全 文 :广东农业科学 2015 年第11期108
收稿日期:2014-12-24
基 金 项目 :广 东 省 科 技 计 划 农 业 攻 关 项目
(2012A020602038);2011年高等学校博士学科点专项科研
基金(20114404120022)
作者简介:周丽萍(1985-),女,在读硕士生,E-mail:
zhouliping08417@126.com
通讯作者:曹庸(1966-),男,博士,教授,E-mail:
caoyong2181@scan.edu.cn
山莓叶抑制家兔离体肠管运动活性物
的分离纯化及活性研究
周丽萍1,陈雪香2,刘晓娟2,常云佩2,肖林平1,钟晨晨1,曹 庸2
(1. 中国广州分析测试中心/广东省分析测试技术公共实验室,广东 广州 510070;
2. 华南农业大学食品学院,广东 广州 510642)
摘 要:为明确山莓叶中抗腹泻的药效成分,利用溶剂萃取、常压柱层析、中压柱层析对山莓叶中的活性成分
进行分离纯化,采用家兔离体肠实验检测抗腹泻活性,并对活性单体进行结构鉴定。结果表明:山莓叶中抑制离
体肠效果好的化合物是对羟基肉桂酸乙酯,当其浓度为 20 mg/mL 时,离体肠张力增量的变化率达到 70.0%,强于
阿托品的抑制效果。
关键词:山莓叶;离体肠;分离纯化;对羟基肉桂酸乙酯
中图分类号:S853.71 文献标识码:A 文章编号:1004-874X(2015)11-0108-05
Isolation,purification and activity of active components
from Rubus corchorifolius leaves and their inhibition
effects on movement of isolated rabbit intestinal
ZHOU Li-ping1,CHEN Xue-xiang2,LIU Xiao-juan2,CHANG Yun-pei2,
XIAO Lin-ping1,ZHONG Chen-chen1,CAO Yong2
(1. Guangdong Provincial Public Laboratory of Analysis and Testing Technology,
China National Analytical Centre,Guangzhou 510070,China;
2. College of Food Science,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China)
Abstract:In order to ensure the anti-diarrhea components from Rubus corchori folius leaves,the active components
from R. corchori folius leaves were isolated and purified using solvent extraction,column chromatography and middle
pressure column chromatography,and their anti-diarrhea activities were determined through the movement of isolated
intestinal of rabbit,meanwhile,the structure of active monomer was identified. The results showed that the component
which had anti-diarrhea activity on isolated intestinal was P-hydroxy ethyl cinnamate in R. corchori folius leaves,when
the concentration was 20 mg/mL,the change rate of tension increment of isolated intestinal reached 70.0%,and its
inhibition effect was better than that of atropine.
Key words:Rubus corchori folius leaves;isolated intestinal from rabbit;isolation and purification;P-hydroxy
