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刺梨不同药用部位中鞣花酸的含量测定及其醇提物的体外抗氧化活性研究

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  摘 要 目的:比較刺梨果、刺梨根和刺梨叶中3个药用部位中游离鞣花酸与总鞣花酸含量,并评价刺梨不同药用部位醇提物的体外抗氧化活性。方法:采用超声提取和酸水解的方法分别得到刺梨不同药用部位的游离鞣花酸和总鞣花酸,并使用超高效液相色谱法(UPLC)分别测定其含量。以半数清除浓度(IC50)为抗氧化活性为评价指标,对不同药用部位醇提物进行1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)和2,2′ -联氮基双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(ABTS)自由基清除试验,并以维生素C(VC)为阳性对照。结果:游离鞣花酸和总鞣花酸在刺梨药用不同部位中的含量均存在明显差异,游离鞣花酸含量高低顺序为刺梨叶(38.49 mg/g)>刺梨果(20.59 mg/g)>刺梨根(11.35 mg/g),总鞣花酸含量高低顺序为刺梨叶(197.08 mg/g)>刺梨果(49.36 mg/g)>刺梨根(21.86 mg/g),且刺梨果和刺梨根中总鞣花酸含量约为相应部位游离鞣花酸含量的2倍,刺梨叶中总鞣花酸含量约为相应部位游离鞣花酸含量的5倍。在DPPH自由基和ABTS自由基清除试验中,抗氧化活性强弱顺序均为VC>刺梨叶>刺梨果>刺梨根,并且刺梨叶[对DPPH自由基和ABTS自由基的IC50分别为(4.57±0.70)、(115.99±2.21) μg/mL]和刺梨果[对DPPH自由基和ABTS自由基的IC50分别为(5.12±0.24)、(127.61±3.31) μg/mL]的作用效果与VC[对DPPH自由基和ABTS自由基的IC50分别为(4.47±0.38)、(121.42±2.65) μg/mL]比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论:在刺梨果、刺梨根和刺梨叶3个药用部位中,刺梨叶的游离(总)鞣花酸含量最高,并且其醇提物的体外抗氧化活性最强。
  关键词 刺梨果;刺梨根;刺梨叶;鞣花酸;超高效液相色谱法;酸水解;抗氧化活性
  Study on Content Determination of Ellagic Acid in Different Medicinal Parts of Rosa roxburghii and in vitro Antioxidant Activity of Its Ethanol Extract
  TAN Denghang1,WANG Pengjiao1,ZHANG Shuo2,ZHAO Mei3,LIU Yan1,ZHANG Min1,3,GAO Xiuli1,2,3(1.State Key Lab of Functions and Applications of Medicinal Plants/School of Pharmacy, Guizhou Medical University, Guiyang 550025, China;2.Experimental Animal Center, Guizhou Medical University, Guiyang 550025, China;3.Guizhou Provinical College of Microbiological and Biochemical Pharmacy Engineering Center, Guiyang 550025,China)
  ABSTRACT OBJECTIVE: Compare the contents of free ellagic acid and total ellagic acid in fruits, roots and levels of Rosa roxburghii, and to evaluate the in vitro anti-oxidant activity of ethanol extract of three medicinal parts of R. roxburghii. METHODS: Free ellagic acid and total ellagic acid were obtained from different medicinal parts of R. roxburghii by ultrasonic extraction and acid hydrolysis, respectively. The contents of them were determined