两种西藏杜鹃挥发油和多糖成分及其生物活性的分析

发布时间：2020-05-28 22:00

【摘要】：杜鹃属是杜鹃花科中最大的属,其中包含8个亚属,超过850种,也是中国和喜马拉雅植物区系中的大属之一。由于杜鹃属植物含有各种活性成分,如黄酮类、二萜类、三萜类、酚类、香豆素类等,在祛痰、止咳、平喘、抗炎、镇痛、免疫和防治心血管系统、神经系统疾病等方面具有药理活性而引起了广泛关注,而植物多糖因其具有抗氧化活性、抑菌活性和生理保健等功能,也备受研究者的关注。作为杜鹃属植物主要成分之一的多糖也具有抑菌等生物活性,但对其研究的较少。西藏雪层杜鹃和雪山杜鹃是西藏地区的优势种,到目前为止,除朱亮锋和刘灏等人对不同亚种的雪层杜鹃的挥发油进行成分分析外,鲜少有西藏雪山杜鹃和雪层杜鹃化学成分及生物活性的相关报道。因此,本文对雪山杜鹃和雪层杜鹃的挥发油成分和植物多糖进行研究。提取两种杜鹃的挥发油,分析其组成成分并评价其杀螨活性,同时提取两种杜鹃的植物多糖成分并进行结构解析,研究其体外抗氧化活性和流变学性质。主要内容与结论如下:1.杜鹃挥发油的成分分析采用水蒸气蒸馏法提取雪山杜鹃和雪层杜鹃挥发油,并进行GC-MS分析,结果显示,雪山杜鹃和雪层杜鹃挥发油的得率分别为0.05±0.006%和2.45±0.08%。从雪山杜鹃叶中共鉴定出71种挥发性成分,占挥发油总量的80.51%,其主要成分为芳樟醇、白菖烯、epimanoyl oxide、α-松油醇和α-杜松醇等;从雪层杜鹃分离鉴定出51种挥发性成分,占挥发油总量的87.33%。其主要成分为δ-杜松烯、T-依兰油醇、β-桉叶油醇、γ-桉叶油醇、T-杜松醇、长叶醛和γ-杜松烯等。2.杜鹃提取物的杀螨活性雪山杜鹃和雪层杜鹃提取物的体外杀螨活性评价结果显示,雪层杜鹃的活性成分为挥发油,对兔痒螨具有显著的触杀活性,33.33 mg/mL挥发油的半数致死时间(LT_(50))为1.476 h,可能与δ-杜松烯的强杀螨活性有关,δ-杜松烯的LT_(50)为1.836 h(6.25μl/ml)。3.杜鹃多糖提取条件的优化雪山杜鹃粗多糖的最佳超声波辅助提取条件为超声温度55℃,超声提取时间2.2 h和超声处理功率200 W,料液比1:25,提取1次,多糖得率可达9.43±0.021%;雪层杜鹃粗多糖的为超声温度63℃,超声提取时间1.4 h和超声处理功率200 W,料液比1:25,提取1次,多糖得率可达6.11±0.085%。与常规热水提取法相比,多糖得率明显提高,表明超声波提取技术对两种杜鹃多糖的提取有显著影响。4.杜鹃多糖的纯化与结构表征超声波辅助提取多糖经过脱色、脱蛋白、层析柱分离纯化,分别得到单一组分,RAP-Ⅱ(雪山杜鹃多糖的组分Ⅱ)和RNP-Ⅱ(雪层杜鹃多糖的组分Ⅱ),SEC-LLS测定其分子量分别为50660 Da和11184 Da。利用显色反应、高碘酸氧化、Simth降解、GC-MS、FT-IR、NMR等分析方法表征RAP-Ⅱ和RNP-Ⅱ的结构。显色反应结果表明RAP-Ⅱ和RNP-Ⅱ不含蛋白质和淀粉;红外光谱分析显示RAP-Ⅱ和RNP-Ⅱ均具有多糖物质的特征吸收峰。GC-MS分析表明,RAP-Ⅱ是由葡萄糖、半乳糖和葡萄糖醛酸组成,其摩尔比为6.27∶1.10∶1;RNP-Ⅱ是由阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖和葡萄糖醛酸组成,其摩尔比为1∶2∶7.93∶7.08∶2.23。高碘酸氧化和Simth降解反应显示RAP-Ⅱ和RNP-Ⅱ可能存在1→2、1→4、1→6糖苷键。NMR分析表明RAP-Ⅱ可能是由→3)-α-D-Glu-(1→6)-β-D-Glu-(1→6)-β-D-Gal-(1→组成的链状结构为主链;RNP-Ⅱ可能是由→6)-α-D-Glu-(1→6)-β-D-Gal-(1→3)-β-D-Man(1→2)-α-D-Glu-(1→6)-β-D-Gal(1→组成的链状结构为主链,而β-D-Gal(6→3)-α-D-Glu(1→2)作为支链与主链中的β-D-Man相连。5.杜鹃粗多糖的体外抗氧化活性通过多糖对超氧阴离子、羟自由基和DPPH自由基的清除,以及对铁离子螯合和还原力等试验评价两种多糖的体外抗氧化活性。结果显示超声波辅助提取多糖的体外抗氧化能力均强于常规热水提取多糖,可能是由于超声波的空化效应加速了多糖的溶出,降低了多糖被氧化、降解的风险,进而增强其抗氧化能力。6.杜鹃粗多糖的流变学性质通过稳态剪切和动态剪切扫描表征杜鹃多糖的流变学性质,稳态剪切扫描显示所有多糖溶液均呈现剪切稀化现象,且具有浓度依赖性,属于非牛顿流体,可以用Carreau模型描述其流动行为;超声辅助提取方法可降低多糖的表观粘度和动态粘弹性,但对其微观结构影响较小。本研究对杜鹃抗寄生虫和抗氧化有效成分的研究开发具有重要意义。
【图文】：

