Studie über die Korrelation zwischen der Farbe von Hongqi und den Carotinoidbestandteilen
Hedysari Radix ist ein authentisches und spezielles Heilkraut in der Provinz Gansu und eine der tragenden Säulen für die Wiederbelebung der ländlichen Wirtschaft im südlichen Gansu. Der Bezirk Wudu in der Provinz Gansu ist zur "Heimatstadt des chinesischen Hedysari" geworden, und das produzierte Heilkraut Hedysari Radix hat die Marke "Micang Hongqi" gebildet. Die experimentelle Beobachtung der Forschungsgruppe ergab, dass Hongqi verschiedene Farbmerkmale wie bräunlich-gelb, rötlich-braun, rötlich-braun und gelb-braun aufweist.

Die Farbe ist nicht nur ein wichtiger Bestandteil der Theorie der Farbdifferenzierung und der Qualität in der traditionellen chinesischen Medizin, sondern steht auch in engem Zusammenhang mit der ihr innewohnenden Qualität als dem intuitivsten Merkmal der chinesischen Medizin. Schon vor der Han-Dynastie begannen die Menschen, der Farbe von Arzneimitteln Aufmerksamkeit zu schenken. Im "Shennong Bencao Jing" zum Beispiel sind 68 Arzneimittel nach Farben wie Grün, Rot, Gelb, Weiß und Schwarz benannt. Im "Compendium of Materia Medica Annotations" wird festgehalten, dass "die Farbe von Pu Nai gut ist, wenn sie grün und weiß ist, gelb schadet den Menschen und rot tötet sie"; in der "Newly Revised Materia Medica" wird festgehalten, dass Qin-Haut "Wasserflecken von der Haut nimmt und sie blau färbt". In der "Original Materia Medica" heißt es, dass bei Atractylodes macrocephala "nur Weiß überlegen ist", bei Coptis chinensis "diejenigen mit leuchtendem Gelb überlegen sind", bei Danshen "diejenigen mit Wurzelrinde und violettem Fleisch überlegen sind" und bei Muxiang "diejenigen mit grüner Fleischfarbe überlegen sind, gefolgt von denen mit gelber und weißer Farbe, und diejenigen mit schwarzer und öliger Farbe minderwertig sind"; Im Kompendium der Materia Medica wird auch die Beziehung zwischen der Farbe von Heilkräutern und ihrem Herkunftsort aufgezeichnet, z.B. Huangqin's "Xiqin... Farbe Qian, Beiqin... tiefgelb", was auf eine enge Beziehung zwischen der Farbe und dem Namen, der Wirksamkeit, der Arzneimittelidentifikation, der Qualität und dem Herkunftsort der traditionellen chinesischen Medizin hinweist. Darüber hinaus hat die moderne Forschung gezeigt, dass die Farbe der traditionellen chinesischen Medizin in engem Zusammenhang mit ihren medizinischen Eigenschaften und ihrer chemischen Zusammensetzung steht und als Brücke zwischen der "äußeren Vortrefflichkeit" und der "inneren Qualität" der medizinischen Materialien dient. Anhand der Farbe lassen sich Herkunft, Sorte, Erntezeit, Lagerung und Verarbeitungstechniken von Arzneistoffen unterscheiden und bewerten. Gleichzeitig kann die Farbe als Bewertungsindikator für die Qualität von Arzneimitteln verwendet werden. In der Ausgabe 2020 des Arzneibuchs der Volksrepublik China (Band 1) wird bei mehr als 200 Arzneistoffen auch die Farbe als einer der Qualitätsindikatoren verwendet. Die Blätter, Blüten, Früchte und Wurzeln höherer Pflanzen sind reich an Carotinoiden, die Tetraterpenpigmente mit einer Struktur von Gelb, Orangerot, Rot und Violett sind. Sie stehen in engem Zusammenhang mit der Farbbildung von Pflanzen und haben Funktionen und physiologische Aktivitäten wie Antioxidantien, Lichtschutz, Farbstoffe, Stärkung des Immunsystems, Krebsprävention und Krebsbekämpfung. Sie finden breite Anwendung in der Lebensmittelindustrie, der Gesundheitspflege, der Hautpflege und Kosmetik, der Medizin und der Tierhaltung.