by UPLC. Using half-clearance value (IC50) as anti-oxidant evaluation index, free radical scavenging test of 1,1-diphenyl-2-trinitrophenylhydrazine (DPPH) and 2,2′ -binitro-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) were conducted for ethanol extract of different medicinal part, using vitamin C (VC) as positive control. RESULTS: There were significant differences in the content of free ellagic acid and total ellagic acid in different medicinal parts of R. roxburghii. The content level of free ellagic acid was in descending order: R. roxburghii leaves (38.49 mg/g)>R. roxburghii fruits (20.59 mg/g)>R. roxburghii roots (11.35 mg/g); the content level of total ellagic acid was in descending order: R. roxburghii leaves (197.08 mg/g) > R. roxburghii fruits (49.36 mg/g) > R. roxburghii roots (21.86 mg/g). The contents of total ellagic acid in the fruits and roots of R. roxburghii were twice as much as that of free ellagic acid in corresponding parts; the contnets of total ellagic acid in the leaves of R. roxburghii were five times higher than that of free ellagic acid in corresponding parts. In the DPPH free radical scavenging test and ABTS free radical scavenging test, the order of antioxidant activity was VC > R. roxburghii leaves>R. roxburghii fruits>R. roxburghii roots. There was no statistical significance in the effects of R. roxburghii leaves [IC50 to DPPH free radical and ABTS free radical were (4.57±0.70)、(115.99±2.21) μg/mL] and R. roxburghii fruits [IC50 to DPPH free radical and ABTS free radical were (5.12±0.24)、(127.61±3.31) μg/mL], compared with the effects of VC [IC50 to DPPH free radical and ABTS free radical were (4.47±0.38)、(121.42±2.65) μg/mL] (P>0.05). CONCLUSIONS: Among fruits, roots and leaves of R. roxburghii, the content of free (total) ellagic acid is the highest in the R. roxburghii leaves and in vitro anti-oxidant activity of its ethanol extract is the strongest.   KEYWORDS Rosa roxburghii fruits; Rosa roxburghii roots; Rosa roxburghii leaves; Ellagic acid; UPLC; Acid hydrolysis; Anti-oxidant activity
