濒危植物单性木兰的有效成分及其生物活性研究
单性木兰是广西特有的濒危植物，为了保护和有效利用该资源，本文开展单性木兰叶、花、果的挥发性成分、脂肪酸、多糖、多酚的提取、分离和分析，并考察多糖抗肿瘤活性和多酚抗氧化活性，主要研究内容和取得的成果如下: (1)单性木兰花挥发性成分研究 采用水蒸气蒸馏法提取单性木兰新鲜雄花、雌花的挥发油，并用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分析挥发油化学组成，结果表明:新鲜雄花、雌花中挥发油的得率均为0.13％，挥发油成分都以单萜烃类化合物为主，含量分别达48.19％和54.03％。雄花挥发油的主要成分和含量为α-柠檬烯18.45％、α-萜品烯12.96％、α-杜松醇12.20％、τ-依兰油醇9.85％、β-罗勒烯8.14％、δ-杜松烯7.18％、β-月桂烯6.35％，雌花挥发油的主要成分和含量为α-柠檬烯20.79％、α-杜松醇11.48％、β-罗勒烯9.45％、δ-杜松烯8.54％、τ-依兰油醇8.40％、α-萜品烯7.06％、β-月桂烯6.57％。 用顶空直接进样法采集、GC-MS分析了单性木兰新鲜雄花、雌花的挥发性成分，雄花挥发性成分和含量为β-罗勒烯28.12％、乙酸松油酯21.35％、α-萜品烯16.36％、β-月桂烯9.87％、p-1-薄荷烯6.95％、α-水芹烯1.26％，雌花挥发性成分和含量为乙酸松油酯25.88％、α-萜品烯22.40％、β-月桂烯16.38％、β-罗勒烯10.73％、p-1-薄荷烯10.20％、α-水芹烯5.09％。 雄花和雌花的挥发性成分组成和含量有一定的差异，是构成香气差别的重要原因。 (2)单性木兰叶挥发油研究 用水蒸气蒸馏法对单性木兰新鲜叶挥发油进行提取，用GC-MS分析挥发油的成分及其相对含量，结果得到新鲜单性木兰叶挥发油的得率为0.19％，挥发油成分中单萜烃类化合物占总含量的44.62％，主要组成为β-萜品醇28.85％、γ-萜品烯18.14％、β-月桂烯15.90％、α-萜品醇5.35％、α-柠檬烯4.74％、α-桉叶油醇4.42％和p-1-薄荷烯2.78％。 采用烘干、风干对单性木兰叶进行干燥处理，并提取、分析其挥发油，结果表明，烘干叶挥发油得率为0.31％，主要成分和含量为乙酸松油酯27.45％、γ-萜品烯15.28％、β-月桂烯14.56％、α-桉叶油醇6.15％、α-萜品醇4.91％、α-柠檬烯4.79％。风干叶挥发油得率为0.36％，主要成分和含量为β-萜品醇20.23％、β-罗勒烯11.29％、β-月桂烯8.65％、α-柠檬烯7.54％、橙花叔醇4.66％、α-萜品醇4.37％。 新鲜叶、烘干叶、风干叶挥发油的组成和含量有着显著性差别，说明叶子风干过程发生了植物体内生物转化。 (3)单性木兰果有效成分的研究 对单性木兰新鲜果皮和果肉进行水蒸气蒸馏提取挥发油，得油率分别为0.10％和4.91％;两者挥发油用GC-MS进行分析，结果发现:果皮挥发油中鉴定了22种化合物，主要组成为β-罗勒烯30.80％、p-1-薄荷烯17.76％、α-萜品烯10.15％、β-月桂烯7.03％和α-萜品醇5.18％;果肉挥发油中鉴定了23种化合物，主要成分是β-罗勒烯56.03％、β-水芹烯10.96％、α-萜品烯6.37％、α-水芹烯6.16％、β-月桂烯6.04％。 顶空直接进样、GC-MS分析单性木兰新鲜果皮和果肉挥发性成分，结果发现:从果皮挥发性成分中鉴定了5个组分，其为β-罗勒烯35.96％、α-萜品烯24.99％、α-柠檬烯15.76％、β-月桂烯10.29％和α-水芹烯2.96％;果肉挥发性成分中鉴定了7个挥发性成分，其为β-罗勒烯69.16％、α-萜品烯7.49％、β-月桂烯6.66％、α-水芹烯6.17％、α-柠檬烯5.48％、p-1-薄荷烯3.30％和β-侧柏烯1.74％。 采用超声波辅助法从单性木兰果肉、种仁中提取油脂，油脂得率分别为33.00％、54.05％。