Undersøgelse af sammenhængen mellem farven på Hongqi og carotenoidkomponenter
Hedysari Radix er en autentisk og speciel lægeurt i Gansu-provinsen og er en af de vigtigste industrier til genoplivning af økonomien i landdistrikterne i det sydlige Gansu. Wudu-distriktet i Gansu-provinsen er blevet "hjembyen for kinesisk hedysari", og den producerede lægeurt Hedysari Radix har dannet varemærket "Micang Hongqi". Forskergruppens eksperimentelle observationer viste, at Hongqi udviser forskellige farveegenskaber som brunlig gul, rødlig brun, rødlig brun og gulbrun.

Farve er ikke kun en vigtig komponent i teorien om farvedifferentiering og kvalitet i traditionel kinesisk medicin, men også tæt forbundet med dens iboende kvalitet som den mest intuitive egenskab ved kinesisk medicin. Før Han-dynastiet begyndte folk at være opmærksomme på medicinens farve. For eksempel er der i "Shennong Bencao Jing" 68 lægemidler, der er opkaldt efter farver som grøn, rød, gul, hvid og sort. I "Compendium of Materia Medica Annotations" står der, at "farven på Pu Nai er god, når den er grøn og hvid, gul skader folk, og rød dræber folk"; i "Newly Revised Materia Medica" står der, at Qin-hud "tager vandpletter fra huden og gør den blå". Når man ser på bagsiden af en bog eller et papir, er farven blå; "Original Materia Medica" fortæller, at "kun hvid er overlegen" i Atractylodes macrocephala, "dem med lysende gul er overlegen" i Coptis chinensis, "dem med rodbark og lilla kød er overlegen" i Danshen, og "dem med grøn kødfarve er overlegen, efterfulgt af dem med gul og hvid farve, og dem med sort og olieagtig farve er underlegen" i Muxiang; Compendium of Materia Medica registrerer også forholdet mellem farven på lægeurter og deres oprindelsessted, såsom Huangqins "Xiqin... farve Qian, Beiqin... dyb gul", hvilket indikerer et tæt forhold mellem farve og navn, effekt, lægemiddelidentifikation, kvalitet og oprindelsessted for traditionel kinesisk medicin. Desuden har moderne forskning vist, at farven på traditionel kinesisk medicin er tæt forbundet med dens medicinske egenskaber og kemiske sammensætning og fungerer som en bro mellem den "ydre fortræffelighed" og den "indre kvalitet" af medicinske materialer. Farve kan bruges til at skelne mellem og evaluere oprindelse, sort, høstperiode, opbevaring og forarbejdningsteknikker for medicinske materialer. Samtidig kan farve bruges som en evalueringsindikator for kvaliteten af medicinske materialer. I 2020-udgaven af Pharmacopoeia of the People's Republic of China (Volume 1) bruger mere end 200 medicinske materialer også "farve" som en af deres kvalitetsevalueringsindikatorer. Højere planters blade, blomster, frugter og rødder er rige på carotenoider, som er tetraterpenpigmenter med en struktur af gul, orangerød, rød og lilla. De er tæt forbundet med planters farvedannelse og har funktioner og fysiologiske aktiviteter som antioxidant, fotobeskyttelse, farve, immunforstærkning, kræftforebyggelse og kræftbekæmpelse. De er blevet brugt i vid udstrækning i industrier som fødevarer, sundhedspleje, hudpleje og kosmetik, medicin og dyrehold.

Baseret på dette tog forskningsgruppen rød astragalus som forskningsobjekt og brugte et præcisionskolorimeter og væskekromatografi-tandem-massespektrometri (LC-MS/MS) til at undersøge sammenhængen mellem rød astragalus-farve og carotenoidkomponenter. Sammenhængen mellem farve og carotenoidkomponenter blev analyseret, og forskellene i carotenoidmetabolitter i forskellige farvede røde astragalusprøver blev analyseret for at give reference til årsagerne til og kvalitetsevalueringen af rød astragalus farvediversitet.

