玛咖中芥子油苷提取工艺优化及玛咖的代谢组学分析

摘要

玛咖(Lepidium meyenii Walp.)，产于南美安第斯山地区(海拔为3500至4000米)，属于十字花科独行菜属植物，距今已经有两千年的栽培历史。我国云南、吉林和新疆等地区都对玛咖成功引种。在秘鲁当地玛咖经常被用来提高生育能力，除此之外，许多动物实验还表明玛咖具有增强性功能、抗疲劳、抗癌、抗氧化、促进生长、缓解良性前列腺增生和阻止雌激素缺乏性骨丢失等作用，这些作用源于玛咖中的多种生物活性成分:生物碱、甾醇、玛咖烯、玛咖酰胺、芥子油苷和芥子油苷分解产物异硫氰酸苄酯。芥子油苷是与玛咖药理功能相关的关键生物活性成分，芥子油苷的提取溶剂主要有水、乙醇、甲醇、石油醚和正己烷等，提取方法有溶剂提取、水浴浸提、超声辅助提取、钝酶优化微波处理提取等。玛咖的下胚轴具有红色、黑色和黄色等不同表型，大量文献表明不同表型的玛咖表现出不同的生物活性，比如黑色玛咖可以增加每日精子产量和附睾精子活力，而红色玛咖和黄色玛咖则无此功能。近年来，由于玛咖的大量劣质产品扰乱了市场以及对玛咖质量评估不完善，导致玛咖的市场受到极大影响。 基于以上分析，本次研究主要分为三部分： 第一部分是测定玛咖甲醇提取液中的芥子油苷和甾醇含量及甲醇提取后的玛咖残渣中的总蛋白和总脂肪含量。结果显示玛咖中芥子油苷得率与其产地所处海拔相关，海拔越高，芥子油苷得率越高；甾醇含量则与其产地海拔没有相关性；玛咖平均总蛋白质含量约为22.9%±4.14，平均总脂肪含量约为0.93%±0.29。 第二部分是优化闪式提取器提取玛咖中芥子油苷的提取工艺，由烟台新时代提供的玛咖作为研究材料，选择水、甲醇和乙醇作为提取溶剂，刀头转速、提取时间和料液比三因素经过单因素试验后，进行响应曲面分析。对三种溶剂得到的芥子油苷得率进行对比，结果表明甲醇提取液的芥子油苷得率最高，水提取液的芥子油苷得率最低。优化后的提取参数是:刀头转速10000rpm、料液比1:60(g:mL)和提取时间4.5min，在这种情况下芥子油苷提取得率为 2.45%。闪式提取器提取玛咖中的芥子油苷与其他芥子油苷提取方法相比，提高了芥子油苷得率，同时缩短了提取时间。 第三部分是使用代谢组学方法研究不同表型玛咖的标志性代谢产物，由烟台新时代提供的20 种不同表型和产地的玛咖作为研究材料。本实验采用液质联用技术对玛咖的代谢产物进行全面数据获取和分析，并结合多元变量统计分析软件对不同表型和产地玛咖进行区分，寻找各自的标志性代谢物，为玛咖的质量标准检测提供依据。原始数据的获取采用超高效液相色谱串联四级杆静电场轨道阱高分辨质谱（Dionex Ultimate 3000-Q Exactive Mass Spectrometer），原始数据经过Compound Discoverer软件处理后通过多元变量统计分析软件SIMACA14.1找到可能的标志性代谢物，然后对这些潜在的标志性代谢产物进行二级质谱分析，通过相关文献和数据库（HMDB 或 NIST）对其进行定性。结果表明按照产地分组的多元变量统计分析中，五个产地的玛咖在 OPLS-DA 中成功分组，丽江和香格里拉两个产地玛咖在PLS-DA和OPLS-DA中分组成功；按照表型分组的多元变量统计分析中紫色、黄色和黑色玛咖在PLS-DA和OPLS-DA中分组成功。但是由于目前对于玛咖中代谢物质定性的数据库和文献较少，本实验只定性出来黑色玛咖的标志性代谢产物N-苄基-15Z-烯二十四酰胺以及黄色和紫色玛咖标志性代谢产物3-甲氧基苯基乙酸。

目录

第一个书签之前