王秦軍,王翠萍,劉建欣,陳 琛,
(1.陜西理工大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院/陜西省資源生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/陜南秦巴山區(qū)生物資源綜合開發(fā)協(xié)同創(chuàng)新中心/秦巴生物資源與生態(tài)環(huán)境省部共建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(培育),陜西漢中 723000;2.漢中天然谷生物科技有限公司,陜西漢中 723000)
淫羊藿(Epimedium brevicornuMaxim.)是我國名貴滋補(bǔ)中藥材之一,是保健食品原料之一,民間常用其根葉制作保健酒、保健茶及藥膳等保健品[1]。淫羊藿始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,味辛、甘、溫,主補(bǔ)腎陽、祛風(fēng)濕。臨床常用其治療陽痿遺精、風(fēng)濕及痙攣等病狀[2-3]。臨床上,淫羊藿在骨質(zhì)疏松癥、乳腺疾病及生殖系統(tǒng)疾病治療方面有良好的療效[4]。黃酮類化合物是淫羊藿主要的藥理成分,主要有淫羊藿苷、淫羊藿素、朝藿定、淫羊藿次苷等[5]?;瘜W(xué)研究表明,淫羊藿中分離出黃酮、多糖、精油、植物甾醇、酚酸和生物堿等260多種成分[6]。淫羊藿的多種成分,易受到產(chǎn)地、加工方式等多重因素影響,影響臨床藥效。藥典記錄的淫羊藿品種有朝鮮淫羊藿、心葉淫羊藿、巫山淫羊藿、箭葉淫羊藿、柔毛淫羊藿。箭葉淫羊藿為淫羊藿屬分布最廣的品種,其最早被藥典收錄且被歷版藥典收載[7-9]。
現(xiàn)代生活方式的改變及人口老齡化使肥胖、糖尿病、高血壓及阿爾茨海默癥等發(fā)病率急速增加,中草藥提取物能夠預(yù)防或治療以上疾病。脂肪酶抑制劑可以降低膳食脂肪的水解,降低人體吸收脂肪效率,以此緩解肥胖及高脂血癥等癥狀。膽堿酯酶抑制劑可以抑制膽堿酯酶與乙/丁酰膽堿結(jié)合,從而調(diào)節(jié)老年癡呆患者的中樞神經(jīng)膽堿功能;酪氨酸酶是已知唯一與黑色素合成相關(guān)的酶,與人類的色素障礙性疾病、黑色素瘤、白化病和老年癡呆等疾病的發(fā)生與治療有直接關(guān)聯(lián)[10-12]。淫羊藿的多種藥理活性使其成為熱點(diǎn)研究對象。譚莉等[13]和席曉志等[14]分別優(yōu)化了淫羊藿葉多糖及淫羊藿的提取工藝,并對其抗氧化活性進(jìn)行了評價;張運(yùn)輝等[15]研究了淫羊藿治療阿爾茲海默癥的作用靶點(diǎn)及通路,明確了其作用機(jī)制;Wang等[16]的研究結(jié)果顯示淫羊藿苷可作為治療黑色素瘤輔助治療劑;同時,Wang等[17]研究了去甲基淫羊藿苷對脂肪生成的影響及其體外潛在機(jī)制。前人對于淫羊藿的研究報道較多,但主要集中于對其提取物及黃酮類成分進(jìn)行定量分析、體外抗氧化能力評價及體內(nèi)作用機(jī)理探究,有關(guān)于淫羊藿對脂肪酶、酪氨酸酶、乙酰/丁酰膽堿酯酶體外抑制未見相關(guān)報道。高通量體外評價具有簡便、快速、高效的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于天然產(chǎn)物活性成分的初步篩選,評價效果可作為開發(fā)膳食補(bǔ)充劑和功能性食品的參考[18]。通過研究并建立體外淫羊藿對脂肪酶、酪氨酸酶、膽堿酯酶抑制活性和抗氧化活性,為擴(kuò)大淫羊藿的應(yīng)用范圍和綜合開發(fā)利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