Auf dieser Grundlage nahm die Forschungsgruppe roten Astragalus als Forschungsobjekt und verwendete ein Präzisionskolorimeter und Flüssigchromatographie-Tandem-Massenspektrometrie (LC-MS/MS), um die Korrelation zwischen der Farbe des roten Astragalus und den Carotinoidkomponenten zu untersuchen. Die Korrelation zwischen Farbe und Carotinoid-Komponenten wurde analysiert, und die Unterschiede in den Carotinoid-Metaboliten in verschiedenen farbigen roten Astragalus-Proben wurden analysiert, um eine Referenz für die Gründe und die Qualitätsbewertung der roten Astragalus-Farbvielfalt zu liefern.

 

In diesem Artikel werden Proben von unterschiedlich gefärbtem rotem Astragalus als Forschungsobjekt genommen und Präzisionskolorimeter, LC-MS/MS und andere Nachweismethoden verwendet, um die Farbwerte von unterschiedlich gefärbten roten Astragalus-Proben und den Inhalt von 68 Arten von Carotinoid-Metaboliten (17 Arten nachgewiesen) zu bestimmen. Einfaktorielle Varianzanalyse, PCA-Analyse, Clusteranalyse, Korrelationsanalyse, OPLS-DA-Modell, variable Wichtigkeitsprojektion VIP und Differenz-Mehrfachwert-Methoden wurden angewandt, um die Veränderungen der Farbwerte und der Carotinoid-Metaboliten bei unterschiedlich gefärbtem rotem Astragalus zu untersuchen und die Korrelation zwischen der Farbe des roten Astragalus und den Carotinoid-Komponenten zu ermitteln. Die Ergebnisse zeigten, dass die L *-Werte der sechs Farbwerte von braun-gelbem, rotbraunem, rotbraunem und gelbbraunem rotem Astragalus von 75,38 bis 85,41 reichten, die a *-Werte von 3.95 bis 5,16, die b *-Werte von 11,52 bis 15,91, die C *-Werte von 12,31 bis 16,53, die h °-Werte von 68,77 bis 74,23 und die Gesamtfarbdifferenz Δ E * ab-Werte von 1,58 bis 8,49. Der L * -Wert, b * -Wert, C * -Wert, h ° -Wert und die Gesamtfarbdifferenz Δ E * ab -Wert von HC1 bräunlich-gelb sind die höchsten unter den vier Farben, HC2 rötlich-braun hat den höchsten a * -Wert unter den vier Farben, L * -Wert, h ° -Wert und die Gesamtfarbdifferenz Δ E * ab -Wert sind die niedrigsten unter den vier Farben, und HC3 rötlich-braun hat den niedrigsten a * -Wert, b * -Wert und C * -Wert unter den vier Farben. Die sechs Farbwerte von HC4 gelbbraun sind im mittleren Bereich angesiedelt. Es gab hochsignifikante Unterschiede bei den L *-, a *-, C *-, h °- und Δ E * ab-Werten zwischen den vier Gruppen roter Astragalus-Proben mit unterschiedlichen Farben und einen signifikanten Unterschied bei den b *-Werten, was darauf hindeutet, dass die subjektiv mit bloßem Auge beurteilten Farben repräsentativ sind und die Farbunterschiede zwischen roten Astragalus-Proben widerspiegeln können.