分布图,杜鹃,雪山,模式图

2008)。兴安杜鹃按中分离六种苔香酚衍生物可抑制大鼠腹膜肥大细胞释放组胺，，其中连有异二烯基侧链的苔黑素对组胺释放抑制效力最显著(Iwataet al.,2004)。羊踯蹰叶提取物对桔二叉蚜oxoptera aurantii)有较强的毒杀作用，用水提醇沉法和醇提水沉法获得的提取物对蚜虫的半数致浓度(LC50)分别为 4030 mg/L 和 5791 mg/L，其水提醇沉提取物的乙酸乙酯萃取物对桔二叉蚜毒力较其他萃取物强，其 LC50为 1949 mg/L，表明乙酸乙酯萃取物为羊踯蹰杀虫的有效部位(王丁等,2003)。.5 西藏雪山杜鹃和雪层杜鹃.5.1 西藏雪山杜鹃雪山杜鹃(R. aganniphum Balf. f. et K. Ward)系杜鹃花科杜鹃花属常绿灌木，其植物形态特征图 1-2a 和 b 所示，株高 1-4 米。叶厚革质，长圆形或椭圆状长圆形，有时卵状披针形。顶生短状伞形花序，花冠漏斗状钟形，白色或淡粉红色，筒部上方具多数紫红色斑点，10 个雄蕊。蒴圆柱形。花期 6-7 月，果期 9-10 月。在我国雪山杜鹃主要分布在青海东南部和南部、四川西南、西部和西北部、云南西北部和西藏东南部，如图 1-2c 所示。生于海拔 2700-4700 米的高山杜灌丛中或针叶林下(中国植物志, 1994)。目前，对雪山杜鹃的研究鲜有报道。

分布图,杜鹃,模式图,分布图

如图1-3 所示，在西藏，雪层杜鹃主要分布在聂拉木以东的中东喜马拉雅山脉、南木林以东的冈底斯山至唐古拉山脉，藏北东部的比如、索县、巴青、江达岗托以及藏东南森林区的山上(如色齐拉山)，组成了雪层杜鹃群系，是西藏分布较广泛的类型之一，也是分布到森林区最外缘的主要杜鹃灌丛之一(西藏植被,1983;中国植物志, 1999)。朱亮锋等对北方雪层杜鹃(R. nivale Hook. f. subsp. boreale M.N.philipson＆W.R.philipson)的挥发油进行测定，结果表明其主要成分为：吉玛酮、愈创木醇、异愈创木醇、γ-杜松烯、β-桉叶醇等(朱亮锋等,1993)。刘灏等(2008)采用水蒸气蒸馏法提取西藏雪层杜鹃挥发油，并用 GC-MS 进行成分分析。结果检测出了 45 个化合物，占挥发油的 64.23%。其主要成分为： -杜松烯、 -杜松醇、顺,反-合金欢醇、香芹酚甲醚、 -杜松醇等(刘灏等, 2008)；与同亚种北方雪层杜鹃的挥发油主要成分有差异较大。目前，对雪层杜鹃其他化学成分及其生物活性的研究鲜有报道。图 1-3 雪层杜鹃的模式图(a)、照片(b)及其分布图(c)Fig. 1-3 Schematic diagram(a), photograph (b) and distribution (c) of R. nivale(注：图 1-3a 来源于中国植物志电子版雪层杜鹃介绍 http://frps.eflora.cn/frps/Rhododendron%20nivale, 图 1-3c 来源于植物百度雪层杜鹃介绍 http://bk.iplant.cn/bk/Rhododendron%20nivale)1.6 研究立题依据和意义杜鹃属是杜鹃花科中最大的属，也是中国和喜马拉雅植物区系中的大属之一，是常绿或落叶灌木。本属分为 8 个亚属、12 个组、58 个亚组约 850 多种
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R284;R285

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