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活性亮红

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  • 【原创大赛】一点红抗炎活性部位HPLC指纹图谱的研究

    【原创大赛】一点红抗炎活性部位HPLC指纹图谱的研究

    [align=center]一点红抗炎活性部位HPLC指纹图谱的研究[/align][align=center]西安国联质量检测技术股份有限公司[/align][align=center]食品事业部:石珊[/align]1 仪器与药品 岛津LC-20AT高效液相色谱仪(SPD-20A紫外检测器、Inertsil ODS-SP C18柱);BILON-1000Y超声波细胞粉碎机,上海比朗仪器制造有限公司;Infinite F50酶标仪,瑞士Tecan公司; 乙腈,色谱纯;甲酸,分析纯;槲皮素(K1505114)、槲皮苷(A1526061)、木犀草素(C10016987)、咖啡酸(I1418166)、3,4-二羟基苯乙酸(A1513031)、对羟基苯乙酸(J1409049)、对羟基苯甲酸(B1505009)、HRP(K1506040)购于阿拉丁试剂(以上对照品纯度均≥98%,可作为分析标准品);鼠李素、AA(均购自Quality Control Chemicals INC,批号分别为:10-0106/0、U-71A-S28-Z);5-LOX(recomb ined human,购于cayman公司,Batch:0467742-1);TMB-HCL西宝生物科技股份有限公司;一点红药材购自广西各大药房,样品信息具体见表1。 表1 5批一点红药材信息[table][tr][td]NO.[/td][td]生产厂家[/td][td]产地[/td][td]生产批号[/td][/tr][tr][td]1[/td][td]桂林兴安县鑫鑫中药饮片有限公司[/td][td]广西桂林[/td][td]141125[/td][/tr][tr][td]2[/td][td]广西贵港市绿之源种养发展有限公司中药饮片厂[/td][td]广西贵港[/td][td]160601[/td][/tr][tr][td]3[/td][td]广西柳州百草堂药业有限公司中药饮片厂[/td][td]广西柳州[/td][td]20151214[/td][/tr][tr][td]4[/td][td]广西柳州百草堂药业有限公司中药饮片厂[/td][td]广西柳州[/td][td]20160301[/td][/tr][tr][td]5[/td][td]广西柳州中药材市场[/td][td]广西柳州[/td][td]/[/td][/tr][/table]2 实验与方法2.1一点红提取物的制备 称取一点红粉末(过40目筛)10g,加100mL石油醚75℃ 提取2h,每小时收集滤渣。再加入100mL 70%乙醇溶液用超声波细胞粉碎机超声30min,过滤,滤渣加100 mL 70%乙醇溶解并回流4h,每2小时收集滤液,合并两次滤液,减压浓缩至无乙醇味,加水,依次用乙酸乙酯、正丁醇反复萃取,旋蒸、干燥,备用。2.2 一点红提取物抗5-LOX活性2.2.1实验原理 花生四烯酸(AA)在5-LOX催化作用下生成5-羟基氧化物(5-HPETE),5-HPETE在HRP作用下使TMB氧化,产生蓝色阳离子根,加入终止剂H2SO4后,蓝色的阳离子根转变为黄色的联苯醌,在450nm波长处检测吸光度。2.2.2 实验方法Tris-HCL:0.1M pH=7.0;5-LOX:用前取10μL 原液(6.96mg/mL),缓冲液稀释,每孔用量10μL ,终浓度为1μg/孔;AA:(0.25mg/mL)配制成21mmol/L于-20℃下保存,临用时稀释,使其终浓度为100μmol/L;HRP:配制13.9mg/mL的储备液,于4℃冰箱保存,临时用稀释20倍。TMB:配制成7.4mg/mL储备液,避光保存,临用时稀释10倍;样品制备:将提取物溶于DMSO中,配制成含1mg/mL生药储备液。 ①空白组:180μL Tris-HCL、10μL HRP ②对照组:170μL Tris-HCL、10μL 5-LOX、10μL HRP ③样品空白组:170μL Tris-HCL、10μL 药品、10μL HRP ④样品组:160μL Tris-HCL、10μL 5-LOX、10μL 药品、10μL HRP 小心震荡酶标板使反应体系混匀,37℃避光孵育10min,依次加入10μL TMB、10μL AA以激活反应,15min,加入20μL 1M H2SO4终止反应,使用酶标仪450nm处测吸光度。抑制率(%)=(△AE-△A)/△AE×100%△AE-样品池中酶与底物反应后测定的吸光度(扣除相应背景空白)△A -加入样品抑制剂后所测定的酶与底物反应的吸光度值(扣除相应背景空白)2.3 一点红抗炎活性部位指纹图谱色谱条件:流动相为1% 甲酸乙腈- 1% 甲酸水,梯度洗脱(梯度洗脱条件见表2),流速1mL/min,检测波长326nm,进样量20μL,记录色谱图65min。 表2 梯度洗脱条件[table][tr][td=3,1]t/min 1% 甲酸乙腈/% 1% 甲酸水/%[/td][/tr][tr][td]0[/td][td] 5[/td][td] 95[/td][/tr][tr][td]7[/td][td] 8[/td][td] 92[/td][/tr][tr][td]17[/td][td] 15[/td][td] 85[/td][/tr][tr][td]45[/td][td] 30[/td][td] 70[/td][/tr][tr][td]55[/td][td] 50[/td][td] 50 [/td][/tr][tr][td]60[/td][td] 70[/td][td] 30[/td][/tr][tr][td]65[/td][td] 100[/td][td] 0[/td][/tr][/table]2.3.1 对照品溶液制备 准确称取各对照品适量溶于DMSO中,按照上述色谱条件依次测定,见图1. 按出峰时间依次为对羟基苯乙酸、咖啡酸、对羟基苯甲酸、槲皮苷、木犀草素、槲皮素、鼠李素。2.3.2 供试品溶液制备 准确称取一点红乙酸乙酯、正丁醇部位10mg,DMSO溶解,配制成1mg/mL溶液。按上述色谱条件测定。2.3.3 精密度试验 取同一供试品溶液连续进样6次,考察被确认共有峰的保留时间和峰面积。结果表明,各色谱峰的保留时间的RSD1%,峰面积的RSD3%。2.3.4 稳定性试验 取同一供试品溶液,分别在0,3,6,9,12,24h进样检测,考察被确认共有峰的保留时间和峰面积。结果表明,各色谱峰的保留时间RSD1%,峰面积RSD3%。2.3.5重复性试验 取同一供试品溶液5份,按上述方法制备和检测,考察被确认共有峰的保留时间和峰面积。结果表明,各色谱峰的保留时间RSD1%,峰面积RSD3%。2.3.6供试品溶液的制备 准确称取5个批次的一点红粉末(过40目筛)5g,加50%甲醇100 mL超声(40HZ,200W)提取60min,过滤收集滤液定容至100 mL,用0.45μm微孔膜滤过,待用。3结果3.1 一点红提取部位抗5-LOX活性 不同产地的一点红乙酸乙酯、正丁醇部位对5-LOX均有抑制作用。结果表明,一点红药材正丁醇提取部位抗5-LOX活性略高于乙酸乙酯部位。 