响应面法优化红景天中红景天苷的工艺研究
摘 要红景天苷是红景天的主要有效成分，具有人体免疫调节等药理活性，在营养和保健等方面也有着广泛用途。本实验以乙醇为溶剂，利用超声波法优化红景天苷提取工艺，使用响应面法分析。把红景天苷的含量作为考察对象，分别对料液比、反应时间、超声功率和乙醇体积分数研究，最终得到（1）单因素试验提取红景天苷，料液比为1:20（g/mL），反应时间为90 min，超声功率为400 W，乙醇体积分数为80%时，红景天苷的含量最大；（2）响应面法优化超声波法提取工艺试验结果表明，4个因素对目标产物含量的影响程度依次为料液比>超声功率>反应时间>乙醇体积分数。在最佳工艺参数下进行3次重复试验得到的红景天苷平均含量为2.502%。
目 录
1 绪论 1
1.1 红景天的植物学特征 1
1.2 红景天化学成分 1
1.3 红景天苷的药理作用 1
1.3.1 对人体心血管系统的药理效果 1
1.3.2 对肝脏的影响 2
1.3.3 对皮肤的作用 2
1.3.4 对神经系统保护方面 3
1.4 红景天苷提取方法 3
1.4.1 醇提法 3
1.4.2 微波提取法 4
1.4.3 超声波提取法 4
1.4.4 高压提取法 4
1.5 研究目的和意义 4
2 研究方法 5
2.1 实验材料、仪器 5
2.1.1 材料 5
2.1.2 仪器 5
2.2 含量测定 5
2.2.1 对照品溶液的制备 5
2.2.2 标准曲线的绘制 6
2.2.3 供试品溶液的制备 6
2.2.4 精密度实验 6
2.2.5 稳定性实验 6
2.3 单因素试验 6
2.4 响应面实验设计 7
2.5 工艺流程 7
3 结果与讨论 8
3.1 含量测定方法的确定 8
3.1.1 HPLC吸收波长的确定 8
3.1.2 标准曲线的绘制 8
3.1.3 精密度实验结果分析 8 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
3.1.4 稳定性实验结果分析 9
3.2 红景天苷的提取 9
3.2.1 料液比对红景天苷含量的影响 9
3.2.2 反应时间对红景天苷含量的影响 10
3.2.3 超声功率对红景天苷含量的影响 10
3.2.4 乙醇体积分数对红景天苷含量的影响 11
3.3 响应面法优化超声波法提取工艺 11
3.3.1 数学模型的建立及显著性的检验结果 13
3.3.2 响应面和等高线分析 15
3.3.3 红景天提取工艺参数优化 17
4 结论与展望 18
参 考 文 献 19
致 谢 21
1 绪论
1.1 红景天的植物学特征
红景天属多年生草本植物，有“高原人参”和“雪山仙草”之美称，多长在高寒地带，生命力顽强，有独特适应性[1]。已有200多种被发现，在亚洲地区常被使用的高达20种，药用价值很高[2]，中国为红景天的主产区之一，资源比较丰富。红景天取干燥根茎入药，其味甘、苦，性平，归肺、心经，在日常的药用中，具有消除疲劳、缓解高原反应等作用。在近年来的研究中还发现，红景天还具有延缓衰老、预防肿瘤和癌症的发生等药效[3]。
红景天苷是其主要的活性成分，《本草纲目》记载其为本草上品，具有扶正固本、补气养血、清热润肺之功效[4]。红景天中的很多化学成分不仅能有效缓解疲劳症状、提高人体免疫系统的能力、清除体内由于氧化作用产生的自由基等药理作用，还在营养和保健等方面也有着广泛用途。因此开发红景天苷的医学和药理学价值具有光明的前景。
1.2 红景天化学成分
高山红景天有效成分较多，其中以苷类成分（如黄酮醇苷、苯烷基苷等）为主[5]。除此之外，还有黄酮类（黄酮醇等）、挥发油类（肉桂醇等）、香豆素类（香豆素等）、毒性成分（生氰苷等）、萜类以及部分生物碱类等其它有效成分。
1.3 红景天苷的药理作用
1.3.1 对人体心血管系统的药理效果
（1）强化心脏细胞
张俊彪等[6]对不同浓度红景天苷作用机制下人心肌细胞乳酸脱氢酶、肌酸激酶、天冬氨酸氨基转移酶、超氧化物歧化酶(SOD)释放量以及心肌细胞活性变化进行测定，研究表明经红景天处理后人心肌细胞的死亡及凋亡数量呈明显下降的趋势，因此对于不益于心肌细胞因子会有所改善。由此可见其对心肌缺血有保护作用，能减轻心肌细胞损伤。
