張睿 王 湘 王玥琦 馮麗莉
摘要? 目的:研究采用響應(yīng)面法優(yōu)化紅景天抗氧化有效物質(zhì)的提取工藝。方法:以乙醇濃度、提取時(shí)間、乙醇用量為主要影響因素,紅景天苷提取率(%)、提取液體外DPPH清除率(%)和提取液體外總抗氧化能力為評(píng)價(jià)指標(biāo),采用3因素5水平響應(yīng)面法對(duì)紅景天抗氧化有效物質(zhì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果:Design-Expert軟件優(yōu)化得到的最佳提取工藝為,飲片加11倍體積46.60%乙醇溶液提取4.67 h,提取2次,合并提取液,濃縮,即得。該提取工藝下紅景天苷提取率為1.12%,提取液DPPH清除率為89.13%,總抗氧化能力為1.39 mmol/L。結(jié)論:用響應(yīng)面法優(yōu)化得到的紅景天抗氧化有效物質(zhì)提取工藝簡(jiǎn)便易行,準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性好。
關(guān)鍵詞? 紅景天;抗氧化;多因素;響應(yīng)面法;紅景天苷提取率;DPPH清除率;總抗氧化能力;提取工藝
Optimal Extraction of Herba Rhodiolae Antioxidant Active Ingredients by Multi-factors Response Surface Methodology
ZHANG Rui,WANG Xiang,WANG Yueqi,F(xiàn)ENG Lili
(College of Basic Medicine,Beijing University of Chinese Medicine,Beijing 100029,China)
Abstract Objective: To optimize the extraction technology of Herba Rhodiolae antioxidant active ingredients by response surface methodology. Methods: Based on ethanol concentration,extraction time and dosage of ethanol as the main in uencing factors,the 3 factor 5 level response surface methodology was applied to optimize antioxidant active ingredients extraction of Herba Rhodiolae with evaluation indexes including extraction yield of Herba Rhodiolae (%),extracting liquid outside DPPH clearance (%) and extracting liquid outside total antioxidant activities(mmol/L). Results: The optimal extraction process optimized by Design-Expert software was as follows:decoction peices adding 11 times of 46.60% ethanol solution and were extracted from for 4.67 h twice.The extracts were combined and concentrated.Under this extraction process,the extraction rate of Herba Rhodiolae is 1.12%,the DPPH removal rate of the extract was 89.13%,and the total antioxidant capacity was 1.39 mmol/L. Conclusion: The extraction process of Herba Rhodiolae antioxidants optimized by response surface method is simple,easy to implement,and has good accuracy and reproducibility.