因此,本實(shí)驗(yàn)測定了淫羊藿提取物中總多酚、總黃酮、總多糖、原花青素及淫羊藿苷、朝藿定A-C及寶藿苷I等含量;并通過對DPPH·、·OH、ABTS+·清除率評價了淫羊藿體外抗氧化活性;利用脂肪酶、酪氨酸酶及兩種膽堿酯酶對淫羊藿體外酶抑制活性進(jìn)行分析評價,為其綜合開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。
箭葉淫羊藿 產(chǎn)地四川廣元,陰干,干品由漢中市天然谷生物科技股份有限公司提供;蘆丁(≥95%)、原花青素(≥97%)、胰脂肪酶(400 U)、奧利司他(≥95%)、石杉堿甲(98%) 索萊寶公司;4-甲基傘形酮油酸酯 Sigma公司;左旋多巴(99%)、ACHE(500 U)、BCHE(500 U) 上海源葉生物有限公司;酪氨酸酶(2.5 kU)、曲酸(99%)、碘化乙酰膽堿(ATCI)、硫代丁酰碘化膽堿(BTCI) 阿拉丁公司;其他試劑均為分析級。
I-Series LC-2030高效液相色譜儀 株式會社島津制作所;酶標(biāo)儀 美國BioTek公司;ME104E電子天平 上海博特勒-托科多儀器有限公司;723型可見分光光度計 上海光譜儀器有限公司。
1.2.1 淫羊藿提取物制備 稱取淫羊藿粉末,加入70%乙醇(料液比=1:7)回流提取3次,提取液過濾,HPD-100大孔樹脂用95%乙醇浸泡24 h,用蒸餾水清洗至無醇味裝柱,將提取液上樣(上樣量:樹脂量=1:2),30 ℃下用70%乙醇以3 BV/h洗脫2 h,收集洗脫液[19]。真空干燥得到干燥的淫羊藿提取物,備用。取1000 mg凍干粉末,用蒸餾水定容至50 mL容量瓶中,超聲30 min,10000 r/min離心5 min,收集上清液。
1.2.2 總多酚含量測定 參考Aktumsek等[20]的方法,反應(yīng)體系稍作修改。取150 μL沒食子酸溶液(0~100 μg/mL),分別加入450 μL蒸餾水和550 μL福林酚試劑,避光3 min,加入2.5 mL Na2CO3溶液,40 ℃水浴15 min,于760 nm處測定吸光度。以沒食子酸濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)曲,其標(biāo)準(zhǔn)方程為Y=0.0039X+0.0586,R2=0.9994。
1.2.3 總黃酮含量測定 參考Xi等[21]的方法,并略作修改。取100 μL蘆丁溶液(0~100 μg/mL),加入50 μL 5% NaNO2反應(yīng)6 min,加入50 μL 10%硝酸鋁反應(yīng)6 min,再加入1 mol/L氫氧化鈉500 μL,避光10 min,于510 nm處測定其吸光度值,以蘆丁濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,其線性回歸方程為Y=0.0010X+0.0402,R2=0.9997。
1.2.4 多糖含量測定 參考陳琛等[22]的方法,并略作修改。取1 mL葡萄糖溶液(0~100 μg/mL),加入1 mL 6%苯酚和5 mL濃硫酸,混勻,靜置10 min,30 ℃水浴10 min。于490 nm處測定吸光度。以葡萄糖質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,其線性回歸方程為Y=0.0031X+0.0905,R2=0.9995。
1.2.5 原花青素含量測定 參考石磊等[23]的方法,并稍作修改。取150 μL原花青素溶液(1~5 mg/mL),加入500 μL 5%香草醛溶液及10%鹽酸混合液,30 ℃水浴15 min,于500 nm處測定吸光值,以原花青素濃度為橫坐標(biāo),吸光值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)曲,其回歸方程為Y=0.0456X+0.0413,R2=0.9991。
