莫秀麗,任紅紅,高晴晴,閆永濤,程天宇,李曉敏*,趙余慶*
1. 延邊大學(xué) 長(zhǎng)白山天然藥物研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,吉林 延吉 133002
2. 完美(廣東)日用品有限公司,廣東 中山 528402
3. 沈陽(yáng)藥科大學(xué),遼寧 沈陽(yáng) 110016
人參PanaxginsengC. A. Mey.的成熟果實(shí)的形狀小而圓,屬于漿果類型,果實(shí)的內(nèi)部含有2 粒圓形的種子,其成熟前的生長(zhǎng)過(guò)程中呈深度不一的綠色,七、八月時(shí)種子成熟時(shí)果實(shí)呈鮮紅色,成熟后脫去漿果干燥后的皮殼,就是人參種子。具有“益氣、強(qiáng)身、延緩衰老”的作用,是我國(guó)特有的種質(zhì)資源之一。人參果實(shí)在我國(guó)的主要產(chǎn)地為吉林省,每年人參果實(shí)產(chǎn)量可達(dá)到800 余噸,其原料價(jià)格較人參性價(jià)比高。
近年來(lái),多種化學(xué)成分從人參果肉中被分離出來(lái),包括人參皂苷類[1-4]、多糖類[5]、氨基酸類[6-7]、無(wú)機(jī)元素[8-9]等,與人參根具有相似性[10-12],使人參果也具有多種藥理作用,包括提高免疫力[13-14]、保護(hù)心肌[15]、治療糖尿病[16-17]、抑制癌細(xì)胞增殖[18-19]、減輕腦損傷[20]、抗疲勞[21]等。
文獻(xiàn)報(bào)道人參果中富含人參皂苷,原型人參皂苷含量高[22],其中總皂苷含量約為人參根的4 倍,人參皂苷Re 為人參果中含量最高的皂苷單體,約為人參根的30 倍;人參果與人參根部共同含有的人參皂苷有人參皂苷Rb1、人參皂苷Rb2、人參皂苷Rc、人參皂苷Rd、人參皂苷Re、人參皂苷Rg1等,這些人參皂苷主要為原型人參皂苷。本課題組前期從人參果中分離得到多種稀有人參皂苷,如人參皂苷Rg3、人參皂苷Rg2、三醇組稀有皂苷元原人參三醇(protopanaxatriol,PPT),以及具有顯著抗腫瘤活性的新稀有皂苷元R 型AD-1、25-OCH3-PPT、20-OCH3-AD-2、20,25-2OCH3-PPD 等[23-26]。
干燥處理[27]是鮮人參制成藥材的關(guān)鍵步驟,使其易于保存和藥用?,F(xiàn)代研究證明,人參加熱后原生皂苷發(fā)生降解[28-31],產(chǎn)生活性更強(qiáng)的稀有人參皂苷[32]。研究表明,人參果漿含有與人參根類似的皂苷類成分和生物活性,然而人參果漿易腐敗,不易保存,導(dǎo)致化學(xué)成分發(fā)生變化,擬通過(guò)干燥處理以延長(zhǎng)人參果漿的儲(chǔ)存期。目前,未見(jiàn)有人參果漿干燥處理的文獻(xiàn)報(bào)道,本研究通過(guò)研究不同干燥方式對(duì)人參果漿中原型皂苷降解和稀有皂苷生成的影響,優(yōu)選人參果漿的干燥處理方法,為人參果漿收集、存儲(chǔ)和資源的合理利用提供依據(jù)。
BSA124S 型電子分析天平(北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司),UV-2800 型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(尤尼柯(上海)儀器有限公司),WB-2000 型水浴鍋(鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司),202-2AB 型電熱恒溫干燥箱(天津市泰斯特儀器有限公司),F(xiàn)D-1B-50型真空冷凍干燥機(jī)(北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司),DTA-27J 型超聲波清洗器(濟(jì)寧科源超聲波設(shè)備有限公司),L-2200 型高效液相色譜儀(株式會(huì)社日立制作所)。
