溫度對云南紅豆杉紫杉醇及紫杉烷提取的影響*

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溫度對云南紅豆杉紫杉醇及紫杉烷提取的影響*

李江1，孫攀3，張勁峰2，王磊2，馮倩2

(1.普洱市林業(yè)局，云南普洱665000；2.云南省林業(yè)科學(xué)院，云南昆明650201;

3.遼寧省海城市防雷減災(zāi)中心,遼寧海城114200)

摘要：通過高效液相色譜儀，測定不同干燥溫度處理的云南紅豆杉鮮枝葉中提取的紫杉醇和紫杉烷含量，探究溫度對該樹種鮮枝葉中紫杉醇和紫杉烷類物質(zhì)含量影響的規(guī)律。結(jié)果表明，不同的處理溫度對云南紅豆杉鮮枝葉中紫杉醇和紫杉烷的含量并無顯著影響。但從干燥效率上看，實際生產(chǎn)中以90℃干燥60 min的方案為佳。

關(guān)鍵詞：云南紅豆杉；鮮枝葉；干燥溫度；紫杉醇；紫杉烷

紅豆杉(Taxusspp.)為紅豆杉科(Taxaceae)紅豆杉屬(Taxus)物種，是國家一級保護珍稀瀕危植物[1]。紅豆杉屬全世界有11種，我國有4種1變種[2]，主要分布于東北、西南和華南，云南省有2種1變種，即,中國紅豆杉(T.chinensis)、云南紅豆杉(T.yunanensis)、南方紅豆杉(T.chinensisvar.mairei)，主要分布在省內(nèi)7個市州的30多個縣市[3]。從紅豆杉中可以提取具有高效抗腫瘤活性的天然物質(zhì)——紫杉醇(Taxol)對卵巢癌、非小細(xì)胞肺癌、乳腺癌等都具有很好的療效，是新一代抗癌藥物的代表，目前臨床化療藥物的一線用藥[4]。紅豆杉除含有紫杉醇外，還含有400多種其他紫杉烷類化合物，有些紫杉烷化合物本身具有藥用價值，有的則是紫杉醇的代謝前體或支路代謝產(chǎn)物，具有特殊生理活性[5]，可作為半合成紫杉醇的重要原料[6～7]，比如，在常規(guī)檢測的6種紫杉烷類物質(zhì)中，可大量用于半合成生產(chǎn)紫杉醇和多烯紫杉醇(Docetaxo1)的前體化合物是10-DAB和巴卡亭Ⅲ；與紫杉醇化學(xué)結(jié)構(gòu)非常相似的化合物是三尖杉寧堿，本身具有抗癌活性，也已經(jīng)實現(xiàn)了轉(zhuǎn)化為紫杉醇的過程。而其他兩種物質(zhì)也都是紫杉醇類似物，通過修飾和結(jié)構(gòu)改造都有望成為半合成新一代紫杉醇類前體藥物的母核化合物[8]。

云南紅豆杉是中國現(xiàn)有幾種紅豆杉植物中紫杉醇和10-DAB含量較高、分布最廣的樹種[9]，云南紅豆杉產(chǎn)于云南西部至北部，西藏東部、四川西南部[10]，主要分布在哀牢山以西的濕潤、半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，是西南季風(fēng)常綠闊葉林、暗針葉林、針闊葉林的組成部分[11]。隨著紅豆杉資源的不斷開發(fā)利用，人類的盲目生產(chǎn)經(jīng)營活動越來越加劇，導(dǎo)致紅豆杉資源破壞嚴(yán)重，資源越來越緊缺。大規(guī)模地人工栽培紅豆杉已成為目前解決紫杉醇市場需求的主要途徑，蘊藏著巨大的市場商機[12]。另外，傳統(tǒng)的紫杉醇生產(chǎn)方法粗放，加之有效成分提取技術(shù)不過關(guān)和設(shè)備配套不完善，導(dǎo)致紫杉醇浪費嚴(yán)重[13]，因此，掌握紅豆杉原材料在采收后第一時間內(nèi)最佳干燥處理方法，防止紫杉醇和紫杉烷類含物的損失，是最大限度提取人工栽培的紅豆杉中紫杉醇及紫杉烷類化合物的一個十分關(guān)鍵的問題[14]。本研究以云南紅豆杉新鮮枝葉為材料，用烘箱進行干燥處理，通過不同烘烤溫度下云南紅豆杉紫杉烷類含物質(zhì)含量變化的對比研究，找出最佳的烘烤措施，最大限度地減少由于材料預(yù)處理工藝粗放而造成原材料中有效成分紫杉醇及其他紫杉烷類物質(zhì)的損失，以提高原材料的利用率，為紅豆杉原材料的預(yù)處理提供參考。