Keywords? Herba Rhodiolae; Antioxidant active ingredients; Multi-factors,Response surface methodology; Extraction yield of Herba Rhodiolae; DPPH clearance; The total antioxidant activities by FRAP methods; Extraction technology
中圖分類號(hào):R284 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? doi: 10.3969/j.issn.1673-7202.2020.14.001
藏藥紅景天是景天科植物大花紅景天的干燥根和根莖,始載于公元8世紀(jì)藏醫(yī)藥經(jīng)典《四部醫(yī)典》[1],稱其為“長(zhǎng)生不老草”“九死還生草”,被譽(yù)為“高原人參”,具有扶正固本、理氣養(yǎng)血等功效,《中華人民共和國(guó)藥典》(2015版一部)謂其“味甘、苦,平。歸肺、心經(jīng)。功能益氣活血、通脈平喘,用于氣虛血瘀、胸痹心痛、中風(fēng)偏癱、倦怠氣喘”[2],是具有極高藥用價(jià)值的珍貴藥材?,F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,紅景天具有抗腫瘤、抗抑郁、抗疲勞、抗缺氧和免疫調(diào)節(jié)等功效[3-5]。同時(shí),紅景天提取物具有卓越的抗氧化能力,被廣泛應(yīng)用于延緩機(jī)體衰老及防治氧化相關(guān)的老年性疾病[6-9]。另外,紅景天服用安全,原衛(wèi)生部2002年已批準(zhǔn)其為可用于保健食品的中藥品種[10],是近年來國(guó)內(nèi)炙手可熱的保健中藥,具有廣闊的應(yīng)用前景。
目前紅景天藥材中分離出40多種化學(xué)物質(zhì),包括酚類、黃酮類、生物堿類、揮發(fā)油以及其他的一些常見物質(zhì)(氨基酸類、多糖類、果膠、蛋白質(zhì)、蠟等)[11],其中紅景天苷被認(rèn)為是紅景天保健功效的最重要成分。因此目前紅景天的提取制備以及產(chǎn)品的質(zhì)量控制中一般以紅景天苷提取率或者含量作為指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化評(píng)價(jià)[12],而中藥中其他同樣有可能發(fā)揮抗氧化活性的有效物質(zhì)卻沒有得到體現(xiàn)。為了綜合評(píng)價(jià)紅景天提取物抗氧化能力,最大限度的提取紅景天藥材中抗氧化有效物質(zhì),本研究擬以紅景天苷提取率(%)、提取液體外DPPH清除率(%)和提取液總抗氧化能力(mmol/L)3者相結(jié)合的綜合效應(yīng)作為評(píng)價(jià)指標(biāo),采用星點(diǎn)設(shè)計(jì)-響應(yīng)面方法對(duì)紅景天抗氧化有效物質(zhì)的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。
1 儀器與試藥
1.1 儀器 高效液相色譜儀(配有PDA檢測(cè)器、四元梯度泵、在線脫氣機(jī)、自動(dòng)進(jìn)樣器、Empower工作站,美國(guó)沃特世科技有限公司,美國(guó),型號(hào):2695-2996);酶標(biāo)儀(美國(guó)賽默飛世爾科技有限公司,美國(guó),型號(hào):Thermo MK3);精密電子天平(瑞士梅特勒-托利多國(guó)際股份有限公司,瑞士,型號(hào):AL104-IC);超聲波清洗器(江蘇昆山市超聲儀器有限公司,型號(hào):KQ-500E);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠,型號(hào):RE-52);紫外可見分光光度計(jì)(北京萊伯泰科儀器有限公司,型號(hào):BlueStar);中草藥打粉機(jī)[泰斯特儀器設(shè)備(天津)有限公司,型號(hào):FW17];智能恒溫水浴鍋(北京市長(zhǎng)風(fēng)儀器儀表公司,型號(hào):HW SY21/KP6);控溫?cái)?shù)顯電熱套[泰斯特儀器設(shè)備(天津)有限公司,型號(hào):98-I-B]。