人 參 皂 苷 Re ( PRF20092701 )、 Rg1( PRF22040803 )、 F1( PRF20070943 )、 Rh1( PRF21072101 )、 Rb1( PRF22030402 )、 Rc( PRF10021945 )、 Rb2( PRF21091822 )、 Rb3( PRF21042043 )、 Rg3( PRF21040801 )、 Rk1(PRF20061501)、Rh2(PRF21032601)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均>98%,成都普瑞法科技開(kāi)發(fā)有限公司,乙腈、甲醇(色譜純,天津市永大化學(xué)試劑有限公司),其他溶劑均為分析純,實(shí)驗(yàn)用水為娃哈哈純凈水。
人參果漿于2022 年8 月購(gòu)買于中國(guó)吉林集安市清河鎮(zhèn)參果加工廠(批號(hào)20220816)。
將人參果漿樣品搖晃均勻,稱取適量的人參果漿樣品,分為冷凍干燥人參果漿組(FGF)、電熱干燥人參果漿組(EGF)、汽熱干燥人參果漿組(SGF),每組分別稱取3 份,具體干燥流程如下。
(1)FGF:置于真空冷凍干燥機(jī)內(nèi)?70 ℃冷凍干燥24 h。
(2)EGF:置于蒸發(fā)皿中于恒溫電熱干燥箱內(nèi),加熱溫度為100 ℃,干燥時(shí)間為3 h。
(3)SGF:置于蒸發(fā)皿中,置于水浴鍋上,加熱溫度為100 ℃,干燥時(shí)間為3 h。測(cè)定結(jié)果表明,3 種干燥方式的人參果漿失水率分別為94.2%、94.5%、94.5%。
2.2.1 不同干燥方式供試品溶液的制備 精密稱量人參果漿3 g、FGF 組為0.165 3 g、EGF 組為0.165 0 g、SGF 組為0.174 5 g(由失水率計(jì)算,3 組約為人參果漿3 g),分別用20 倍量75%乙醇超聲提取2次,每次30 min,靜置,濾過(guò),合并2 次濾液,減壓回收溶劑,干燥后樣品用色譜甲醇溶解,定容至10 mL 量瓶,過(guò)0.45 μm 有機(jī)系濾頭,待測(cè)。
2.2.2 對(duì)照品溶液的制備 精確稱取人參皂苷對(duì)照品于1 mL 量瓶中,用色譜甲醇溶解,定容至刻度線,搖勻,用0.45 μm 有機(jī)系濾頭濾過(guò),得到含28.220 mg/mL 人參皂苷Re、10.000 mg/mL 人參皂苷Rg1、0.105 mg/mL 人參皂苷F1、0.950 mg/mL 人參皂苷Rh1、0.500 mg/mL 人參皂苷Rb1、0.500 mg/mL 人參皂苷Rc、0.500 mg/mL 人參皂苷Rb2、2.700 mg/mL 人參皂苷Rb3、0.515 mg/mL 人參皂苷Rg3、0.575 mg/mL 人參皂苷Rk1、0.500 mg/mL 人參皂苷Rh2的混合對(duì)照品溶液。
2.2.3 色譜條件 高效液相色譜配備UV 檢測(cè)器;色譜柱為Agela Promosil C18(250 mm×4.6 mm,5 μm);體積流量1.0 mL/min;進(jìn)樣體積20 μL;柱溫30 ℃;檢測(cè)波長(zhǎng)203 nm;流動(dòng)相為乙腈(A)-水(B),梯度洗脫:0~10 min,22~27% A;10~15 min,27% A~30% A;15~35 min,30~32% A;35~40 min,32%~35% A;40~43 min,35~40% A;43~48 min,40~46.9% A;48~50 min,46.9~47.6% A;50~65 min,47.6~48.5% A;65~68 min,48.5~53% A;68~73 min,53~65% A;73~78 min,65%~85% A;78~83 min,85% A;83~85 min,85~22% A;85~95 min,22% A。