Die Ergebnisse des Nachweises von Carotinoid-Komponenten zeigten, dass insgesamt 68 Arten von Carotinoid-Komponenten in Proben verschiedener Farben von rotem Astragalus nachgewiesen wurden. Darunter wurden 17 Komponenten nachgewiesen, darunter 2 Carotinoide und 15 Lutein-Komponenten. Die nicht nachgewiesenen Metaboliten könnten darauf zurückzuführen sein, dass diese Komponenten nicht vorhanden sind oder ihr Gehalt unterhalb der Nachweisgrenze des Geräts liegt. Die weitere Analyse des Gehalts ergab, dass es in den vier Farbproben Höchst- und Mindestwerte für den Gehalt an 17 Arten von Carotinoiden gab. Die Verteilung dieser Komponenten variierte zwischen den verschiedenen Farbproben von rotem Astragalus, mit signifikanten Unterschieden (P<0,05) bei Lutein und Zeaxanthin zwischen den vier Farbproben. Die Unterschiede bei den anderen 15 Komponenten waren nicht signifikant. Die Synthese von Carotinoiden und anderen Komponenten in Heilkräutern wird durch Licht, Ernte, Verarbeitung im Anbaugebiet und Verarbeitung beeinflusst, so dass die Entstehung von Unterschieden mit den umfassenden Auswirkungen dieser Faktoren zusammenhängen könnte.
Die PCA Forschungsergebnisse zeigen, dass es eine Koexistenz von Cross-Informationen und gemeinsame Informationen in der Verteilung der Carotinoid-Komponenten unter den vier Farbe rot Astragalus Proben. Die Farbveränderungseigenschaften der Hongqi-Arzneimittel hängen mit den Carotinoid-Metaboliten zusammen, und die Carotinoid-Komponenten tragen zur Bildung der Farbe der Hongqi-Arzneimittel bei. Die HCA-Ergebnisse zeigten, dass die Übereinstimmung zwischen der subjektiven Farbklassifizierung und der Klassifizierung der Carotinoid-Metaboliten nicht hoch war und die Clusterbildung nicht streng auf den vier Farben beruhte. Die Arten von Carotinoid-Metaboliten in Proben verschiedener Farben wiesen einen gewissen Grad an Ähnlichkeit auf. Es gab Unterschiede im Gehalt an Carotinoid-Metaboliten zwischen Proben der gleichen Farbe des Hongqi-Heilkrauts, und es gab eine gewisse Beziehung zwischen Farbe und Carotinoid-Metabolitengehalt. Unterschiedlich gefärbte Hongqi-Proben wiesen unterschiedliche Metaboliten auf, was mit den Ergebnissen der PCA übereinstimmte.
Die Ergebnisse der Korrelationsanalyse zeigten, dass es einen Zusammenhang zwischen dem Farbwert von rotem Astragalus und dem Gehalt an Carotinoid-Metaboliten gab. Es gab zwei Carotinoid-Metaboliten mit einer signifikant negativen Korrelation im Farbwert L * von rotem Astragalus, nämlich β-Cryptoaurinsäure und Purpurgelbutyrat, und einen Carotinoid-Metaboliten mit einer signifikant negativen Korrelation im Gesamtfarbunterschied Δ E * ab-Wert, nämlich Purpurgelbutyrat. Die Korrelation mit anderen Carotinoid-Komponenten war nicht signifikant; Es gibt eine signifikante positive Korrelation zwischen L * und der Gesamtfarbdifferenz Δ E * ab Wert, und eine signifikante positive Korrelation zwischen dem Farbwert b * und C *; Es gibt eine signifikante positive oder negative Korrelation zwischen einigen Carotinoid-Komponenten, was darauf hindeutet, dass es Korrelationsinformationen in der Biosyntheseweg von Carotinoid-Komponenten während des Wachstumsprozesses von Hongqi. Die obigen Ergebnisse bestätigen die Analyseergebnisse der einseitigen ANOVA, PCA und HCA.