表3为一点红不同活性部位抗5-LOX 活性[table][tr][td][align=center]厂家[/align][/td][td] 乙酸乙酯部位 正丁醇部位[/td][/tr][tr][td=2,1] 洪才 60±0.1% 64±0.1%[/td][/tr][tr][td=2,1] 绿之源 59.2±0.1% 65.6±0.1%[/td][/tr][tr][td=2,1] 百草堂(1) 59.4±0.1% 65±0.1%[/td][/tr][tr][td=2,1] 百草堂(2) 59±0.1% 65.2±0.1%[/td][/tr][tr][td=2,1] 中药材市场 59.5±0.1% 64.6±0.1%[/td][/tr][/table]3.2一点红乙酸乙酯部位HPLC指纹图谱与相似度分析 分析一点红乙酸乙酯部位和正丁醇部位HPLC指纹图谱,发现乙酸乙酯部位图谱重现性、精密度、稳定性良好,且该部位化学信息较多。确定了该部位7个色谱峰,按保留时间先后顺序依次为:对羟基苯乙酸(21.7min)、咖啡酸(25.1min)、对羟基苯甲酸(25.6min)、槲皮苷(41.0min)、木犀草素(52.7min)、槲皮素(53.3min)、鼠李素(60.8min)。其中,4号槲皮苷含量最多,6号槲皮素次之,1号对羟基苯乙酸含量最少(见图1)。[align=center][img=,690,333]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807091742404389_6508_2904018_3.png!w690x333.jpg[/img][/align][align=center][img=,593,315]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807091742523769_7471_2904018_3.png!w593x315.jpg[/img] B[/align]A 对照品HPLC图 B 乙酸乙酯部位HPLC图1.对羟基苯乙酸 2.咖啡酸 3.对羟基苯甲酸 4.槲皮苷 5.木犀草素 6.槲皮素 7.鼠李素 图1 一点红对照品混合溶液色谱图及其指纹图谱共有模式3.2.2 5批一点红药材乙酸乙酯部位样品溶液测定 对5个批次的一点红药材按上述方法提取得到乙酸乙酯部位并进行HPLC分析,得到5个批次一点红乙酸乙酯部位指纹图谱(见图2)。利用“中药色谱指纹图谱相似度评价系统2004A版”进行相似度评价,共标定了18个特征峰作为判别一点红抗炎部位质量的群体特征峰。不同来源一点红的HPLC乙酸乙酯部位指纹图谱相似度评价见表4。[align=center][img=,690,335]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807091743032379_5760_2904018_3.png!w690x335.jpg[/img][/align] 图2 5批一点红乙酸乙酯部位HPLC指纹图谱 表4 不同厂家一点红药材相似度评价结果[table][tr][td] [/td][td][align=center]1[/align][/td][td][align=center]2[/align][/td][td][align=center]3[/align][/td][td][align=center]4[/align][/td][td][align=center]5[/align][/td][/tr][tr][td]厂家[/td][td][align=center]洪才[/align][/td][td][align=center]绿之源[/align][/td][td][align=center]百草堂(1)[/align][/td][td][align=center]百草堂(2)[/align][/td][td][align=center]中药材市场[/align][/td][/tr][tr][td]相似度[/td][td] 0.971[/td][td] 0.982[/td][td] 0.988[/td][td] 0.973[/td][td] 0.895[/td][/tr][/table]4.讨论早期研究表明,一点红水提物和甲醇提取物与阿司匹林相比,对蛋清蛋白引起的小鼠足肿胀有较好的抑制作用[sup][/sup]。一点红甲醇提取物及二氯甲烷提取物可通过抑制炎性介质和细胞因子IL-1β、TNF-α细胞因子和NO来减轻炎症反应[sup][/sup]。一点红在临床上用于治疗静脉炎效果强于喜疗妥软膏,是治疗静脉炎的理想药物[sup][/sup]。本实验通过一点红乙酸乙酯部位对5-LOX的抑制,从而阻止5-LOX途径,减轻炎性症状。本实验对比了超声波细胞粉碎0min、60min、120min乙酸乙酯、正丁醇提取率,表明随着超声时间的延长,石油醚、乙酸乙酯部位提取率逐渐减小,正丁醇部位几乎无影响。可能由于细胞粉碎时间过长,导致糖类、粘[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]液质[/color][/url]等杂质的浸出,并附着于药材表面,影响乙醇的进入,从而影响石油醚、乙酸乙酯部位的提取率。考察乙醇加热回流2h、3h、4h,1h收集滤液以及回流4h,2h收集滤液。发现回流4h,2h收集滤液,各部位提取率最高。5-LOX体外抑制实验表明,一点红乙酸乙酯部位和正丁醇部位均具有良好的抗5-LOX活性,由于乙酸乙酯部位所含化学信息多,且谱图重现性、精密度、稳定性均良好。故建立了一点红乙酸乙酯部位HPLC指纹图谱,标定了18个共有峰,确定了该部位7个色谱峰,按保留时间先后顺序依次为:对羟基苯乙酸、咖啡酸、对羟基苯甲酸、槲皮苷、木犀草素、槲皮素、鼠李素。

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    在染整行业中,染浴中加入许多助剂,前后多达十几种表面活性剂。复杂的共轭作用,络合作用`````表面活性剂的增溶、复配````作用下,显然含有一种或是几种表面活性剂甚至是含全部表面活性剂的空白溶液因为配方的不同,体系条件的不同不能使用。 我目的是检测残液中染料的含量。 请问各位大哥,可以给小弟什么建议。 万分感谢!

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  • 【金秋计划】红芪黄酮类成分药理作用及机制研究进展

    红芪是豆科植物多序岩黄芪Hedysarum polybotrys Hand. -Mazz.的干燥根,具有补气升阳、固表止汗、利水消肿的功效,临床主要用于治疗中气下陷、表虚自汗、气虚水肿及气虚血衰等[1]。现代药学研究表明红芪主要活性成分为多糖、黄酮和皂苷等[2-3],具有抗氧化、调节免疫力、抗肿瘤、降血糖等药理作用,目前研究多集中在红芪多糖类、红芪黄酮类成分,而药理作用研究较少,但红芪黄酮类成分是除红芪多糖外主要的活性成分之一,具有抗肿瘤、抗氧化、改善肺纤维化、抗骨质疏松、降低骨骼肌损伤等药理作用[4],且在抗氧化和改善肺纤维化方面的疗效优于黄芪。基于此,本文通过总结红芪黄酮类成分的药理作用及机制,为红芪黄酮类成分的进一步研究及临床应用提供理论依据。 1 抗氧化 自由基过氧化对于人体健康有直接或间接的影响,通过提高机体抗氧化能力,为人体氧化损伤疾病提供理论依据。研究表明黄酮类化合物能抑制脂质过氧化,有效清除自由基,具有良好的抗氧化作用[5]。赵沙沙等[6]研究表明,与其他红芪提取溶剂相比,95%乙醇提取物抗氧化活性最高,其中芒柄花素、美迪紫檀素、芒柄花苷单体的含量在95%乙醇提取物中达到2.2 mg/g,且芒柄花苷含量与提取物抗氧化活性存在一定量效关系。杨秀娟等[7]通过优化红芪总黄酮提取工艺,表明红芪黄酮类化合物具有较强的体外抗氧化活性。袁菊丽等[8]用正交法优化红芪总黄酮超声提取工艺,以其抗氧化活性为指标,发现红芪总黄酮溶液1~10 mg/mL具有良好的体外抗氧化能力,且呈一定的量效关系。 除具有良好的体外抗氧化活性,红芪黄酮类化合物还具有显著的体内抗氧化活性。