1.2 試劑 美國(guó)Cayman Chemical的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl,DPPH,批號(hào):14805);總抗氧化能力試劑盒[T-AOC檢測(cè)試劑盒(FRAP法)微板法,南京建成生物工程研究所,批號(hào):A015]及其他分析試劑甲醇(北京化學(xué)試劑公司,批號(hào):bh100619);乙醇(北京化學(xué)試劑公司,批號(hào):BH100213,95%乙醇);色譜試劑甲醇(北京匯海科儀科技有限公司,F(xiàn)isher Scientific,美國(guó),批號(hào):A452-4);乙腈(北京匯??苾x科技有限公司,F(xiàn)isher Scientific,美國(guó),批號(hào):A998-4)。
1.3 藥物 中藥紅景天飲片[北京同仁堂(集團(tuán))有限責(zé)任公司,批號(hào):20160921];紅景天苷標(biāo)準(zhǔn)品(中國(guó)食品藥品檢定研究院,批號(hào):110818-201507)。
2 方法與結(jié)果
2.1 優(yōu)化指標(biāo)測(cè)定
2.1.1 HPLC法測(cè)定紅景天苷提取率
2.1.1.1 色譜條件 以十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑C18分析柱(4.6 mm×150 mm,5 μm,Dikma),甲醇-水(15∶ 85)為流動(dòng)相,柱溫30 ℃,進(jìn)樣體積10 μL。取濃度為44.70 μg/mL紅景天苷標(biāo)準(zhǔn)品溶液進(jìn)樣后經(jīng)二極管陣列檢測(cè)器全波長(zhǎng)掃描,可見紅景天苷在275 nm波長(zhǎng)處有最大吸收,保留時(shí)間9.7 min,該色譜條件下,色譜峰分離良好,故測(cè)定時(shí)選用此波長(zhǎng)。
2.1.1.2 紅景天苷對(duì)照品儲(chǔ)備液的配制 精密稱取紅景天苷對(duì)照品29.80 mg置于100 mL棕色容量瓶中,加甲醇適量超聲溶解后稀釋至刻度,得到濃度為298.00 μg/mL的紅景天苷對(duì)照品儲(chǔ)備液,即得。
2.1.1.3 供試樣品的制備 取紅景天藥材粉末(過10目篩)適量,精密稱定,置圓底燒瓶中,按提取實(shí)驗(yàn)安排提取,提取前后稱定質(zhì)量,并用相同溶劑補(bǔ)足,過濾后合并濾液,混勻,經(jīng)0.45 μm微孔濾膜濾過,取續(xù)濾液即得。
2.1.1.4 紅景天苷線性關(guān)系考察 精密吸取紅景天苷對(duì)照品儲(chǔ)備液(298.00 mg/L)0.50 mL、1.00 mL、1.50 mL、2.00 mL、2.50 mL和3.00 mL分別置于10 mL棕色容量瓶中,加甲醇稀釋至刻度,得到濃度范圍在14.90~89.40 mg/L的紅景天苷對(duì)照品溶液。按“2.1.1.1”項(xiàng)下色譜條件測(cè)定紅景天苷峰面積,以對(duì)照品濃度(C)為橫坐標(biāo),紅景天苷峰面積(A)為縱坐標(biāo),得回歸方程A=3 009.2C-13 796,相關(guān)系數(shù)R為0.999 7,表明該濃度范圍內(nèi)紅景天苷線性關(guān)系良好。
2.1.1.5 精密度考察 取線性關(guān)系考察項(xiàng)下的濃度為44.70 mg/L的紅景天苷對(duì)照品溶液,按“2.1.1.1”項(xiàng)下色譜條件,重復(fù)進(jìn)樣6次,測(cè)定紅景天苷峰面積,計(jì)算RSD為0.89%,表明該方法測(cè)定紅景天苷精密度符合要求。
2.1.1.6 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)? 取紅景天飲片(20160921批)粉末適量,精密稱定,加入60%乙醇30 mL,稱取總重量,加熱回流提取1 h,補(bǔ)足重量后過濾,取續(xù)濾液適量,分別于0 h、2 h、4 h、6 h、10 h、24 h,按“2.1.1.1”項(xiàng)下色譜條件測(cè)定紅景天苷峰面積,計(jì)算RSD為1.93%,表明紅景天苷樣品24 h內(nèi)穩(wěn)定。
2.1.1.7 重復(fù)性實(shí)驗(yàn) 取紅景天飲片(20160921批)粉末適量,精密稱定,加入60%乙醇30 mL,稱取總重量,加熱回流提取1 h,補(bǔ)足重量后過濾,取續(xù)濾液適量,平行操作6份,按“2.1.1.1”項(xiàng)下色譜條件測(cè)定紅景天苷峰面積,計(jì)算其平均含量,計(jì)算RSD為1.89%,表明該方法測(cè)定紅景天苷重復(fù)性符合要求。