ethyl cinnamate
腹泻是常见的畜禽多发病,业已成为现代畜牧
业发展的重要障碍。抗生素的应用是治疗该病的主
要措施,并取得了良好的效果。但随着抗生素的大
量使用,出现了病原菌抗药性增强、畜禽产品药物残
留增加和环境污染严重三大问题,已成为危害人类
健康、制约我国畜牧业发展的瓶颈。近年来,许多国
家先后做出限用或禁用抗生素作为饲料添加剂的决
定,如欧盟已从 2006 年 1月开始在所有成员国全面
禁止使用抗生素作饲料添加剂,对进入欧盟的畜禽
产品执行严格的药检制度。因此,寻求高效、低毒、
低残留和低耐药性药物已成为防治畜禽腹泻迫切需
要解决的问题[1-2]。我国中药民族药种类多,来源广
泛,中草药含有某些特异性生理活性物质,长期使用
被认为是相对安全的抗生素替代物[3]。因此,从天然
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2015.11.020
109
中草药中寻找安全有效的抗腹泻药物,对于解决抗
生素残留问题,提高生产率,发展绿色畜牧业,满足
人们的食品安全需求,缩小我国畜牧业与发达国家
差距,增强我国畜禽产品在国际市场上的竞争力,具
有重要的经济意义和社会效益。
山莓(Rubus corchori folius L.f)是蔷薇科悬钩子
属植物,是湘西、鄂西北等地区少数民族长期使用的
传统中草药,在湘西地区群众常将嫩叶捣碎饲喂动
物治疗腹泻,效果良好,是民间公认安全、有效的抗
腹泻秘方[4]。目前,国内外对山莓的研究主要集中在
资源利用方面,利用其聚合果进行食品加工,利用其
鞣质作为化工原料等。在活性研究方面,本实验室
前期研究表明,山莓叶 80% 乙醇提取物(下称山莓
叶醇提物)能显著抑制兔离体十二指肠的运动[5],并
对番泻叶、蓖麻油和致泻大肠埃希氏菌导致的小鼠
腹泻有显著抑制作用[6],得出了最佳提取活性物质
的条件以及山莓叶乙酸乙酯提取物对抑制兔离体肠
管张力和频率的影响最显著[7]。本研究在此基础上,
对山莓叶乙酸乙酯层萃取物中的抗腹泻活性物质的
分离纯化进行了系统研究。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试山莓叶采于吉首大学张家界校区后山,经
吉首大学城乡资源与规划学院廖博儒副教授鉴定
为蔷薇科悬钩子属植物山莓(Rubus corchori f olius
L.f)。将采集的山莓叶阴干,粉碎过孔径 930 μm 筛,
备用。供试的新西兰兔购于南方实验动物中心,合格
证号为 SCXK(粤)2008-0020。石油醚、氯仿、乙酸
乙酯、乙醇及其他试剂均为分析纯;反相硅胶(三菱
化学)。
试验主要仪器设备有 BL-420S 型生物信号采
集处理系统、FT-100 型张力传感器(成都泰盟科技
有限公司)、LC-10ATVP plus 高效液相色谱仪(日本
岛津公司)、R204 旋转蒸发器(上海申生科技有限
公司)、FD-1PF 冷冻干燥机(北京德天佑科技有限
公司)。
1.2 试验方法
1.2.1 山莓叶乙酸乙酯萃取物的提取 参照文献[8]
的方法。
1.2.2 样品的制备 精确称量第1 次中压柱层析样
品 0.2 g,溶于 1 mL 台氏液中,即配成含药 0.2 g/mL
的溶液。另因样品难溶于水,故使用对离体肠管运动
无影响的含乙醇 30% 的台氏液作为溶剂[5],并取
1 mL 混合液作为对照品。考虑到第 2 次柱层析后所
得组分的质量偏低,因此,第 2 次柱层析分离后的样
品经冷冻干燥后,称取 0.1 g 溶于含 30% 乙醇的
1 mL台氏液中,即配成含药 0.1 g/mL的溶液。制备液
相分离后的样品经冷冻干燥后,称取 0.05 g 溶于含
30%乙醇的1 mL台氏液中,即配成含药 50 mg/mL的
溶液。
1.2.3 兔离体肠模型测定张力增量变化率 参照文
献[9]的方法。
1.2.4 山莓叶抑制家兔离体肠运动活性成分的分离
纯化 将山莓叶乙酸乙酯层萃取物首先经中压硅胶
柱色谱分离,洗脱剂选用石油醚与乙酸乙酯(100∶
0,50∶50,20∶80),乙酸乙酯与甲醇(100∶0,80∶1,
40∶1,20∶1,10∶1,5∶1,1∶1,0∶1)进行梯度洗脱,洗
脱的流速为 15 mL/min,柱层析的检测波长分别为
220、265 nm,同时每管收集的流分量为 20 mL,共收
集 722 管,再经 TLC 检测,采用硫酸香草醛显色,合
并相同组分,共得 13 个组分,分别表示为 Fr.A~Fr.