红芪总黄酮对H2O2诱导的脐静脉内皮细胞损伤具有保护作用,且各剂量均可显著抑制丙二醛损伤,降低乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)释放及细胞内丙二醛含量,提高LDH和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性,其作用机制可能与清除氧自由基,提高脐静脉内皮细胞的抗氧化能力有关[9]。王伟等[10]研究表明红芪黄酮荭草素5 μmol/L通过促进核因子E2相关因子2(nuclear factor E2 related factor 2,Nrf2)的表达与移位,激活Nrf2发挥较好的抗氧化作用,使细胞中血红素氧合酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)表达量处于较低水平,保持较低的氧化应激水平,进而达到抗氧化作用。综上,红芪黄酮类成分具有显著的体内、外抗氧化活性,其作用机制可能与调控LDH、SOD和丙二醛等多种酶的含量及抗氧化相关因子的表达有关。具体机制见图1。 图片 2 改善肺纤维化 肺纤维化是一类极为复杂难治的呼吸系统疾病,其最重要的病理特点是成纤维细胞增殖、大量细胞外基质聚集、肺组织结构破坏。目前,临床上常用的改善肺纤维化药物多为激素类药物,这些药物不良反应多,价格昂贵[11-13]。研究表明,中医药在防治肺纤维化方面具有独特的优势,单味中药及其有效成分或中药复方可靶向调节相关信号通路而改善肺纤维化[14]。大量研究表明红芪黄酮类化合物具有显著的改善肺纤维化作用,并且红芪黄酮类化合物改善肺纤维化作用优于黄芪黄酮,其作用机制为减少细胞外基质沉积和抑制胶原纤维增生等。 2.1 减少细胞外基质沉积 张毅等[15]通过观察红芪总黄酮对博莱霉素5 mg/kg诱导的肺间质纤维化模型大鼠转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)蛋白表达及肺组织超微结构的影响,发现红芪总黄酮7.5、15.0、22.5 mg/kg均能抑制TGF-β1表达,显著改善肺纤维化大鼠的病理损伤、减少细胞外基质沉积,且以红芪总黄酮高剂量组效果作用最为明显。李娟等[16]通过观察红芪黄酮对博莱霉素5 mg/kg诱导肺间质纤维化模型大鼠肺功能的影响,表明红芪总黄酮7.5、15.0、30.0 mg/kg均能改善肺纤维化核型大鼠肺功能,且对肺的动态顺应性指标、容量指标及体积流量指标等均有不同程度的改善作用,提示红芪黄酮具有一定的抗肺纤维化的作用,其机制仍有待进一步深入探讨。 2.2 抑制胶原纤维增生 蔺兴遥等[17]通过研究红芪总黄酮37.41 mg/kg给药及气溶胶(气溶胶浓度3.5~4.0 mg/m3,给药时间40 min)给药方式对肺纤维化的影响,发现各红芪总黄酮给药组都具有改善肺纤维化的作用,肺组织中透明质酸及层黏连蛋白(laminin,LN)的含量显著下降,且气溶胶给药组疗效更为明显。并且比较了黄芪总黄酮15 mg/kg和红芪总黄酮15 mg/kg对肺间质纤维化疾病大鼠模型肺功能的影响,发现二者均具有抑制大鼠肺间质纤维化的作用,且红芪总黄酮疗效优于黄芪总黄酮[18]。苏韫等[19]在红芪有效部位对肺间质纤维化模型大鼠肺组织胶原面积、透明质酸及LN的影响研究中发现,红芪总黄酮7.5、15.0、22.5 mg/kg均能通过减轻肺泡炎症,抑制胶原纤维增生、沉积,进而降低肺组织中透明质酸及LN的含量,来改善肺纤维化,其中红芪总黄酮疗效优于红芪多糖和红芪皂苷。王艺等[20]研究发现红芪总黄酮7.5、15.0、30.0 mg/kg均能通过降低肺组织中透明质酸、LN、羟脯氨酸(hydroxyproline,HYP)水平抵抗博来霉素诱导的大鼠肺间质纤维化,均可不同程度的改善大鼠肺间质纤维化。舍雅莉等[21]和李娟等[22]研究发现红芪总黄酮7.5、15.0、22.5 mg/kg可通过抑制肺纤维化大鼠微血管新生相关促进因子来改善肺纤维化,且呈剂量相关性。苏韫等[23]采用气管内滴注博莱霉素法建立肺纤维化模型,通过ig红芪总黄酮7.5、15.0、22.5 mg/kg 28 d,在第7、14、28天分3次采集标本并进行相关指标检测,结果发现红芪总黄酮可通过抑制基质金属蛋白酶2(matrix metalloproteinase 2,MMP2)及基质金属蛋白酶抑制剂-1(tissue inhibitor of metalloproteinase-1,TIMP-1)蛋白表达,使MMPs/TIMPs趋于平衡,来抑制肺纤维化进程。具体机制见图2。 图片 3 抗肿瘤 癌症是我国最难治愈的疾病之一,随着科技的不断发展,治疗癌症的手段也越来越多,但其治疗手段对人体的不良反应较大,而癌症又是一项治疗难度较大的疾病,故优化防治癌症的手段尤为重要。红芪异黄酮类是红芪的主要活性成分之一,且与红芪的生物特性息息相关[1],其中毛蕊异黄酮、芒柄花素成分是红芪药材质量评价的重要指标性成分[24],且对肝癌[25]、胃癌[26]、非小细胞肺癌[27]、宫颈癌[28]等均有治疗作用。研究表明,红芪黄酮类成分对胃癌、白血病、肺癌和前列腺癌等均有显著防治作用,其抗肿瘤的作用机制可能是通过抑制细胞生长增殖、诱导细胞凋亡和干扰细胞周期等。 3.1 抑制细胞增殖 红芪异黄酮类成分芒柄花素60 μmol/L通过在体外诱导细胞周期停滞,呈剂量相关性抑制前列腺癌细胞增殖,同时显著下调细胞周期蛋白D1(cyclin-dependent 1,cyclin D1)和细胞周期蛋白依赖激酶4(cyclin-dependent kinase 4,CDK4)的表达,对小鼠的肿瘤生长有明显的抑制作用[29]。王雅莉等[30-31]通过研究红芪总黄酮80 μg/mL对人慢性髓原白血病K562细胞增殖的影响,发现红芪总黄酮对K562细胞的生长具有显著的抑制作用,使K562细胞周期蛋白依靠性激酶抑制剂P21基因表达升高,增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)表达降低,从而发挥抗肿瘤作用。 3.2 诱导细胞凋亡 红芪异黄酮类成分毛蕊异黄酮50 μmol/L可通过降低胃癌细胞外信号调节激酶、上游核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)及信号转导和转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)的表达,升高细胞色素C和B淋巴细胞瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)相关的细胞死亡激动剂、降低抗凋亡蛋白Bcl-2的表达,诱导细胞凋亡,达到抗胃癌的作用[32]。红芪异黄酮类成分芒柄花素25 μmol/L可通过激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(cystein-asparate protease,Caspase)级联的死亡受体介导外源性及依赖线粒体的内源性凋亡途径使咽鳞癌细胞凋亡进而发挥抗肿瘤作用[33]。Hu等[34]研究发现红芪异黄酮类成分芒柄花素50 mg/kg可能通过增加人骨肉瘤U2OS细胞Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2 associated X protein,Bax)和凋亡蛋白酶活化因子-1(apoptotic protease activating factor-1,Apaf-1)的阳性细胞,同时,升高U2OS荷瘤小鼠的阳性细胞和Bax、Caspase-3和Apaf-1蛋白,下调雌激素受体α亚型(estrogen receptor alpha,ERα)、磷酸化蛋白激酶B(phosphorylated protein kinase B,p-Akt)阳性细胞和蛋白质水平,促进细胞凋亡,发挥抗肿瘤作用。 