温度对云南红豆杉紫杉醇及紫杉烷提取的影响*



温度对云南红豆杉紫杉醇及紫杉烷提取的影响*

李江1，孙攀3，张劲峰2，王磊2，冯倩2

(1.普洱市林业局，云南普洱665000；2.云南省林业科学院，云南昆明650201;

3.辽宁省海城市防雷减灾中心,辽宁海城114200)

摘要：通过高效液相色谱仪，测定不同干燥温度处理的云南红豆杉鲜枝叶中提取的紫杉醇和紫杉烷含量，探究温度对该树种鲜枝叶中紫杉醇和紫杉烷类物质含量影响的规律。结果表明，不同的处理温度对云南红豆杉鲜枝叶中紫杉醇和紫杉烷的含量并无显著影响。但从干燥效率上看，实际生产中以90℃干燥60 min的方案为佳。

关键词：云南红豆杉；鲜枝叶；干燥温度；紫杉醇；紫杉烷

红豆杉(Taxusspp.)为红豆杉科(Taxaceae)红豆杉属(Taxus)物种，是国家一级保护珍稀濒危植物[1]。红豆杉属全世界有11种，我国有4种1变种[2]，主要分布于东北、西南和华南，云南省有2种1变种，即,中国红豆杉(T.chinensis)、云南红豆杉(T.yunanensis)、南方红豆杉(T.chinensisvar.mairei)，主要分布在省内7个市州的30多个县市[3]。从红豆杉中可以提取具有高效抗肿瘤活性的天然物质——紫杉醇(Taxol)对卵巢癌、非小细胞肺癌、乳腺癌等都具有很好的疗效，是新一代抗癌药物的代表，目前临床化疗药物的一线用药[4]。红豆杉除含有紫杉醇外，还含有400多种其他紫杉烷类化合物，有些紫杉烷化合物本身具有药用价值，有的则是紫杉醇的代谢前体或支路代谢产物，具有特殊生理活性[5]，可作为半合成紫杉醇的重要原料[6～7]，比如，在常规检测的6种紫杉烷类物质中，可大量用于半合成生产紫杉醇和多烯紫杉醇(Docetaxo1)的前体化合物是10-DAB和巴卡亭Ⅲ；与紫杉醇化学结构非常相似的化合物是三尖杉宁碱，本身具有抗癌活性，也已经实现了转化为紫杉醇的过程。而其他两种物质也都是紫杉醇类似物，通过修饰和结构改造都有望成为半合成新一代紫杉醇类前体药物的母核化合物[8]。

云南红豆杉是中国现有几种红豆杉植物中紫杉醇和10-DAB含量较高、分布最广的树种[9]，云南红豆杉产于云南西部至北部，西藏东部、四川西南部[10]，主要分布在哀牢山以西的湿润、半湿润季风气候区，是西南季风常绿阔叶林、暗针叶林、针阔叶林的组成部分[11]。随着红豆杉资源的不断开发利用，人类的盲目生产经营活动越来越加剧，导致红豆杉资源破坏严重，资源越来越紧缺。大规模地人工栽培红豆杉已成为目前解决紫杉醇市场需求的主要途径，蕴藏着巨大的市场商机[12]。另外，传统的紫杉醇生产方法粗放，加之有效成分提取技术不过关和设备配套不完善，导致紫杉醇浪费严重[13]，因此，掌握红豆杉原材料在采收后第一时间内最佳干燥处理方法，防止紫杉醇和紫杉烷类含物的损失，是最大限度提取人工栽培的红豆杉中紫杉醇及紫杉烷类化合物的一个十分关键的问题[14]。本研究以云南红豆杉新鲜枝叶为材料，用烘箱进行干燥处理，通过不同烘烤温度下云南红豆杉紫杉烷类含物质含量变化的对比研究，找出最佳的烘烤措施，最大限度地减少由于材料预处理工艺粗放而造成原材料中有效成分紫杉醇及其他紫杉烷类物质的损失，以提高原材料的利用率，为红豆杉原材料的预处理提供参考。

1材料与方法

1.1采样

云南红豆杉鲜枝叶采自四川省宜宾市南溪区马家乡鸿亚红豆杉种植基地内，树龄3年。取幼树中部1年生枝叶，随机采集20株的枝叶混合样，每株采样不少于100 g。

1.2干燥

将采集到的云南红豆杉枝叶粗略剪裁后，以托盘承装，送入最高干燥温度为300℃的电热恒温鼓风干燥烘箱(型号101-2-S)进行烘干处理，设置5个温度梯度处理，分别为60℃、70℃、80℃、90℃、100℃，每个梯度设置3个重复，共计15个重复，每个重复取样品97 g，烘烤时样品均匀受热，样品以烘烤至充分干燥为准，并记录下相应的烘干时间。烘干后，将枝叶进行粉碎，经分装后即为待检样品。

1.3含量测定

本次实验中所要检测的6种紫杉烷类化合物质是,10-DAB(10-去乙酰巴卡亭Ⅲ，即10-Deacetyrl-baccatinIII)、紫杉醇(Taxo1)、巴卡亭Ⅲ(Baccatin III)、三尖杉宁碱(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)。利用高效液相色谱仪对样品的紫杉烷类化合物含量进行外标法定量检测。

