李寅慶許風(fēng)磊宗 梁高 雯巴曉雨侯金才

［1.京津冀聯(lián)創(chuàng)藥物研究（北京） 有限公司，北京 100025； 2.神威藥業(yè)集團(tuán)有限公司，河北 石家莊051430］

西紅花苷是自然界中唯一存在的一類(lèi)水溶性類(lèi)胡蘿卜素［1］，主要為西紅花苷-Ⅰ和西紅花苷-Ⅱ，是傳統(tǒng)中藥材梔子Gardenia jasminoidesEllis 和西紅花Crocus sativusL.中主要的藥效成分之一［2-3］。藥理學(xué)研究表明，西紅花苷具有抗腫瘤作用，能夠顯著抑制癌細(xì)胞增殖，促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡［4］；可以提高認(rèn)知能力，增強(qiáng)神經(jīng)元活性，抗氧化應(yīng)激，抑制淀粉樣蛋白低聚物的聚集、纏結(jié)，從而具有治療帕金森病、阿爾茲海默癥、血管性老年癡呆等神經(jīng)退行性疾病的作用［5-7］；能從抗血小板聚集與凋亡、抗氧化應(yīng)激、抗心血管細(xì)胞凋亡等方面作用于心血管疾病，以達(dá)到治療循環(huán)系統(tǒng)疾病的目的［8-10］；另外西紅花苷還具有保肝［11］、降糖［12］等作用，因此其具有廣泛的開(kāi)發(fā)潛力。西紅花苷類(lèi)成分苷元均為西紅花酸，兩端連接不同糖配基，結(jié)構(gòu)（圖1）上含有7 個(gè)共軛雙鍵，易降解，已有研究表明其穩(wěn)定性受光照、pH 及溫度的影響較大［13-14］。

圖1 西紅花苷結(jié)構(gòu)Fig.1 Structures of crocins

類(lèi)胡蘿卜素是植物中廣泛存在一類(lèi)活性成分，金屬離子對(duì)該類(lèi)成分的降解有一定的促進(jìn)作用［15-16］。在西紅花或梔子提取、富集過(guò)程中，中藥不銹鋼提取設(shè)備、管道和提取用的自來(lái)水均能帶來(lái)一定量金屬離子與西紅花苷類(lèi)成分相接觸，含有西紅花苷的中成藥亦可能與含金屬離子的藥物同時(shí)服用。目前尚無(wú)關(guān)于金屬離子對(duì)西紅花苷穩(wěn)定性影響的報(bào)道，因此課題組對(duì)西紅花提取物中該成分在金屬離子溶液中的穩(wěn)定性進(jìn)行研究，以期為相關(guān)中藥材提取工藝的開(kāi)發(fā)及中成藥的合理應(yīng)用提供參考。

1 材料

安捷倫1200 高效液相色譜儀（美國(guó)安捷倫公司）；分析天平（十萬(wàn)分之一，瑞士梅特勒-托利多公司）。西紅花提取物（實(shí)驗(yàn)室自制）；西紅花苷-Ⅰ對(duì)照品（中國(guó)食品藥品檢定研究院，批號(hào)111588-201704）；西紅花苷-Ⅱ?qū)φ掌罚ㄖ袊?guó)食品藥品檢定研究院，批號(hào)111589-201304）。氯化鈉、三氯化鐵、氯化亞鐵、硫酸銅、硫酸鎂、氯化鈣、三氯化鋁、氯化鉀均為分析純（上海西隴化工有限公司）；甲醇為色譜純（美國(guó)Fisher 公司）。

2 方法與結(jié)果

2.1 色譜條件 參考2015 年版《中國(guó)藥典》［17］。Gemini C18色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流動(dòng)相甲醇-水（45∶55）；體積流量1 mL／min；檢測(cè)波長(zhǎng)440 nm；進(jìn)樣量10 μL。