3.3 干扰细胞周期 邓婉蓉[35-36]通过研究红芪总黄酮80 μg/mL对人体白血病的影响,发现红芪总黄酮可通过调控c-fos基因表达,抑制白血病干细胞G0/G1期DNA合成,从而抑制白血病细胞的增殖,达到红芪总黄酮抗肿瘤作用,并且结果表明其抑制作用具有量效关系。红芪异黄酮类成分芒柄花素150 μmol/L可增加非小细胞肺癌细胞的p21蛋白表达,降低细胞周期调节蛋白如cyclin A和cyclin D1的表达,促进Caspase-3和促凋亡蛋白Bax的表达,降低抗凋亡蛋白Bcl-2表达,诱导G1期非小细胞肺癌细胞周期停滞和凋亡而成为肺癌治疗的潜在预防药物[37]。具体机制见图3。 图片 4 抗骨质疏松 随着人口老龄化的加重和生活水平的提升,我国骨质疏松发病率逐年上升。骨质疏松症是一种以骨量减少、骨质量下降和骨微结构退化为特征的全身性骨病,其成因是破骨细胞活性大于成骨细胞,导致骨吸收大于骨形成[38]。由于老年人的生理结构和各项生命指征呈下降趋势,故较易发病,严重影响其生活质量[39]。目前临床上用于治疗骨质疏松的药物不良反应较大[40]。而中药具有不良反应小、疗效确切等特点[41],其中,植物活性成分已经被证明是预防骨质疏松新方法的潜在来源[42],如多糖、黄酮等活性物质,这些活性物质通过调节骨特异性基质蛋白、转录因子、信号通路、靶点等发挥作用,通过自身特性治疗骨质疏松症[43],可以最大程度的减少不良反应。目前关注度较高,患者易接受[44]。红芪黄酮类化合物对于多种原因诱导的骨质疏松均有显著防治作用,其机制可能是促进成骨细胞的增殖和分化,降低钙流失等,增大骨密度,维持骨平衡,增强骨质量来防治骨质疏松。 4.1 促进成骨细胞增殖、分化 方瑶瑶等[45-46]通过研究红芪多糖和黄酮类成分对大鼠骨髓间充质干细胞(rat bone marrow stromal cells,rBMSCs)和大鼠颅骨成骨细胞(rat calvarial osteoblasts,ROBs)成骨分化的影响,发现红芪异黄酮类成分毛蕊异黄酮通过激活胰岛素样生长因子-1受体(insulin-like growth factor-1 receptor,IGF-1R)/磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase,PI3K)/Akt信号通路发挥作用,其中毛蕊异黄酮1 μmol/L可显著促进rBMSCs和ROBs细胞的成骨分化作用,并且优于红芪多糖。另外在5种黄酮类化合物毛蕊异黄酮、芒柄花素、芒柄花苷、异甘草素和美迪紫檀素(0.001、0.010、0.100、1.000、10.000 μmol/L)对rBMSCs和ROBs细胞活性和成骨相关因子的变化研究中发现,5种不同黄酮类化合物均能促进rBMSCs和ROBs的增殖,提高碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性,增加Ca含量,增加钙化结节面积和数量,达到抗骨质疏松的作用。陈宇等[47]在红芪活性组分抗骨质疏松作用的谱效关系研究中发现,红芪异黄酮类成分毛蕊异黄酮10 μmol/L可以提高成骨细胞ALP活性,促进成骨细胞分化,进而发挥抗骨质疏松作用。吴虹[48]通过观察红芪异黄酮类成分毛蕊异黄酮15、30 mg/kg对去卵巢大鼠骨质疏松的防治作用,发现毛蕊异黄酮对去卵巢大鼠具有显著的骨保护效应,并存在一定的剂量效应关系,其作用弱于雌激素。槲皮素是一种植物类黄酮,也是红芪中的黄酮醇类成分,具有雌激素作用,Pang等[49]和Li等[50]用槲皮素2.5 μmol/L处理骨髓间充质干细胞,研究发现槲皮素可以增强ALP活性,促进细胞外基质的产生和矿化,并且上调Runt相关转录因子2(Runt-relatedtranscription factor 2,RUNX2)、成骨细胞特异性转录因子和骨桥蛋白等骨母细胞特异性标记基因的表达。此外,槲皮素还可通过雌激素受体调节骨母细胞特异性基因的表达,并且激活骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)/Smad信号通路。表明槲皮素可以通过雌激素受体介导的途径刺激BMSC分化为成骨细胞,并且BMP/Smad信号通路在其中具有重要作用。Zhang等[51]发现槲皮素5 μmol/L可通过抑制微小RNA-206(microRNA-206,miR-206)通路的表达和上调连接蛋白43的表达,从而促进骨髓间充质干细胞增殖和成骨分化。 4.2 减少骨流失 袁真等[52]发现山柰酚、芦丁、槲皮素(浓度分别为50 mg/kg)3种活性成分均可以降低尿液中的Ca、P丢失,改善骨微结构并增加骨密度,且山柰酚效果最好。Kim等[53]研究表明高良姜素、淫羊藿苷、山柰酚和槲皮素等(0~50 μmol/L)黄酮类化合物可以增加人SV40转染成骨细胞的增殖,其中高良姜素、淫羊藿苷、山柰酚、槲皮素可减少唑来膦酸钠诱导的细胞损伤,尤其高良姜和山柰酚对唑来膦酸具有显著的细胞保护作用。另有研究发现槲皮素100 mg/kg可改善维甲酸诱导的骨质量系数、骨长、骨径、骨灰分含量和钙磷含量的降低,降低维甲酸诱导的氧化应激和骨质流失[54]。见图4。 图片 5 降低骨骼肌损伤 骨骼肌对于维持人体姿态和运动是必不可少的,但同时骨骼肌损伤也极为常见[55-56]。目前多用非甾体类抗炎药减轻肌肉损伤后的疼痛及炎症反应以恢复肌肉功能,治疗方案较为单一[57]。红芪黄酮类降低骨骼肌损伤的作用机制可能是减缓运动后大鼠骨骼肌中丙二醛、LDH和一氧化氮含量积累,有效清除氧自由基,提高SOD活性及抑制骨骼肌细胞凋亡。 5.1 提高相关酶活性 袁书立[58]研究发现红芪黄酮荭草苷40 mg/kg可有效减轻运动性骨骼肌损伤大鼠的骨骼肌炎症和氧化应激,与空白组相比,实验组的骨骼肌p38丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPK)的磷酸化水平降低(P<0.05),此外,荭草苷可促进运动性骨骼肌损伤大鼠骨骼肌Nrf2的转录和转位,抑制Kelch样ECH关联蛋白1(Kelch-like ECH-associated protein 1,Keap1)的转录和表达。其机制可能与p38 MAPK通路和Nrf2/ Keap1通路有关。与肌肉损伤组相比,槲皮素/β-环糊精凝胶可降低脂质过氧化、SOD和过氧化氢酶活性,降低骨骼肌炎症和氧化应激,从而达到降低骨骼肌损伤的作用[59]。红芪总黄酮0.2 mg/kg可延缓离心运动后大鼠骨骼肌活性氧、丙二醛及LDH含量的积累并提高SOD活性,表明红芪总黄酮对高强度运动后氧化应激所导致的骨骼肌损伤有明显的防治作用[60]。段云燕等[61]发现红芪总黄酮0.2 mg/kg对于离心运动后大鼠骨骼肌中一氧化氮含量的下降有一定减缓作用,推测红芪总黄酮可有效清除氧自由基、下调丙二醛及LDH含量、提高SOD活性进而达到降低骨骼肌损伤的作用。 5.2 抑制细胞凋亡 杨雅丽等[62]等研究表明一次离心力竭运动可激活大鼠骨骼肌细胞NF-κB信号分子,启动细胞的凋亡程序,而红芪总黄酮0.2 mg/kg可降低高强度运动引发的应激反应,从而延缓离心运动后骨骼肌疲劳和损伤的发生,其机制可能与降低骨骼肌组织NF-κB、Bcl-2/Bax、细胞色素C、Caspase-3表达水平、抑制骨骼肌细胞凋亡有关,见图5。 图片 6 抗动脉粥样硬化 动脉粥样硬化作为引起冠心病、缺血性脑血管病等疾病的常见病因,严重威胁人们的身体健康与生命安全,且近年来发病呈逐渐增高[63]。流行病学研究发现黄酮类化合物可通过抗氧化、防止血栓形成、改善内皮功能、调节血脂和调节糖代谢等作用发挥抗动脉粥样硬化作用[64-65]。 