Investigación moderna sobre Dioscorea scutellariae
El rizoma de Dioscorea scutellariae contiene entre un 1,1% y un 16,15% de diosgenina, aproximadamente un 45% de almidón, un 40% de celulosa y algunos glucósidos, alcaloides y glucósidos flavonoides, glucósidos cardíacos y alcaloides solubles en agua. , taninos, pigmentos y otros componentes químicos. Liu Jianben et al. realizaron un estudio sobre la extracción y las propiedades de los pigmentos de los rizomas del género Dioscorea. Los resultados mostraron que los pigmentos de Dioscorea tienen una fuerte absorción de los rayos ultravioleta, buena resistencia al calor y a la luz, y los tres iones metálicos de. Fe3+, Cu2+ y Hg2+ tienen buenos efectos sobre los pigmentos. Tiene cierto efecto de aumento del color, y el ácido y el álcali tienen una mayor influencia sobre los pigmentos, etc., lo que proporciona una nueva forma de utilización integral.
La dioscina se compone de dos partes: azúcar y aglicona. Para localizar saponinas, Guo Yongbing et al. dividieron el rizoma de Dioscorea scutellariae en cinco secciones y estudiaron la distribución de diosgenina. Encontraron que la parte superior del tallo tierno tenía el mayor contenido de diosgenina, seguida por la sección del tallo. El contenido de secciones de tallo jóvenes, seguido de secciones de tallo viejo y secciones inferiores, es muy bajo en raíces fibrosas y secciones de base de tallo aéreas. La diosgenina también se conoce como saponina. Es la materia prima para la síntesis de más de 300 hormonas esteroides y píldoras anticonceptivas en el mundo.
Liu Chenglai, Chen Yanyong y otros utilizaron cromatografía en capa fina (diferentes agentes reveladores) y cromatografía en papel para separar y extraer Dioscorea esculenta. Como resultado, se aislaron dos trisacáridos insolubles en agua del rizoma. Se analizaron e identificaron dos saponinas tetrasacáridas solubles en agua mediante acetilación, hidrólisis ácida, hidrólisis enzimática, cálculo de rotación óptica molar, espectroscopia infrarroja, espectrometría de masas, espectroscopia de hidrógeno, espectroscopia de carbono, etc., respectivamente: ① Tabla - Diphenosa saponin Yuan (epismilagenina) , ② trilina (trilina), la estructura es 3-O-(β-D-glucopiromosil)-diosgenina [3-O-(β-D-glucopiromosil)-diosgenina], ③Diosgenina-diglucósido (diosgenina-diglucósido), la estructura es 3-0-[β-D-glucopiranosa (1→4)-β-D-glucopiranosa]-diosgenina{ 3-O-[β-D-glucopiranosil(1→4)-β-D-glucopiranosil]-diosgenina }, ④gracilina, la estructura es 3-O-{β-D-glucopiranosa(1 →3)-[a-L-ramnopiranosa(1→2)]- β-D-glucopiranosa}diosgenina (3-O-{β-D -glucopiranosil(1→3)-[ a-L-ramnopinosil(1→2)]-β-D-glucopiranosil}-diosgenina) 4 compuestos esteroides, que se especula que son saponinas secundarias según sus estructuras químicas.
Para estudiar las saponinas originales de Dioscorea scutellariae y explorar su actividad, en 1985 separaron el extracto metanólico de rizoma fresco mediante el método de columna seca y obtuvieron ⑤ palmitato de diosgenina (palmitato de diosgenina), ⑥β-. sitosterol (β-sitosterol), gracilina, ⑦protogracilina y ⑧protozingiberensissaponina, entre las cuales la protozingiberensissaponina es una nueva. Los compuestos descubiertos se identificaron como ⑦3-O-{β-D-glucopiranosa (1→3)-[a-L-ramnopiranosa (1→2) ]-β-D-uvapiranosa}-26-O-{β-D-glucopiranosa}-diosgenina y ⑧3-O-{a-L-ramnopiranosa(1→3)-[β-D-piranosa de uva(1→2)] -β-D-glucopiranosa}-26-O-{β-D-glucopiranosa}-diosgenina{3-O-{a-L-ramnopinosil(1→ 3)-[β-D-glucopiranosil(1→2)]-D -β-glucopiranosil}-26-O-{β-D-glucopiranosil}-diosgenina}.