2.1.1.8 回收率實(shí)驗(yàn) 采用加樣回收法,精密吸取“2.1.1.7”項(xiàng)下重復(fù)性實(shí)驗(yàn)樣品1 mL,分別加入濃度為44.70 μg/mL的紅景天苷對(duì)照品溶液1 mL,混合均勻,按“2.1.1.1”項(xiàng)下色譜條件測(cè)定紅景天苷峰面積,計(jì)算其加樣回收率為98.98%,RSD為1.97%。見表1。
2.1.1.9 紅景天苷提取率的計(jì)算 將供試品溶液按“2.1.1.1”項(xiàng)下色譜條件測(cè)定其中紅景天苷峰面積,根據(jù)“2.1.1.4”項(xiàng)下標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算紅景天苷濃度C,按照以下公式計(jì)算其提取率:
2.1.2 DPPH自由基清除率測(cè)定
2.1.2.1 DPPH溶液的配制 精密稱取DPPH 2.59 mg于10 mL容量瓶中,甲醇溶解并定容,得到濃度為259.00 mg/L的DPPH溶液,0~4 ℃避光保存,當(dāng)天臨用現(xiàn)配。
2.1.2.2 測(cè)定方法 為了消除提取液本身顏色對(duì)測(cè)定的干擾,在測(cè)定中引入了提取液在514 nm波長(zhǎng)下自身的吸收度Aj。
1)Ai:取提取液1 mL,加入250 μL DPPH溶液于同一具塞試管中,搖勻,在黑暗中37 ℃保溫20 min,以甲醇為空白在514 nm測(cè)定其吸光度Ai。
2)A0:取甲醇1 mL,加入250 μL DPPH溶液于同一具塞試管中,搖勻,在黑暗中37 ℃保溫20 min,以甲醇為空白在514 nm測(cè)定其吸光度A0。
3)Aj:取提取液1 mL,加入250 μL的甲醇于同一具塞試管中,搖勻,在黑暗中37 ℃保溫20 min,以甲醇為空白在514 nm測(cè)定其吸光度Aj。
試驗(yàn)重復(fù)3次,根據(jù)下列公式計(jì)算植物提取液對(duì)DPPH的抑制率,求得平均值:
抑制率(%)=(1-(Ai-Aj)/A0)×100%
注:Ai為加提取液后DPPH溶液的吸光度,A0為未加提取液時(shí)DPPH溶液的吸光度,Aj為提取液在測(cè)定波長(zhǎng)的吸光度。
2.1.3 總抗氧化能力的測(cè)定(FRA P 值測(cè)定)
2.1.3.1 測(cè)定方法 按照試劑盒說明書配置工作液進(jìn)行檢測(cè)。
2.1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線 稱取27.80 mg試劑盒提供的FeSO4·7H2O,加水溶解并稀釋到10 mL,此時(shí)濃度即為10 mmol/L。取適量10 mmol/L FeSO4溶液15 μL、30 μL、60 μL、90 μL、120 μL、150 μL稀釋至1 mL,得到濃度分別為0.15 mmol/L、0.30 mmol/L、0.60 mmol/L、0.90 mmol/L、1.20 mmol/L和1.50 mmol/L的FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液。分別吸取100 μL標(biāo)準(zhǔn)溶液點(diǎn)板,采用酶標(biāo)儀于630 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,以吸光度A為縱坐標(biāo),F(xiàn)eSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度C為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得A=0.402 2C-0.084 7,相關(guān)系數(shù)R為0.999 5,表明FeSO4濃度在0.15~1.50 mmol/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
注:樣品的抗氧化能力用FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度來表示,即1FRAP單位=1 mmol/L FeSO4。
2.2 單因素優(yōu)化紅景天提取溶劑
文獻(xiàn)中有關(guān)紅景天提取溶劑的選擇不一致,為了綜合多指標(biāo)考察紅景天抗氧化有效物質(zhì)的提取工藝,首先采用單因素方法對(duì)紅景天提取影響較大的因素進(jìn)行考察,確定優(yōu)化范圍,包括乙醇濃度、提取時(shí)間和料液比。取紅景天飲片(批號(hào):20160921),用銅舂初搗后采用粉碎機(jī)進(jìn)行粗粉,粉末過1號(hào)篩待用。在其他處理?xiàng)l件一致的情況下,分別考察乙醇濃度(0、20%、40%、60%、80%、100%)、料液比(1∶ 5、1∶ 7、1∶ 12)、提取時(shí)間(1 h、2 h、3 h)對(duì)紅景天抗氧化有效物質(zhì)化提取效果的影響。