1材料與方法

1.1采樣

云南紅豆杉鮮枝葉采自四川省宜賓市南溪區(qū)馬家鄉(xiāng)鴻亞紅豆杉種植基地內(nèi)，樹齡3年。取幼樹中部1年生枝葉，隨機采集20株的枝葉混合樣，每株采樣不少于100 g。

1.2干燥

將采集到的云南紅豆杉枝葉粗略剪裁后，以托盤承裝，送入最高干燥溫度為300℃的電熱恒溫鼓風(fēng)干燥烘箱(型號101-2-S)進行烘干處理，設(shè)置5個溫度梯度處理，分別為60℃、70℃、80℃、90℃、100℃，每個梯度設(shè)置3個重復(fù)，共計15個重復(fù)，每個重復(fù)取樣品97 g，烘烤時樣品均勻受熱，樣品以烘烤至充分干燥為準(zhǔn)，并記錄下相應(yīng)的烘干時間。烘干后，將枝葉進行粉碎，經(jīng)分裝后即為待檢樣品。

1.3含量測定

本次實驗中所要檢測的6種紫杉烷類化合物質(zhì)是,10-DAB(10-去乙酰巴卡亭Ⅲ，即10-Deacetyrl-baccatinIII)、紫杉醇(Taxo1)、巴卡亭Ⅲ(Baccatin III)、三尖杉寧堿(Cephalomanine)、7-差向-紫杉醇(7-epi-taxo1)、10-DAET(10-去乙酰-7-差向-紫杉醇，即10-Deacetyl-7-epi-taxo1)。利用高效液相色譜儀對樣品的紫杉烷類化合物含量進行外標(biāo)法定量檢測。

1.4數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2003和SPSS 15.0統(tǒng)計分析軟件對實驗數(shù)據(jù)進行單因素方差分析處理。

2結(jié)果與分析

2.1干燥處理結(jié)果

干燥所用的時間及樣品鮮干重情況見表1。

表1　干燥所用的時間及樣品鮮干重

2.2溫度對紫杉醇和紫杉烷含量提取的影響

通過對實驗結(jié)果數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，得出不同處理溫度對紫杉醇和紫杉烷含量的影響結(jié)果(圖1)。

圖1　烘干溫度對紫杉醇及紫杉烷類總含量的影響

2.3溫度對紅豆杉枝葉達到恒重時間的影響

不同烘烤溫度對紅豆杉枝葉達到恒重的時間有一定的影響，干燥的時間隨著溫度的增加而縮短(表1)，即：“低溫長時，高溫短時”，60℃達到恒重的時間為204 min，70℃的為139 min、80℃的為88 min、90℃的為60 min、100℃的所用時間最少，為50 min；最低溫和最高溫所用的時間相差154 min，90℃和100℃僅相差10 min。

采用烘箱干燥云南紅豆杉枝葉，5個不同溫度處理(60～100℃)對紫杉醇和紫杉烷含量影響結(jié)果為：(1)紫杉醇含量(萬分之)依次為1.37±0.04、1.37±0.03、1.37±0.04、1.45±0.14和1.32±0.06，方差分析結(jié)果顯示含量變化無顯著性差異，但90℃時略微升高，100℃時又略有回落；(2)紫杉烷類含量變化也無顯著性差異，但其變化趨勢為90℃處理>70℃處理>60℃處理>100℃處理>80℃處理。

