聶昌平,吳丹,楊俊,萬路平,梁光平,*
(1.遵義醫(yī)藥高等??茖W(xué)校,貴州遵義563006;2.遵義市第五人民醫(yī)院,貴州遵義563000)
獼猴桃根來源于獼猴桃科植物獼猴桃(Actinidia chinensisPlanch.)的根或根皮,主要分布于我國陜西、江西、湖南、湖北、福建、浙江、河南、安徽等省,具有活血消腫、祛風(fēng)利濕、清熱利尿、散熱止血的功效[1]。獼猴桃根成分類型主要有三萜、黃酮、甾體、蒽醌、酚酸、木質(zhì)素、揮發(fā)油、糖類、鞣質(zhì)、香豆素、生物堿、脂肪等[2]?,F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,獼猴桃根具有抗腫瘤[3-5]、抗氧化[6]、抗血栓[7]、增強(qiáng)免疫力[8-9]以及抗病毒[10-11]作用。前期研究還發(fā)現(xiàn)[12],獼猴桃根乙醇提取物的石油醚、乙酸乙酯、正丁醇部位對α-葡萄糖苷酶具有抑制作用。而α-葡萄糖苷酶在人類的糖原降解和動(dòng)物、植物、微生物的糖類代謝方面具有重要的生理功能[13]。同時(shí),α-葡萄糖苷酶抑制劑也是作為治療糖尿病的首選藥物,被視為最具臨床治療應(yīng)用價(jià)值的降血糖藥物[14]。為進(jìn)一步挖掘獼猴桃根在防治糖尿病方面的價(jià)值,本研究對獼猴桃根石油醚提取物的α-葡萄糖苷酶抑制活性進(jìn)行研究,采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)分析檢測獼猴桃根石油醚提取物的組成成分,為獼猴桃根的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。
獼猴桃根:貴州省遵義市新蒲新區(qū)蝦子鎮(zhèn),經(jīng)遵義醫(yī)藥高等專科學(xué)校張學(xué)愈副教授鑒定為獼猴桃科植物中華獼猴桃(Actinidia chinensisPlanch.)的根或根皮,樣本存放于遵義醫(yī)藥高等??茖W(xué)校藥學(xué)系。
α-葡萄糖苷酶(500 000 U/g):日本OSAKA BIO 公司;4-硝基苯-α-D-吡喃葡萄糖苷(4-nitrophenyl-α-D-glucopyranoside,PNPG):Sigma 公 司 ; 阿 卡 波 糖(acarbose):德國拜耳公司;石油醚(60 ℃~90 ℃)、三氟化硼、氫氧化鈉、甲醇、正庚烷、二氯甲烷、二甲基亞砜、磷酸鉀、碳酸鈉、氯化鈉:阿拉丁試劑公司;以上試劑均為分析純。
HP6890/5975C 型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀:美國安捷倫公司;Max-190 型酶標(biāo)儀:美國Molecular Devices公司;N-1100V-W/WD 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀:東京理化器械株式會社;96 孔細(xì)胞培養(yǎng)板:美國Cambridge MA 公司;DZF-1 型真空干燥箱:北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司;D7031EASYpure II 超純水機(jī):巴恩斯特德國際有限公司;SPX-150B-Z 型生化培養(yǎng)箱:浙江力辰儀器科技有限公司。
1.3.1 樣品的提取
取獼猴桃根粗粉150 g 于圓底燒瓶,加入300 mL石油醚(60 ℃~90 ℃),加熱回流提取3.0 h,靜置冷卻,過濾,減壓濃縮,干燥得22.3 g 提取物。
1.3.2 α-葡萄糖苷酶活性檢測
設(shè)置1、2、20、50、100 μg/mL 5 個(gè)濃度。反應(yīng)體系[9]:80 μL 磷酸鉀緩沖液(pH 6.9)中依次加入10 μL α-葡萄糖苷酶(0.1 U/mL),指定濃度的樣品溶液10 μL,37 ℃恒溫反應(yīng)10 min,加入20 μL PNPG(2.5 mmol/L),37 ℃繼續(xù)恒溫15 min,加入40 μL Na2CO3溶液(1 mol/L)終止反應(yīng),于405 nm 波長下測定吸光度(A)。阿卡波糖為陽性對照,同時(shí)設(shè)定空白對照(只加緩沖液)和陰性對照(只加緩沖液和酶液)。酶活性抑制率按下式計(jì)算:
