中药西红花烘干工艺及有效成分的提取工艺和网络药理学研究

摘要

中药西红花在医药、化妆品、食品等领域都有广泛应用，需求量较大。但在西红花采收过程中，却一直存在烘干工艺标准不一;原料提取工艺研究薄弱以及药效物质基础不明确等问题。本论文进行了西红花多种烘干、提取工艺比较和网络药理学研究，为建立统一的烘干标准、高效的提取工艺和筛选主要活性成分提供参考，具体内容如下:
　　(1)为了比较烘干工艺对西红花化学成分的影响，检测手段十分重要，本论文采用UPLC-ESI-TOF MS/MS技术定性鉴别了西红花原料中的包括西红花苷类、西红花苦苷及其类似物、黄酮类等14种主要化学成分;采用HPLC-DAD技术定量测定了其中5种西红花苷类和1种西红花苦苷的含量。基于此两种分析结果，本文研究了普通烘箱烘干法、真空烘干法、冷冻烘干和微波烘干法对西红花中主要化学成分含量的影响，结果发现微波干燥法具有烘干时间短、原料中化学成分高等优势，并通过对烘干功率和时间考察，发现在功率为中火的条件下，微波干燥8min时，西红花中Picrocrocin、trans-4-GG、trans-3-Gg、 trans-2-gg和cis-4-GG等5种化合物的含量最高，分别可达到22.46％、23.18％、8.49％、1.82％和1.86％。
　　(2)本论文采用响应面优化法建立了西红花总苷的超声提取工艺，以乙醇为提取溶剂，最佳工艺为:料液比为1 mg/mL，乙醇体积分数41％，提取温度为40℃和提取时间29min。以HP-β-环糊精水溶液为提取溶剂的较佳提取工艺为提取温度为50℃、提取时间为40min、料液比为1mg/mL，HP-β-环糊精的浓度为2％。两种方法对西红花总苷的提取率分别为18.51％和18.08％，相差2.38％，说明采用HP-β-环糊精水溶液可替代乙醇溶液作为西红花总苷的提取溶剂。并且，采用闪式提取法建立西红花总苷的提取工艺，经过工艺优化，较佳的提取工艺为提取电压111.2V、提取时间40s、乙醇浓度70％、提取温度57℃和液料比1mg/mL，在此条件下，西红花总苷提取率为22.76％，提取率远高于超声提取法，并且具有提取时间短等优势。此外，本论文还采用分子印迹法建立西红花中山奈酚的提取工艺，较佳的工艺条件为以滤纸作为分子印迹聚合物的支撑材料，山奈酚为模板分子，丙烯酰胺(AM)为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂，偶氮异二丁腈(AIBN)为引发剂，四氢呋喃为致孔剂，醋酸纤维素酯为粘合剂，在模板分子∶功能单体∶交联剂的摩尔比为1∶8∶40，聚合温度为55℃时，能使分子印迹聚合物在滤纸上均匀聚合，分子印迹膜的吸附性最高。通过对西红花供试品溶液中山奈酚对照品的特异性吸附实验，山奈酚纯度由17％左右提高到95％以上（面积归一化法）。
　　(3)本论文基于PharmMapper反向药效团匹配法、以DAVID为分析工具的KEGG通路分析和Cytoscape软件等网络药理学计算手段，获取了西红花中40个主要化合物的110个靶标蛋白和31条信号通路，构建了西红花主要化学成分-靶点蛋白-通路网络，分析结果发现西红花可能对癌症、内分泌、免疫和神经等系统的疾病治疗效果较佳，并且发现化合物(4R)-4-hydroxy-2，6，6-trimethylcyclohex-1-enecarboxylic acid O-β-D-glucopyranoside6-hydroxy-3-(hydroxyl-methyl)-2,4,4-trimethylcyclohexa-2,5-dienone6-O-β-D-glucopyranoside、(5S)-5-hydroxy-7,7-dimethyl-4,5,6,7-tetrahydro-3H-sobenzofuran-1-one O-β-D-glucopyranoside、(2Z)-3-methylpent-2-enedioic acid1-[1-(2,4,4-trimethyl-3,6-dioxocyclohexenyloxy)-O-β-D- glucopyranosid-6-yl] ester、3-hydroxy-β-ionone、 crocusatins H、 adenosine、picroerocin、 cis-crocetin、1R)-3,5,5-trimethylcyclohex-3-enol O-β-D-glucopyranoside和safranal等11种化合物可能是其发挥功效的重点活性成分。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 前言