6.1 改善内皮功能 红芪黄酮类化合物二氢黄酮柚皮苷100 mol/L可以通过调节蛋白激酶Hippo-YAP蛋白下调人脐静脉内皮中促炎因子的表达恢复内皮屏障细胞的完整性,发挥抗动脉粥样硬化作用[66]。 6.2 调节相关酶活性 类黄酮通过调节NF-κB途径来调节抑制因子κB激酶或在NF-κB与脱氧核糖核酸结合的水平上发挥抗炎作用[67],如槲皮素100 μmol/L可通过p38激酶抑制作用影响NF-κB活化,并抑制小鼠的动脉粥样硬化[68]。 6.3 防止血栓形成 有研究证明黄酮类化合物槲皮素2 mmol/L、芦丁能够阻断血小板膜糖蛋白GPIIb/IIIa受体,抑制血小板活化及钙离子载体的促聚集作用,表明黄酮类化合物相关的抗血小板活性[69]。最新研究也发现槲皮素1.5 mmol/L对环氧合酶的抑制率高达90%,主要通过改变花生四烯酸的代谢来干扰血小板聚集[70]。通过不同细胞模型对柑橘黄酮类化合物进行抗动脉粥样硬化作用评估,结果发现在人肝癌细胞中柚皮素75 μmol/L可抑制胆固醇酯转移蛋白和微粒体甘油三酯转移蛋白,从而限制胆固醇酯和三酰甘油在脂蛋白形成中的可用性[71-72]。 7 防治肝纤维化 肝脏纤维化是一种损伤愈合反应,各种原因造成的肝损伤均可以导致肝纤维化的启动,肝损伤造成的肝细胞坏死、凋亡、炎症细胞浸润和细胞外基质的改变会刺激肝纤维化的形成。肝纤维化进一步会发展为肝硬化甚至肝癌,严重影响人类的健康[73],由于肝纤维化早期是可逆的,而肝硬化是不可逆的,抑制或逆转肝纤维化是治疗慢性肝病的重要手段之一,因此肝纤维化的防治是国内外研究的热点问题。黄酮类化合物广泛存在于多种植物中,临床应用的多种治疗肝纤维化中药均含有黄酮类成分[74]。红芪黄酮类化合物通过抑制肝纤维化细胞的增殖、活化和转移及胶原纤维增生等来防止肝纤维化。 7.1 抑制细胞增殖、活化和迁移 张蒙蒙[75]研究表明毛蕊异黄酮80 mg/kg可显著抑制四氯化碳诱导的小鼠肝纤维化,其机制可能是毛蕊异黄酮通过提高Janus激酶2(Janus kinase 2,JAK2)和STAT3蛋白表达,激活JAK2/STAT3通路。邓坦[76]研究结果表明,毛蕊异黄酮200 μmol/L对TGF-β1诱导的肝纤维化细胞增殖、活化和迁移具有抑制作用,该作用可能与毛蕊异黄酮结合并下调细胞内雌激素受体β5(estrogen receptor β5,ERβ5)有关。另外槲皮素8~128 μmol/L在0~72 h对肝星状细胞的增殖有明显的抑制作用,并促进其凋亡,可能与调节Wnt/β-catenin信号通路,而达到抗肝纤维化的作用[77]。 7.2 抑制胶原纤维增生 槲皮素15 mg/kg可通过降低β-连环蛋白(β-catenin)和Wnt蛋白表达量,抑制Wnt/β-catenin信号通路,阻止肝纤维化的进展且具有肝保护作用[78]。此外槲皮素50 mg/kg还可通过降低神经源性基因Notch同源蛋白1(neurogenic locus notch homolog protein 1,Notch1)表达来影响Notch1通路,进而抑制M1极化,达到抗炎、抗肝纤维化的作用[79],柚皮苷15、30 mg/kg均可通过降低丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase,ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase,AST)和HYP含量,抑制胶原增生进而抗肝纤维化显著降低四氯化碳诱导的肝脏系数升高,抑制胶原增生进而抗肝纤维化[80]。见图6。 图片 8 其他 红芪黄酮类化合物除具有抗氧化、改善肺纤维化、抗肿瘤、抗骨质疏松、降低骨骼肌损伤等药理作用外,还具有抗炎降血糖抑制肾纤维化等作用。姚艺等[81]研究发现芒柄花苷50 mg/kg可显著降低糖尿病肾病(diabeticnephropathy,DN)大鼠血清血尿素氮、血肌酐和血糖水平,同时,肾小球内炎症和纤维化程度也有不同程度的改善,说明芒柄花苷可明显改善糖尿病大鼠肾功能。其机制可能是通过腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate- activated protein kinase,AMPK)/沉默信息调节因子1(silent information regulator 1,SIRT1)/叉头盒蛋白O1(fork head box protein O1,FoxO1)促进DN自噬,减轻肾脏损伤。此外,芒柄花苷可显著减轻DN大鼠糖代谢异常和肾脏损害,抑制肾纤维化,其机制可能与芒柄花苷激活AMPK和SIRT1表达,抑制FoxO1表达,改善肾脏氧化应激状况,抑制自噬,从而缓解DN的发生发展过程。 9 结语及展望 红芪作为甘肃的道地药材,其品质优良,产量宏丰,并有独特的采收加工方式,且已形成地理标志产物——米仓红芪。红芪主要含有多糖、黄酮、皂苷等多种活性成分,具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、免疫调节多种药理作用。红芪黄酮类成分是除红芪多糖外主要的活性成分之一。黄酮类化合物广泛存在于自然界的植物中,是植物的次生代谢产物,中药中也广泛存在,并且种类繁多,每个种类又有不同的药理作用。中药红芪中含有多种黄酮类化合物,如异黄酮类成分毛蕊异黄酮和芒柄花素、黄酮醇槲皮素、二氢黄酮柚皮苷等,具有抗氧化、抗肿瘤、改善肺纤维等药理作用,其中毛蕊异黄酮、芒柄花素成分是红芪药材质量评价的重要指标性成分,且对肝癌、胃癌、非小细胞肺癌、宫颈癌等均有显著治疗作用。 红芪最早列为黄芪项下,后因发展需要将红芪单独列出。红芪与黄芪具有相似的活性成分及功效,但多项研究表明,红芪黄酮类成分在抗氧化和改善肺纤维方面疗效优于黄芪,目前对于红芪的研究多集中在化学成分提取分离等基础研究上,对于红芪黄酮类成分药理作用及作用机制的研究较少。红芪作为具有升阳举陷、固表止汗、利水消肿等多重功效的中药,其在临床应用及新药研发上缺乏具体研究,故应加强红芪黄酮类活性成分的研究,尤其红芪异黄酮类成分毛蕊异黄酮和芒柄花素在抗肿瘤方面的研究及红芪黄酮类成分在抗氧化和改善肺纤维化方面的优势研究。中药材中化学成分的种类和含量是表征药材质量的重要标志,也是作为临床用药的合理选择,红芪在中医临床及中西药合用方面的研究是当前乃至未来持续关注的前沿领域[82]。因此,应加强红芪药材中黄酮类单体成分药理作用及临床应用的研究,为红芪药材的大规模种植及临床用药提供理论依据。

  • 【讨论】活性污泥:传统塑料的终结者?

    兮兮的污泥“摇身一变”,竟成了百分百可降解塑料?近日,香港理工大学教授蔡宏花费16 年时间,研究的“用活性污泥生产可降解塑料”项目,获得了2008 德国纽伦堡工业发明奖“国际创意、发明及新产品展金奖。”蔡宏在接受《外滩画报》的专访时自豪地表示:“拥有一百多年历史的传统塑料时代,已经遇到了终结者,那就是活性污泥。”“污泥被普通人看作是污染,但做我们这行的,却觉得污泥可爱无比。”说此话的是致力于研究“用活性污泥生产可降解塑料”的蔡宏。蔡宏是香港理工大学的环保专家。16 年前,蔡宏接手了学院里的一个科研项目:研究香港塑料污染的解决之道。那时,大部分人还沉浸在享受便利、廉价塑料制品的喜悦中,提出研究塑料可替代品的专家屈指可数,蔡宏就是其中一个。蔡宏提出的应对策略是:用从活性污泥中萃取的微生物来生产百分百可降解的塑料。“拥有一百多年历史的传统塑料时代,已经遇到了终结者,那就是活性污泥。”蔡宏告诉《外滩画报》。当时,他的这种想法引发不少质疑:污泥又黑又臭,用它生产的塑料来做垃圾袋人们还可以接受;如果用它生产的塑料来做一次性餐具、食品袋,或许再香喷喷的大餐也会让人难以下咽。争议不断,研究不止。16 年后,“用活性污泥生产可降解塑料”项目,获得2008 德国纽伦堡工业发明奖“国际创意、发明及新产品展金奖”,这也是国际三大权威发明赛事之一。