1.3.3 提取物供試液的制備
1.3.3.1 非甲酯化樣品
取獼猴桃根石油醚提取物18 mg,加入5 mL 二氯甲烷溶解,微孔濾膜過濾,濾液備用。
1.3.3.2 甲酯化樣品
稱取提取物22 mg,放入密閉瓶中,加入2 mL 氫氧化鈉甲醇溶液(2%),80 ℃恒溫反應(yīng)0.5 h,加入1.75 mL三氟化硼甲醇溶液(15%),繼續(xù)恒溫反應(yīng)2 min。停止加熱,取出密閉瓶,加水少量,迅速冷卻至室溫。準(zhǔn)確加入2 mL 正庚烷,振搖2 min,再加入氯化鈉至飽和,靜置分層,取上層溶液到進(jìn)樣瓶,備用。
1.3.4 非甲酯化樣品的氣相色譜條件
色譜柱為FB-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)彈性石英毛細(xì)管柱,初始溫度58 ℃(保留2 min),以6 ℃/min升溫至310 ℃,保持10 min,運(yùn)行時(shí)間54 min,氣化室溫度250 ℃;載氣為高純He(99.999 %),柱前壓7.65 psi,載氣流量1.0 mL/min,分流比20∶1,溶劑延遲時(shí)間4.0 min。
1.3.5 甲酯化樣品的氣相色譜條件
色譜柱為FB-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)彈性石英毛細(xì)管柱,初始溫度120 ℃(保留2 min),以4 ℃/min 升溫至220 ℃,保持12 min,再以10 ℃/min 升溫至310 ℃,保持6 min,運(yùn)行時(shí)間54 min;氣化室溫度250 ℃;載氣為高純He(99.999%);柱前壓7.65 psi,載氣流量1.0mL/min,分流比20∶1,溶劑延遲時(shí)間7.0min。
1.3.6 質(zhì)譜條件
離子源為EI 源;離子源溫度230 ℃;四極桿溫度150 ℃;電子能量70 eV;發(fā)射電流34.6 μA;倍增器電壓1 518 V(甲酯化樣品為1 659 V);接口溫度280 ℃;質(zhì)量范圍29 amu~500 amu。
1.3.7 定性定量分析
總離子流圖中的各峰與Wiley275 和Nist2014 標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖進(jìn)行對照鑒定,用氣相色譜峰面積歸一化法測定各化學(xué)成分的相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
提取物對α-葡萄糖苷酶的抑制活性見表1。
表1 獼猴桃根石油醚提取物對α-葡萄糖苷酶的抑制活性(x±s,n=6)Table 1 Inhibitory effect on α-glucosidase of petroleum ether extracts from Actinidia chinensis radix(x±s,n=6)
由表1可知,提取物對α-葡萄糖苷酶的抑制率與濃度呈正相關(guān),具有濃度依賴性,在50、100 μg/mL 濃度下可抑制作用能顯著地抑制α-葡萄糖苷酶的活性。在最大考察濃度時(shí),提取物對α-葡萄糖苷酶的抑制率可達(dá)(89.38±1.27)%,優(yōu)于相同濃度下阿卡波糖對α-葡萄糖苷酶的抑制率(49.57±2.28)%。
2.2.1 非甲酯化樣品
非甲酯化樣品的總離子流圖見圖1。
圖1 非甲酯化樣品的總離子流圖Fig.1 Total ion flow chart of components in non-methyl esterification sample
對總離子流圖中的信號峰進(jìn)行系統(tǒng)檢索及Nist2005 和Wiley275 標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖核對,共檢測出37種成分,鑒定出29 種,占流出峰總面積的93.55%,其中包括12 個(gè)酯類(77.11%)、12 個(gè)醛酮類(11.18 %)、3 個(gè)醇類(4.83%)、2 個(gè)呋喃(0.43%),各組分的鑒定結(jié)果見表2。