（2）调节血管功能
张涵等[7]利用高血压模型对长期服用红景天苷大鼠的血压进行检测，较之前能够有效降低血压，又对胸主动脉血管的反应性及某些基因的表达水平进行考量，小鼠活力有较大提高，结果证实红景天苷可以有效改善大鼠的血管功能异常。
（3）抗动脉粥样硬化及肺动脉高压
张明发等[8]做了一项研究，发现红景天苷能缓解脑血管痉挛状况发生，抑制多种实验性动脉粥样硬化形成，并且能够通过调节信号通路改善肺动脉高压和动脉粥样硬化。黄晓颖等[9]以一项慢性缺氧性肺动脉高压模型来证实红景天苷对大鼠肺细小动脉细胞的影响，研究结果也表明了红景天苷能明显缓解大鼠肺细小动脉血管肌化、内皮细胞损伤等现象。
1.3.2 对肝脏的影响
（1）保护肝脏
很多研究发现红景天苷能对肝脏细胞起到一定的保护作用。陈少东等[10]发现红景天苷可显著降低地鼠体内肝组织三酰甘油含量和血清天门冬氨基酸氨基转移酶的活性，有效改善肝组织的病变情况。李红山等[11]在大鼠肝脏脂肪的合成氧化过程研究基础上，通过试验探究红景天苷抗非酒精性脂肪肝病变的具体作用机制，研究结果发现红景天苷可能通过抑制大鼠肝脏内的脂肪合成并促进脂肪酸的氧化来实现非酒精性脂肪肝预防性治疗的效果。
（2）对肝脏缺血缺氧的保护
张鹏等[12]利用缺血大鼠肝脏和红景天苷作为实验材料，探究红景天苷对试验大鼠肝脏的病变影响。研究发现红景天苷能有效减轻大鼠肝组织病变损伤，其血清中的血清天门冬氨基酸氨基转移酶浓度明显下降，红景天苷能有效的对大鼠缺血肝组织进行保护。黎荣等[13]利用缺氧性肝脏为试验材料，探究了红景天苷在缺氧性肝脏损伤的保护机制。试验结果表明红景天苷预处理可以有效缓解肝脏组织病化，从而起到保护肝脏细胞的作用。
1.3.3 对皮肤的作用
祝凤梅[14]在研究红景天苷对存在氧化损伤的人体上皮细胞的保护作用发现，红景天苷能通过抑制或提高某些基因的表达来保护发生氧化损伤的人晶状体上皮细胞，从而减少细胞凋亡数，对上皮细胞起到保护作用，这也为利用红景天苷防治白内障发生的新药物试验研究提供一定的理论基础。沈干等[15]通过相关研究也发现红景天苷对经中波紫外线损伤后的人角质形成细胞内抗氧化酶SOD、GSH、CAT的活性具有一定的提高作用，同时通过抑制脂质过氧化反应及氧化作用，能有效地对抗皮肤细胞光老化。
目 录
1 绪论 1
1.1 红景天的植物学特征 1
1.2 红景天化学成分 1
1.3 红景天苷的药理作用 1
1.3.1 对人体心血管系统的药理效果 1
1.3.2 对肝脏的影响 2
1.3.3 对皮肤的作用 2
1.3.4 对神经系统保护方面 3
1.4 红景天苷提取方法 3
1.4.1 醇提法 3
1.4.2 微波提取法 4
1.4.3 超声波提取法 4
1.4.4 高压提取法 4
1.5 研究目的和意义 4
2 研究方法 5
2.1 实验材料、仪器 5
2.1.1 材料 5
2.1.2 仪器 5
2.2 含量测定 5
2.2.1 对照品溶液的制备 5
2.2.2 标准曲线的绘制 6
2.2.3 供试品溶液的制备 6
2.2.4 精密度实验 6
2.2.5 稳定性实验 6
2.3 单因素试验 6
2.4 响应面实验设计 7
2.5 工艺流程 7
3 结果与讨论 8
3.1 含量测定方法的确定 8
3.1.1 HPLC吸收波长的确定 8
3.1.2 标准曲线的绘制 8
3.1.3 精密度实验结果分析 8 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
3.1.4 稳定性实验结果分析 9
3.2 红景天苷的提取 9
3.2.1 料液比对红景天苷含量的影响 9
3.2.2 反应时间对红景天苷含量的影响 10
3.2.3 超声功率对红景天苷含量的影响 10
3.2.4 乙醇体积分数对红景天苷含量的影响 11
3.3 响应面法优化超声波法提取工艺 11
3.3.1 数学模型的建立及显著性的检验结果 13
3.3.2 响应面和等高线分析 15
3.3.3 红景天提取工艺参数优化 17