  刺梨(Rosa roxburghii Tratt)是一种药食两用的蔷薇科植物,主要分布于我国西南部地区,其果、根和叶均为药用部位,收载于2003年版《贵州省中药材、民族药材质量标准》[1]。其中,刺梨果可用于消食健脾、收敛止泻,刺梨根可用于治疗食积腹痛、牙痛、久咳、泄泻、带下等疾病,而刺梨叶可用于健胃消食[1]。刺梨果多与其他中药材配伍,用于治疗脾胃失调等疾病,而刺梨叶和刺梨根通常在产区内被遗弃,没有得到合理的应用。
  多酚类成分是刺梨的主要活性成分之一,而鞣花酸(又名并没食子酸)作为没食子酸的二聚衍生物,属于多酚类成分,具有良好的抗癌、抗炎、抗氧化等作用[2-4]。在自然界植物中,以游离形式存在的鞣花酸较少,其主要以鞣花单宁或糖苷的形式存在,经过酸水解后释放,得到总鞣花酸[5]。此前有文献报道,采用超高效液相色谱串联三重四级杆飞行时间质谱法(UPLC-Triple-TOF/MS)鉴定出了刺梨果中含有鞣花酸和3种鞣花酸糖苷[6],但目前尚未见文献对刺梨不同用药部位中的鞣花酸含量进行测定。另有文献采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)和2,2′ -联氮基双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(ABTS)自由基清除试验,分别对刺梨叶、刺梨果乙醇提取物的体外抗氧化活性进行了研究[7-8],但目前尚未见文献报道刺梨根的抗氧化活性。在本研究中,笔者拟比较刺梨不同药用部位(叶、果、根)中游离鞣花酸和总鞣花酸的含量高低,并对刺梨不同药用部位醇提物进行体外抗氧化活性比较,为刺梨资源的有效利用提供参考。
  1 材料
  1.1 仪器
  Agilent 1290型UPLC仪(美国Agilent公司);UV- 2700型紫外分光光度计(日本Shimadzu公司);KQ-300DE型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);TB-215 D型电子分析天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司)。
  1.2 药品与试剂
  刺梨果、刺梨根和刺梨叶均采自贵州省龙里县,样品经贵州医科大学生药学教研室龙庆德副教授鉴定分别为蔷薇科植物R. roxburghii Tratt的果实、根和叶,样品经自然风干后,粉碎,过40目筛,保存备用;鞣花酸对照品(批号:1013A023,纯度:≥98%,供含量测定用)、维生素C(VC)对照品(批号:105N032,纯度:≥98%)均由北京索莱宝科技有限公司提供;DPPH标准品(批号:W12A9E55779,纯度:≥98%)、ABTS标准品(批号:K18N8M48402,纯度:≥98%)均由上海源叶生物科技有限公司提供;乙腈(德国默克公司,色谱纯);甲酸(色谱纯)、盐酸(优级纯)、二甲基亚砜(分析纯)均购自天津科密欧化学试剂有限公司;甲醇、无水乙醇(国药集团化学试剂有限公司,分析纯);纯净水(杭州娃哈哈集团有限公司)。
  2 方法与结果
  2.1 鞣花酸含量测定
  2.1.1 溶液的制备 (1)鞣花酸对照品溶液的制备:取鞣花酸对照品适量,精密称定,加流动相制成质量浓度为0.4 mg/mL的溶液,过0.45 μm微孔滤膜,于4 ℃保存,备用。(2)测总鞣花酸供试品溶液的制备:参考文献方法[5],分别取刺梨果、刺梨根和刺梨葉样品粉末各5.0 g,精密称定,加入酸化的甲醇(含1.2 mol/L盐酸) 50 mL,85 ℃回流8 h,再用旋转蒸发仪浓缩至干,残渣用二甲亚砜溶解并定容于100 mL量瓶中,作为母液。将刺梨果和刺梨根母液用流动相稀释25倍,取刺梨叶母液用流动相稀释50倍,经0.45 μm微孔滤膜过滤,即得。(3)测游离鞣花酸供试品溶液的制备:参考文献方法[5],分别取刺梨果、刺梨根和刺梨叶粉末各5.0 g,精密称定,加入90%甲醇溶液50 mL,室温提取8 h,超声处理(功率:300 W,频率:45 kHz) 30 min,抽滤,再用旋转蒸发仪浓缩至干,残渣用二甲亚砜溶解并定容于100 mL量瓶中,作为母液。将刺梨果、刺梨根和刺梨叶的母液均用流动相稀释25倍,经0.45 μm微孔滤膜过滤,即得。
  2.1.2 色谱条件与系统适用性试验 色谱柱:ACE Excel 2 C18-Amide(100 mm×2.1 mm,2 μm);流动相:0.1%甲酸水(A)-乙腈(B),梯度洗脱(0~5 min,3%→6%B;5~10 min,6%→16%B;10~25 min,16%→21%B;25~35 min,21%→30%B);柱温:40 ℃;流速:0.2 mL/min;检测波长:254 nm,进样量:3 μL。精密吸取“2.1.1”项下制备的鞣花酸对照品溶液、测总鞣花酸的刺梨不同药用部位的供试品溶液、测游离鞣花酸的刺梨不同药用部位的供试品溶液以及阴性对照溶液(流动相),分别按上述色谱条件进样测定,记录色谱图。结果,在该色谱条件下,基线平稳,鞣花酸的峰形良好,阴性对照无干扰,鞣花酸峰与相邻峰间的分离度>1.5,理论板数以鞣花酸峰计不低于4 000。超高效液相色谱图见图1。
