【摘 要】
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椰子(Cocos nucifera L.)属于棕榈科椰子属,广泛生长在热带和亚热带地区,是一种重要的单子叶植物,也是海南省的三大经济林木之一,但是椰子的果皮作为一种废弃物,没有得到高效的开发和利用。少量研究表明椰子的非食用部分(如椰子果皮)中含有大量多酚、黄酮、单宁等活性成分。为了深入的研究和评价椰子果皮,特别是椰衣和椰壳中的酚类化合物的含量、主要化合物,以及它们是否在预防和抑制阿尔茨海默病和糖尿
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椰子(Cocos nucifera L.)属于棕榈科椰子属,广泛生长在热带和亚热带地区,是一种重要的单子叶植物,也是海南省的三大经济林木之一,但是椰子的果皮作为一种废弃物,没有得到高效的开发和利用。少量研究表明椰子的非食用部分(如椰子果皮)中含有大量多酚、黄酮、单宁等活性成分。为了深入的研究和评价椰子果皮,特别是椰衣和椰壳中的酚类化合物的含量、主要化合物,以及它们是否在预防和抑制阿尔茨海默病和糖尿病上具有潜在价值。本研究首先对椰衣和椰壳中的总酚含量与多种高活性的植物材料进行比较,其次优化了椰衣和椰壳中可溶性酚的提取工艺,然后通过酸碱处理,再深入细分了椰衣和椰壳中的可溶性酚和不溶性酚(12个组份),并进行了HPLC-MS分析。最后测定这些组份和其中的特征化合物对乙酰胆碱酯酶(ACh E)、丁酰胆碱酯酶(BCh E)、α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制活性,并利用Auto Dock解析其作用机制。主要研究内容及结果如下:(1)通过椰衣和椰壳与微凹黄檀、崖柏等11种名贵木本植物的总酚含量比较,试图筛选出具有高活性的植物源材料。结果表明:在13种植物材料中,椰衣的总酚含量(166.85 mg GAE/g dw)较高,这为椰衣进行深入研究提供了可靠依据。(2)为了更好的高值化利用椰衣中的酚类化合物,通过溶剂体系筛选、响应面法优化超声辅助工艺和比较超声,均质,超声+均质,均质+超声四个工艺体系,以确定酚类化合物的最佳提取工艺。结果表明:以60%丙酮为提取溶剂,料液比1:5 g/m L、超声温度80℃、时间80 min和功率225 W,再以10,000 r/min均质10 min,椰衣提取物的TFC达到551.99±12.69 mg Rutin/g dw,而TPC在10,000 r/min均质5 min时达到最高289.48±4.41 mg GAE/g dw,这可能与多酚氧化酶随着均质时间延长而增加造成多酚的氧化降解有关。这些结果为椰衣中酚类物质的应用研究提供了工艺保证。(3)为了充分利用椰衣中的酚类物质,通过酸碱处理对椰衣和椰壳中可溶性酚(游离酚、酯化酚、糖基化酚)和不溶性酚(不溶性结合酚、不溶性酯化酚、不溶性糖基化酚)进行分类提取,并测定12个酚组分的总酚、抗氧化活性以及对ACh E的抑制活性。结果表明:椰衣和椰壳可溶性酚分别占总酚的66.90%和52.94%,不溶性酚分别占总酚的33.10%和47.06%。12个组分的抗氧化活性、抗ACh E活性和多酚含量之间存在相关性。另外,利用HPLC-MS共鉴定出10种黄酮类化合物和12种酚酸类化合物。根据鉴定结果,筛选了其中19种典型酚类化合物,以及具有相似结构特征的木犀草苷、槲皮苷和香草酸一起测定其对ACh E的抑制性。发现槲皮素(71.25%)、山奈酚(64.84%)对ACh E的抑制活性最高。且黄酮类化合物对ACh E的抑制性与抗氧化活性(FRAP)具有较高的相关性(R=0.9221),而酚酸类化合物的相关性较弱(R=0.6018)。这些结果有利于对椰衣和椰壳中酚类化合物的综合评价和利用。(4)为了开发副作用小的天然抗阿尔茨海默病和抗糖尿病活性的抑制剂,进一步测定椰衣和椰壳中9种典型的黄酮类化合物、7种具有类似结构特征的化合物和3种标品(加兰他敏、盐酸多奈哌齐和阿卡波糖)对ACh E、BCh E、α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制作用,并用分子对接进行分析。结果表明:杨梅素具有最高的抗ACh E活性(IC50-ACh E=34.46μg/m L)和抗α-淀粉酶活性(IC50-α-A=46.52μg/m L),槲皮素具有最高的抗BCh E(IC50-BCh E=32.23μg/m L)和抗α-葡萄糖苷酶活性(IC50-α-G=13.34μg/m L)。根据Auto Dock计算,杨梅素-ACh E、槲皮素-BCh E、槲皮素-α-葡萄糖苷酶和杨梅素-α-淀粉酶的结合能分别为–5.64 kcal/mol、–6.74 kcal/mol、–8.86 kcal/mol和–7.40 kcal/mol。其中,黄酮类化合物中的甲氧基和糖基化都会降低对酶的抑制活性,而羟基提高了对酶的抑制活性。因此,椰衣和椰壳的合理利用除了可解决环境问题外,还具有作为胆碱酯酶、α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的天然抑制剂的潜力,用于治疗和预防阿尔兹海默症和Ⅱ型糖尿病。
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