Tang Shirong, Wu Yufen y otros aislaron dos saponinas trisacáridas insolubles en agua (A y B) y dos saponinas tetrasacáridas solubles en agua (C y D) de las raíces de Dioscorea scutellariae.
⑨A es una nueva saponina, tentativamente llamada zingiberenina A, y su estructura es diosgenina-3-O-[β-D-glucopiranosa (1→2)]-O-[a-L-piranosa de espino cerval (1→3)]-O- β-D-glucopiranósido, ⑩B es el isómero de saponina fina, ⑾C es protozingiberenina A (protozingiberenina A), ⑿D es protozingiberenina B (protozingiberenina B). Tang Shirong y Jiang Zhidong utilizaron las partes aéreas de Dioscorea radix L. para extraer, decolorar, cromatografía en columna de gel de sílice y cromatografía en columna inversa para separar el zingiberósido A1, A2, A3 (zingiberósido A1, A2, A3) y el zingiberósido IV que contienen principalmente saponinas. jamesapogenina, los tres primeros son compuestos nuevos, a saber, ⒀jamsapogenin-3-O-[a-L-ramnopiranosa (1→2)]-β-D-glucopiranosa glucósido, ⒁Hidroxijamsapogenina-3-O-[a-L-ramnopiranosa(1→2)] -β-D-glucopiranósido, ⒂Yamsapogenin-3-O-{a-L-ramnopiranosa (1→2)-[β-D-glucopiranosa (1→4)]}-β-D-glucopiranosa, en la que la aglicona de la saponina protectora A2 es un nuevo esteroide saponina que se llama zingiberogenina. El cuarto tipo es ⒃Yamsapogenin-3-O-{a-L-ramnopiranosa (1→2)-[β-D-glucopiranosa (1→3)]}-β-D-glucopiranosa piranósidos. Esto es diferente de la situación de la saponina en la que la parte subterránea contiene principalmente diosgenina.
Contenido de saponina
Hay muchos factores que afectan el contenido de saponina de Dioscorea scutellariae.
Además de los factores ambientales discutidos anteriormente, existen otros factores en Dioscorea scutellariae. Jiang Zhaohui et al. estudiaron los cambios en el contenido de sapogenina en Dioscorea scutellariae durante el período de crecimiento y concluyeron que el período máximo de acumulación de saponinas en los rizomas es las etapas de brotación y floración, y luego disminuye significativamente después del período de fructificación en agosto a septiembre; cuando los rizomas crecen significativamente, el contenido tiene un cierto nivel. El contenido vuelve a aumentar en octubre y noviembre durante el período de secado, el contenido de sapogenina de los de 2 años es significativamente mayor que el de los de 1 año; debe ser el período de marchitamiento del segundo año o el período de brotación y floración del tercer año. La investigación de Ding Zhizun et al. muestra que el contenido de saponina de Dioscorea scutellariae es generalmente mayor desde la etapa de germinación hasta la etapa de floración máxima, y disminuye gradualmente desde la etapa de fructificación hasta la etapa de marchitez inicial; el contenido de saponina de los rizomas viejos es mayor; que el de los rizomas nuevos; el contenido de saponina de los rizomas con alto contenido de humedad también es alto. Li Chaoyang y otros creen que existe una cierta correlación entre el contenido de sapogenina de la dioscorea de hoja de escudo y el ancho de las hojas. El contenido promedio de sapogenina de los tipos de hoja ancha es mayor, mientras que el contenido de sapogenina de los tipos de hoja larga no lo es. alto; saponinas El contenido de sapogenina también parece mostrar una cierta correlación con cuanto más temprano o más temprano sea el tiempo de floración. El contenido promedio de sapogenina de la población que florece entre junio y julio es mayor, mientras que el contenido promedio de sapogenina de la población que florece antes. Junio o no florece ese año tiene un contenido promedio de sapogenina más alto. El contenido es menor. La investigación realizada por Tan Yuanyou y otros encontró que el contenido de sapogenina en las plantas masculinas de dioscorea dioscorea era mayor que el de las plantas femeninas. Cuanto más largo era el período de siembra, mayor era el contenido de sapogenina, y las muestras cosechadas en octubre tenían el contenido más alto. Estos estudios han sentado una base teórica para el desarrollo y utilización racional de Dioscorea scutellariae. En términos generales, los factores que afectan el contenido de saponina de Dioscorea scutellariae incluyen principalmente factores ambientales como el área de distribución, la altitud, el suelo, la humedad, la temperatura y la luz. así como diferencias entre cepas, época de crecimiento, periodo de crecimiento, época de floración, contenido de humedad y morfología del rizoma y otros factores propios.