2.2.1 乙醇濃度的影響 固定料液比為1∶ 7、提取時(shí)間為2 h,考察不同濃度乙醇對(duì)紅景天苷提取率和提取液體外抗氧化活性的影響。見圖1。從中可見表明,隨著乙醇濃度不斷增加,紅景天苷提取率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),60%乙醇提取率最高;DPPH清除率隨著乙醇濃度升高開始緩慢上升,但當(dāng)濃度增加至60%以后開始下降,80%乙醇時(shí)清除率明顯降低;總抗氧化能力隨著乙醇濃度升高不斷減小。綜合3方面的因素,說明乙醇濃度過高和過低均不利于紅景天中抗氧化有效物質(zhì)的提取,低于40%紅景天苷提取率偏低,超過80%時(shí)3個(gè)指標(biāo)均顯著下降,因此提取溶劑中乙醇濃度的優(yōu)化范圍設(shè)置在40% ~80%之間較為合理。
2.2.2 提取時(shí)間的影響 固定乙醇濃度為60%、料液比為1∶ 7,考察不同提取時(shí)間對(duì)紅景天抗氧化有效物質(zhì)提取效果的影響。見圖2。結(jié)果表明,隨著提取時(shí)間的增加,3個(gè)指標(biāo)都呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。
2.2.3 料液比的影響 固定乙醇濃度為60%、提取時(shí)間為2 h,考察不同料液比對(duì)紅景天抗氧化有效物質(zhì)提取效果的影響。見圖3。隨著料液比的增加,紅景天苷的提取率隨之上升,但是1∶ 7與1∶ 12結(jié)果相差不大,提取液總抗氧化能力先下降后上升,DPPH清除率則呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。由于料液比對(duì)3個(gè)指標(biāo)的影響不一致,出于生產(chǎn)實(shí)際操作的可行性和節(jié)約資源的角度,料液比的優(yōu)化范圍設(shè)置在1∶ 6~1∶ 12范圍內(nèi)。
2.3 星點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 提取工藝優(yōu)化:
影響提取效果的因素主要包括乙醇濃度、提取時(shí)間、提取次數(shù)和料液比,其中由于提取次數(shù)為非連續(xù)變量,回歸處理較困難,為了簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn),將提取次數(shù)暫定為1次。在單因素考察的基礎(chǔ)上,選取乙醇濃度(X1)、提取時(shí)間(X2)、料液比(X3)3個(gè)因素作自變量,以提取液中紅景天苷提取率(%,Y1)、DPPH清除率(%,Y2)和總抗氧化能力(mmol/L,Y3)作因變量,采用響應(yīng)面法優(yōu)化最佳提取工藝,各因素的水平設(shè)計(jì)見表2。取紅景天藥材5 g左右,精密稱定,加入適量提取溶劑,按照表3安排試驗(yàn),提取液濾過、合并、濃縮后,按照“2.1”項(xiàng)下,測(cè)定紅景天苷提取率(%)、DPPH清除率(%)和總抗氧化能力(mmol/L)。見表3。
2.4 模型擬合和提取工藝優(yōu)化
采用Design-Expert 10.0.3對(duì)紅景天提取工藝實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行多元回歸擬合。經(jīng)過運(yùn)算后得到紅景天苷提取率(Y1,mg/g)、DPPH清除率(Y2,%)和總抗氧化能力(Y3,mmol/L)對(duì)乙醇濃度(X1)、提取時(shí)間(X2)、料液比(X3)的模型,其擬合回歸模擬方程如下,其回歸模型的方差分析見表4。
Y1=(-430.31+48.76X1+72.55X2+6.25X3-1.05X1X2+0.36X1X3+3.41X2X3-0.44X12-2.94X22-2.04X32)×10-3(R2=0.914 3,RAdj2=0.974 4)
Y2=-20.89+1.74X1+2.26X2+13.15X3+0.02X1X2-0.07X1X3-0.18X2X3-0.01X12-0.11X22-0.43X32(R2=0.898 2,RAdj2=0.955 6)
