【摘要】：我國蘋果種植面積廣泛,資源豐富,而每年因蘋果樹修剪等原因產(chǎn)生大量的蘋果樹枝,多被廢棄,造成資源浪費和環(huán)境污染。蘋果樹枝中含有豐富的黃酮類活性成分,其中二氫查耳酮類化合物根皮苷和根皮素含量較高,根皮素作為根皮苷的苷元發(fā)揮主要的藥理作用。根皮素具有大多數(shù)黃酮類化合物的特性,具有很好的脂溶性,但是水溶性較差,穩(wěn)定性差,生物利用度低,這些原因使其應(yīng)用受到了限制。目前針對根皮素的研究主要集中在其藥理活性方面,根皮素的提取、純化及其水溶性改善研究較少,且其提取純化研究也主要是利用傳統(tǒng)萃取分離技術(shù),周期長,得率低,質(zhì)量不高,而且較難擴大生產(chǎn)�；谏鲜鲈�,本研究對蘋果樹枝中根皮素進行高效綠色提取,分離純化提取液中的根皮素,獲得高純度根皮素,并以二種天然載體材料對根皮素進行負載,以提高其水溶性和生物利用度。研究結(jié)果如下:1、以吐溫-80為表面活性劑,纖維素酶和果膠酶為復(fù)合酶,采用表面活性劑膠束輔助酶法對蘋果樹枝進行預(yù)處理,提取根皮素的同時將部分根皮苷水解成根皮素,通過單因素和響應(yīng)面法對預(yù)處理方法進行優(yōu)化,以根皮素總提取率和根皮素提取率為指標(biāo)(將預(yù)處理液中根皮苷按水解反應(yīng)機理折算成根皮素,計算根皮素提取率),最終得到預(yù)處理的最佳條件為:酶解溫度為55℃、酶解pH值為4.5、酶解時間為3.5 h、酶的濃度為2.5%、果膠酶與纖維素酶的比例為3:1、表面活性劑的量為5%、料液比為1:11,在此條件下,根皮素總提取率為25.18 mg/g,根皮素提取率為7.26 mg/g。在表面活性劑膠束輔助酶法預(yù)處理蘋果樹枝后,以超聲-微波協(xié)同法對蘋果樹枝中的根皮素進行提取,獲得最佳提取條件為:超聲功率50W,料液比為1:20、表面活性劑的量為6.0%、微波功率為400 W、提取時間為6 min,在此條件下,根皮素總提取率為28.21 mg/g,根皮素提取率為10.51 mg/g。采用表面活性劑膠束輔助酶法預(yù)處理,再以超聲-微波協(xié)同法提取蘋果樹枝能夠增大根皮素的提取率,乙醇為溶劑熱回流法根皮素總提取率為22.59 mg/g,根皮素提取率為0.33 mg/g。2、采用表面活性劑膠束濁點分離法將根皮素提取液進行相分離,根皮苷得率為85.4%,根皮素得率為84.9%。氯仿洗滌分相上層液,干燥后可以得到根皮苷含量為8.9%,根皮素含量為3.2%的固體粉末,進一步采用乙醇洗滌去除多糖等雜質(zhì)、乙醇洗滌液加稀鹽酸將根皮苷水解轉(zhuǎn)化為根皮素,稀堿溶液中和,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除乙醇,乙酸乙酯萃取,最終得到根皮素含量為59.63%的根皮素粗品。以二甲基亞砜為溶劑,水為反溶劑,利用反溶劑沉淀法對根皮素粗品進行純化,以根皮素的純度和得率為指標(biāo),通過單因素和響應(yīng)面法優(yōu)化得到反溶劑沉淀純化根皮素的最佳件為:溶劑與反溶劑的體積比1:10,沉積時間5 min,沉積溫度28℃,根皮素粗品的濃度為46 mg/mL,根皮素純度和得率分別為98.11%和86.74%。采用高效液相色法、紅外光譜法、液相-質(zhì)譜法和差示量熱掃描法對純化得到的根皮素樣品進行測定,確定純化后得到的樣品即為根皮素。