油脂甲酯化后用GC-MS分析其脂肪酸化学组成，果肉中脂肪酸成分为亚油酸49.52％、棕榈酸32.27％、油酸10.24％、硬脂酸4.49％，种仁中脂肪酸成分亚油酸56.91％、棕榈酸25.27％、油酸10.24％和硬脂酸5.63％。果肉、种仁中不饱和脂肪酸含量分别达62.22％和69.03％。单性木兰果肉中还含有3种植物中不常见的奇数脂肪酸。 (4)单性木兰叶多糖提取及抗肿瘤活性研究 分别用热水回流法、微波辅助法提取了单性木兰叶中的多糖，用苯酚-硫酸法测定其含量，热水回流提取多糖的得率为5.09％，微波辅助提取多糖的得率为2.48％，说明热水回流法比微波辅助法更适合于提取单性木兰叶多糖。采用柱层析法分离纯化了单性木兰叶多糖，对多糖组分进行了性质分析、结构测定。经聚酰胺柱层析、DEAE-52纤维离子交换柱层析、凝胶Sephadex G-100柱层析分离得到两个多糖组分P-2和P-3，P-2和P-3多糖含量分别达96.12％和95.07％。用红外光谱(IR)、高效凝胶渗透色谱(HPGPC)、GC-MS对它们的结构进行了初步表征，P-2由葡萄糖组成，其分子量约为11.2×103 Da、分子式可能为C414H690O345，P-3由比例为1∶4的木糖和鼠李糖组成，其分子量约为7.8×103Da、分子式可能为C319H528O220。 研究了多糖组分对人肝癌细胞BEL-7404、人肺癌细胞A549和人胃癌细胞SGC7901三种人体肿瘤细胞的抑制作用，结果显示P-2和P-3对细胞BEL-7404基本没有杀伤作用;P-2对细胞A549、细胞SGC7901有一定的抑制作用;P-3对细胞A549、细胞SGC7901有良好的抑制作用，其IC50值分别为8.48和5.66μg·mL-1，表明P-3可开发作为一种天然的预防肺癌、胃癌的保健食品或抗肺癌、抗胃癌药物。 (5)单性木兰叶多酚提取及抗氧化活性研究 建立了适合于分析单性木兰叶多酚含量的测定方法，该法具有操作简单，精密度、稳定性良好的特点。用响应曲面法优化微波辅助提取多酚工艺，影响多酚得率因素的大小顺序为:液固比＞丙酮浓度＞提取时间，最佳提取条件为丙酮浓度70％、液固比21 mL·g-1、提取时间为16 min，最佳条件下多酚得率为2.44％。分别用溶剂萃取法、大孔吸附树脂纯化法对粗多酚进行分离纯化，得到乙酸乙酯层样、水层样、NKA-9纯化样，其多酚含量分别为32.11％、21.89％、39.33％。 从总抗氧化性、还原性、非生理自由基(DPPH·)的清除作用、生理自由基(·OH)的清除作用以及抑制脂质过氧化作用五个体系分别考察了单性木兰多酚粗提取、乙酸乙酯层样、水层样、NKA-9纯化样的抗氧化活性，研究表明:样品总抗氧化性强弱顺序为NKA-9纯化样＞粗提物＞水层样＞乙酸乙酯层样;还原性的次序为NKA-9纯化样＞水层样＞乙酸乙酯层样＞粗提物;粗提物、乙酸乙酯层样、水层样、NKA-9纯化样对DPPH·清除作用的IC50值分别为0.099、0.067、0.135、0.021 mg.mL-1;当浓度为0.50 mg·mL-1时，Vc对·OH的清除率为26.90％，粗提取、乙酸乙酯层样、水层样、NKA-9纯化样的清除率分别为Vc清除率的1.6、1.4、1.8、2.5倍;抑制脂质过氧化能力最强的是NKA-9纯化样，其抑制率达71.17％，最弱的为粗提物，抑制率只达38.98％。结果说明了单性木兰多酚具有良好的抗氧化活性。 (6)对单性木兰挥发性成分、脂肪酸、多糖、多酚及相关生物活性的研究表明，单性木兰含有丰富的功能性化学成分，开展其有效成分研究对单性木兰的引种、林产品开发利用具有重要的指导意义。
单性木兰;成分提取;挥发油;脂肪酸;多糖;多酚;生物活性
广西大学
博士
化学工艺
刘雄民
2016
中文
Q949.747.1
130
2016-12-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）