如今,蔡教授的“活性污泥生产可降解塑料”项目已经与广东增城市一家污水厂达成合作协议,并已进入终端测试环节。据蔡教授估计,百分百可降解的“绿色塑料”或两年内进入市民生活。塑料界的“生化革命”早在蔡宏教授的研究之前,百分百可降解塑料已经存在,但全部运用在医用范围。比如,生物塑料已被运用于医用外科手术缝合伤口,这种塑料手术线可以被身体逐渐吸收,免除拆线之苦;另外,用生物自毁塑料制成的药用胶囊,在体内也会慢慢溶解,可控制药物进入血管的速度。但是,这类生物塑料具有一个致命的弱点——造价昂贵。“医用生物塑料的价格,是传统塑料的十倍,甚至更高,所以很难推广。”蔡宏表示。16 年前,蔡宏来到香港理工大学进行相关领域的研究。有一天,他走进一间神奇的生化实验室,发现里面的两个池子仅一墙之隔,其中一个是冲马桶的污水,另一个则是通过一系列净化之后,流出来的纯净水,这些水干净到无需煮沸,就能直接饮用。于是,蔡教授想到每天与自己打交道的污泥:即然冲厕水能变成纯净水,活动污泥中的微生物,能否转化成百分百可降解的塑料呢?说干就干,他与香港各大污水处理厂联系,要求提供免费的活性污泥。在香港污水厂的人看来,不管是有没有活性的污泥,都毫无价值,是将被拖到填埋场堆田的垃圾,即然有人需要,他们当然乐意拱手相让。近日,在与蔡教授合作的无锡钱桥综合污水处理厂,记者亲眼见识了如何从污水厂获取污泥。记者眼前可见三个并排的污泥池,每个都有标准泳池的大小。第一个池里的水是深咖啡色,源源不断冒着气泡,发出“噗噗”声;第二个池水为浑浊的黄褐色;第三个为浅黄色。除了视觉上的“污染”,空气里时不时弥散着腐臭味。蔡教授告诉记者:“三个池子分别用来暴气、沉降及排除清水,经过几轮循环,我们就可以在第三个池子底下获取沉底的污泥。”“虽然污泥看起来并不美观,但却能解决大问题,我对它的用途相当欣赏。”在蔡教授看来,他们能通过显微镜在活性污泥中寻找数以万计的宝藏——活性微生物。这些微生物会组成细菌群,关键在于细菌群的细胞里会累积一些食物;当环境不太适合生长时,细菌则不再分裂繁殖,而是会在细胞里自然积累食物,作为后备。“就好像人类知道明年缺粮,今年就会大量囤积食物一样,细菌也会未雨绸缪。”蔡宏告诉记者,细菌“囤积”的食物在化学专业上叫做PHAs,这是一种乳白色的物质,无色无味,被认为是“极理想的环保塑料”。“当PHAs 达到它们体重的一定程度时,可将细菌群收集起来,萃取出来的PHAs,就可以制造出传统塑料的替代品。”和医药用途的生物塑料相比,用活性污泥提取出来的微生物塑料,价格下降了五成,只有传统塑料的两倍。蔡教授解释说,医用生物塑料采用的是纯菌种培养,需要自制发酵罐,还需高温高压消毒,成本很高,而从污泥中提取的细菌种群,本身就含有100 多种不同种类的微生物,,稳定性高,适应能力好,菌群培育只需一个水池就可以展开菌群大规模的萃取工作。“PHAs 是一种能够百分百被降解的微生物,用PHAs 制成的垃圾袋,只需要在泥土中堆埋两三个月的时间,就会神奇地化为水和二氧化碳。”蔡教授自豪地向记者预言,他发明的“从活性污泥生产可降解塑料”技术在今后一两年内,可能推动全世界塑料界的“生化革命”。“目前市面上号称可降解的塑代制品,其实全部属于部分可降解,只是在塑料原料中掺杂10% 至30% 的淀粉、光解剂等加速塑料袋的降解,这只是对塑料的‘小修小补’,但其他部分在土壤里仍然无法降解,而且若塑料成为粉状,就永久性渗入泥土,危害可能更大。”“像养宠物一样养细菌”“我们可以根据塑料的不同用途,随心所欲萃取出不同程度的塑料。比如农业地膜、垃圾袋等,不需要纯度很高的PHAs,而一次性餐具、食品袋等,则将采用提纯百分之百的PHAs,觉得能让人吃得放心。”蔡宏说这句话的时候,口气很轻松。但为达到PHAs 百分之百的提纯效果,蔡教授和他的研究团队却为此付出了16 年的努力,单弈等蔡教授十多年前带的研究生、博士生,现在都成为该项目的核心专职研究员。“实验失败的时候多吗?”记者问。“这个实验太艰难了。我记得最早期的时候,我还能辨别出污泥本身附带着淡淡的泥土芳香,后来,虽然失败的实验接踵而来,我的鼻子一直被臭鸡蛋味、垃圾味、腐化味攻击,久而久之,我的嗅觉就麻木了,现在到了实验室,再难闻的味道,我都扛得住。”说起这些,单弈至今记忆犹新。在描述实验过程时,蔡教授用的最多是两个拟人化的词——“养细菌”和“喂食”。“我可以毫不夸张的说,我的学生都把细菌当作鱼儿或宠物来精心喂养,说得更夸张一点,就是把它们当作小婴儿来伺候。”

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    CNS_08.150_番茄红

    [color=black]番茄红素的性质功能及其应用与检测[/color][align=center][color=black]邓睿[/color][/align]摘要:番茄红素主要存在于红色果蔬中,作为一种功能性天然色素,[color=black]具有淬灭活性氧、消除自由基、预防多种癌症、降脂和提高机体免疫力等多种生理功能[/color]。目前,番茄红素不仅已广泛用作天然色素,而且在多种领域具有进一步的研究价值和良好的应用前景。关键词:番茄红素,性质,检测,应用番茄红素(Lycopene)是一种黄/红色类胡萝卜素,广泛存在于自然界中,主要存在于成熟的番茄、西瓜、番石榴、玫瑰果、木瓜和葡萄柚等果实中。其中含量最高的是成熟番茄,含量为0.03 mg/g ~ 0.14 mg/g,番茄红素有“藏在番茄里的黄金”之美称,并且番茄红素含量与番茄的成熟度呈正相关。此外,海洋嗜盐古菌也可产生番茄红素,而人体不能生成只能从食物中摄取。目前,番茄红素健康相关产品的开发已成为国际上功能性食品和新药研究的一个热点。1 番茄红素的理化性质及生物学功能[1-4]1.1 理化性质番茄红素晶体为红色针状,相对分子质量为536.87,熔点176℃。番茄红素属于异戊二烯类不饱和烯烃化合物,分子式为 C40H56,分子结构中含有11个共轭双键和2个非共轭的碳-碳双键(图1)。在所有类胡萝卜素中,番茄红素的不饱和度最高,在天然果蔬中主要是全反式构型存在,也是最稳定的结构,小部分为顺式构型,以5-顺、9-顺和13-顺构型为主。而番茄红素的顺式与反式异构体在熔点、摩尔消光系数、呈色能力、极性、溶解性、最大吸收波长和生物活性等方面都有着明显差异。番茄红素制品中由于某些辅料的存在,往往能够起到延缓番茄红素氧化和异构化,从而提高番茄红素制品的稳定性,例如,番茄红素的微乳体系、包合物、微胶囊和软胶囊等的稳定性比番茄红素都有明显提高。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/10/202110271143013386_6582_1608728_3.png[/img][/align][align=center]图1 番茄红素的化学结构[/align]番茄红素化学结构中的羰基,决定了其不溶于水,难溶于强极性溶剂(甲醇、乙醇),可溶于乙醚、丙酮、正己烷、石油醚等,易溶于二硫化碳、氯仿、苯等。其中,尽管卤代烷烃(如二氯甲烷)是比较理想的溶剂,但因安全性问题,不适用于食品中番茄红素的制备。番茄红素在各种溶剂中的溶解度随着温度的升高而增大,样品纯度越高溶解越困难。番茄红素分子中含有多个双键,因此遇光、酸、氧、金属离子及高温时不稳定,易降解。此外,长时间加热或紫外线照射可使其结构由全反式构型部分转化为顺式构型。番茄红素对光十分敏感,在光照度为 44.2×103~46.4×103 lx的太阳直射光下,番茄红素迅速发生顺反异构,70 min后反式番茄红素完全转化为顺式番茄红素;在11.5×103~18.4×103 lx的室内散射光下放置7 h后,转化率达83%。1.2 生物学功能1.2.1 抗氧化氧化应激被认为是导致多种疾病的主要因素之一,单线态氧和过氧化自由基都是体内生成的活性氧,与癌症、心血管疾病以及与年龄相关的疾病有关,它们均能与体内的生物大分子反应,削弱它们的功能。