2.2 線(xiàn)性關(guān)系考察 分別精密稱(chēng)定西紅花苷-Ⅰ、西紅花苷-Ⅱ?qū)φ掌?7.41、9.22 mg 于50 mL 量瓶中，加50%乙醇溶解，定容，得混合對(duì)照品溶液，精密吸取1、2、4、6、8 mL 于10 mL 量瓶中，加50%乙醇定容至刻度，分別取原溶液與稀釋液，過(guò)濾，注入色譜儀。以西紅花苷質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)（X），峰面積為縱坐標(biāo)（Y）進(jìn)行回歸，得西紅花苷-Ⅰ方程為Y＝45 052X－28.867（r＞0.999 9），在0.032～0.322 mg／mL 范圍內(nèi)線(xiàn)性關(guān)系良好；西紅花苷-Ⅱ方程為Y＝58 287X－40.491（r＞0.999 9），在0.017～0.170 mg／mL 范圍內(nèi)線(xiàn)性關(guān)系良好。

2.3 精密度試驗(yàn) 將西紅花苷對(duì)照品混合溶液在“2.1”項(xiàng)色譜條件下重復(fù)進(jìn)樣6 次，記錄峰面積，測(cè)得西紅花苷-ⅠRSD 為0.12%，西紅花苷-ⅡRSD為0.4%，表明儀器精密度良好。

2.4 西紅花苷降解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析 西紅花苷的降解可以看作一級(jí)反應(yīng)［3］，其反應(yīng)速率方程可以表達(dá)為lnCt＝lnC0－kt。

其中Ct為t時(shí)刻西紅花苷濃度，C0為初始西紅花苷濃度，t為放置時(shí)間，k為反應(yīng)速率常數(shù)。

西紅花苷的降解半衰期（t1／2）可以用公式t1／2＝ln2／k計(jì)算。

2.5 不同金屬離子類(lèi)型對(duì)西紅花苷穩(wěn)定性的影響 取西紅花提取物適量，精密稱(chēng)定，加純化水制成每1 mL 含1.5 mg 提取物的溶液。取9 份，分別以0.001 mol／L 添加量加 入Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋、Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋，另外1 份為空白對(duì)照，20 ℃避光放置，于0、3、6、9、12、15、18、21、24 h 分別取適量溶液，濾過(guò)，注入色譜儀，測(cè)定溶液中西紅花苷-Ⅰ和西紅花苷-Ⅱ濃度，并計(jì)算兩者在不同金屬離子溶液中的降解動(dòng)力學(xué)方程、半衰期t1／2，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 顯 示，在0.001 mol／L 的濃度時(shí)Fe3＋、Fe2＋、Mg2＋對(duì)西紅花苷-Ⅰ和西紅花苷-Ⅱ的降解都有一定的促進(jìn)作用，其中Fe3＋最強(qiáng)；Al3＋、Cu2＋、Na＋、K＋、Ca2＋對(duì)西紅花苷-Ⅰ和西紅花苷-Ⅱ的降解均有一定的抑制作用，其中Na＋最強(qiáng)。

2.6 不同溫度下Fe3＋和Na＋對(duì)西紅花苷穩(wěn)定性的影響 取西紅花提取物適量，精密稱(chēng)定，加純化水制成每1 mL 含1.5 mg 提取物的溶液共3 份，其中1 份為空白對(duì)照，其余2 份分別以0.001 mol／L 的添加量加入Fe3＋和Na＋，3 份溶液再各分為5 份，分別置于4、20、40、60、80 ℃水浴中避光放置，于0、3、6、9、12、15、18、21、24 h 分別取適量溶液，濾過(guò)，注入色譜儀，測(cè)定西紅花苷-Ⅰ和西紅花苷-Ⅱ濃度，并計(jì)算兩者在不同金屬離子溶液中的降解動(dòng)力學(xué)方程、半衰期t1／2，結(jié)果見(jiàn)表2～4。

表1 不同金屬離子對(duì)西紅花苷穩(wěn)定的影響Tab.1 Effects of different metal ions on the stability of crocins

表2 溫度對(duì)西紅花苷穩(wěn)定性的影響Tab.2 Effects of temperature on the stability of crocins

表2～3 顯示，在0.001 mol／L 的濃度時(shí)，F(xiàn)e3＋在不同溫度下均對(duì)西紅花苷-Ⅰ和西紅花苷-Ⅱ的降解有強(qiáng)烈的促進(jìn)作用，尤其在溫度≥40 ℃時(shí)西紅花苷-Ⅰ和西紅花苷-Ⅱ在Fe3＋的催化下迅速降解完全。表2、4 顯示，20 ℃時(shí)Na＋對(duì)西紅花苷-Ⅰ和西紅花苷-Ⅱ的降解均有明顯抑制作用，尤其是20 ℃時(shí)抑制作用最明顯，但當(dāng)溫度≥40 ℃時(shí)，抑制作用減弱或消失。