3、以多孔淀粉負載根皮素,考察不同因素對多孔淀粉負載根皮素載藥量和包封率的影響,確定了多孔淀粉負載根皮素的最佳工藝條件為:吸附時間30 min,根皮素濃度150 mg/mL,根皮素與多孔淀粉的比例1:3,在此條件下,多孔淀粉負載根皮素的載藥量為12.8%,包封率為44.4%。通過掃描電鏡對根皮素、多孔淀粉、多孔淀粉負載根皮素樣品進行形態(tài)表征,多孔淀粉負載根皮素后的形態(tài)與空白載體基本一致,吸附介質(zhì)和機械攪拌對多孔淀粉的形態(tài)和孔洞沒有影響。多孔淀粉吸附根皮素后孔洞被根皮素填充,比表面積明顯變小。通過紅外光譜、X-射線衍射和差示量熱和熱重綜合分析得出,多孔淀粉負載根皮素后,根皮素的結(jié)晶度明顯降低,根皮素基本以無定型態(tài)存在,熱重曲線中,多孔淀粉負載根皮素樣品的保留率介于根皮素和多孔淀粉之間,根據(jù)各物質(zhì)的保留率,算出多孔淀粉負載根皮素的載藥量為13.7%,結(jié)果與HPLC測得的載藥量基本一致。4、以乙醇為溶劑介質(zhì),將根皮素與羥丙基-β-環(huán)糊精以物質(zhì)的量比1:1制備根皮素包合物,木醋桿菌靜態(tài)培養(yǎng)得到細菌纖維素,再對細菌纖維素進行冷凍、解凍處理,得到含水率為83.4%的細菌纖維素膜,以細菌纖維素膜對根皮素包合物水溶液進行吸附,冷凍干燥制備細菌纖維素負載根皮素包合物樣品,載藥量為2.52%,包封率為57.20%。通過掃描電鏡、紅外光譜、X-射線衍射、差示量熱和熱重分析表明根皮素與羥丙基-β-環(huán)糊精以物質(zhì)的量1:1形成包合物,細菌纖維素膜中的纖維絲緊密地排列在一起,吸附了根皮素包合物水溶液的細菌纖維在冷凍干燥后呈現(xiàn)出較細菌纖維素膜更加疏松的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),根據(jù)熱重曲線中各物質(zhì)的保留率,算出細菌纖維素載藥量為2.43%,結(jié)果與HPLC測定的載藥量結(jié)果基本一致。5、測定了根皮素、多孔淀粉負載根皮素、根皮素包合物和細菌纖維素負載根皮素包合物在人工胃液、pH值4.5醋酸-醋酸鈉緩沖液和人工腸液中的飽和溶解度,人工胃液介質(zhì)中分別為 29.07 μg/mL、40.43 μg/mL、49.14 mg/mL 和 48.87 mg/mL,在 pH 值4.5醋酸-醋酸鈉緩沖液介質(zhì)中分別為28.93 μg/mL、44.29μg/mL、59.81 mg/mL、60.12 mg/mL,人工腸液介質(zhì)中分別為 61.40μg/mL、81.90μg/mL、64.09 mg/mL 和 65.58 mg/mL,載藥體系三種介質(zhì)溶液中的飽和溶解度均明顯高于根皮素原藥。多孔淀粉負載根皮素、根皮素包合物和細菌纖維素負載根皮素包合物在人工胃液介質(zhì)中的累積釋放率分別是根皮素原粉的12.7倍、17.4倍、9.5倍;在pH值4.5醋酸-醋酸鈉緩沖液介質(zhì)中的累積釋放率分別是根皮素原粉的10.4倍、16.2倍、8.7倍;在人工腸液介質(zhì)中的累積釋放率分別是根皮素原粉的7.8倍、7.3倍、5.9倍,載藥體系能夠明顯提高根皮素的溶解度和溶出率。人工胃液、pH值4.5醋酸-醋酸鈉緩沖液和人工腸液中的穩(wěn)定性結(jié)果表明,根皮素及其載藥體系在人工胃液和pH值4.5醋酸-醋酸鈉緩沖液中的穩(wěn)定性較好,根皮素在人工腸液中較容易發(fā)生降解,以多孔淀粉、羥丙基-β-環(huán)糊精和細菌纖維素對根皮素負載,能夠降低根皮素的降解速度,提高根皮素的穩(wěn)定性。