万寿菊(Calendula officinalis)的高压提取;对其化学成分、药理作用及抗肿瘤潜力的评估

时间:2026年1月18日
来源:The Journal of Supercritical Fluids

编辑推荐:

本研究采用超临界CO₂萃取技术,对金盏花五个部位(花瓣、萼片、花萼花瓣、茎、带花萼花瓣)进行活性成分分析,GC-MS鉴定出以倍半萜类(δ-卡达烯、γ-卡达烯等)为主,单萜类及烷烃为辅。体外实验显示花萼和花瓣具有显著抗癌活性,且证实其保肝功效,为后续临床研究奠定基础。

广告
   X   

Mirjana Sulejmanović | Senka Vidović | Igor Jerković | Nataša Milić | Aleksandra Popović | Jelena Jeremić | Vanja Travičić | Stela Jokić | Krunoslav Aladić | Aleksandra Gavarić
诺维萨德大学,技术学院,Cara Lazara大道1号,21000诺维萨德,塞尔维亚

摘要

从植物中分离生物活性化合物因其在开发新型健康促进产品方面的潜力而受到广泛关注。其中,万寿菊(Calendula officinalis)因其抗氧化、保肝和促进伤口愈合的特性而备受认可。本研究考察了万寿菊的五个部分——花瓣(MP)、花萼(MC)、带花瓣的花萼(MCP)、茎(MS)以及带花萼和花瓣的茎(MSCP)——并使用超临界二氧化碳(scCO₂)进行提取。这种先进技术避免了有毒溶剂的使用,并缩短了提取时间。GC–MS分析显示,主要成分包括δ-蒎烯(19.13–26.96%)、γ-蒎烯(9.62–12.92%)、t-穆罗洛尔(2.08–10.07%)、α-蒎醇(1.42–5.81%)和莱德烯(1.24–8.87%)。此外,还检测到了单萜类化合物如百里酚(1.85–2.87%)、樟脑(1.77–2.07%)、β-侧柏酮(0.93–1.13%)和香芹酚(0.58–1.25%),以及烷烃壬烷(0.50–23.17%)。在H4IIE肝癌细胞中评估了花瓣(MP)、花萼(MC)和茎(MS)的体外抗肿瘤潜力。细胞活力分析、形态学观察和菌落形成实验表明这些部分具有细胞毒性,其中花萼的效果最为显著。此外,还证实了其保肝作用,进一步支持了万寿菊提取物的治疗价值。这些发现表明,万寿菊的sc-CO₂提取物具有作为潜在抗肿瘤剂的潜力。然而,仍需进一步的临床前和临床研究来评估其安全性、疗效及其在人类治疗中的应用。