Y3=(-610+33.64X1+162.47X2+182.23X3+0.25X1X2-0.80X1X3-1.89X2X3-0.35X12-23.45X22-4.96X32)×10-3(R2=0.892 5,RAdj2=0.942 8)
從表4中數(shù)據(jù)可見,X1、X2和二次項(xiàng)X1X2、X12對(duì)紅景天苷提取率(Y1)有極顯著影響( P <0.01),其他因素的影響差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義( P >0.05);X1、X2和二次項(xiàng)X1X3、X12、X32對(duì)DPPH清除率(Y2)有極顯著影響( P <0.01),X3有顯著影響( P <0.05),其他因素的影響差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義( P >0.05);X1、X3和二次項(xiàng)X12、X22對(duì)總抗氧化能力(Y3)有極顯著影響( P <0.01),其他因素的影響差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義( P >0.05)。綜合各因素對(duì)于3個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)紅景天抗氧化有效物質(zhì)提取效果影響最大的因素是乙醇濃度X1,交互因素也會(huì)對(duì)3個(gè)指標(biāo)產(chǎn)生不同的影響。圖4為固定第3因素條件下,其他2項(xiàng)因素對(duì)紅景天苷提取率(Y1)、DPPH清除率(Y2)和總抗氧化能力(Y3)交互效應(yīng)的響應(yīng)面圖。
利用Design-Expert 10.0.3軟件對(duì)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化,以Y1、Y2和Y3均最大化為原則,結(jié)合實(shí)際操作的可行性,得到優(yōu)化的最佳提取工藝條件為:飲片加入11倍量46.60%乙醇,提取4.67 h,收集提取液,濃縮即得。
2.5 提取次數(shù)優(yōu)化及驗(yàn)證試驗(yàn)
采用“2.4”項(xiàng)下得到的最佳提取工藝分別提取1、2、3次,平行操作3份,分別測(cè)定3個(gè)指標(biāo),考察最佳提取次數(shù)。見表5,并將預(yù)測(cè)值與提取一次的實(shí)測(cè)值比較并計(jì)算偏差,預(yù)測(cè)值紅景天苷提取率為1.10%,DPPH清除率為88.61%,總抗氧化能力為1.40 mmol/L,實(shí)測(cè)值分別為1.12%、89.13%和1.39 mmol/L,RSD分別為3.45%、1.78%和3.60%,預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值的偏差較小,說明該工藝穩(wěn)定可行,具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
在最佳提取工藝條件下,提取次數(shù)增加紅景天苷提取率呈增高趨勢(shì),但是提取2次和3次時(shí)無明顯差異,而DPPH清除率和總抗氧化能力在提取3次時(shí)明顯低于2次,綜合3個(gè)指標(biāo)的結(jié)果,確定提取次數(shù)為2次。
3 討論
紅景天作為傳統(tǒng)藏藥,主要以根和莖入藥,以其獨(dú)特的藥理效果在臨床中應(yīng)用良好,常用于治療冠心病、慢性疲勞癥、慢性腎炎等病癥,另由于其具有明確的抗氧化性能,能夠有效的對(duì)抗自由基,降低體內(nèi)自由基對(duì)細(xì)胞的氧化損害,抗脂質(zhì)過氧化,延緩機(jī)體衰老以及預(yù)防阿爾茨海默病等老年病的發(fā)生[13-15],因此是極具開發(fā)價(jià)值的保健藥材。有關(guān)紅景天苷提取工藝的研究較多,有加熱回流提取[16]、超聲提取[17]、微波提取[18]等,但多數(shù)以提取液中以紅景天苷為代表的單一成分的提取率作為考察指標(biāo)進(jìn)行工藝優(yōu)化,未能體現(xiàn)提取物抗氧化作用的其他有效物質(zhì)的提取效果。結(jié)合生產(chǎn)過程的實(shí)際情況,本研究采用加熱回流提取方法,通過對(duì)紅景天苷提取率和提取物體外抗氧化活性雙重指標(biāo)對(duì)紅景天抗氧化有效物質(zhì)的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。