表3 不同溫度下Fe3＋對(duì)西紅花苷穩(wěn)定性的影響Tab.3 Effects of Fe3＋ on the stability of crocins at different temperatures

表4 不同溫度下Na＋對(duì)西紅花苷穩(wěn)定性的影響Tab.4 Effects of Na＋ on the stability of crocins at different temperatures

2.7 不同濃度下Fe3＋對(duì)西紅花苷穩(wěn)定性的影響

取西紅花提取物適量，精密稱(chēng)定，加純化水制成每1 mL 含1.5 mg 提取物的溶液共8 份。取4份，分別以0.000 1、0.001、0.01、0.1 mol／L 添加量加入Fe3＋，另外4 份分別以0.000 1、0.001、0.01、0.1 mol／L 添加量加入Na＋，置于20 ℃水浴中避光放置，于0、3、6、9、12、24 h 分別取適量溶液，濾過(guò)，注入色譜儀，測(cè)定溶液中西紅花苷-Ⅰ和西紅花苷-Ⅱ濃度，計(jì)算兩者在不同金屬離子溶液中的降解動(dòng)力學(xué)方程、半衰期（t1／2），結(jié)果見(jiàn)表5～6。

表5 顯示，20 ℃時(shí)，F(xiàn)e3＋在0.000 1 mol／L 的濃度下對(duì)西紅花苷-Ⅰ和西紅花苷-Ⅱ的降解即有較強(qiáng)促進(jìn)作用，F(xiàn)e3＋濃度越高作用越強(qiáng)；Fe3＋濃度為0.1 mol／L 時(shí)，第0 h 西紅花苷-Ⅰ和西紅花苷-Ⅱ即完全降解。表6 顯 示，Na＋在濃度為0.001～0.01 mol／L 時(shí)對(duì)西紅花苷-Ⅰ和西紅花苷-Ⅱ降解的抑制作用最強(qiáng)；當(dāng)Na＋濃度為0.1 mol／L 時(shí)，對(duì)西紅花苷-Ⅱ降解有一定的促進(jìn)作用。

表5 不同濃度Fe3＋對(duì)西紅花苷穩(wěn)定性的影響Tab.5 Effects of different concentrations of Fe3＋on the stability of crocins

表6 不同濃度Na＋對(duì)西紅花苷穩(wěn)定性的影響Tab.6 Effects of different concentrations of Na＋on the stability of crocins

3 討論

Fe3＋和Fe2＋對(duì)西紅花苷類(lèi)成分降解具有較強(qiáng)的促進(jìn)作用，極低濃度下Fe3＋即可加快西紅花苷降解速率。黃翔峰等［18］認(rèn)為金屬離子與抗生素絡(luò)合能使電子在分子內(nèi)傳遞，使抗生素在溫和條件下就可以高效氧化降解；另一方面，F(xiàn)e3＋與抗生素絡(luò)合還可以大大加快抗生素的光降解反應(yīng)速率。西紅花苷含多個(gè)共軛雙鍵，能與過(guò)渡態(tài)金屬離子形成絡(luò)合物，F(xiàn)e3＋和Fe2＋對(duì)其降解的促進(jìn)作用可能與絡(luò)合反應(yīng)有關(guān)。因此，在生產(chǎn)過(guò)程中含有西紅花苷的水溶液應(yīng)盡量避免與鐵制容器、管道相接觸。

在高濃度Fe3＋作用下，西紅花苷可瞬間全部降解，且在40 ℃時(shí)低濃度Fe3＋亦可使西紅花苷快速降解。因此，在服用含有西紅花苷類(lèi)化合物的中成藥時(shí)，應(yīng)避免與含鐵藥物（如治療貧血的鐵劑）同服。

作為堿金屬鹽的鈉鹽和鉀鹽可顯著降低西紅花苷的降解速率，這種作用可能與改變反應(yīng)體系電解質(zhì)強(qiáng)度有關(guān)，具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。