1．2 西红花的生物学特性及栽培方法

1．3 西红花化学成分研究现状

1．3．1 已分离得到的化合物及其结构式

1．3．2 本段小结

1．4 西红花化学成分分析的研究现状

1．4．1 紫外-可见光分光光度法

1．4．2 薄层扫描法

1．4．3 GC／GC-MS法

1．4．4 HPLC／HPLC-MS法

1．4．5 其它方法

1．4．6 本段小结

1．5 西红花烘干工艺研究现状

1．5．1 实际生产中的烘干工艺

1．5．2 西红花的烘干工艺考察

1．5．3 与烘干工艺相关的西红花化学成分变化情况

1．5．4 本段小结

1．6 西红花有效成分提取纯化工艺研究现状

1．6．1 磁力搅拌法

1．6．2 超声提取法

1．6．3 高压脉冲电场辅助提取

1．6．4 固相萃取法

1．6．5 本段小结

1．7 西红花的药理活性及物质基础研究现状

1．7．1 抗癌和抗肿瘤

1．7．2 糖尿病

1．7．3 对精神类疾病的治疗作用

1．7．3 治疗神经退行性疾病

1．7．4 心脑血管疾病

1．7．5 其它作用

1．7．6 本段小结

1．8 网络药理学在中药药效物质基础研究中的应用情况

1．9 本章小结及本文主要研究内容

第二章 基于UPLC-ESI-TOF MS／MS技术分析西红花的化学成分

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 仪器与试剂

2．2．2 供试品的制备方法

2．2．3 液质条件

2．3 结果与讨论

2．3．1 液相色谱图和总离子流图

2．3．2 西红花中主要化合物的定性鉴别和裂解规律研究

2．4 本章小结

第三章 基于HPLC-DAD分析技术的西红花中主要化学成分含量测定方法研究

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 仪器与试剂

3．2．2 对照品的制备方法

3．2．4 供试品的制备方法

3．2．5 液相条件

3．3 结果与讨论

3．3．1 线性关系考察

3．3．2 提取工艺考察

3．3．3 方法学考察

3．3．4 基于摩尔系数法的西红花中主要西红花苷类化合物的含量测定

3．3．5 两种提取率测定方法的差异性比较

3．4 本章小结

第四章 西红花的烘干工艺研究

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 仪器与试药

4．2．2 样品的烘干工艺

4．2．3 样品中水分的测定方法

4．2．4 供试品的制备方法

4．2．5 西红花中主要化合物的测定方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 烘干方法对西红花中水分含量的影响

4．3．2 西红花中主要化合物的含量测量

4．3．3 烘干方法对西红花化学成分的影响

4．4 本章小结

第五章 西红花中西红花总苷的提取工艺研究

5．1 前言

5．2 实验部分

5．2．1 仪器与试剂

5．2．2 供试品的制备方法

5．2．3 西红花总苷提取率的测定

5．3 结果与讨论

5．3．1 以乙醇溶液为提取溶剂的西红花总苷超声提取工艺研究

5．3．2 以HP-β-环糊精溶液为提取溶剂的西红花总苷提取工艺研究

5．3．3 西红花总苷的闪式提取工艺研究

5．4 本章小结

第六章 山奈酚分子印迹膜的制备及其应用

6．1 前言

6．2 实验部分

6．2．1 实验材料

6．2．2 实验仪器

6．2．3 原料的前处理

6．2．4 山奈酚的含量测定方法

6．2．5 山奈酚分子印迹膜的制备过程

6．2．6 山奈酚分子印迹膜吸附量研究

6．2．7 山奈酚分子印迹膜的表征

6．2．8 山奈酚分子印迹膜在分离纯化西红花中山奈酚中的应用

6．3 结果与分析

6．3．1 功能单体种类对山奈酚分子印迹膜吸附性的影响

6．3．2 模板分子与功能单体用量比对山奈酚分子印迹膜吸附性的影响

6．3．3 交联剂用量对山奈酚分子印迹膜吸附性的影响

6．3．4 聚合温度对山奈酚分子印迹膜吸附性的影响

6．3．6 分子印迹膜的表征

6．3．7 山奈酚分子印迹膜在山奈酚分离中的应用

6．4 本章小结

第七章 西红花有效成分的网络药理学研究

7．1 前言

7．2 实验部分

7．2．1 西红花化学成分的收集与整理

7．2．2 类药性分析

7．2．2 西红花主要活性成分潜在靶点预测

7．2．3 通路注释和分析

7．2．3 分析西红花中主要活性成分-靶点-通路关系

7．3 结果与讨论

7．3．1 西红花主要化学成分潜在靶点信息

7．3．2 西红花主要化学成分潜在靶点蛋白的通路注释和分析

7．3．3 西红花主要化学成分-靶点蛋白-通路网络构建

7．4 本章小结

第八章 全文总结与展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文目录

致谢