川白芷早薹机制及美白活性初步研究

摘要

中药白芷Angelica dahurica[Angelica dahurica（Fisch.ex Hoffm.）Benth.et Hook.f.var.formosana(Boiss.)Shan et Yuan]是卫生部首批公布的药食两用名单中药材之一，也是传统美白运用最多的一味药材，本实验在前期课题组选育的白芷品种基础上，更加系统地进行白芷优良种质资源的筛选，以得到抽薹率较低的白芷品种。进而结合白芷传统应用对其美白护肤成分进行科学挖掘，为更好地开发白芷在美容化妆品中的应用提供参考。主要研究结果如下:
　　1.不同采收部位川白芷种子对早薹影响
　　以“川芷2号”不同部位的种子为材料，进行种子萌发等生理生化指标的测定。其中侧顶种子含有较高的可溶性糖和可溶性蛋白，发芽率较高(78.33％)，表明种子中充足的可溶性糖和可溶性蛋白为其萌发提供了必需的条件。不同部位种子的发芽率与其碳氮比成反比，植株早薹率与其种子碳氮比成正比。综合来看，侧顶种子千粒重最大为3.12g，营养物质丰富，种子活力指数达到88.16％，含水量最低11.20％，早薹率较低，因此确定白芷留种采收部位以侧顶种子为最好。
　　2.不同采收时期川白芷对早薹影响
　　对不同采收期（成熟度一致）“川芷2号”种子来说，采收时间越晚，其种子碳氮比和发芽率越低。子代株高和茎粗随母本种子成熟期的延后呈先增后降的趋势，以当年6月28日采收的种子最高。子代叶片碳氮比与母本种子采收期呈一定相关关系，母本种子采收越晚，其子代叶片碳氮比越低，早薹率也较低。值得注意的是母本种子不同采收期对子代产量和品质也有一定影响，以6月28日成熟的种子后代产量最高，根形最优，异欧前胡素最高，欧前胡素含量居中。
　　3.外源糖处理对川白芷生长及抽薹的影响
　　通过不同浓度的外源糖处理“川芷2号”幼苗发现，外源糖处理在早期可以提高内源可溶性糖含量，但长期处理后则影响不大，甚至会导致可溶性糖含量下降。外源糖处理未能导致白芷早薹，但对植株生长有较大促进作用，可显著提高白芷株高和产量等，糖处理后期，淀粉含量随糖浓度的增加呈现降低的趋势，但总体含量均高于空白对照。
　　4.不同抽薹品性川白芷转录组数据分析
　　对“川芷2号”不同抽薹特性（同一时期早期抽薹和未抽薹两份材料）叶片进行转录组分析，着重对早期抽薹白芷和未抽薹白芷材料中进行差异基因分析，结果显示在早薹材料中一个MADS盒子基因及FUL基因的表达水平较高，也具有一些与糖相关的基因，推测与早薹相关。
　　5.川白芷水提液提取方式优化及美白活性成分分析
　　以“川芷2号”干燥根为实验材料，选取不同溶剂进行提取，考察不同提取溶剂对酪氨酸酶的抑制活性。结果表明相同浓度的白芷水提液与醇提液相比，具有更高的酪氨酸酶抑制活性，且存在一定的浓度效应，其抑制率与水提液浓度成正比;通过人体美白功效评价实验可知，涂抹白芷水提液两周后L值有逐渐升高的趋势，△Eab在第二周达到显著差异，第三周达到极显著差异，相同浓度的水提液比曲酸美白效果更好;通过液相条件检测，发现水提液中两种呋喃性香豆素几乎检测不出，而相对应的醇提液中含量较高。进一步说明水提物所含光敏性物质少，结合人体试验表明白芷水提液可直接作用于皮肤，对人体皮肤无过敏作用。选择提取时间、温度、料液比等因素，以酪氨酸酶抑制率为评价指标进行试验，采用Box-Behnken方法优化影响酪氨酸酶的主要因素，进行3因素3水平的试验设计，以对酪氨酸酶的抑制率为评价指标，建立影响酪氨酸酶抑制率的二次多项式数学模型，最后得到白芷美白活性部位最佳的提取条件为:温度30℃，水料比为25mL/g、提取时间为30min。最优条件下提取部位对酪氨酸酶的抑制率为24.20％。考虑到白芷水提部位含有较多多糖成分，在去除多糖前后，对提取液进行酪氨酸酶活性检测，发现两者对酪氨酸酶抑制率的IC50差异不大，分别为35.36mg/mL和32.23mg/mL，表明白芷水提物中多糖的存在对酪氨酸酶抑制活性贡献不大，其活性物质主要存在于去除多糖后的活性部位里面。采用不同极性的有机溶剂按极性从小到大的顺序，对响应面优化后的提取液进行萃取，旋转蒸发得到膏状物，再用蒸馏水溶解，依次等比稀释，所得到的乙酸乙酯相的IC50最小，为9.58mg/mL，表明白芷美白活性部位存在于乙酸乙酯部位。
　　6.采用分子对接技术预测有效美白成分
　　采用分子对接技术，将文献所报道的白芷有效化学成分分别与酪氨酸酶进行对接实验，发现5-甲氧基-8-羟基补骨脂与酪氨酸酶的结合力最强，氧化前胡素次之。5-甲氧基-8羟基补骨脂与酪胺氨酸酶的作用力有与HIS-263有π-π共轭作用，和Cu离子有络合作用，在HIS-61、HIS-296有氢键作用，这几个作用位点与曲酸的相同。其中氧化前胡素与酪氨酸酶之间的作用力是氢键与π-π共轭，与曲酸具有作用相同的氨基酸残基的位点ASN-260，VAL-283，推测白芷中起美白作用的物质可能是5-甲氧基-8-羟基补骨脂及氧化前胡素。
　　综上，本文系统研究了碳氮比与抽薹率之间的关系，经过试验表明，在白芷中，不同采收部位的种子以及不同采收时期的种子，其碳氮比直接关系到白芷的抽薹率，这一结果为碳氮比指导生产奠定一定的理论基础。另外探究了提取溶剂对美白效果的影响，确定了水提液效果更好，活性部位在乙酸乙酯层，为以后白芷重返化妆品市场作铺垫。

