Analysis of Chemical Components and Bioactivity Evaluation of the Inflorescence Stem of Rheum Tangut

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中药材大黄是蓼科大黄属植物的地下部分,以其根茎入药。大黄属植物种类多样,常见的包括药用大黄(Rheum officinale)、掌叶大黄(R.palmatum)、唐古特大黄(R.tanguticum)、食用大黄(R.rhaponticum)、华北大黄(R.franzenbachii)和波叶大黄(R.rhabarbarum)等,具有多种药理活性。中国药典收载的大黄基源植物主要是药用大黄、掌叶大黄和唐古特大黄。在世界上一些地区包括中国,食用大黄和波叶大黄的叶柄可以直接作为蔬菜食用。一些大黄品种的可食用部位也已被加工成沙拉、果酱以及果冻等食品。唐古特大黄与其它两种被中国药典收载的大黄品种一样,主要是以地下根茎部位作为药用部位,其地上部分包括叶、花茎、花和种子除少量种子外,几乎都未加利用而被废弃。有人对唐古特大黄的叶柄作了分析测定,发现叶柄含有蛋白质、粗脂肪、粗纤维、氨基酸和矿质元素等营养成分。在四川唐古特大黄生长区,当地民众有直接食用大黄嫩茎和叶柄的习惯,也有将其简单加工成大黄糖蜜或大黄泡菜再食用的传统。基于此,以及大黄花茎中可能存在的活性成分,本研究主要对唐古特大黄花茎的营养成分含量、次生代谢产物化学成分含量进行分析测定,同时对不同溶剂提取物的抗菌活性和抗氧化活性进行评价。本研究的主要目的是探究唐古特大黄花茎安全食用以及加工成食品的物质基础,以及是否具有抗菌、抗氧化等潜在的生物活性。通过这些研究,为唐古特大黄生产丰富的副产物之一(即花茎)的开发利用奠定一定的基础。本研究的主要内容,应用的方法和研究结果如下:1、唐古特大黄花茎中化学成分含量的分析测定:参考AOAC相关分析方法,对唐古特大黄花茎的总蛋白、粗脂肪、粗纤维、维生素C、灰分和干品水分含量进行的分析测定。结果表明,唐古特大黄花茎粗纤维含量为89.14%,维生素C含量为16.96%,蛋白和粗脂肪含量较低,分别为8.49%和1.34%。HPLC分析表明,唐古特大黄花茎中的总蒽醌含量为0.694 mg/g(其中芦荟大黄素为0.160 mg/g,大黄素为0.351 mg/g,大黄酚为0.183 mg/g),游离蒽醌含量为0.240 mg/g(其中芦荟大黄素为0.021 mg/g,大黄素为0.182 mg/g,大黄酚为0.024 mg/g,大黄素甲醚为0.013 mg/g)。未从大黄花茎中测得大黄酸。大黄花茎中的总酚含量和总黄酮含量分别为4.138 mg/g和0.022mg/g。2、唐古特花茎不同溶剂提取物的抗氧化活性分析:采用索氏提取法制备7种溶剂(水、55%、75%和99.5%的甲醇和乙醇)提取物,测得粗提物得率和清除DPPH自由基活性。结果表明,粗提物的得率在6.6%到12.3%之间。不同溶剂提取物的抗氧化活性具有明显差异,99.5%甲醇提取物对DPPH自由基的清除率最高,为81.4%,其次为75%甲醇和99.5%乙醇,DPPH清除率分别为68.5%和52%,水提物对DPPH的清除率最低,仅为21%。3、提取物制备及抗氧化活性测定的单因素试验:应用超声辅助提取法,以99.5%甲醇为溶剂,研究了提取温度(50℃,55℃和60℃)、提取时间(1、2和3 h)和超声波功率(0、35和53KHz)对提取物得率和提取物抗氧化活性的影响。结果表明提取条件的变化对提取物得率没有明显影响,三种提取条件处理分别在提取1 h、用50℃提取和53KHz辅助提取时所得提取物的DPPH清除率最高,然而,同一条件不同水平处理之间几乎都无显著性差异,唯一的例外是,提取时间为1h的提取物在DPPH清除率上显著高于提取时间为2 h的提取物。4、正交试验优化提取条件:采用三因素三水平正交试验建立提取物制备优化条件,结果表明提取时间相比提取温度和超声功率对提取物的得率和抗氧化活性的影响更大。优化的提取条件为用甲醇作溶剂,在55℃和53KHz超声功率下提取3小时。5、不同浓度提取物的抗氧化活性测定:采用优化后的提取条件制备的唐古特大黄花茎甲醇提取物,测定了0.5~2.5 mg/m L提取物溶液对DPPH的清除活性,结果表明抗氧化活性随样品浓度升高而增大,在2.5 mg/m L浓度时对DPPH的清除率为91.96%,即使在0.5 mg/m L浓度,清除率也接近70%。6、不同溶剂提取物的抗菌活性:采用滤纸片法和琼脂大孔法测定了6种溶剂提取物对大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、柑橘溃疡病菌(Xanthomonas campestris)、水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae)和姜瘟病菌(Pseudomonas solanacarum)的抑制效应,采用菌丝生长速率法测定了5中溶剂提取物对油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)的抑制率。结果表明,采用滤纸片法在5 mg/m L样品浓度进行测定,石油醚和正己烷提取物比其它4种溶剂提取物具有更大的抑菌圈,甲醇提取物和乙醇提取物仅仅对大肠杆菌具有一定的抑制作用,抑菌圈分别为7.6和7.3 mm。琼脂打孔法测定未见明显的抑菌圈。抑制真菌活性测定结果表明,5种溶剂提取物在0.5 mg/m L样品浓度均只有微弱的抑制效应。综上所述,本研究结果证实唐古特大黄花茎中含有丰富的营养成分和具有生物活性的次生代谢成分,该药用植物的花茎作为可食用部位或加工后制作的食品对人体健康有益。生物活性评价结果也表明,唐古特花茎是一种潜在的天然抗氧化剂和抗菌剂资源,这可能为唐古特大黄非药用部位的开发利用提供一种可行的解决方案。
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