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加拿大一枝黄花的酚类成分和生物活性研究

郭婕  
【摘要】: 加拿大一枝黄花(Solidago canadensis L.)原产北美,在欧洲已有700多年的药用历史,用于治疗慢性肾炎、膀胱炎、结石、风湿、糖尿病等疾病,具有抗氧化、抗菌等药理作用。酚类物质是加拿大一枝黄花中一类主要的活性成分。 加拿大一枝黄花20世纪30年代引入我国,由于其具有极强的竞争力,现已发展成对生态环境和农业生产危害很大的恶性杂草。为了变害为利,合理利用这种植物资源,本课题选择该植物为实验材料,进行总酚提取工艺、酚类成分、提取物和化合物的抗氧化活性及抑菌活性的研究。 以总酚的提取率为测试指标,利用超声提取的方法,通过单因素实验和正交实验优化出加拿大一枝黄花总酚的最佳提取工艺条件。对总酚含量比较高的乙酸乙酯、正丁醇萃取部位的化学成分进行了分离鉴定,并进一步研究了提取物和其成分的抗氧化活性及抑菌活性。 1加拿大一枝黄花总酚提取工艺 以没食子酸为标准品,利用Folin-Ciocalteu法测定总酚含量。以总酚的提取率为测试指标,通过单因素实验确立了影响加拿大一枝黄花总酚提取率的相关因素,并通过正交实验优化得出总酚最佳提取条件:60%甲醇、超声50 min、料液比1:20、提取三次。在此条件下加拿大一枝黄花总酚提取率为44.61 mg/g,总黄酮的提取率为28.05 mg/g。 2加拿大一枝黄花酚类成分 取加拿大一枝黄花总酚含量比较高的乙酸乙酯、正丁醇萃取部位反复经硅胶柱(200~300目)、Sephadex LH-20柱层析及高速逆流色谱( high-speed counter-current chromatography,HSCCC),分离纯化出11种单体化合物。利用波谱技术(1H NMR、13C NMR、ESI MS)及化合物的理化性质鉴定出其中7种化合物的结构,包括4种酚类化合物。7种化合物分别为:山奈酚( 3,4′,5,7-tetrahydroxyflavone )( 1 )、槲皮素(3,3′,4′,5,7-pentahydroxyflavone)(2)、对羟基苯甲酸(4-hydroxybenzoic acid)(3)、3,5-二羟基苯甲酸甲酯(methyl 3,5-dihydroxybenzoate)(4)、苯甲酸(benzoic acid)(5)、D-甘露醇(D-mannitol)(10)、β-胡萝卜苷(β-daucosterol)(11)。以上化合物除了山奈酚(3,4′,5,7-tetrahydroxyflavone)(1)、槲皮素(3,3′,4′,5,7-pentahydroxyflavone)(2)外,其它5种化合物均为首次从加拿大一枝黄花中报道。 3加拿大一枝黄花提取物和化合物的抗氧化活性 3.1加拿大一枝黄花不同溶剂提取物的抗氧化活性 以Vc做对照品,对加拿大一枝黄花不同溶剂提取物进行了清除自由基及抗氧化活性试验。结果表明,提取物的清除自由基及抗氧化活性与总酚的含量呈量效关系,在最佳提取工艺条件下(60%甲醇、超声50 min、料液比1:20、提取三次)的提取物I具有最强的抗氧化活性。它在总抗氧化、清除DPPH自由基、清除超氧阴离子自由基(O2-·)及清除羟自由基(·OH)活性分别为65.60 U/mg是Vc(24.63 U/mg)的2.66倍;2.65μg/ml(SC50)是Vc(5.60μg/ml)的2.11倍;177.56 U/g;182.19 U/mg为Vc(134.64 U/mg)的1.35倍。 3.2加拿大一枝黄花甲醇提取物及萃取部位的抗氧化活性 以Vc做对照品,测定加拿大一枝黄花甲醇提取物及萃取部位的清除自由基及抗氧化活性。结果显示,甲醇提取物及各萃取部位均有不同程度的活性,乙酸乙酯萃取部位清除自由基及抗氧化活性最强。其在总抗氧化、清除DPPH自由基、清除超氧阴离子自由基(O2-·)及清除羟自由基(·OH)活性分别为:93.48 U/mg,是Vc(24.63 U/mg)的3.80倍;2.07μg/ml(SC50),为Vc(5.60μg/ml)的1.80倍;203.56 U/g,是甲醇提取物(33.15 U/g)的6.14倍;186.83 U/mg,是Vc(134.64 U/mg)的1.39倍。 3.3加拿大一枝黄花化合物的抗氧化活性 测定提取的单体化合物1, 2, 3, 4, 5, 10的抗氧化活性,酚类化合物1, 2, 3, 4的活性较非酚类化合物5, 10强。其中黄酮类化合物山奈酚(1)和槲皮素(2)的活性优于其他测定化合物。槲皮素(2)的活性最强,其总抗氧化活性为127.51 U/mg;清除DPPH自由基活性(SC50)1.72μg/ml;清除超氧阴离子自由基(O2-·)活性216.61 U/g;清除羟自由基活性(·OH)57.58 U/mg。 4加拿大一枝黄花提取物和酚类成分的抑菌活性 取加拿大一枝黄花石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取部位进行体外抑菌活性测定,测试菌株为3种革兰氏阴性菌(大肠杆菌Escherichia coli、沙门氏菌Salmonella sp.、志贺氏菌Shigella dysenteriae)、2种革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus、枯草芽孢杆菌Bacillus subttilis)、1种真菌(白色念珠菌Candida albicans)。抑菌活性测试表明,乙酸乙酯萃取部位表现出较宽的抗菌谱和较强的抑菌活性。其对大肠杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌、枯草芽孢杆菌的最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)均为31.25μg/ml;对金黄色葡萄球菌、白色念珠菌MIC为62.5μg/ml。正丁醇萃取部位抑菌活性次之。推测与这两个部位含有较多的有效成分有关。 并进一步测定了分离得到的3个酚类化合物1, 2, 4的体外抑菌活性。结果显示三个酚类化合物均有不同强度的抑菌活性,两个黄酮化合物山奈酚(1)和槲皮素(2)的抑菌活性稍强。山奈酚(1)对大肠杆菌、沙门氏菌、枯草芽孢杆菌的MIC为31.25μg/ml,对志贺氏菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的MIC为62.5μg/ml。槲皮素(2)对沙门氏菌、枯草芽孢杆菌、白色念珠菌的MIC为31.25μg/ml。对大肠杆菌、志贺氏菌的MIC为62.5μg/ml。


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