番茄红素能够接受不同电子激发态的能量,使单线态氧的能量转移到番茄红素中,生成基态氧分子和三重态番茄红素,从而淬灭单线态氧,还可以通过电子转移过程清除自由基,也可以作为诱导剂,激活抗氧化信号通路,提高机体抗氧化系统活性,通过多种机制发挥抗氧化功能,缓解氧化应激损伤。番茄红素淬灭单线态氧的能力与其分子中所含有的共轭双键的数目有着密切的关系。类胡萝卜素是有效的过氧化自由基清除剂,而番茄红素是天然类胡萝卜素中最有效的单线态氧清除剂,其作用是目前常用抗氧化剂β-胡萝卜素的2倍多,维生素E的100倍。1.2.2 抗肿瘤活性研究表明,番茄红素对前列腺癌、口腔癌、结肠癌、膀胱癌、肺癌等均有一定的抑制作用。目前的研究认为,番茄红素的抗肿瘤效应可能包括以下几种机制:①自由基淬灭机制;②降低细胞膜的氧化损伤机制;③诱导间隙连接通讯的机制。细胞间连接通讯功能的抑制或破坏被认为是促进癌变的重要机制,而番茄红素可以有效地诱导细胞间隙连接的通讯。尽管目前关于番茄红素抗癌的研究很有前景,但普遍缺乏临床方面作用机制的研究,仍需要科研工作者更加深入的探索。1.2.3 降脂番茄红素属于脂溶性物质,通过降血脂调节脂质代谢。番茄红素主要存在于细胞膜和脂蛋白中,并且多集中于低密度脂蛋白(LDL)和极低密度脂蛋白(VLDL)。血浆中番茄红素水平与颈动脉和主动脉血管壁的厚度及损伤具有负相关性,可有效预防动脉粥样硬化的形成。LDL氧化是动脉粥样硬化发展过程中的关键因子,番茄红素具有极强的抗氧化能力,因此番茄红素降血脂作用与番茄红素能抑制DNA和脂蛋白氧化,以及阻止LDL胆固醇氧化产物的形成有关。1.2.4 增强免疫力单线态氧和氧自由基是侵害机体免疫系统的罪魁祸首。番茄红素具有非常强的清除自由基和淬灭单线态氧的能力,因此可用于提高机体免疫功能。番茄红素提高机体免疫力主要通过两种途径,一条途径是番茄红素促进T、B淋巴细胞增殖,增强自然杀伤细胞活性,进而提高机体免疫反应。番茄红素可以保护吞噬细胞免受自身的氧化损伤,促进T、B淋巴细胞增殖,对非特异性细胞免疫有明显的促进作用。番茄红素还可促进T淋巴细胞转化和增强 NK 细胞杀伤功能,其机制都是通过保护细胞的DNA,避免增殖过程中 DNA 复制受到损伤同时促进细胞间通信,加强细胞间相互作用。另一途径是番茄红素通过促进白细胞介素分泌,抑制肿瘤坏死因子-α等炎性因子,阻止其对NF-[font=宋体][color=#231f20]κ[/color][/font]B 信号通路的激活。2 番茄红素的应用2.1 在动物生产中的应用[3]2.1.1家禽番茄红素有提高家禽生产性能、改善蛋品质、减轻热应激损害、提高繁殖性能的作用。饲粮中添加适量番茄红素可以显著提高肉仔鸡的初生重和抗氧化能力,增加肝脏和蛋黄中番茄红素含量,同时降低蛋鸡血清总胆固醇和甘油三酯含量,以及肝脏、蛋黄、胸肌的胆固醇含量。还可提高冻融公鸡精子总运动能力、细胞的膜完整性和线粒体活性,以及人工授精的受精蛋孵化率。但目前,番茄红素在家禽饲料中的添加剂量从几十毫克到几百毫克不等,且试验群体较小,因此在大群体中的最优添加剂量还需要进一步研究。2.1.2反刍动物饲粮中添加番茄红素可改善夏季高温环境下巴美肉羊的生长发育和肉质,增加贮藏期羊肉的颜色稳定性和抗氧化物质含量,并且降低脂质和蛋白质的氧化程度。此外,番茄红素可显著提高精液解冻后公牛精子活力、顶体完整性、线粒体活性以及山羊精子的抗氧化酶活性,也可提高体外培养的牛胚胎质量。其机制可能是番茄红素易通过生物膜并迅速进入细胞,在细胞膜和脂蛋白的氧化损伤保护中起重要作用。以上结果表明,番茄红素具有提高反刍动物生产性能、改善贮藏期羊肉品质、提高种畜精子质量的作用,为达到最佳应用效果,在应用过程中要注意添加剂量。2.1.3兔番茄红素具有提高肉兔抗氧化能力、改善肉品质、降低胆固醇的作用。兔饲粮中添加适量番茄红素可降低血清中总胆固醇浓度。另外,还能降低肉兔血浆和肉中硫代巴比妥酸反应物(TBARS)含量,提高维生素A和α-生育酚含量。其机制可能是由于番茄红素能减少自由基的产生并增加抗氧化酶的活性。2.1.4水产动物番茄红素具有改善水产动物生产性能、减轻氧化应激损伤的作用。在高脂饲料中添加 0.2% 番茄红素可提高虹鳟鱼的饲料转化效率、蛋白质效率比和抗氧化功能。番茄红素能够减轻马拉硫磷对鲤鱼以及克百威对非洲鲶鱼的毒性作用,作用机制可能是番茄红素通过清除自由基进而降低了机体丙二醛含量并提高了抗氧化酶活性。这些研究结果为番茄红素减轻药物对水产动物的损害提供了理论依据。但也有研究表明,番茄红素能降低黄金鲈鱼的肝脏超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性,其机制可能是由于番茄红素能够有效清除自由基并防止氧化应激的发生,因此对内源性抗氧化酶的刺激较少。2.2 在社会生产中的应用 人体自身不能合成番茄红素,其摄入量的85%来源于番茄和以番茄为基础的产品。番茄红素产品主要有番茄红素油、番茄红素胶囊、番茄红素片和番茄红素标准物质等。番茄红素已被认定为A类营养素,并被 50 多个国家和地区作为具有营养与着色双重作用的食品添加剂,广泛用于食品、保健品和化妆品等行业。2.2.1 食品将番茄红素添加到肉制品、饮料、面包、糖果、饼干和奶制品等食品中,起着保健、着色或防腐等功能。番茄红素可作为肉制品的保鲜剂、着色剂。另外,富含番茄红素的番茄制品的酸性会降低肉品pH值,会在一定程度上抑制腐败微生物的生长,因此,可以作为肉类食品的防腐保鲜剂,起到部分替代亚硝酸盐的作用。番茄红素具有优越的生理功能,且抗氧化性强,能高效猝灭单线态氧和清除自由基,抑制脂质的过氧化。因此,将其添加到食用油中可缓解油脂劣变。番茄红素生理功能良好,可有效缓解疲劳,且长期食用还能预防许多慢性疾病,因此,开发富含番茄红素的功能饮料具有很好的市场前景。[5]2.2.2 保健品番茄红素也被用于抗氧化,增强免疫力等功能的保健食品,主要有:用于预防前列腺癌的产品,这也是应用最多的产品;用于延缓衰老的产品;用于防止紫外线灼伤,保护皮肤的产品;用于类胡萝卜素复合产品。我国已获批准的含番茄红素的保健食品有几十种以上,主要涉及抗氧化、增强免疫力等,包括片剂、胶囊、油等多种形态。目前,我国在售的番茄红素国产保健品主要原料以番茄红素、番茄红素油或番茄红素油树脂为主要成分。[2]2.2.3 化妆品典型的产品如番茄红素保湿乳液等, 有美白和抗衰老效果。国产产品有番茄红素美白精华涂抹针, 具有抗氧化、抗过敏、美白的功效。3 番茄红素的检测方法[1]3.1 紫外-可见分光光度法一种方法是采用苏丹红?代替番茄红素作为对照品,以485 nm波长下测得的吸光度为纵坐标,苏丹红?对照品溶液浓度为横坐标,绘制标准曲线,同时测定待测样品溶液在485 nm 波长下的吸光度值,通过标准曲线计算样品中番茄红素的含量。国标GB/T 14215-2008就是利用该法来测定番茄酱中番茄红素的含量[6]。该方法简便快捷、稳定准确,适合于番茄红素片剂的含量测定。另外一种方法是在472 nm下测定待测样品溶液的吸光度,利用番茄红素的最大摩尔吸光系数的经验数值(E=18.5×104)计算番茄红素的含量[7]。上述两种方法不需要对照品,且测定方法简单,但都不能排除其它类胡萝卜素的干扰,误差较大。3.2 高效液相色谱法高效液相色谱(HPLC)具有分离效果好、分离速度快、样品用量少等优点,常用于番茄红素等天然色素的分析和半制备。李向荣等[8]利用高效液相色谱法同时测定果蔬和血浆中的番茄红素,其方法:以Ultraphere ODS C18 为色谱柱,乙腈- 四氢呋喃(60︰40)为流动相,流速为1.0 mLmin-1,检测波长为445 nm。该方法能同时测定果蔬食物和血浆中的番茄红素和β-胡萝卜素的含量。