1.2.6 黃酮類成分含量測定 采用LC-2030高效液相色譜儀進(jìn)行含量測定,色譜條件[24]:分析柱為Weich Xtimate? C18(250 mm×4.6 mm,5 μm),流動相A:乙腈,流動相B:水。檢測波長分別為270 nm,進(jìn)樣10 μL,流速0.7 mL/min,檢測溫度30 ℃。梯度洗脫條件:0~3 min,80% D;3~9 min,80%~70%D;9~25 min,70% D。每個樣品平行三次。
1.2.7 抗氧化活性評價
1.2.7.1 清除DPPH·能力 參考Chen等[25]的方法,反應(yīng)體系稍作修改。取50 μL不同濃度樣液,加入150 μL DPPH(0.14 mg/mL)溶液,避光30 min。在517 nm處測定其吸光度。VC為陽性對照。根據(jù)以下等式計算自由基清除率(%):
式中:Ai為樣液組OD值;Ai0以等體積水代替DPPH溶液,測定所得吸光度為樣液背景吸光度OD值;Aj用等體積水代替樣品溶液測定吸光度所得OD值。
1.2.7.2 清除·OH能力 參照Zhao等[26]的方法,反應(yīng)體系略作修改。取50 μL不同濃度樣液,加入50 μL FeSO4(9 mmol/mL)及50 μL水楊酸-乙醇溶液(9 mmol/mL),再加入50 μL H2O2溶液(1.5 mg/mL),避光30 min,于510 nm處測定吸光度。以VC為陽性對照,清除率計算公式為:
式中:Ai為樣液組OD值;Ai0用蒸餾水代替H2O2溶液,測定所得吸光度為樣液背景吸光度OD值;Aj為空白組OD值,即用等體積水代替樣品溶液測定的吸光度值。
1.2.7.3 清除ABTS+·能力 參考Rozi等[27]的方法,并稍作修改。取1.5 mL ABTS溶液(6 mmol/mL)與50 μL不同濃度樣液混合,25 ℃下水浴40 min,在734 nm下測定吸光度。以VC為陽性對照。清除率計算公式如下:
式中:Ai為樣液組OD值;Ai0以等體積水代替ABTS溶液,測定所得吸光度為樣液背景吸光度OD值;Aj用等體積水代替樣品溶液測定吸光度作為空白組OD值。
1.2.8 酶抑制活性評價
1.2.8.1 脂肪酶抑制活性 參考本實(shí)驗(yàn)室前期建立的方法[28],反應(yīng)體系略作修改。50 μL樣液與50 μL脂肪酶液(1 U/mL)于96孔板中混合,然后加入100 μL 4-甲基傘形酮油酸
酯底物(0.75 mg/mL),37 ℃下水浴15 min。激發(fā)波長360 nm,檢測波長465 nm下檢測淫羊藿提取物溶液的熒光值,檢測時間30 min。以Tris-HCl溶液替代樣液檢測熒光值作為空白組;Tris-HCl溶液代替酶液檢測熒光值作為樣液背景組,陽性對照為奧利司他。脂肪酶抑制率(%)計算公式如下:
式中:Ai為樣液組吸光度;Ai0為樣液背景吸光度,用Tris-HCl代替酶液測定吸光度;Aj以Tris-HCl代替樣液作為空白對照吸光度。
1.2.8.2 酪氨酸酶抑制活性 參考袁曉擘等[29]的測定方法反應(yīng)體系稍加修改。取80 μL樣液與80 μL酪氨酸酶溶液(5 U/mL),加入100 μL PBS(pH=6.8)溶液混合,避光5 min,加入80 μL左旋多巴溶液(2.5 mg/mL),室溫靜置20 min。于475 nm波長處測定樣品組吸光度值(Ai),以PBS緩沖液替代酶檢測吸光度值(Ai0)用作樣液背景組;以PBS緩沖液替代樣液檢測吸光度值(A0)用作空白組,曲酸溶液為陽性對照,酪氨酸酶抑制率計算公式如下:
式中:Ai為樣液組吸光度;Ai0用PBS代替酶液測定吸光度,作為樣液背景吸光度;用PBS代替樣品測定吸光度作為空白對照吸光度。
