六种植物特征性化合物剖析、对高良姜黄酮生物可及度的影响及具有降尿酸潜力的复合提取物制备

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jlsonger
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药食同源植物富含酚酸、黄酮类化合物,是开发降尿酸功能健康食品的优质原料。不同药食同源植物经科学配伍,其化学成分能相互影响,不仅能提高生物可及度与生物利用度,还对活性的发挥有协同增效的作用。目前降尿酸功能植物提取物食品配料常见于单一植物提取物,复合植物提取物加工基础理论较薄弱。本论文首先探究2种高良姜黄酮对黄嘌呤氧化酶(XO)的抑制机制、交互作用,确立具有强XO抑制(XOI)活性高良姜单提物的质量控制标准;对不同批次的高良姜、荷叶、亳菊、薄荷、紫苏叶、香薷中化合物组成的异同进行分析,明确每种植物原料中的特征性化合物,评价特征性化合物对高良姜黄酮生物可及度的影响,筛选出适合与高良姜配伍的植物原料;通过对多种高良姜复方提取物化学组成、XOI活性以及高良姜黄酮生物可及度的评价,确定最佳提取方法、植物复方,实现XOI活性强、高良姜黄酮生物可及度高的复合植物提取物的定向制备。旨在为以高良姜作为主料开发具有降尿酸潜力的复合植物提取物食品配料提供理论与方法的指导,为药食同源植物来源的草本健康食品开发提供新思路。主要研究结果如下:(1)通过XOI活性分析、XO抑制类型判断、荧光猝灭实验及分子对接探究山柰素和高良姜素对XO的抑制机制,结果表明:山柰素和高良姜素均为XO的竞争性抑制剂,与XO的结合主要由疏水相互作用和氢键驱动。C4’位置上的甲氧基取代能增强高良姜素与XO的亲和力,增加氢键供受体数,使其与XO多形成3个氢键,并与XO催化黄嘌呤生成尿酸的关键氨基酸残基(Glu802,Arg880)发生相互作用,显著增强高良姜素的XOI活性。山柰素和高良姜素的交互作用会增强对XO的亲和力,对XO的抑制表现出协同作用,发挥强协同作用的最佳摩尔比为1:4。确立山柰素、高良姜素含量及其摩尔比1:4作为强XOI活性高良姜单提物的质量控制指标。(2)采用UPLC-MS/MS技术,从6-7个批次的高良姜、荷叶、亳菊、薄荷、紫苏叶和香薷样本中鉴定出34种小分子化合物,其中29种为多酚类化合物。高良姜、荷叶、亳菊、紫苏叶、香薷中多酚含量分别为1258-1429、1754-2400、2773-4410、252-2747、440-1414 mg/100g原料。薄荷多酚含量最低,仅为189-821 mg/100g原料。高良姜中特征性化合物为高良姜素、二苯基庚烷A、山柰素;荷叶中特征性化合物为槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、荷叶碱;亳菊中特征性化合物为3,5-二咖啡酰奎宁酸、绿原酸、4,5-二咖啡酰奎宁酸;紫苏叶、香薷中特征性化合物均为迷迭香酸、木犀草素-7-O-葡萄糖醛酸苷、芹菜素-7-O-葡萄糖醛酸苷,且在紫苏叶中的含量更高。亳菊中的香叶木素、金合欢素、木犀草素、芹菜素与高良姜中的山柰素及高良姜素具有最强的XOI活性。基于Caco-2单层细胞模型,当高良姜素与山柰素按照3:1的摩尔比共转运时,高良姜素和山柰素的转运量分别为其单独转运时的5.2倍,2.8倍。在高良姜素山柰素共转运的基础上,加入二苯基庚烷A、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、绿原酸、芹菜素和木犀草素,可使高良姜素和山柰素的转运量分别提高10.37-20.88%及18.72-40.18%。确定植物原料的最佳配伍为:第七批次高良姜、第七批次荷叶与第六批次亳菊。(3)采用超声辅助乙醇提取、乙醇回流提取两种方式制备得到18种高良姜复方提取物,基于UPLC-MS技术对比研究复合提取物中12种特征性化合物的含量及XOI活性。结果表明乙醇回流提取法相比超声辅助乙醇提取法,特征性化合物提取率更高,XOI活性化合物溶出率更高,是制备高良姜复方提取物的最佳方式。高良姜复方提取物的XOI值为43.31-62.96μmol AE/g提取物;高良姜素提取率为197.98-661.94 mg/100g复方原料,山柰素提取率为67.37-201.22 mg/100g复方原料。利用Caco-2细胞模型评价复合提取物中高良姜黄酮的生物可及度,荷叶单独与高良姜复配后,高良姜素转运率显著降低23.00%/21.38%,山柰素转运率显著降低10.83%/15.79%;亳菊单独与高良姜复配后,高良姜素转运率显著提高11.90%,山柰素转运率无显著性变化。高良姜、荷叶、亳菊按质量比5:1.5:3.5复配后,复合提取物XOI值为52.82μmol AE/g提取物,高良姜素和山柰素在Caco-2细胞中的转运率相较于高良姜单提物分别提升了21.17%、34.92%,是最佳植物复方。利用该植物复方,采用乙醇回流提取法,能实现XOI活性强、高良姜黄酮生物可及度高的复合提取物食品配料的定向制备。
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