99-60.46μg/g和2.15-8.18μg/g,未检识出骆驼蓬碱和去氢骆驼蓬碱。然后,采用UHPLC-QTOF-MS/MS技术,对不同部位化学成分进行分析,共鉴别出32个化学成分。全草中主要含有脱氧鸭嘴花碱、鸭嘴花醇等喹唑酮类生物碱,而骆驼蓬碱、去氢骆驼蓬碱等β-咔啉类生物碱主要存在于种子中。最后,采用HS-SPME-GC-MS技术测定了骆驼蓬不同部位挥发性成分,共检测到94个代谢物。骆驼蓬不同部位中非挥发性成分和挥发性成分都有很大差异。通过建立过氧化氢(H2O2)和6-羟基多巴胺(6-hydroxydopamine,6-OHDA)诱导的PC12细胞氧化损伤模型和脂多糖(LPS)诱导的BV2细胞神经炎症模型,探讨骆驼蓬不同药用部位提取物、去氢骆驼蓬碱、骆驼蓬碱、哈尔满和去甲哈尔满的神经保护活性。结果表明骆驼蓬全草、种子甲醇提取物和4种生物碱,对LPS刺激诱导BV2细胞NO生成具有抑制活性,并对H2O2和6-OHDA诱导的PC12细胞具有显著的保护作用(P<0.01)。此外,还比较了骆驼蓬全草和种子石油醚和甲醇提取物,以及鸭嘴花碱、鸭嘴花酮碱、骆驼蓬碱和去氢骆驼蓬碱,对12种细菌、真菌抑菌活性的差异。结果表明种子甲醇提取物具有更广谱的抑菌活性。在800μg/m L的浓度时,骆驼蓬种子甲醇提取物对水稻白叶枯ACCC 11602农业菌、柑橘溃疡菌、大肠杆菌ATCC 25922抑制率最强达90%以上。进一步评估骆驼蓬中的4种生物碱单体的抑菌活性差异,发现骆驼蓬碱和去氢骆驼蓬碱抑菌活性更强。这些结果表明骆驼蓬中生物碱类组分具有神经保护活性和抑菌活性。以上研究为骆驼蓬不同部位神经保护和抑菌活性的药效物质基础和质量控制研究提供了理论依据。二、沙棘叶化学成分分析及生物活性研究沙棘叶中含有丰富的多酚、黄酮等生物活性成分,具有大健康产品开发的潜力及价值,已被批准为新资源食品管理。沙棘叶茶是以沙棘叶为原料,按照茶叶加工工艺开发的茶饮。沙棘叶茶现有的研究多集中在加工工艺和营养成分的研究,但是关于其不同加工方式对其化学成分和生物活性的影响研究却十分匮乏。因此,为充分开发沙棘叶资源,明确沙棘叶及其不同加工方式茶类产品中的主要化学成分的差异,本研究首次采用HPLC、UHPLC-QTOF-MS/MS和HS-SPME-GC-MS等分析技术,对沙棘叶、沙棘叶绿茶和沙棘叶红茶的化学成分进行分析,并研究了沙棘叶及沙棘叶茶提取物体外抗氧化和α-葡萄糖苷酶抑制活性差异。主要成果如下:首先,建立了不同产地沙棘叶HPLC指纹图谱,15批沙棘叶相似度评价结果在0.647-0.910之间。通过和对照品比对,对26个共有峰进行峰指认,其中9个共有峰分别鉴定为pedunculagin、hippophaenin B、木麻黄鞣宁、表儿茶素、水仙苷、表没食子儿茶素、芦丁、异槲皮苷和山柰酚-3-O-芸香糖苷;对不同产地沙棘叶中异鼠李素、槲皮素、山柰酚进行HPLC定量分析,结果表明槲皮素的含量在0.12-0.33%,山柰酚的含量在0.07-0.32%,异鼠李素的含量在0.10-0.49%。不同产地沙棘叶黄酮类功效成分差异较大。然后,通过UHPLC-QTOF-MS/MS和HS-SPME-GC-MS技术共鉴别出48个非挥发性成分和295个挥发性成分。采用聚类分析(HCA)、主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)等方法,寻找沙棘叶茶不同加工过程差异性成分。结果表明表没食子儿茶素、水仙苷和penduculagin的含量变化显著(VIP>1),可作为其不同加工过程化学标志物。沙棘叶茶加工过程中黄酮苷、醇类、醛类、酸类和酮类的含量发生了显著变化。最后对沙棘叶、沙棘叶绿茶和沙棘叶红茶的总黄酮、总多酚含量进行定量分析,其中总黄酮以芦丁计,分别为24.57-34.22 Rutin mg/g、26.66-33.34 Rutin mg/g和13.35-16.86 Rutin mg/g,总多酚的含量以没食子酸计,分别为103.35-109.14 mg GAE/g、90.39-103.55mg GAE/g和49.86-55.74 mg GAE/g。沙棘叶红茶中总黄酮和总多酚含量都显著下降(P<0.05)。采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基、2,2′-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)自由基清除和氧自由基吸收能力(ORAC)法,对沙棘叶、沙棘叶绿茶和沙棘叶红茶进行体外抗氧化活性评价。结果表明沙棘叶和沙棘叶绿茶抗氧化活性更强。沙棘叶和沙棘叶绿茶提取物浓度为0.1mg/m L时,对DPPH和ABTS自由基的清除率较高,为66%~95%,而沙棘叶红茶抗氧化活性显著降低(P<0.05),清除率为26%~44%。皮尔逊相关性分析结果表明,沙棘叶茶抗氧化活性与总多酚和总黄酮含量呈高度正相关。此外,沙棘叶、沙棘叶红茶和沙棘叶绿茶提取物浓度为4 mg/m L,对α-葡萄糖苷酶的抑制率为43.07%~70.16%,α-葡萄糖苷酶的抑制活性没有显著差异(P>0.05)。不同加工方式对沙棘叶茶类产品的化学成分和生物活性成分有很大影响。相关研究为及沙棘叶资源综合开发利用及其茶类产品开发提供了科学的理论依据。
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