目录

声明

摘要

第一章文献综述

1．1．2白芷早薹研究进展

1．1．3白芷主要化学成分及药理作用研究进展

1．1．4自芷美白研究进展

1．2化妆品美白剂的美白功能原理和功能评价方法

1．2．1人体美白作用机理

1．2．2美白评价研究进展

1．3分子对接在药物虚拟筛选中的研究进展

1．4立题依据

第二章白芷早薹研究

2．1试验材料与仪器、试剂

2．1．1材料

2．1．2仪器

2．1．3试剂

2．2试验方法

2．2．1形态观测与指标测定

2．2．2萌发指标测定

2．2．3品质指标测定

2．2．4田间试验

2．3数据分析与处理

2．4实验结果

2．4．1不同采收部位种子形态特征鉴定结果

2．4．2不同采收部位萌发指标测定结果

2．4．3不同采收部位品质指标测定结果

2．4．4不同采收部位白芷的抽薹率

2．4．5不同采收时期白芷种子的指标测定结果

2．4．6不同采收时期白芷种子生长后期农艺性状测定结果

2．4．7不同采收时期白芷种子生长后期生理指标测定结果

2．4．8不同采收时期白芷根产量及指标测定结果

2．5讨论与结论

第三章外源糖处理对白芷生长的影响

3．1试验材料、仪器与试剂

3．1．1材料

3．1．2仪器

3．1．3试剂

3．2实验内容

3．2．1不同浓度外源糖处理

3．2．2指标测定

3．3数据分析与处理

3．4实验结果

3．4．1不同浓度糖处理24 h以内各生化指标测定结果

3．4．2不同浓度糖处理一周后各生化指标测定

3．4．3不同浓度外源糖对白芷株高、产量及抽薹率的影响

3．5讨论与结论

第四章白芷抽薹转录组分析

4．1不同抽薹特性白芷材料的叶片转录组分析

第五章白芷美白活性研究

5．1试验材料、仪器和试剂

5．1．1材料

5．1．2仪器

5．1．3试剂

5．2试验方法

5．2．1白芷美白活性部位初步研究

5．2．2水提方案优化

5．2．3去多糖后白芷水提液对酪氨酸酶的抑制率测定

5．2．4不同有机溶剂萃取及对酪氨酸酶的抑制率测定

5．2．5白芷香豆素成分与酪氨酸酶的分子对接

5．3数据分析与处理

5．4实验结果

5．4．1白芷美白活性部位初探结果

5．4．2水提单因素试验结果

5．4．3响应面优化提取工艺

5．4．4白芷多糖对酪氨酸酶的抑制作用

5．4．5不同有机溶剂萃取对酪氨酸酶的影响

5．4．6层析柱分离后活性测定结果

5．4．7分子模拟对接光敏性香豆素结果

5．5讨论与结论

5．5．1溶剂对白芷美白效果的影响

5．5．2单因素优化结果分析

5．5．3响应面试验设计及分析

5．5．4白芷美白活性部分分析

5．5．5分子对接有效成分分析

总结与展望

全文总结

展望

参考文献

致谢

作者简历