脂質(zhì)抗氧化、羥自由基清除能力、還原力測定結(jié)果說明根皮素具有很好的體外抗氧化性,而且經(jīng)過負載后的根皮素體外抗氧化能力優(yōu)于根皮素原粉。6、對根皮素、多孔淀粉負載根皮素、根皮素包合物和細菌纖維素負載根皮素包合物在大鼠體內(nèi)血漿藥物濃度隨時間變化研究表明,多孔淀粉負載根皮素、根皮素包合物和細菌纖維素負載根皮素包合物的生物利用度分別是根皮素原粉的1.89倍、2.39倍、4.56倍。根皮素的組織分布情況表明根皮素、根皮素包合物組大鼠心、肝、脾、肺、腦器官中根皮素最大濃度在給藥后的1 h出現(xiàn),灌胃多孔淀粉負載根皮素、細菌纖維素負載根皮素包合物組在給藥2 h后,心、肝、脾、肺、腦器官中根皮素濃度達到最大。多孔淀粉負載根皮素、根皮素包合物、細菌纖維素負載根皮素包合物組大鼠臟器中最大根皮素濃度均高于根皮素原粉組,心臟中,分別是根皮素原粉的1.20、1.21、1.34倍,肝臟中分別是根皮素原粉的1.58、1.88、1.94倍;肺臟中分別是根皮素原粉的1.32、1.76、1.75倍,脾中分別是根皮素原粉的1.63、1.89、1.86倍,腦中分別是根皮素原粉的3.00、3.90、5.10倍;根皮素、多孔淀粉負載根皮素、根皮素包合物、細菌纖維素負載根皮素包合物組大鼠腎臟中根皮素濃度分別在給藥后的4 h、6 h、4 h、6 h達到最大值,多孔淀粉負載根皮素、根皮素包合物、細菌纖維素負載根皮素包合物在腎臟中的最大組織濃度分別是根皮素原粉的1.46、1.59、1.83倍。
【圖文】：

蘋果樹冠多呈圓形，小枝短粗圓柱形，幼枝有絨毛，芽有短柔毛，老枝無毛，逡逑一般為紫褐色。葉片長度約４．５－１０邋ｃｍ，寬度約３－５．５邋ｃｍ，葉片大多為橢圓形或卵形，，逡逑先端急尖，基部闊楔形，邊緣具圓鈍鋸齒（圖１－１）。傘房花序有花３？７朵；花白色而逡逑帶紅暈；花粳長１？２．５邋ｃｍ；萼宿存，裂片較萼筒長，為三角狀披針形，花梗和萼均有逡逑絨毛；花瓣５枚，倒卵形；雄蕊多數(shù)；子房下位，花柱５，下半部有短的柔毛。梨果多逡逑為扁球形，大小約７ｃｍ，頂部和基部均有凹陷，蘋果樹的花期一般在４月，果期一般在逡逑－１邋－逡逑

東北林業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文一步以細菌纖維素對包合物進行負載，以高效液相色譜法對載藥量及包封率進行測定。逡逑皮素及其載藥體系進行掃描電鏡、Ｘ－射線衍射、紅外光譜，分析其形貌、結(jié)構(gòu)以及穩(wěn)定性，揭示負載根皮素的機理。逡逑根皮素及其載藥體系在人工胃液、ｐＨ值４．５的醋酸－醋酸鈉度，并對其體外釋放行為以及體外抗氧化效果進行測定，分關(guān)系。逡逑皮素及其載藥體系的大鼠血藥濃度、生物利用度、組織分在大鼠體內(nèi)的藥代動力學(xué)特征。逡逑路線逡逑果樹枝進行綠色高效提取，然后分離、純化得到高純度根皮素進行負載，，并對其進行體外溶出、抗氧化特性以及大鼠體術(shù)路線如圖１－１０所示。＾邐逡逑蘋果樹枝－逡逑
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ464

【參考文獻】

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本文編號：2708163