Extracción de saponina
La diosgenina es el ligando de la diosgenina del género Dioscorea. Existe principalmente en la pared celular en forma de diosgenina combinada con celulosa. La diosgenina es un derivado del isospirosterano. Existe en forma de diosgenina en las plantas, es decir, está conectada a la cadena de azúcar a través de un enlace de saponina en la posición C3 y está estrechamente conectada a la pared celular de la planta. Debido a las características estructurales de la diosgenina de la hoja de escudo y su forma de existencia en las plantas, se determinan los pasos para extraerla: primero, se debe separar la diosgenina de la pared celular de la planta y luego se debe romper el enlace glucósido que conecta la diosgenina y el azúcar. para que se libere la diosgenina, y se aprovecha su lipofilicidad para extraerla con acetona o éter de petróleo.
Las hojas de diosgenina se extraen industrialmente con gasolina de alta calidad.
Método de hidrólisis ácida directa
La hidrólisis ácida rompe el enlace glucósido para generar aglicona y azúcar. El método tradicional para extraer diosgenina es utilizar el método Rothrock, que consiste en hidrolizar directamente el rizoma de Dioscorea scutellariae con ácido sulfúrico en aglicona y luego utilizar un disolvente orgánico para extraer diosgenina.
Guo Wensong et al. informaron que usar ácido clorhídrico como ácido de hidrólisis es mejor que el ácido sulfúrico. Al mismo tiempo, cuando se usa ácido clorhídrico como hidrolizado, el método presurizado tiene. un mayor rendimiento de aglicona hidrolizada que el método de presión normal. La desventaja es que el ácido clorhídrico tiene un impacto negativo en los equipos de acero inoxidable. La complejidad de la forma de diosgenina en las plantas significa que el método de hidrólisis ácida directa solo puede extraer 1/4 de la sapogenina, y este método requiere mucho tiempo, el rendimiento de diosgenina es bajo y es propenso a ser peligroso debido a el uso de gasolina solvente. Además, otros componentes como el almidón y la celulosa en la dioscorea también se destruyen durante el proceso de hidrólisis ácida y no se pueden utilizar, por lo que este proceso no es ideal.
Método de prefermentación
En general, se cree que el método de prefermentación puede aumentar el rendimiento de diosgenina. Los métodos de prefermentación incluyen la fermentación natural, la hidrólisis enzimática y la fermentación microbiana. Wang Yuanlan informó que el polvo seco de los materiales medicinales se remojó en agua destilada y se fermentó en una incubadora a 39°C. Se seleccionaron las condiciones de extracción, a saber: fermentación durante 48 h, hidrólisis durante 4 h, pH del extracto = 7, velocidad de reflujo de 25 min/tiempo y la tasa de extracción de sapogenina alcanzó el valor óptimo de 3,358%. También se ha informado que la adición de pectinasa, amigdalasa y hormonas de crecimiento vegetal, ácido 2,4,5-triclorofenoxiacético y ácido indol-3-acético durante el proceso de fermentación, puede aumentar el rendimiento. La fermentación de dioscorea con cepas de Aspergillus niger también puede aumentar el rendimiento. Este proceso no sólo mejora el rendimiento de saponina, sino que también hace que las condiciones de reacción sean relativamente suaves y mantiene las propiedades físicas y químicas originales de los ingredientes activos. Sin embargo, el método de fermentación natural tiene muchos factores que influyen y la calidad del producto es inestable.