3結(jié)論與討論

通過設(shè)置5個溫度梯度(60℃、70℃、80℃、

90℃、100℃)，對同一批次云南紅豆杉鮮枝葉樣品分別進行干燥處理，經(jīng)檢測后分析比對了各樣品中紫杉醇及相關(guān)紫杉烷類物質(zhì)的含量。結(jié)果表明，不同溫度處理對提取云南紅豆杉鮮枝葉中紫杉醇和紫杉烷含量并無顯著影響。但根據(jù)有關(guān)文獻報道[15]，采用烘箱干燥東北紅豆杉(T.cuspidata)，不同烘烤溫度對提取東北紅豆杉鮮枝葉中紫杉醇的含量有顯著影響，烘干溫度為90℃、100℃的含量最高，80℃和60℃的次之，而高溫110℃和120℃時含量下降。不同烘烤溫度對云南紅豆杉和東北紅豆杉提取紫杉醇和紫杉烷含量的影響有所不同，可能原因是，(1)不同品種、不同產(chǎn)地的紅豆杉內(nèi)所含的紫杉醇和紫杉烷類化合物對溫度的敏感度有差異；(2)不同的實驗者在做實驗的過程中存在差別，比如對達到恒重的要求不盡相同、在烘烤過程中每個重復(fù)受熱不夠均勻；(3)測定含量時測定方法不同或各成分配制比例不同；(4)對樣品處理不夠及時，由于各種原因云南紅豆杉鮮枝葉樣品采集兩天后才對其進行處理，可能導(dǎo)致了一些紫杉醇和紫杉烷含量的流失；(5)將樣品從采集地帶回云南，由于地域發(fā)生變化，可能對紅豆杉枝葉樣品中的紫杉醇和紫杉烷含量造成一定的影響；(6)樣品采集對象樹齡不一致，本次實驗的采集對象樹齡為3齡，而文獻中的樣品采集對象樹齡為18-20齡；(7)采集樣品的時節(jié)對紅豆杉枝葉中紫杉醇和紫杉烷的含量有一定的影響。

不同烘烤溫度對云南紅豆杉和東北紅豆杉新枝葉達到恒重的時間都有影響，均隨著溫度的升高而縮短的，60～80℃所需要的時間較長；90℃、100℃需要的時間短，二者相差不大。最低溫和最高溫所需要的時間相差154 min，在生產(chǎn)中采用高溫處理會比較方便、快捷、高效，而且在90～100℃時紅豆杉枝葉紫杉烷類物質(zhì)含量略高。因此90℃處理時，紫杉醇含量略高于其他處理。

采收云南紅豆杉原料后要及時進行處理，盡可能降低生產(chǎn)和運輸成本，提高經(jīng)濟效益[16]。以往對云南紅豆杉待測樣品進行烘干預(yù)處理時，對于烘干溫度與時間的設(shè)置并未明確規(guī)范，致使相關(guān)操作顯得較為粗放，不利于后期樣品含量的分析比對。因此，用烘箱干燥云南紅豆杉鮮枝葉時，建議將溫度設(shè)定為90℃，烘烤時間為60 min。

[下轉(zhuǎn)第128頁]

Effect of Different Drying Temperature on the Taxol and

Taxane Extracted from Taxus Yunnanensis

LI Jiang1，SHUN Pan3,ZHANG Jin-feng2，WANG Lei2，F(xiàn)ENG Qian2

(1.Pu’Er Forestry Bureau,Pu’Er Yunnan 665000，P.R.China;2 Yunnan Academy of Forestry，Kunming Yunnan 650201，P.R.China;

3.Haicheng Municipal Center of Lightning Prevention and Mitigation,Haicheng Liaoning 114200，P.R.China)

Abstract:In order to identify the effect of temperature on the content of Taxol and Taxane extracted from fresh leaf and green branch of Taxus yunnanensis，the test was made for Taxol and Taxane pretreated under different temperatures by using high performance liquid chromatograph.The result showed that there was no significant impact from drying temperature on the content of Taxol and Taxane.However，the appropriate drying temperature could be 90℃ with 60 min in practice.

Key words:Taxus yunnanensis;fresh leaf and green branches;drying temperature; taxol; taxane

中圖分類號：S 791.49

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-8246(2015)06-0122-04

通訊作者簡介：張勁峰(1967-)，男，研究員，博士，主要從事山地退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)，鄉(xiāng)土闊葉樹種開發(fā)的研究。E-mail：1910323166@qq.com

作者簡介：第一李江(1979-)，女，工程師，主要從事林業(yè)資源管理。E-mail：349877534@qq.com

基金項目：國家科技支撐課題(2011BAD46B01)。

收稿日期：*2015-05-11