引言

近年来,用天然产品替代合成产品以促进健康的需求推动了药用植物加工行业的发展,提高了该领域的研究能力。为了满足这一需求,人们利用多种植物物种来分离生物活性化合物。万寿菊(Calendula officinalis L.)是一种属于Asteraceae科的多年生草本植物,在传统和现代医学中应用广泛[1]。其叶片、花瓣和茎富含类胡萝卜素、酚类、酚酸和黄酮类化合物。万寿菊花典型的鲜艳橙色源于其高含量的类胡萝卜素,包括β-胡萝卜素、ζ-胡萝卜素、番茄红素、叶黄素和柠檬黄素[2]。这些生物活性化合物赋予了万寿菊多种药理作用,如抗炎[1]、细胞毒性[3]、神经保护[1]和保肝[4]作用。作为多种植物制剂的一部分,万寿菊对神经系统具有积极作用[1]。由于其广泛的药用价值,传统上常用于提取物、酊剂和外用膏药的制备。
药用植物加工行业面临的主要挑战之一是开发高效的提取技术。过去几年中,传统的提取方法如固液萃取、索氏萃取和浸渍被广泛用于从天然来源中分离生物活性化合物。近年来,该行业开始关注更高效的方法,以提高提取效率和可持续性,同时获得高质量提取物。通过使用现代技术,如超临界流体萃取(scCO₂)、超声辅助萃取(UAE)、微波辅助萃取(MAE)和亚临界水萃取(SWE)等,可以同时实现经济和环境目标。这些先进方法缩短了提取时间,并消除了对有毒溶剂的需求,最终得到无溶剂的提取物,从而降低了提取过程的经济成本。
在这些方法中,scCO₂因能够选择性分离药用植物、食品工业或农业副产品及废弃物中的非极性生物活性化合物而受到特别关注。在Vidović等人的研究中[5],scCO₂被用于从Achillea millefoliumRosa canina草本粉末中分离非极性化合物;Gavarić等人[6]则使用了Marrubium vulgare草本粉末。scCO₂备受关注的原因在于它能够生成安全、即用型且纯度高的提取物,且几乎不含溶剂。二氧化碳是该过程中最常用的溶剂,具有无毒、不易燃、经济且化学性质稳定的特点[7]。通过调节工艺参数(CO₂压力和提取温度),可以控制目标化合物的溶解度变化[8]。
鉴于Calendula属植物的生物活性以及改进植物加工和生物活性分离的必要性,本研究重点设计了使用scCO₂技术从万寿菊的五个部分(花瓣(MP)、花萼(MC)、带花瓣的花萼(MCP)、茎(MS)以及带花萼和花瓣的茎(MSCP)中分离化合物的改进工艺。首次详细描述了使用超临界CO₂作为溶剂提取这些部分的过程。主要目标是确定提取条件对提取产率和所得提取物中挥发物及类胡萝卜素化学组成的影响。虽然已知万寿菊具有通过细胞毒性发挥抗肿瘤作用的潜力,但目前尚无关于使用scCO₂提取的植物部分对肿瘤细胞存活率影响的数据。为填补这一空白,本研究还首次探讨了不同植物部分使用scCO₂对肿瘤细胞存活率的影响,为其潜在的生物医学应用提供了新的见解。

部分内容摘要

植物材料

万寿菊在塞尔维亚北部沃伊沃丁纳省Bački Petrovac地区的实验田中种植(纬度45°20′48″N;经度19°40′96″E;海拔87米)。采集了五个部分的万寿菊样本(MP、MC、MCP、MS和MSCP),颗粒大小为2毫米,随后在塞尔维亚诺维萨德的Euro Prima公司进行风干、分离和研磨。

化学品

用于scCO₂提取的二氧化碳纯度为99.9%,由Messer公司(诺维萨德)提供。甲氯也由该公司采购。

万寿菊植物部分的提取产率和动力学测定

根据原料中主要生物活性物质的极性,可以选择不同的绿色提取技术。当目标化合物为低极性和非极性化合物时,应使用高效的环保技术scCO₂。scCO₂的一个显著优势是其选择性,可通过调整提取参数(压力和温度)来调节[18]。另一方面,传统的提取方法如索氏萃取

结论

本研究证实了超临界CO₂(scCO₂)提取技术在分离万寿菊生物活性化合物方面的有效性。对于提取的五个部分(花瓣、花萼、带花瓣的花萼、茎以及带花萼和花瓣的茎),其提取物的化学组成存在差异。GC-MS分析确认单萜类和倍半萜类化合物是最丰富的成分。

CRediT作者贡献声明

Aleksandra Gavarić:撰写、审稿与编辑、研究、概念构思。Krunoslav Aladić:研究。Stela Jokić:研究。Vanja Travičić:撰写、审稿与编辑、研究。Jelena Jeremić:研究。Aleksandra Popović:撰写、审稿与编辑、研究。Nataša Milić:撰写、审稿与编辑、研究。Igor Jerković:撰写、审稿与编辑、研究。Senka Vidović:撰写、审稿与编辑、研究。Mirjana Sulejmanović:撰写

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

作者感谢塞尔维亚诺维萨德的Euro Prima公司提供的原材料和支持。
本研究得到了塞尔维亚共和国教育、科学和技术发展部(项目编号:451-03-47/2023-01/200134)的支持。

生物通微信公众号
微信
新浪微博


生物通 版权所有