1.2.8.3 膽堿酯酶抑制活性 參考Orhan等[30]的方法,體系稍作修改。將50 μL樣液與125 μL 1.5 mmol/L DTNB溶液混合,加入50 μL酶液(0.25 U/mL)和75 μL PBS緩沖液(pH=8.0),室溫避光10 min。于412 nm處測定樣品組吸光度值(Ai),PBS緩沖液替代酶液檢測吸光度值(Ai0)用作樣液背景組;以PBS緩沖液替代樣液吸光度值(A0)用作空白組,以石杉堿甲溶液為陽性對照,膽堿酯酶抑制率計算同式(2)。
式中:Ai為樣液組吸光度;Ai0用PBS代替酶液測定吸光度,作為樣液背景吸光度;用PBS代替樣品測定吸光度作為空白對照吸光度。
所有實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次以上,采用SPSS 22.0、Excel 2019、GraphPad Prism 9.00等軟件分析和作圖。
4種標(biāo)準(zhǔn)曲線方程及淫羊藿提取物植物化學(xué)成分含量如表1所示,提取物中總多酚的含量最高,為105.60±0.92 mg/g;總黃酮次之,含量為70.09±0.75mg/g;原花青素含量較少,僅有8.79 mg/g;而總多糖含量達(dá)到18.45±1.27 mg/g。廖莉玲等[31]的研究報道淫羊藿中的總多酚及總黃酮含量分別為29.75及46.00 mg/g,均低于本實(shí)驗(yàn)中測定的總多酚與總黃酮含量;李倩等[32]測定的淫羊藿總黃酮含量58.2 mg/g,也低于本研究測得的總黃酮含量。付亮等[33]測定的淫羊藿總多糖高于本研究測定的總多糖含量,可能是因?yàn)橐蜣疆a(chǎn)地、品種及提取方式等因素不同所導(dǎo)致。
表1 淫羊藿提取物植物化學(xué)成分分析Table 1 Analysis of phytochemical constituents in the extracts of Epimedium
由表2可得,測定結(jié)果顯示淫羊藿提取物中淫羊藿苷的含量最高,為266.16±4.22 mg/g;其次為朝藿定C,含量為43.35±0.67 mg/g;朝藿定A與朝藿定B含量相當(dāng);寶藿苷I含量最低,達(dá)到2.54±0.07 mg/g。淫羊藿5種黃酮類化合物含量HPLC結(jié)果見圖1,可以看出,5種化合物在18 min時已得到完全分離,4號峰(淫羊藿苷)響應(yīng)值及表面積遠(yuǎn)高于測定其他黃酮類化合物,表明淫羊藿中淫羊藿苷含量最大,與表2測定結(jié)果一致。黨亞峰等[34]研究發(fā)現(xiàn),朝藿定C在巫山淫羊藿中含量最高,為2.68 mg/g;淫羊藿苷含量次之,為0.10 mg/g,均低于本實(shí)驗(yàn)中二者的含量;同時,相較于張翔等[35]測定的超高壓提取法淫羊藿苷含量最高,含量為137.25 μg/mg,低于本實(shí)驗(yàn)測定的淫羊藿苷含量,同時其測定的朝藿定C含量為49.33 μg/mg,與本實(shí)驗(yàn)測定的接近;在于雪娥等[36]報告中,10批次淫羊藿總黃酮膠囊中淫羊藿苷的含量在82.48~89.39 mg/g范圍之間,相對于本實(shí)驗(yàn)所測含量較低。
表2 樣品中5種黃酮類成分含量Table 2 Content results of five flavonoids
圖 1 HPLC測定5種黃酮成分Fig.1 Five flavonoids were determined by HPLC
本實(shí)驗(yàn)從清除DPPH、OH、ABTS+自由基的三個方面評價淫羊藿苷的抗氧化活性,結(jié)果如圖2所示。