薛颖等[9]采用Novapark C18色谱柱,乙腈-三氯甲烷(92︰8)为流动相,检测波长470 nm,流速1.0 mLmin-1,对番茄酱和几种番茄在不同果实成熟度时番茄红素的含量进行了测定。陈向明等[10]在ultimate-C18色谱柱上,以乙腈-乙酸乙酯为流动相,采用梯度洗脱,流速为1.0 mLmin-1,检测波长 475 nm,以外标标准曲线法进行定量,建立了高效液相色谱法测定枸杞子中番茄红素的含量。刘梅芳等[11]采用Waters XBridge C18色谱柱,甲酸水-甲醇-乙腈(2︰18︰80)为流动相,等度洗脱20 min,检测波长475 nm,流速0.2 mLmin-1,建立针对样品的不同处理阶段采用不同的抗氧化剂:水相加水溶性抗氧化剂维生素C,有机相中加脂溶性抗氧化剂焦性没食子酸,使得整个样品处理过程中番茄红素的损失率大大降低,提高了测定结果的准确性。高效液相色谱法测定番茄红素,能够从繁杂的类胡萝卜素组分中较好地分离番茄红素,并定量分析,方法简单易行,干扰因素少,适用于番茄红素提取开发研究的定性、定量分析。3.3 差示扫描量热法差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)是法定的药物纯度测试手段之一,可以快速、方便、准确地测定高纯度化工、医药产品。李伟等[12]利用DSC法对番茄红素晶体进行了纯度测定,并将测定结果与 HPLC 和分光光度法进行比较,结果表明DSC法具有较高的准确度。DSC法测定物质纯度,具有试样用量少、测定时间短、不需要对照品、能测定物质绝对纯度等优点,但该法对试样的纯度有一定的要求(纯度要求高于98%)。番茄红素的限量及标准4.1 安全性与推荐摄入量动物毒理学等试验已经证明,在不同途径化学合成的等同番茄红素中,有一部分具有安全性。Roche、LycoRed等公司生产的天然及合成番茄红素已有获得 FDA 公认安全物质认证,在美国作为食用色素使用。欧盟许可使用从番茄中提取的天然番茄红素作为色素,在果冻、果酱及其他类似水果产品中的最大使用量为100 mg/kg。但现有的研究数据尚不能充分确定每天膳食供给的推荐量(ADI值)。[13]4.2 我国番茄红素的使用标准我国已批准番茄红素(INS No.160d)作为着色剂(GB 2760—2014《食品添加剂使用标准》)。[align=center]表1 番茄红素使用标准[/align][table][tr][td][align=center]食品分类号[/align][/td][td][align=center]食品名称[/align][/td][td][align=center]最大使用量(g/kg)[/align][/td][td][align=center]备注[/align][/td][/tr][tr][td]01.01.03[/td][td]调制乳[/td][td][align=center]0.015[/align][/td][td]以纯番茄红素计[/td][/tr][tr][td]01.02.02[/td][td]风味发酵乳[/td][td][align=center]0.015[/align][/td][td]以纯番茄红素计[/td][/tr][tr][td]05.02[/td][td]糖果[/td][td][align=center]0.06[/align][/td][td]以纯番茄红素计[/td][/tr][tr][td]06.06[/td][td]即食谷物,包括碾轧燕麦(片)[/td][td][align=center]0.05[/align][/td][td]以纯番茄红素计[/td][/tr][tr][td]07.0[/td][td]培烤食品[/td][td][align=center]0.05[/align][/td][td]以纯番茄红素计[/td][/tr][tr][td]12.10.01.01[/td][td]固体汤料[/td][td][align=center]0.39[/align][/td][td]以纯番茄红素计[/td][/tr][tr][td]12.10.02[/td][td]半固体复合调味料[/td][td][align=center]0.04[/align][/td][td]以纯番茄红素计[/td][/tr][tr][td]14.0[/td][td]饮料类(14.01包装饮用水除外)[/td][td][align=center]0.015[/align][/td][td]以纯番茄红素计,固体饮料按稀释倍数增加使用量[/td][/tr][tr][td]16.01[/td][td]果冻[/td][td][align=center]0.05[/align][/td][td]以纯番茄红素计,固体饮料按稀释倍数增加使用量[/td][/tr][/table]5 展望随着我国经济水平的发展,人民生活水平的提高和我国老龄化社会的到来,人们对于自身健康关注度越来越高。番茄红素作为一种功能性天然胡萝卜素,因其抗氧化、抗肿瘤、保护心血管和增强免疫力等方面的独特功效,将会在医药保健等领域具有广泛的发展空间。由于番茄红素本身稳定性较差,不易保存,再加上天然植物中番茄红素的含量很低、化学合成工艺难度较大,使得无论是从天然提取还是化学合成番茄红素成本都较高,这在一定程度上限制了番茄红素的推广和应用。随着现代分离纯化和化学合成技术的发展,天然提取和合成番茄红素的成本将会大大降低。同时,随着基因工程的发展,利用转基因技术可以不断培育出产高含量番茄红素的番茄,应用DNA重组技术构建产番茄红素的基因工程菌,这些技术和手段将会显著地降低番茄红素的生产成本,从而推动番茄红素的应用。[1]参考文献[1]王昆,马玲云,吴先富,肖新月.番茄红素的研究概况[J].中国药事,2015,29(03):266-272.[2]姜雨,王献仁,董诗源,李雅慧,余超.番茄红素的研究及应用[J].疾病控制杂志,2008(01):66-69.[3]左兆云.番茄红素的生理功能及其在动物生产中的应用进展[J].中国畜牧杂志,2021,57(02):40-45.[4]朱原,张永英,朱海波,岳利敏,宋紫玥,吴瑞华,刘冠慧.番茄红素生物学功能研究进展[J].食品研究与开发,2020,41(18):202-207.[5]黄明亮,孙颖,王雪莹,吴文标.番茄红素的提取工艺及在食品中的应用[J].中国调味品,2012,37(06):106-110.[6]中国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会. GB/T 14215-2008番茄酱中番茄红素含量的测定方法[s]. 2008.[7]胡晓波,温辉梁,许全,刘崇波.番茄红素含量测定[J].食品科学,2005(09):548-551.[8]李向荣,方晓,陈青俊,黄百芬.高效液相色谱法同时测定果蔬与血浆中的番茄红素和β-胡萝卜素[J].浙江大学学报(农业与生命科学版),2000(04):101-103.[9]薛颖,武兴德,陈杭.高效液相色谱法测定番茄及其制品中的番茄红素[J].中国食品卫生杂志,2002(05):17-19.[10]陈向明,王萍萍.高效液相色谱法测定枸杞子中番茄红素[J].福建分析测试,2013,22(01):36-38.[11]刘梅芳,李帮锐,王华洪,刘永康,冯家力.测定保健品中番茄红素的高效液相色谱法[J].职业与健康,2013,29(18):2325-2326+2329.[12]李伟,丁霄霖,戴庆平,袁钻云.差示扫描量热法测定番茄红素的纯度[J].食品科学,2002(09):87-89.[13]潘晓威,叶剑芝,苏子鹏,周慧莲,杨春亮.番茄红素生物学功能研究进展及应用前景[J].现代农业科技,2018(01):237-238+240.[/s]

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