  2.1.3 线性关系考察 精密量取“2.1.1(1)”项下鞣花酸对照品溶液1.0、2.5、4.0、5.5、7.0、8.5、10.0 mL,分别置于20 mL量瓶中,加流动相定容至刻度,摇匀,即得不同质量浓度的系列对照品溶液,分别按“2.1.2”项下色谱条件进样测定,并以鞣花酸对照品的质量浓度为横坐标(x, μg/m)、峰面积为纵坐标(y)绘制标准曲线,并建立回归方程。结果,得到鞣花酸的回归方程为y=136.97x- 2 249.2(r=0.999 6),表明鞣花酸在19.96~199.60 μg/mL质量浓度范围内与其峰面积线性关系良好。   2.1.4 精密度试验 取“2.1.3”项下制备的质量浓度为20 μg/mL的鞣花酸对照品溶液,按“2.1.2”项下色谱条件进样测定,重复进样6次,记录峰面积。结果,鞣花酸峰面积的RSD=1.35%(n=6),表明仪器精密度良好。
  2.1.5 稳定性试验 取“2.1.1(3)”项处理的测游离鞣花酸的刺梨果供试品溶液,分别于室温条件下放置0、8、12、24、48 h后,按“2.1.2”项下色谱条件进样测定,记录峰面积。结果,鞣花酸峰面积的RSD=0.97%(n=5),表明供试品溶在室温条件下48 h内基本稳定。
  2.1.6 重复性试验 取刺梨果样品粉末5.0 g,精密称定,共6份,分别按“2.1.1(3)”项下方法制备测游离鞣花酸的供试品溶液,然后按“2.1.2”项下色谱条件进样测定,记录峰面积并计算鞣花酸含量。结果,鞣花酸含量的RSD=2.17%(n=6),表明此方法重复性良好。
  2.1.7 加样回收率试验 精密称定1 g已知含量的刺梨果样品,分别按已知含量的80%、100%、120%加入鞣花酸对照品溶液,按“2.1.1(3)”方法制备测游离鞣花酸的供试品溶液,每个浓度制备3份样品,然后按“2.1.2”项下色谱条件进样测定,记录峰面积并计算鞣花酸的加样回收率。结果,鞣花酸的平均回收率为99.88%,RSD=1.43%(n=9)。结果见表1。
  2.1.8 样品含量测定 精密称取刺梨果、刺梨根和刺梨葉样品粉末适量,分别按“2.1.1(3)”项下方法制备含游离鞣花酸的供试品溶液和含总鞣花酸的供试品溶液,每个样品平行制备3份,按“2.1.2”项下色谱条件进样,记录峰面积并计算各样品中鞣花酸的含量。结果显示,刺梨叶中游离鞣花酸含量和总鞣花酸含量均明显高于刺梨果和刺梨根,其中以刺梨根样品中游离鞣花酸和总鞣花酸含量最低;刺梨果和刺梨根中总鞣花酸含量约为相应部位游离鞣花酸含量的2倍,刺梨叶中总鞣花酸含量约为相应部位游离鞣花酸含量的5倍,测定结果见表2。
  2.2 刺梨不同药用部位醇提物的体外抗氧化活性测定
  2.2.1 溶液的制备 (1)VC对照品溶液:精密称取VC对照品适量,加入60%乙醇制成质量浓度分别为3、6、12、24、48、96 μg/mL的系列对照品溶液,作为DPPH自由基清除试验的阳性对照。精密称取VC对照品适量,加入70%乙醇制成10、20、40、80、160、320 μg/mL系列质量浓度的对照品溶液,作为ABTS自由基清除试验的阳性对照。(2)DPPH标准溶液:精密称定DPPH标准品适量,加入无水乙醇,制成浓度为1 mmol/L 的DPPH贮备液;用无水乙醇稀释贮备液得到0.1 mmol/L的DPPH标准溶液,备用。(3)ABTS标准溶液:精密称定ABTS标准品适量,加入70%乙醇制成浓度为7 mmol/L的标准溶液,备用。(4)供试品溶液:分别精密刺梨果、刺梨根和刺梨叶粉末各0.5 g,置于具塞锥形瓶中,精密加入60%乙醇溶液15 mL,密塞,称定质量,超声处理(功率:300 W,频率:45 kHz) 30 min,取出,放冷后再次称定质量,用60%乙醇溶液补足减失的质量,摇匀,滤过,取续滤液减压浓缩至干,得到刺梨果、刺梨根和刺梨叶提取物,得率分别为40.4%、14.0%和26.4%。将各提取物分别用60%乙醇溶解并稀释为3、6、12、24、48、96 μg/mL系列质量浓度的供试品溶液,用于DPPH自由基清除试验;将各提取物分别用60%乙醇溶解并稀释为10、20、40、80、160、320 μg/mL系列质量浓度的供试品溶液,用于ABTS自由基清除试验。