 

Denne artikel tager prøver af forskelligfarvet rød astragalus som forskningsobjekt og bruger præcisionskolorimeter, LC-MS/MS og andre detektionsmetoder til at bestemme farveværdierne for forskellige farvede røde astragalusprøver og indholdet af 68 typer carotenoidmetabolitter (17 typer detekteret). Enkeltfaktoranalyse af varians, PCA-analyse, klyngeanalyse, korrelationsanalyse, OPLS-DA-model variabel vigtighedsprojektion VIP og difference multiple value-metoder anvendes til at undersøge ændringerne i farveværdier og carotenoidmetabolitter blandt forskellige farvede røde astragalus og til at undersøge sammenhængen mellem rød astragalus-farve og carotenoidkomponenter. Resultaterne viste, at L*-værdierne for de seks farveværdier af brungule, rødbrune, rødbrune og gulbrune røde astragalusprøver varierede fra 75,38 til 85,41, a*-værdierne varierede fra 3.95 til 5,16, b * -værdierne varierede fra 11,52 til 15,91, C * -værdierne varierede fra 12,31 til 16,53, h ° -værdierne varierede fra 68,77 til 74,23, og den samlede farveforskel Δ E * ab -værdier varierede fra 1,58 til 8,49. L * -værdien, b * -værdien, C * -værdien, h ° -værdien og den samlede farveforskel Δ E * ab-værdi for HC1 brungul er den højeste blandt de fire farver, HC2 rødbrun har den højeste a * -værdi blandt de fire farver, L * -værdien, h ° -værdien og den samlede farveforskel Δ E * ab-værdi er den laveste blandt de fire farver, og HC3 rødbrun har den laveste a * -værdi, b * -værdi og C * -værdi blandt de fire farver. De seks farveværdier for HC4 gulbrun er fordelt på mellemniveauet. Der var meget signifikante forskelle i L *, a *, C *, h ° og Δ E * ab-værdier blandt de fire grupper af røde astragalusprøver med forskellige farver og en signifikant forskel i b * -værdier, hvilket indikerer, at farverne, der subjektivt vurderes med det blotte øje, er repræsentative og kan afspejle farveforskellene mellem røde astragalusprøver.
Resultaterne af påvisningen af carotenoidkomponenter viste, at der blev påvist i alt 68 typer carotenoidkomponenter i prøver af forskellige farver af rød astragalus. Blandt dem blev der fundet 17 komponenter, herunder 2 carotenoider og 15 luteinkomponenter. De uopdagede metabolitter kan skyldes fraværet af sådanne komponenter, eller at deres indhold er under instrumentets detektionsgrænse. Yderligere analyse af indholdet afslørede, at der var maksimums- og minimumsværdier i indholdet af 17 typer carotenoider blandt de fire farveprøver. Fordelingen af disse komponenter varierede mellem forskellige farvede prøver af rød astragalus, med signifikante forskelle (P<0,05) i lutein og zeaxanthin mellem de fire farveprøver. Forskellene i de andre 15 komponenter var ikke signifikante. Syntesen af carotenoider og andre komponenter i lægeurter påvirkes af lys, høst, behandling i produktionsområdet og forarbejdning, så dannelsen af forskelle kan være relateret til de omfattende virkninger af disse faktorer.
PCA-forskningsresultaterne viser, at der er en sameksistens af krydsinformation og fælles information i fordelingen af carotenoidkomponenter blandt de fire farvede røde astragalusprøver. Farveændringsegenskaberne for Hongqi-lægemidler er relateret til carotenoidmetabolitter, og carotenoidkomponenter bidrager til dannelsen af farven på Hongqi-lægemidler. HCA-resultaterne viste, at sammenhængen mellem subjektiv farveklassificering og klassificering af carotenoidmetabolitter ikke var høj, og klyngedannelsen var ikke strengt baseret på de fire farver. Typerne af carotenoidmetabolitter blandt prøver i forskellige farver havde en vis grad af lighed. Der var forskelle i indholdet af carotenoidmetabolitter blandt prøver af samme farve af Hongqi-medicinsk urt, og der var et vist forhold mellem farve og indhold af carotenoidmetabolitter. Forskellige farvede Hongqi-prøver havde forskellige metabolitter, som svarede til de resultater, der blev opnået ved PCA.
Resultaterne af korrelationsanalysen viste, at der var en sammenhæng mellem farveværdien af rød astragalus og indholdet af carotenoidmetabolitter. Der var to carotenoidmetabolitter med en signifikant negativ korrelation i farveværdien L * af rød astragalus, nemlig β-kryptoaurinsyre og purpurgul butyrat, og en carotenoidmetabolit med en signifikant negativ korrelation i den samlede farveforskel Δ E * ab-værdi, nemlig purpurgul butyrat. Korrelationen med andre carotenoidkomponenter var ikke signifikant; Der er en signifikant positiv korrelation mellem L * og den samlede farveforskel Δ E * ab-værdi, og en signifikant positiv korrelation mellem farveværdien b * og C *; Der er en signifikant positiv eller negativ korrelation mellem nogle carotenoidkomponenter, hvilket indikerer, at der er korrelationsinformation i biosyntesevejen for carotenoidkomponenter under vækstprocessen af Hongqi. Ovenstående resultater bekræfter analyseresultaterne af envejs ANOVA, PCA og HCA.