Procesamiento de las plantas de Dioscorea mediante el método de separación
En primer lugar, se separa la fibra vegetal y el almidón de Dioscorea scutellariae, y la parte restante se somete a continuación a una fermentación natural para extraer la diosgenina. Este método puede aumentar el rendimiento de diosgenina en un 5% en comparación con el método convencional de fermentación natural directa sin separar la fibra vegetal y el almidón.
4 Investigación sobre el proceso de extracción supercrítica de diosgenina con CO2
Ge Fahuan et al. informaron la investigación sobre la extracción de diosgenina de Dioscorea radiata utilizando el método de extracción supercrítica con CO2. de diosgenina fue Las condiciones del elemento son: presión de extracción 29 MPa, temperatura 55°C; el método de separación uno es presión 10 MPa, temperatura 60°C; el método de separación dos es presión 5,6 MPa, temperatura 45°C; presión de la columna de separación; , temperatura 7O°C, flujo de CO2 Es de 12 kg por kilogramo de materia prima por hora; el tiempo de extracción es de 3 h; el agente de arrastre es alcohol medicinal; En comparación con el método tradicional de gasolina, el rendimiento aumenta 1,5 veces, el ciclo de producción se acorta considerablemente, se evita el peligro de inflamabilidad y explosión causado por el uso de gasolina y el costo no es muy diferente. Sin embargo, existe la desventaja de que la inversión única en equipamiento es demasiado grande. Además, el uso de ondas ultrasónicas para alterar las paredes celulares también puede aumentar la producción de diosgenina. Aunque el proceso de extracción de diosgenina mediante calentamiento directo con una mezcla de ácido clorhídrico, acetona y etanol puede ahorrar materiales y acortar el proceso, no utiliza completamente los recursos y no se ha informado sobre la aplicación de este proceso en la producción real.
Tecnología de separación
Las saponinas esteroides son un tipo de compuestos macromoleculares altamente polares debido a la presencia de residuos de azúcar, y son fácilmente solubles en disolventes polares como agua, metanol y etanol. , no fácilmente soluble en disolventes no polares como cloroformo y éter. Las saponinas esteroides no son fáciles de formar cristales y, a menudo, hay muchas saponinas con estructuras similares en la misma planta, lo que plantea ciertas dificultades para la extracción y separación. La estructura de las saponinas esteroides es relativamente compleja, pero el núcleo de aglicona es básicamente un espiroesteroide. Alcano tipo I o furostano tipo II.
Los pasos básicos para la extracción y separación de saponinas esteroides son la extracción cruda, la eliminación de impurezas y la separación. En los laboratorios y la producción industrial, los métodos con disolventes se utilizan a menudo para extraer saponinas esteroides, principalmente utilizando metanol o etanol diluido como disolvente. Después de recuperar el disolvente del extracto, se diluye con agua y luego se extrae con n-butanol o se purifica con. resina de adsorción macroporosa para obtener saponinas crudas. Finalmente, se utiliza cromatografía en columna de gel de sílice para la separación o preparación por HPLC para obtener el monómero. Los eluyentes comúnmente utilizados incluyen disolventes mixtos de cloroformo, metanol y agua y n-butanol saturado con agua en diferentes proporciones.
Determinación del contenido
Dioscorea scutellariae tiene una amplia gama de actividades farmacológicas. La diosgenina que contiene es una materia prima importante para la síntesis de hormonas esteroides. Su principal componente, la saponina. propiedades antitusivas y antiinflamatorias, reducen el colesterol, previenen la arteriosclerosis, anticancerígenas, etc. Sin embargo, debido a los componentes complejos de las saponinas en las plantas y la dificultad del proceso de separación, es difícil cuantificar el contenido de ácido. -La diosgenina hidrolizada se utiliza a menudo como índice de medición para controlar la calidad de las hojas del ñame. Hay muchos métodos reportados para determinar el contenido de diosgenina. Los métodos clásicos incluyen el método gravimétrico, el método colorimétrico, el método coulométrico y el método de escaneo en capa fina. Los métodos modernos incluyen la cromatografía de gases y la cromatografía líquida de alta resolución.