1.4数据处理

利用Excel 2003和SPSS 15.0统计分析软件对实验数据进行单因素方差分析处理。

2结果与分析

2.1干燥处理结果

干燥所用的时间及样品鲜干重情况见表1。

表1　干燥所用的时间及样品鲜干重

2.2温度对紫杉醇和紫杉烷含量提取的影响

通过对实验结果数据进行单因素方差分析，得出不同处理温度对紫杉醇和紫杉烷含量的影响结果(图1)。

图1　烘干温度对紫杉醇及紫杉烷类总含量的影响

2.3温度对红豆杉枝叶达到恒重时间的影响

不同烘烤温度对红豆杉枝叶达到恒重的时间有一定的影响，干燥的时间随着温度的增加而缩短(表1)，即：“低温长时，高温短时”，60℃达到恒重的时间为204 min，70℃的为139 min、80℃的为88 min、90℃的为60 min、100℃的所用时间最少，为50 min；最低温和最高温所用的时间相差154 min，90℃和100℃仅相差10 min。

采用烘箱干燥云南红豆杉枝叶，5个不同温度处理(60～100℃)对紫杉醇和紫杉烷含量影响结果为：(1)紫杉醇含量(万分之)依次为1.37±0.04、1.37±0.03、1.37±0.04、1.45±0.14和1.32±0.06，方差分析结果显示含量变化无显著性差异，但90℃时略微升高，100℃时又略有回落；(2)紫杉烷类含量变化也无显著性差异，但其变化趋势为90℃处理>70℃处理>60℃处理>100℃处理>80℃处理。

3结论与讨论

通过设置5个温度梯度(60℃、70℃、80℃、

90℃、100℃)，对同一批次云南红豆杉鲜枝叶样品分别进行干燥处理，经检测后分析比对了各样品中紫杉醇及相关紫杉烷类物质的含量。结果表明，不同温度处理对提取云南红豆杉鲜枝叶中紫杉醇和紫杉烷含量并无显著影响。但根据有关文献报道[15]，采用烘箱干燥东北红豆杉(T.cuspidata)，不同烘烤温度对提取东北红豆杉鲜枝叶中紫杉醇的含量有显著影响，烘干温度为90℃、100℃的含量最高，80℃和60℃的次之，而高温110℃和120℃时含量下降。不同烘烤温度对云南红豆杉和东北红豆杉提取紫杉醇和紫杉烷含量的影响有所不同，可能原因是，(1)不同品种、不同产地的红豆杉内所含的紫杉醇和紫杉烷类化合物对温度的敏感度有差异；(2)不同的实验者在做实验的过程中存在差别，比如对达到恒重的要求不尽相同、在烘烤过程中每个重复受热不够均匀；(3)测定含量时测定方法不同或各成分配制比例不同；(4)对样品处理不够及时，由于各种原因云南红豆杉鲜枝叶样品采集两天后才对其进行处理，可能导致了一些紫杉醇和紫杉烷含量的流失；(5)将样品从采集地带回云南，由于地域发生变化，可能对红豆杉枝叶样品中的紫杉醇和紫杉烷含量造成一定的影响；(6)样品采集对象树龄不一致，本次实验的采集对象树龄为3龄，而文献中的样品采集对象树龄为18-20龄；(7)采集样品的时节对红豆杉枝叶中紫杉醇和紫杉烷的含量有一定的影响。

不同烘烤温度对云南红豆杉和东北红豆杉新枝叶达到恒重的时间都有影响，均随着温度的升高而缩短的，60～80℃所需要的时间较长；90℃、100℃需要的时间短，二者相差不大。最低温和最高温所需要的时间相差154 min，在生产中采用高温处理会比较方便、快捷、高效，而且在90～100℃时红豆杉枝叶紫杉烷类物质含量略高。因此90℃处理时，紫杉醇含量略高于其他处理。

采收云南红豆杉原料后要及时进行处理，尽可能降低生产和运输成本，提高经济效益[16]。以往对云南红豆杉待测样品进行烘干预处理时，对于烘干温度与时间的设置并未明确规范，致使相关操作显得较为粗放，不利于后期样品含量的分析比对。因此，用烘箱干燥云南红豆杉鲜枝叶时，建议将温度设定为90℃，烘烤时间为60 min。

[下转第128页]

Effect of Different Drying Temperature on the Taxol and

Taxane Extracted from Taxus Yunnanensis

LI Jiang1，SHUN Pan3,ZHANG Jin-feng2，WANG Lei2，FENG 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

中图分类号：S 791.49

文献标识码：A

文章编号：1672-8246(2015)06-0122-04

通讯作者简介：张劲峰(1967-)，男，研究员，博士，主要从事山地退化生态系统恢复，乡土阔叶树种开发的研究。E-mail：1910323166@qq.com

作者简介：第一李江(1979-)，女，工程师，主要从事林业资源管理。E-mail：349877534@qq.com

基金项目：国家科技支撑课题(2011BAD46B01)。

收稿日期：*2015-05-11