由表2可知,獼猴桃根石油醚提取物主要成分為(按相對含量多少排序)酯類:油酸乙酯、亞油酸乙酯、棕櫚酸乙酯、油酸甲酯、硬酯酸乙酯、亞油酸甲酯,相對含量分別為37.30%、14.69%、9.50%、5.32%、4.70%、2.48 %。醛酮類:(E)-2-癸烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、(E)-2-庚烯醛、(E,Z)-2,4-癸二烯醛、(E)-2-十一烯醛、(E,E)-2,4-壬二烯醛,相對含量分別為3.46%、2.24%、1.52%、1.22%、0.85%、0.60%。醇類僅松柏醇相對含量較高,為4.21 %,其余化合物含量較低。
2.2.2 甲酯化樣品結(jié)果分析
甲酯化樣品的總離子流圖見圖2。
表2 獼猴桃根石油醚提取物揮發(fā)性成分GC-MS分析結(jié)果Table 2 GC-MS analysis of volatile oils of petroleum ether extracts from Actinidia chinensis radix
檢出的24 種成分與Nist2005、Wiley275 標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖庫對比檢索后,從中鑒定了20 種,油酸甲酯(46.01 %)、亞油酸甲酯(31.81 %)、棕櫚酸甲酯(13.22 %)和硬酯酸甲酯(5.45%)4 種脂肪酸的相對含量較高,占檢出所有成分的96.48%,各組分的鑒定結(jié)果如表3所示。
圖2 甲酯化樣品的總離子流圖Fig.2 Total ion flow chart of components in methyl esterification sample
表3 獼猴桃根石油醚提取物甲酯化樣品的GC-MS 分析結(jié)果Table 3 Analysis of components in methyl esterification sample
2.2.3 甲酯化與非甲酯化樣品成分對比
對比表2和表3可知,油酸甲酯、亞油酸甲酯、棕櫚酸甲酯、硬酯酸甲酯、辛酸甲酯為共有成分,但它們在甲酯化和非甲酯化樣品中的相對含量存在差異,以油酸甲酯的差異最大,亞油酸甲酯次之。油酸甲酯、亞油酸甲酯、棕櫚酸甲酯、硬酯酸甲酯、辛酸甲酯在獼猴桃根石油醚提取物中是否同時(shí)以酯類和羧酸形式存在,有待通過標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對照進(jìn)行核實(shí)。
α-葡萄糖苷酶抑制劑是治療糖尿病的首選藥物,與胰島素及其他口服降糖藥相比,α-葡萄糖苷酶抑制劑能有效阻止糖尿病患者餐后血糖迅速升高,使血糖維持在一定水平,減少血糖對胰腺的刺激,從而有效預(yù)防并改善糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生和發(fā)展[12]。在前期研究的基礎(chǔ)上,對獼猴桃根石油醚提取物的α-葡萄糖苷酶抑制作用及化學(xué)組成深入分析。結(jié)果表明,獼猴桃根石油醚提取物對α-葡萄糖苷酶的抑制作用具有濃度依賴性,在最大考察濃度時(shí),提取物對α-葡萄糖苷酶的抑制率可達(dá)(89.38±1.27)%。采用GC-MS 對獼猴桃根石油醚提取物的組成進(jìn)行了分析,從非甲酯化樣品中鑒定出29 種成分,從甲酯化樣品中鑒定出20 種成分。其中,油酸甲酯、亞油酸甲酯、棕櫚酸甲酯、硬酯酸甲酯、辛酸甲酯在甲酯化和非甲酯樣品中都被鑒定出。這5 種成分在獼猴桃根石油醚提取物中是否同時(shí)以酯類和羧酸形式存在,有待通過標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對照進(jìn)行核實(shí)。
據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,亞油酸及其酯類具有降血糖作用[15-16],而降血糖作用與抑制α-葡萄糖苷酶的活性有關(guān)。結(jié)合本研究GC-MS 對獼猴桃根石油醚提取物的成分分析結(jié)果,推測獼猴桃根石油醚提取物具有降血糖作用的物質(zhì)基礎(chǔ)可能是亞油酸、亞油酸甲酯、亞油酸乙酯等成分。