由于體外抗氧化活性判斷的標(biāo)準(zhǔn)紛繁復(fù)雜,基于不同的化學(xué)反應(yīng)原理,其評(píng)價(jià)的方式均有很大的不同。為了研究紅景天提取液抗氧化活性在不同方面的應(yīng)用,本研究選取了提取液DPPH清除率和總抗氧化能力2種不同的體外抗氧化活性評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)提取工藝進(jìn)行評(píng)價(jià)。DPPH在有機(jī)溶劑中是一種穩(wěn)定的自由基,其醇溶液呈深紫色,具有單一電子,故能夠接受一個(gè)電子或是氫離子,在波長(zhǎng)為514 nm下具有最大光吸收。有自由基清除劑存在時(shí),DPPH的單電子被捕捉而使其顏色變淺,在最大光吸收波長(zhǎng)處的吸光值下降,從而評(píng)價(jià)樣品的抗氧化能力。待測(cè)樣品的抗氧化能力用DPPH清除率來表示,清除率越大,抗氧化性越強(qiáng)[19]。FRAP法測(cè)定總抗氧化能力的原理是酸性條件下抗氧化物可以還原Ferric-tripyridyltriazine(Fe3+-TPTZ)產(chǎn)生藍(lán)色的Fe2+-TPTZ,隨后測(cè)定藍(lán)色的Fe2+-TPTZ吸光度即可獲得樣品的總抗氧化能力。中藥提取液總抗氧化能力的檢測(cè)可以用于檢測(cè)各種溶液的抗氧化能力的強(qiáng)弱,用于篩選強(qiáng)抗氧化能力的藥物[20]。
本研究中采用紅景天苷提取率和2種體外抗氧化指標(biāo)(DPPH清除率和總抗氧化能力)相結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo),采用響應(yīng)面優(yōu)化方法對(duì)紅景天抗氧化有效物質(zhì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。
響應(yīng)曲面法是建立在數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)上,采用多元二次回歸方程來考察各因素與響應(yīng)值之間的函數(shù)關(guān)系,能對(duì)優(yōu)選出的實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行全面分析的一種統(tǒng)計(jì)方法,可以在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行非線性擬合,與傳統(tǒng)的正交試驗(yàn)和均勻設(shè)計(jì)比較,具有操作簡(jiǎn)單、精度高、預(yù)測(cè)性好等優(yōu)點(diǎn)[21-23]。因此本研究中采用星點(diǎn)設(shè)計(jì)響應(yīng)面法對(duì)紅景天抗氧化有效物質(zhì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了實(shí)測(cè)值與Design-Expert 10.0.3軟件的預(yù)測(cè)值基本相符,說明本工藝對(duì)紅景天抗氧化有效物質(zhì)的提取是穩(wěn)定可行。結(jié)合單因素優(yōu)化提取次數(shù)的結(jié)果,最佳工藝為飲片加入11倍量46.60%乙醇,提取4.67 h,提取2次,收集提取液,濃縮即得。該研究可以為紅景天抗氧化功效產(chǎn)品的開發(fā)提供一定的借鑒意義。
參考文獻(xiàn)
[1] 宇妥·元丹貢布.四部醫(yī)典[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,1983:54.
[2]國(guó)家藥典委員會(huì).中華人民共和國(guó)藥典(一部)[M].北京:中國(guó)醫(yī)藥科技出版社,2015:154-155.
[3]Zhang K,Si XP,Huang J,et al.Preventive effects of Rhodiola rosea L.on bleomycin-induced pulmonary fibrosis in rats[J].Int J Mol Sci,2016,17(6):E879.
[4]Amsterdam JD,Panossian AG.Rhodiola rosea L.as a putative botanical antidepressant[J].Phytomedicine,2016,23(7):770-783.