淫羊藿苷具有自由基清除、抑制過氧化的能力[37-38]。由圖2可知,淫羊藿提取物濃度升高,其對自由基清除能力也升高。由表3可知DPPH·清除能力的IC50=4.43±0.40 mg/mL,同時由圖2a可知,當(dāng)淫羊藿提取物濃度達(dá)到10 mg/mL時,其對DPPH自由基清除率達(dá)到82%,略低于VC的清除效率,表明淫羊藿提取物對DPPH·具有一定的清除能力;由圖2b可知,淫羊藿提取物在濃度為2 mg/mL時,其對·OH清除率已超過40%,在4~12 mg/mL時,對·OH清除率趨近于一致,說明淫羊藿提取物在濃度達(dá)到4 mg/mL后對·OH清除能力較小,由表3得知,淫羊藿清除·OH的IC50=2.83±0.09 mg/mL,高于VC的IC50值,說明淫羊藿對于OH自由基有一定清除能力;由圖2c可知,樣品濃度對于ABTS+·清除能力影響較大,樣品濃度在1 mg/mL時,其清除率為15%,而樣液濃度達(dá)到4 mg/mL時,淫羊藿提取物對ABTS+·的清除率達(dá)到97%,接近于VC,其IC50=2.04 mg/mL。綜上,淫羊藿提取物有一定的抗氧化能力。
表3 淫羊藿提取物清除DPPH、OH、ABTS+自由基的IC50值Table 3 IC50 value of Epimedium extract in scavenging DPPH,OH and ABTS+ free radicals
圖 2 淫羊藿對DPPH、OH、ABTS+自由基的清除率Fig.2 Scavenging rates of Epimedium on DPPH, OH and ABTS+ free radicals
淫羊藿提取物對于4種酶的抑制活性水平結(jié)果如圖3所示,4種酶的抑制率都隨著淫羊藿提取物濃度的升高而增大。在脂肪酶評價中,提取物濃度達(dá)到10 mg/mL時,其抑制率達(dá)到91%,與奧利司他的抑制率接近,且由表4可知,提取物對脂肪酶抑制的IC50=5.97±0.04 mg/mL,表明淫羊藿提取物具有降脂的潛力;酪氨酸酶抑制的IC50=2.27±0.23 mg/mL,且當(dāng)提取物濃度為1 mg/mL時,其抑制率已經(jīng)達(dá)到43%,當(dāng)提取物濃度為10 mg/mL時,其抑制率為88%,略低于曲酸的酶抑制率;在兩種膽堿酯酶酶抑制評價中,提取物濃度為0.1 mg/mL時,ACHE的抑制率為20%,BCHE的酶抑制率僅有13%,當(dāng)提取物濃度達(dá)到20 mg/mL時,ACHE抑制率為88%,BCHE的抑制率達(dá)到95%,與石杉堿甲相當(dāng)。同時,通過表4可知,BCHE的IC50=7.41±0.26 mg/mL,ACHE的IC50=9.27±0.07 mg/mL,故提取物對于兩種膽堿酯酶均有一定的抑制作用。
表4 淫羊藿提取物抑制脂肪酶、酪氨酸酶、乙酰/丁酰膽堿酯的IC50值Table 4 IC50 values of Epimedium extract inhibiting lipase,tyrosinase and acetyl / butyrylcholine ester
圖 3 淫羊藿提取物對脂肪酶、酪氨酸酶、乙酰/丁酰膽堿酯酶抑制率Fig.3 Inhibitory rate of Epimedium extract on lipase, tyrosinase and acetyl/butyrylcholinesterase
本文研究了淫羊藿提取物化學(xué)成分含量,并對淫羊藿苷、朝藿定A-C及寶霍苷I的含量進(jìn)行了測定,在此基礎(chǔ)上研究評價了淫羊藿體外清除自由基能力及對脂肪酶、酪氨酸酶及膽堿酯酶4種酶的酶抑制能力。結(jié)果發(fā)現(xiàn),淫羊藿提取物中富含多酚及黃酮類化合物且淫羊藿苷含量豐富;提取物對于DPPH·及ABTS+·的清除率與陽性對照VC相當(dāng),這說明提取物具有較強(qiáng)的體外自由基清除能力;同時,對胰脂肪酶、酪氨酸酶、乙酰膽堿酯酶和丁酰膽堿酯酶4種酶抑制結(jié)果中,淫羊藿提取物的酶抑制率接近甚至超過了陽性對照,表明了提取物在體外也具有一定的酶抑制能力。綜上表明,本研究為淫羊藿提取物體外生物活性研究提供了一些參考性數(shù)據(jù),同時說明淫羊藿提取物可作為一種天然的抗氧化劑,亦可作為抗阿爾茲海默癥、抗皮膚病及抗肥胖癥的潛在資源,為淫羊藿的綜合利用提供了依據(jù)。