M。然后对活性最强组分进行低压硅胶柱层析分离
纯化,用氯仿与甲醇进行梯度洗脱,每 20 mL 收集1
瓶,共收集 389 瓶,经 TLC 检测合并相同组分,共得
18 个组分,分别表示为 Fr.1~Fr.18。浓缩冻干后用于
抗腹泻活性检测和进一步分离纯化。
1.2.5 液相分析条件 色谱柱:Dikma Technologies
C18(250 mm×4.6 mm,5 μm);以甲醇-水为流动相,
梯度洗脱;检测波长 320 nm,流速为1 mL/min,进样
量为 20 μL。
1.2.6 Fr.13的净化及结构鉴定 根据 1.2.5 的液
相条件,将 Fr.13 用制备液相色谱法分 3 段(1~24
min、4~26.5 min、26.6~33 min)进行收集。对收集的
洗脱液进行浓缩,得 Fr.a、Fr.b、Fr.c。将活性强的组
分进行重结晶处理,得到山莓叶中主要活性化合物。
采用 1H NMR 和 13C NMR 鉴定其化学结构。
1.2.7 对羟基肉桂酸乙酯(EC)的抑制肠蠕动活性研
究 分别用含 30% 乙醇的台氏液,配制 5、10、20、
40、80、160 mg/mL 的对羟基肉桂酸乙酯溶液,及 5、
10、20、40、80、160 mg/mL 的硫酸阿托品药液,比较
羟基肉桂酸乙酯与硫酸阿托品对抑制家兔离体肠运
动的功效。
试验数据用 SAS 统计分析软件(V8)处理,采
110
用配对试验设计,组间数据采用 t检验。采用单因素
方差分析不同因素处理组之间张力增量变化率的差
异性。
2 结果与分析
2.1 乙酸乙酯层中压柱层析分离后的样品对家兔离
体肠管的抑制作用
由图 1 可知,组分 Fr .B 的张力增量变化率
为 -3%,可能具有促进肠蠕动的效果;组分 Fr.I、
Fr.J、Fr.K 张力增量变化率分别为 30%、64%、
29%;其他组分的张力增量变化率在 1%~15% 之
间,因此组分 Fr.J 的张力增量变化率远大于其他组
分;乙酸乙酯层萃取物张力增量变化率为 52%,小
于组分 Fr.J 的张力增量变化率。对其进行组间方
差分析得出,组分 Fr.J 对家兔离体肠的抑制效果明
显优于乙酸乙酯层和其他柱层析组分。说明山莓叶
乙酸乙酯层经全自动中压柱层析分离后得到了初步
纯化。
80
60
40
20
0
-20
张
力
增
量
变
化
率(
%)
i j
d g e e f
c
a
c
h
f
b
Fr.
A
Fr.
B
Fr.
C
Fr.
D
Fr.
E
Fr.
F
Fr.
G
Fr.
H Fr.
I
Fr.
J
Fr.
K
Fr.
L
Fr.
M
乙
酸
乙
酯
层
i
组分
图中小写英文字母不同者表示差异显著,图2、图3同
图 1 中压柱层析后各组分对家兔离体肠管张力增量变化率比较
2.2 中压柱层析组分 Fr.J柱层析分离后的样品对
家兔离体肠管的抑制作用
从图2 可以看出,Fr.2、Fr.3、Fr.4、Fr.8的张力增
量变化率分别为 -10%、-8%、-3%、-6%,加样后使
肠蠕动的张力增加,具有促进肠蠕动的效果。Fr.13、
Fr.17的张力增量变化率分别为 48%、36%,远大于其
他组分的张力增量变化率。但由显著性差异分析可
知,Fr.17 样品加入后与加样前比较,抑制肠蠕动的张
力变化并无显著差异。因此结合显著性差异分析和
张力增量变化率情况,Fr.13 样品抑制家兔十二指肠
蠕动的效果显著,具有抗腹泻活性。Fr.J 的张力增量
变化率为 29%,根据方差分析得出,Fr.13 对家兔离
体肠的抑制效果明显优于 Fr.J 和其他柱层析组分,
说明 J 层样品中具有抗腹泻效果的成分经低压柱层
析分离后又得到一定的纯化。组分不同其抑制家兔
肠运动活性也存在差异,随着样品的洗脱分离,到
Fr.17 组分时,其抑制蠕动的活性很小,说明活性物基
本上被洗脱分离。Fr.13样品即为所得的活性部位。
60
40
20
0
-20
张
力
增
量
变
化
率(
%)
Fr.
1
Fr.
2
Fr.
3
Fr.
4
Fr.
5
Fr.
6
Fr.
7
Fr.
8
Fr.
9
Fr.
10
Fr.
11
Fr.
12
Fr.
13
Fr.
14
Fr.
15
Fr.
16
Fr.
17
Fr.