[5]Cropley M,Banks AP,Boyle J.The effects of Rhodiola rosea L.extract on anxiety,stress,cognition and other mood symptoms[J].Phytother Res,2015,29(12):1934-1939.
[6]Ma GP,Zheng Q,Xu MB,et al.Rhodiola rosea L.improves learning and memory function:preclinical evidence and possible mechanisms[J].Front Pharmacol,2018,9:1415.
[7]Li Y,Pham V,Bui M,et al.Rhodiola rosea L.:an herb with anti-stress,anti-aging,and immunostimulating properties for cancer chemoprevention[J].Curr Pharmacol Rep,2017,3(6):384-395.
[8]Kosakowska O,Bczek K,Przyby JL,et al.Antioxidant and Antibacterial Activity of Roseroot(Rhodiola rosea L.)Dry Extracts[J].Molecules,2018,23(7):E1767.
[9]Nabavi SF,Braidy N,Orhan IE,et al.Rhodiola rosea L.and Alzheimer′s Disease:From Farm to Pharmacy[J].Phytother Res,2016,30(4):532-539.
[10] 楊澤.紅景天治療慢性心肌梗死合并心力衰竭患者的臨床效果[J].中國(guó)藥物經(jīng)濟(jì)學(xué),2019,14(7):86-88.
[11]尼瑪次仁,劉青,多杰仁青,等.青藏高原紅景天研究進(jìn)展及存在問題[J].中華中醫(yī)藥雜志,2013,28(9):2675-2678.
[12]王建元.紅景天有效成分提取工藝及微量元素研究[D].成都:西南交通大學(xué),2013.
[13]Cui JL,Guo TT,Ren ZX,et al.Diversity and antioxidant activity of culturable endophytic fungi from alpine plants of Rhodiola crenulata,R.angusta,and R.sachalinensis[J].PLoS One,2015,10(3):e0118204.
[14]Schriner SE,Lee K,Truong S,et al.Extension of Drosophila lifespan by Rhodiola rosea through a mechanism independent from dietary restriction[J].PLoS One,2013,8(5):e63886.
[15]Gao J,He H,Jiang W,et al.Salidroside ameliorates cognitive impairment in a d-galactose-induced rat model of Alzheimer′s disease[J].Behav Brain Res,2015,293:27-33.
[16]蒲忠慧,汪謙,孫小程,等.均勻設(shè)計(jì)優(yōu)選紅景天提取工藝研究[J].綿陽師范學(xué)院學(xué)報(bào),2016,35(8):11-15.
[17]高偉,李鳳林,李光耀,等.超聲波輔助法提取紅景天苷工藝研究[J].吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院學(xué)報(bào),2017,26(2):4-7.
[18]閔建華,曹旻旻,韋冬菊,等.微波輔助提取紅景天苷的工藝研究[J].中草藥,2012,43(8):1536-1539.
[19]吳剛,韓勇.87種中藥抗氧化活性篩選研究[J].中國(guó)藥物經(jīng)濟(jì)學(xué),2014,9(3):238-239.
[20]夏伯候,熊蘇慧,唐潔,等.基于多元統(tǒng)計(jì)分析的夏枯草多重藥效物質(zhì)與抗氧化活性分析[J].中國(guó)中藥雜志,2018,43(23):4645-4651.
[21]侯敏娜,李永梅,辛新.響應(yīng)曲面法優(yōu)化超聲-輔助提取玉米須多糖的工藝研究[J].世界中醫(yī)藥,2017,12(8):1923-1926,1932.
[22]Pepe A,Tito FR,Daleo GR,et al.Optimization of fibrinogenolytic activity of Solanum tuberosum subtilisin-like protease(StSBTc-3)by response surface methodology[J].Biotechnol Rep(Amst),2019,22:e00330.
[23]張爽,劉治飛,高潔,等.陜產(chǎn)瞿麥中總黃酮提取工藝響應(yīng)曲面法的優(yōu)化[J].世界中醫(yī)藥,2018,13(7):1541-1545.
(2019-04-26收稿 責(zé)任編輯:楊覺雄)