2.2.4 線性關(guān)系考察 將混合對(duì)照品溶液,逐級(jí)稀釋到6 個(gè)不同質(zhì)量濃度,按色譜條件進(jìn)樣分析,以各對(duì)照品的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(X),與之對(duì)應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)(Y),繪制各人參皂苷對(duì)照品的標(biāo)準(zhǔn)曲線,并進(jìn)行回歸計(jì)算,得到線性回歸方程、線性范圍和相關(guān)系數(shù)(r),詳見(jiàn)表1。
表1 11 種人參皂苷的線性方程Table 1 Linear equation of 11 kinds of ginsenosides
2.2.5 精密度試驗(yàn) 取混合對(duì)照品溶液,連續(xù)進(jìn)樣6 次,測(cè)定11 種皂苷色譜峰的峰面積。人參皂苷Rb1、Rc、Rb2、Rb3、Rg3、Rh2、Rk1、Re、Rg1、F1、Rh1峰面積的RSD 值分別為1.53%,1.55%,1.42%,0.96%,1.54%,1.68%,1.09%,1.22%,1.79%,1.01%,0.97%。各人參皂苷的RSD 值均小于2%,表明儀器精密度良好。
2.2.6 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取一份電熱干燥的人參果漿樣品供試品溶液,分別在配制好后0、2、4、8、16、24 h 進(jìn)樣測(cè)定,計(jì)算供試品溶液中11 種人參皂苷Rb1、Rc、Rb2、Rb3、Rg3、Rh2、Rk1、Re、Rg1、F1、Rh1峰面積的RSD 值,分別為2.21%,2.34%,2.95%,2.46%,2.67%,1.83%,2.35%,2.56%,2.38%,2.49%,2.61%。各人參皂苷的RSD 值均小于3%,表明供試品溶液在24 h 內(nèi)穩(wěn)定。
2.2.7 重復(fù)性試驗(yàn) 平行制備6 份電熱干燥人參果漿樣品供試品溶液,按色譜條件,進(jìn)樣檢測(cè)分析,計(jì)算供試品溶液中11 種人參皂苷Rb1、Rc、Rb2、Rb3、Rg3、Rh2、Rk1、Re、Rg1、F1、Rh1峰面積的RSD 值,分別為2.21%,2.34%,2.95%,2.46%,2.67%,1.83%,2.35%,2.56%,2.38%,2.49%,2.61%。各人參皂苷的RSD 值均小于3%,表明供試品溶液制備方法重復(fù)性良好。
2.2.8 加樣回收率試驗(yàn) 稱取人參果漿電熱干燥樣品0.165 g,共6 份。分別加入與樣品中11 種人參皂苷含量相當(dāng)?shù)膶?duì)照品溶液,按照供試品制備方法制備成加樣供試品溶液。測(cè)定11 種人參皂苷的含量,計(jì)算加樣回收率。人參皂苷Rb1、Rc、Rb2、Rb3、Rg3、Rh2、Rk1、Re、Rg1、F1、Rh1的加樣回收率分別為99.13%、98.23%、100.48%、102.18%、101.32%、99.05%、98.69%、97.32%、100.65%、99.78%、101.35%,RSD值分別為1.26%、1.03%、1.12%、1.35%、0.89%、0.91%、1.32%、0.98%、0.86%、1.16%、1.48%。
2.2.9 人參皂苷含量測(cè)定 按“2.2.3”項(xiàng)色譜條件測(cè)定“2.2.1”項(xiàng)下制備的供試品溶液中11 種皂苷的含量。每個(gè)樣品重復(fù)進(jìn)樣3 次,取平均峰面積根據(jù)線性方程計(jì)算不同干燥處理方式人參果漿樣品中的11 種人參皂苷的含量。
人參皂苷對(duì)照品混合溶液、GF、FGF、EGF 及SGF 的HPLC 色譜圖見(jiàn)圖1,11 種人參皂苷的含量見(jiàn)表2。
圖1 人參皂苷混合對(duì)照品和GF、FGF、EGF、SGF 樣品HPLC 色譜圖Fig. 1 HPLC Chromatogram of 11 kinds of ginsenosides,GF, FGF, EGF, SGF
