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超音波アシスト抽出とマクロポーラス樹脂吸着を用いたL.からの雄しべ抽出物の抗酸化フラボノイドの濃縮
Enrichment in Antioxidant Flavonoids of Stamen Extracts from L. Using Ultrasonic-Assisted Extraction and Macroporous Resin Adsorption.
PMID: 32630721 DOI: 10.3390/antiox9070576.
抄録
Nymphaea lotus L.は、アフリカやアジアで古くから食用、化粧品、伝統薬として利用されてきた薬用植物である。これまでの研究では、根茎、葉、花全体に含まれるフラボノイドやその他の興味深いファイトケミカル化合物が報告されています。しかし、生殖機能に不可欠な雄しべは、本研究で調査されたように、潜在的な抗酸化フラボノイドの新たな代替源である可能性もある。今回の研究では、革新的なグリーンケミストリー法、すなわち超音波支援抽出法（UAE）とマクロポーラス樹脂（MPR）精製法が採用されました。3次元(3D)表面プロット法に結合した全要因設計を用いて、3つの変数、すなわちaqEtOH濃度(50から100%(/)までの範囲)、US周波数(0(USを適用しない)から45kHzまでの範囲)、および抽出時間(20から60分までの範囲)の影響を評価した。また、表面積、平均細孔径、マトリックスの種類および極性が異なる5つのMPRを用いて、全フラボノイドの精製について検討した。最適なUAE条件は、90% (/) aqEtOH、超音波周波数34.65 khz、抽出時間46分である。従来の熱還流抽出(HRE)法と比較して、最適化されたUAE条件を用いて、総フラボノイド含有量の有意な1.35倍の増加が得られ(HREは169.64対235.45mg/g乾燥重量)、このUAEがMPR精製(475.42mg/g乾燥重量)に関連している場合には2.80倍の増加を引き起こした。スタメン抽出物のインビトロ細胞遊離抗酸化活性、酵母モデルを用いたセルロ抗酸化試験でも同様の傾向が見られ、MPR精製と相まってUAEに最も優れた抗酸化フラボノイドが見出されることが示唆された。さらに、酵母モデルでは、UAEからの抽出物とMPR精製を併用して処理した酵母細胞では、主要な抗酸化遺伝子の発現が最も高くなっていた。従って、ＵＡＥとＭＰＲ精製を併用することで、本薬種の雄しべ抽出物のフラボノイド抗酸化能を高めることができることがわかる。
Nymphaea lotus L. is the medicinal plant that has long been used for food, cosmetics and traditional medicines in Africa and Asia since ancient times. Its flavonoids and other interesting phytochemical compounds from rhizome, leaf and the whole flowers have been reported in the previous published research. However, stamens, which are essential for reproductive functions, may also represent new alternative sources of potential antioxidant flavonoids, as investigated in this study. The innovative green chemistry methods, i.e., ultrasound-assisted extraction (UAE) as well as a macroporous resin (MPR) purification procedure, were employed in this current research. Using a full factorial design coupled to three-dimensional (3D) surface plot methodology, the influence of three variables, namely aqEtOH concentration (ranging from 50 to 100% (/), US frequency (ranging from 0 (no US applied) to 45 kHz), and the extraction duration (ranging from 20 to 60 min), were evaluated. Five MPRs with different surface areas, average pore diameters, matrix types and polarities were also investigated for the purification of total flavonoids. The optimal UAE condition is 90% (/) aqEtOH with 34.65 khz ultrasonic frequency and 46 min of extraction duration. Compared with the conventional heat reflux extraction (HRE) method, a significant 1.35-fold increase in total flavonoids content was obtained using optimized UAE conditions (169.64 for HRE vs. 235.45 mg/g dry weight for UAE), causing a 2.80-fold increase when this UAE associated with MPR purification (475.42 mg/g dry weight). In vitro cell free antioxidant activity of stamen extracts and in cellulo antioxidant investigation using yeast model showed the same trend, indicating that the best antioxidant flavonoid can be found in UAE coupled with MPR purification. Moreover, in the yeast model, the expression of key antioxidant genes such as and were expressed at the highest level in yeast cells treated with the extract from UAE together with MPR purification. Consequently, it can be seen that the UAE combined with MPR purification can help enhance the flavonoid antioxidant potential of the stamens extract from this medicinal species.