4 结论与展望 18
参 考 文 献 19
致 谢 21
1 绪论
1.1 红景天的植物学特征
红景天属多年生草本植物，有“高原人参”和“雪山仙草”之美称，多长在高寒地带，生命力顽强，有独特适应性[1]。已有200多种被发现，在亚洲地区常被使用的高达20种，药用价值很高[2]，中国为红景天的主产区之一，资源比较丰富。红景天取干燥根茎入药，其味甘、苦，性平，归肺、心经，在日常的药用中，具有消除疲劳、缓解高原反应等作用。在近年来的研究中还发现，红景天还具有延缓衰老、预防肿瘤和癌症的发生等药效[3]。
红景天苷是其主要的活性成分，《本草纲目》记载其为本草上品，具有扶正固本、补气养血、清热润肺之功效[4]。红景天中的很多化学成分不仅能有效缓解疲劳症状、提高人体免疫系统的能力、清除体内由于氧化作用产生的自由基等药理作用，还在营养和保健等方面也有着广泛用途。因此开发红景天苷的医学和药理学价值具有光明的前景。
1.2 红景天化学成分
高山红景天有效成分较多，其中以苷类成分（如黄酮醇苷、苯烷基苷等）为主[5]。除此之外，还有黄酮类（黄酮醇等）、挥发油类（肉桂醇等）、香豆素类（香豆素等）、毒性成分（生氰苷等）、萜类以及部分生物碱类等其它有效成分。
1.3 红景天苷的药理作用
1.3.1 对人体心血管系统的药理效果
（1）强化心脏细胞
张俊彪等[6]对不同浓度红景天苷作用机制下人心肌细胞乳酸脱氢酶、肌酸激酶、天冬氨酸氨基转移酶、超氧化物歧化酶(SOD)释放量以及心肌细胞活性变化进行测定，研究表明经红景天处理后人心肌细胞的死亡及凋亡数量呈明显下降的趋势，因此对于不益于心肌细胞因子会有所改善。由此可见其对心肌缺血有保护作用，能减轻心肌细胞损伤。
（2）调节血管功能
张涵等[7]利用高血压模型对长期服用红景天苷大鼠的血压进行检测，较之前能够有效降低血压，又对胸主动脉血管的反应性及某些基因的表达水平进行考量，小鼠活力有较大提高，结果证实红景天苷可以有效改善大鼠的血管功能异常。
（3）抗动脉粥样硬化及肺动脉高压
张明发等[8]做了一项研究，发现红景天苷能缓解脑血管痉挛状况发生，抑制多种实验性动脉粥样硬化形成，并且能够通过调节信号通路改善肺动脉高压和动脉粥样硬化。黄晓颖等[9]以一项慢性缺氧性肺动脉高压模型来证实红景天苷对大鼠肺细小动脉细胞的影响，研究结果也表明了红景天苷能明显缓解大鼠肺细小动脉血管肌化、内皮细胞损伤等现象。
1.3.2 对肝脏的影响
（1）保护肝脏
很多研究发现红景天苷能对肝脏细胞起到一定的保护作用。陈少东等[10]发现红景天苷可显著降低地鼠体内肝组织三酰甘油含量和血清天门冬氨基酸氨基转移酶的活性，有效改善肝组织的病变情况。李红山等[11]在大鼠肝脏脂肪的合成氧化过程研究基础上，通过试验探究红景天苷抗非酒精性脂肪肝病变的具体作用机制，研究结果发现红景天苷可能通过抑制大鼠肝脏内的脂肪合成并促进脂肪酸的氧化来实现非酒精性脂肪肝预防性治疗的效果。
（2）对肝脏缺血缺氧的保护
张鹏等[12]利用缺血大鼠肝脏和红景天苷作为实验材料，探究红景天苷对试验大鼠肝脏的病变影响。研究发现红景天苷能有效减轻大鼠肝组织病变损伤，其血清中的血清天门冬氨基酸氨基转移酶浓度明显下降，红景天苷能有效的对大鼠缺血肝组织进行保护。黎荣等[13]利用缺氧性肝脏为试验材料，探究了红景天苷在缺氧性肝脏损伤的保护机制。试验结果表明红景天苷预处理可以有效缓解肝脏组织病化，从而起到保护肝脏细胞的作用。
1.3.3 对皮肤的作用
祝凤梅[14]在研究红景天苷对存在氧化损伤的人体上皮细胞的保护作用发现，红景天苷能通过抑制或提高某些基因的表达来保护发生氧化损伤的人晶状体上皮细胞，从而减少细胞凋亡数，对上皮细胞起到保护作用，这也为利用红景天苷防治白内障发生的新药物试验研究提供一定的理论基础。沈干等[15]通过相关研究也发现红景天苷对经中波紫外线损伤后的人角质形成细胞内抗氧化酶SOD、GSH、CAT的活性具有一定的提高作用，同时通过抑制脂质过氧化反应及氧化作用，能有效地对抗皮肤细胞光老化。
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