表2 混合對(duì)照品和GF、FGF、EGF 和SGF 樣品中的11 種人參皂苷含量Table 2 Content of 11 kinds of ginsenosides in GF, FGF, EGF and SGF
如表2 所示,在加熱條件下,原型皂苷可以轉(zhuǎn)化為稀有皂苷,人參果漿經(jīng)過(guò)處理后,原型皂苷人參皂苷Re 變化最為明顯,其次是人參皂苷Rg1,除人參皂苷Rh2外,EGF、SGF 的稀有皂苷含量都明顯高于FGF。如圖2 所示,F(xiàn)GF 與GF 中11 種人參皂苷的含量變化較?。籈GF 中11 種人參皂苷的總含量最低,降解程度較高。
圖2 GF、FGF、EGF 和SGF 中11 種人參皂苷總含量Fig. 2 Total content of 11 kinds of ginsenosides in GF, FGF,EGF and SGF
如圖3 所示,4 組人參果漿樣品中稀有人參皂苷F1、Rh1、Rg3、Rk1和Rh2的含量由高到低分別為SGF>EGF>FGF>GF;5 種稀有皂苷中人參皂苷Rh1和人參皂苷Rh2的含量較高。
圖3 GF、FGF、EGF 和SGF 中5 種稀有人參皂苷總含量Fig. 3 Total content of five rare ginsenosides in GF, FGF,EGF and SGF
本實(shí)驗(yàn)分別采用冷凍干燥、電熱干燥、汽熱干燥等3 種干燥方法對(duì)人參果漿進(jìn)行處理,采用高效液相色譜法對(duì)新鮮果漿以及處理后的樣品中的11種人參皂苷Re、Rg1、F1、Rh1、Rb1、Rc、Rb2、Rb3、Rg3、Rk1、Rh2進(jìn)行定性和定量分析。3 種干燥處理的人參果漿樣品(FGF、EGF 及SGF)與GF 的原型人參皂苷和稀有人參皂苷含量對(duì)比分析的結(jié)果顯示,F(xiàn)GF 與GF 中原型人參皂苷總含量接近。EGF及SGF 樣品在高溫加熱條件下,原型人參皂苷發(fā)生降解,稀有皂苷生成量不同程度的增加。人參皂苷Rb1、Rb2、Rb3和Rc 可在高溫加熱條件下發(fā)生降解和轉(zhuǎn)化,產(chǎn)生人參皂苷Rd。人參皂苷Rd 的C-20 位葡萄糖基的進(jìn)一步降解產(chǎn)生人參皂苷Rg3,人參皂苷Rg3在C-20 位的脫水產(chǎn)生人參皂苷Rk1,在C-20處為失去一個(gè)葡萄糖成為人參皂苷Rh2[34-35]。同理,Re 可以通過(guò)脫去葡萄糖和鼠李糖轉(zhuǎn)化為人參皂苷Rh1,人參皂苷Rg1和人參皂苷Rg2,Rg1也可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成人參皂苷Rh1。另一方面,人參皂苷Rg1和人參皂苷Rg2可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為人參皂苷F1,而最終人參皂苷F1和人參皂苷Rh1可轉(zhuǎn)化為PPT[35]。與未經(jīng)過(guò)處理的人參果漿相比,經(jīng)過(guò)3 種干燥方式后,11 種人參皂苷含量都有下降趨勢(shì),人參皂苷Re含量的變化量最大,相比較于其它干燥方式,冷凍干燥對(duì)其影響最小,電熱干燥處理后11 種人參皂苷含量最低,降解程度較大。經(jīng)過(guò)汽熱干燥后,5 種稀有皂苷含量較高,其中人參皂苷Rh1、人參皂苷Rk2占比最高。
冷凍干燥可減少高溫對(duì)人參果漿中人參皂苷的降解,但干燥成本較高;汽熱干燥和電熱干燥操作簡(jiǎn)便,設(shè)備成本低,得到的人參果漿干燥品中含有生物活性較強(qiáng)的稀有人參皂苷,適用于產(chǎn)地及生產(chǎn)企業(yè)大量加工處理,可為人參果漿的保存及開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供參考。
利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突