Metoden til at kombinere variabel vigtighedsprojektion VIP og forskel på flere værdier i OPLS-DA-modellen blev brugt til at screene forskellige farvede røde astragalus for carotenoidmetabolitter. Resultaterne viste, at der var 6, 4, 4, 5, 6 og 6 forskellige carotenoidmetabolitter involveret i henholdsvis HC1 brun og HC2 rødbrun, HC1 brun og HC3 rødbrun, HC1 brun og HC4 gulbrun, HC2 rødbrun og HC3 rødbrun, HC2 rødbrun og HC4 gulbrun, HC2 rødbrun og HC4 gulbrun, HC3 rødbrun og HC4 gulbrun. De forskellige metabolitter, der var involveret i de fire farver, var hovedsageligt 10, herunder alfa-caroten, beta-caroten og lutein. Laurinsyreester, luteindimerinsyreester, lilla gul isobutyratester, lilla gul myristinsyreester, anther gul, zeaxanthin, lilla gul, lutein.
Baseret på andre analyseresultater er de to komponenter, der har et signifikant forhold til farveværdier, β - cryptoxanthin laurinsyre og lilla gul butyrat. Blandt prøverne af forskellige farver af rød astragalus er der to komponenter med signifikante forskelle i carotenoidkomponenter, lutein og zeaxanthin, i en-vejs ANOVA. Derfor er der hovedsageligt 11 komponenter, der er relateret til farven på rød astragalus, nemlig α - caroten, β - caroten, luteindilaurat, luteindimerinsyreester, lilla gul butyrat, lilla gul muskatnøddeester, anther yellow, zeaxanthin, lilla gul, lutein og β - cryptoxanthin laurinsyre, som kan inddeles i to kategorier: carotenoider og lutein. På grund af reguleringen på flere niveauer af syntese, nedbrydning og opbevaring af carotenoidmetabolitter i planteceller samt indflydelsen fra processer som "plantning, høst, forarbejdning og brug" i produktionen af medicinske materialer, er det samlede indhold af carotenoider i medicinske materialer ikke kun relateret til interne faktorer i biosyntesevejen, men også reguleret af eksterne faktorer. Den omfattende effekt gør indholdet og typerne af carotenoidkomponenter i forskellige kommercielle medicinske materialer forskellige, hvilket resulterer i forskellige farver på planter.
Farve er en psykologisk fornemmelse, der frembringes af elektromagnetisk stråling eller lys, som virker på menneskets synsorganer og påvirkes af både fysiske egenskaber og psykologiske fornemmelser. Dens essens er et kontinuerligt fysisk spektrum. Farvemekanismen i medicinske materialer er tæt forbundet med den konjugerede systemstruktur i deres farvestoffer. π→π *-overgangen i det molekylære konjugerede system og n →π *- eller n →σ *-overgangen i det p →π-konjugerede system af umættede organiske forbindelser, der indeholder heteroatomer, er hovedårsagerne til deres farvning. Carotenoidkomponenterne i forskellige farvede røde astragalusprøver tilhører isoprenforbindelser og er en af de kromogene komponenter i rød astragalus. De indeholder alle mange konjugerede dobbeltbindinger. Brungul, gulbrun, rødbrun og rødbrun rød astragalus kan være farvet på grund af absorptionen af deres komplementære lilla og grønne lysbånd af "grundtilstandselektronerne" i deres kromogene komponenter (carotenoidmetabolitter). Når lysstråling møder spredte partikler under udbredelsen, producerer spredte partikler af forskellige afstamninger desuden forskellige typer spredning, brydning, interferens og diffraktion. Derfor kan dannelsen af brungule, gulbrune, rødbrune og rødbrune astragalusprøver være relateret til elektronovergange og lysudbredelse af konjugerede dobbeltbindinger i carotenoidkomponenter. De fysiske fænomener som spredning, brydning, interferens og diffraktion, der opstår, når man har med lægeurter at gøre, hænger sammen.
Sammenfattende kan man sige, at der er betydelige forskelle i farveværdierne for prøver af brungul, rødbrun, rødbrun og gulbrun rød astragalus. Der er en sammenhæng mellem farveværdien og indholdet af carotenoidmetabolitter. Blandt de fire farveprøver er der 17 typer carotenoidkomponenter med maksimums- og minimumsværdier, og indholdsfordelingen er forskellig; De forskellige metabolitter, der er involveret i de fire farver, omfatter to kategorier af carotenoider og 11 typer lutein, nemlig α-caroten, β-caroten, luteindilaurat, luteindimerinsyreester, lilla gul butyrat, lilla gul muskatnøddeester, anther gul, zeaxanthin, lilla gul, lutein og β-kryptoxanthin laurinsyre. Det er et af de farvestoffer, der giver farve i rød astragalus. Farven på brungule, rødbrune, rødbrune og gulbrune røde astragalusprøver kan være relateret til indholdet og typerne af carotenoidmetabolitter, der er nævnt ovenfor.