  2.2.2 DPPH自由基清除试验 参考文献方法[6],分别取0.1 mmol/L DPPH标准溶液4.0 mL与不同质量浓度的供试品溶液/VC对照品溶液2.0 mL,振荡混匀,将溶液于暗处静置 30 min 后,在517 nm波长下测定其吸光度。按照公式计算DPPH自由基清除率:DPPH自由基清除率(%)=(A0-AX+AX0)/A0×100%,式中:AX为2.0 mL供试品溶液/VC对照品溶液与DPPH标准溶液反应后的吸光度;AX0 为2.0 mL供试品溶液/VC对照品溶液+4.0 mL无水乙醇的吸光度;A0为4.0 mL浓度为0.1 mmol/L的DPPH标准溶液+2.0 mL 60%乙醇的吸光度。并以纯净水为空白进行调零。每个样品重复测定3次,取平均值。采用GraphPad Prism 6.0 软件计算各样品对DPPH自由基的半数清除浓度(IC50),数据均以x±s表示,并采用t检验进行组间两两比较,P<0.05表示差异有统计学意义。结果表明,刺梨不同药用部位醇提物对DPPH自由基清除能力的强弱排序为刺梨叶>刺梨果>刺梨根。其中,刺梨叶和刺梨果对DPPH自由基清除能力与VC相当,IC50差异无统计学意义(P>0.05)。刺梨3个药用部位醇提物对DPPH自由基清除活性大小的测定结果见表3。
  2.2.3 ABTS自由基清除试验 参考文献方法[6],取“2.2.1(3)”项下浓度为7 mmol/L的ABTS标准溶液5.0 mL,加入浓度为140 mmol/L的过硫酸钾88.0 ?L,在室温下暗处反应 12~16 h,然后在734 nm波长处,用70%乙醇将ABTS标准溶液稀释至吸光度为(0.70±0.02),备用。准确移取“2.2.1(1)”项下系列质量浓度VC对照品溶液或供试品溶液0.1 mL,分别加入上述稀释后的ABTS标准溶液3.9 mL,混匀,在室温下反应6 min,于734 nm波长处测定其吸光度(AE);同时准确移取ABTS标准溶液3.9 mL,加入70%乙醇溶液0.1 mL,于734 nm波长处测定其吸光度(AB),并按公式计算ABTS自由基清除率: ABTS自由基清除率(%)=(AB-AE)/AB×100%。并以纯净水为空白进行调零。每个样品重复3次,取平均值,按“2.2.2”项下方法计算IC50并进行组间统计分析。结果表明,刺梨不同药用部位醇提物对ABTS自由基清除能力的强弱排序为刺梨叶>刺梨果>刺梨根。其中,刺梨叶和刺梨果对ABTS自由基清除能力与VC相当,IC50差异无统计学意义(P>0.05)。刺梨3个药用部位醇提物对ABTS自由基清除活性大小的测定结果见表3。   3 讨论
  《药食同源民族药——刺梨》对现有文献报道的刺梨中的化学成分含量测定方法进行了总结,归纳了文献中维生素、黄酮、超氧化物岐化酶、氨基酸、多糖等成分的含量测定方法[9],但尚未发现刺梨中鞣花酸含量测定的相关报道。石榴皮是鞣花酸的主要原料来源之一,目前已经有多项专利报道了从石榴皮中提取鞣花酸的方法[10-12]。本研究在建立良好色谱条件的基础上对刺梨果、刺梨根和刺梨叶中鞣花酸含量进行了分析。结果表明,刺梨叶中鞣花酸含量明显高于刺梨根和刺梨果。且文献报道的石榴皮中游离鞣花酸含量约为32 mg/g[13],而刺梨叶中游离鞣花酸含量(约为39 mg/g),略高于石榴皮。另据文献报道,鞣花酸与鞣花酸的多种糖苷共同存在于刺梨中[6],药材中的鞣花酸糖苷经强酸和高温共同作用后会使糖苷键断裂,该过程可将鞣花酸糖苷转化成鞣花酸。因此,药材经酸水解后,以鞣花酸作为对照即可测定其总量。
  DPPH自由基和ABTS自由基清除试验作为经典的体外抗氧化活性测定方法,广泛应用于中药材的抗氧化活性评价中[14-15]。本研究通过DPPH自由基和ABTS自由基清除试验,比较了刺梨不同药用部位醇提物的体外抗氧化作用。发现在DPPH自由基和ABTS自由基清除试验中,刺梨不同药用部位的抗氧化活性强弱顺序均为刺梨叶>刺梨果>刺梨根,并且刺梨果和刺梨叶的IC50与阳性对照VC相当。
  UPLC含量测定结果显示,刺梨不同药用部位中游离鞣花酸含量高低顺序为刺梨叶(38.66 mg/g)>刺梨果(20.73 mg/g)>刺梨根(11.36 mg/g),且经酸水解后的总鞣花酸含量的高低顺序也同样为刺梨叶(197.94 mg/g)>刺梨果(48.86 mg/g)>刺梨根(21.85 mg/g)。可见,刺梨不同药用部位经酸水解后的鞣花酸(总鞣花酸)含量得到了显著增加,这表明刺梨不同药用部位的鞣花酸糖苷类成分或鞣花酸单宁的含量较高。
  结合体外抗氧化活性试验结果和鞣花酸(包括游离鞣花酸与总鞣花酸)含量测定结果分析,发现刺梨叶的鞣花酸含量最高,抗氧化活性最强。并且不同部位的鞣花酸含量越高,对应的抗氧化活性也越强。鞣花酸作为多酚类成分具有良好的抗氧化活性,故推测刺梨不同药用部位抗氧化活性的强弱与其多酚类含量的高低可能有着密切的联系,但尚需进一步验证。本研究结果对综合开发利用刺梨资源提供了一定的实践指导意义。
  参考文献
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  (收稿日期:2019-01-19 修回日期:2019-02-26)
  (编辑:林 静)
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