18 Jr.
J
层析柱组分
i
e
m l
l
k k
e d
h gh
a
d
g
f
b
c
j
l
图 2 Fr.J分离组分对家兔离体肠管张力增量变化率的影响
111
2.3 Fr.13制备液相净化后样品对家兔离体肠管的
抑制作用
由图3可知,Fr.a、Fr.b、Fr.c的张力增量变化率分别
为10%、47%、32%,而Fr.13的张力增量变化率为29%,
Fr.b、Fr.c 对家兔离体肠的抑制效果明显优于 Fr.13。
说明活性组分净化后,其抗腹泻活性又得到提高。
2.4 Fr.13分离纯化后的液相检测及结构鉴定
采用一维核磁 1H-NMR 和 13C-NMR 对化合
物的结构进行分析。其理化数据为:1H-NMR 谱
数据(600MHz,CDC l 3)为:δ:1.31(3H,t,
J=7.1Hz,-CH3);4.24(2H,q,J=7.1Hz,-CH2-O-);
6.28(1H,d,J=16Hz,H-2);6.82(2H,d,J=8.6Hz,
H-3,5);7.41(2H,d,J=8.6Hz,H-2,6);7.63(1H,
d,J=0.4Hz,H-3)。13C-NMR 谱数据(600MHz,
CDCl3)为:δ:167.51(C=O),158.0(C-4),144.83
(C-7),129.9(C-2,6),126.9(C-1),115.90(C-3,
5),114.92(C-8),60.58(-O-CH2-),14.58(-CH3)。
以上数据与文献[10]对照基本一致,故确定该化合
物为对羟基肉桂酸乙酯。图 3 不同分离组分对家兔离体肠管张力增量变化率的影响
60
50
40
30
20
10
0
张
力
增
量
变
化
率(
%)
组分
Fr.a Fr.b Fr.c Fr.13
d
a
b
c
2500
2250
2000
1750
1500
1250
1000
750
500
250
0
响
应
值(
MV
)
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Fr.a
Fr.b
Fr.c
0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 22.5 25 27.5 30 32.5 35 37.5
保留时间(min)
2.5 对羟基肉桂酸乙酯对家兔离体肠运动的影响
从图 5 和图 6 可以看出,加入 40 mg/mL 的对羟
基肉桂酸乙酯后,兔离体肠管的收缩幅度逐渐减小,
肠管蠕动张力明显减弱,且对肠蠕动的抑制效果较
同浓度阿托品更强,说明对羟基肉桂酸乙酯有很好
的抑制兔离体肠蠕动的活性。
从图 7 可以看出,阿托品和对羟基肉桂酸乙
酯都有很好的抑制兔离体肠管运动的作用,在加
入 20 mg/mL 对羟基肉桂酸乙酯时,对兔离体肠管
的运动张力抑制作用达到最大、为 70.0%。并且在
5~160 mg/mL 浓度范围内,对羟基肉桂酸乙酯对兔离
体肠管的运动张力抑制作用明显强于阿托品。
图 4 Fr.13液相检测图谱增量变化率的影响
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
质
量(
g)
0 5 15 25 35 45 55 65 75 85 95 105 115 125 135 145 155 165 175 185 195 205 215
EC
时间(s)
图 5 40 mg/mL对羟基肉桂酸乙酯(EC)加入前后对兔离体肠管的影响
甲
醇
含
量(
%)
112
80
60
40
20
0
张
力
增
量
变
化
率(
%)
5
浓度(mg/mL)
EC
Atr
10 20 40 80 160
图 7 对羟基肉桂酸乙酯及阿托品对家兔离体肠
张力增量变化率的影响
3 结语
山莓叶属于民间抗腹泻草药,山莓叶乙酸乙酯层
多次柱层析分离纯化后对家兔离体肠管抑制作用的
试验结果表明,其活性物质主要是对羟基肉桂酸乙
酯,当其浓度为 20 mg/mL 时,其张力增量变化率达
到 70.0%。而 200 mg/mL 乙酸乙酯层萃取物对兔离
体十二指肠的张力减小百分率仅为 63%[7],因此山
莓叶分离纯化后的组分抗腹泻效果明显。本试验深
入研究了山莓叶中抗腹泻成分的物质基础,确定了
抗腹泻组分,为今后大量富集奠定了基础。同时,本
试验首次发现对羟基肉桂酸乙酯存在于山莓叶的提
取物中。有研究报道沙姜中肉桂酸乙酯类化合物具
有抗促癌作用[11],可能山莓叶中也存在一定的抗肿
瘤效果的物质,这为今后更好地研究山莓叶的利用
价值提供了一定基础。
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图 6 40 mg/mL阿托品(Atr)加入前后对兔离体肠管的影响
1.2
1.0
0.7
0.5
0.2
0
质
量(
g)
Atr
0 5 15 25 35 45 55 65 75 85 95 105 115 125 135 145 155 165 175 185 195 205
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(责任编辑 崔建勋)