Die Methode der Kombination von Variablenbedeutungsprojektion VIP und Differenz-Mehrfachwerten im OPLS-DA-Modell wurde verwendet, um verschiedenfarbigen roten Astragalus auf Carotinoid-Metaboliten zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigten, dass es 6, 4, 4, 5, 6 und 6 differentielle Carotinoid-Metaboliten gab, die an HC1 braun und HC2 rotbraun, HC1 braun und HC3 rotbraun, HC1 braun und HC4 gelbbraun, HC2 rotbraun und HC3 rotbraun, HC2 rotbraun und HC4 gelbbraun, HC2 rotbraun und HC4 gelbbraun, HC3 rotbraun und HC4 gelbbraun beteiligt waren. Die an den vier Farben beteiligten differentiellen Metaboliten waren hauptsächlich 10, einschließlich Alpha-Carotin, Beta-Carotin und Lutein. Laurinsäureester, Luteindimersäureester, violettgelber Isobutyratester, violettgelber Myristinsäureester, Antherengelb, Zeaxanthin, violettgelb, Lutein.
Basierend auf anderen Analyseergebnissen sind die beiden Komponenten, die eine signifikante Beziehung zu den Farbwerten haben, β-Cryptoxanthin-Laurinsäure und Purpurgelbutyrat. Unter den Proben der verschiedenen Farben von rotem Astragalus gibt es zwei Komponenten mit signifikanten Unterschieden bei den Carotinoid-Komponenten, Lutein und Zeaxanthin, in der Einweg-ANOVA. Daher gibt es hauptsächlich 11 Komponenten, die mit der Farbe von rotem Astragalus zusammenhängen, nämlich α-Carotin, β-Carotin, Luteindilaurat, Luteindimersäureester, violettgelbes Butyrat, violettgelber Muskatnussester, Antherengelb, Zeaxanthin, violettgelb, Lutein und β-Cryptoxanthinlaurinsäure, die in zwei Kategorien unterteilt werden können: Carotinoide und Lutein. Aufgrund der mehrstufigen Regulierung der Synthese, des Abbaus und der Speicherung von Carotinoid-Metaboliten in Pflanzenzellen sowie des Einflusses von Prozessen wie "Anbau, Ernte, Verarbeitung und Verwendung" bei der Herstellung von Arzneimitteln hängt der Gesamtgehalt an Carotinoiden in Arzneimitteln nicht nur von internen Faktoren im Biosyntheseweg ab, sondern wird auch durch externe Faktoren reguliert. Dieser umfassende Effekt führt dazu, dass der Gehalt und die Art der Carotinoid-Komponenten in den verschiedenen kommerziellen Arzneimitteln unterschiedlich sind, was zu unterschiedlichen Farben der Pflanzen führt.
Farbe ist eine psychologische Empfindung, die durch elektromagnetische Strahlung oder Licht erzeugt wird, das auf die menschlichen Sehorgane einwirkt und sowohl durch physikalische Eigenschaften als auch durch psychologische Empfindungen beeinflusst wird. Ihr Wesen ist ein kontinuierliches physikalisches Spektrum. Der Färbemechanismus von Arzneimitteln steht in engem Zusammenhang mit der Struktur des konjugierten Systems ihrer färbenden Substanzen. Der π→π *-Übergang im molekularen konjugierten System und der n →π *- oder n →σ *-Übergang im p →π konjugierten System von ungesättigten organischen Verbindungen, die Heteroatome enthalten, sind die Hauptgründe für ihre Färbung. Die Carotinoid-Komponenten in den verschieden gefärbten roten Astragalus-Proben gehören zu den Isopren-Verbindungen und sind eine der chromogenen Komponenten des roten Astragalus. Sie alle enthalten viele konjugierte Doppelbindungen. Braun-gelber, gelb-brauner, rötlich-brauner und rötlich-brauner roter Astragalus kann aufgrund der Absorption ihrer komplementären violetten und grünen Lichtbänder durch die "Grundzustandselektronen" ihrer chromogenen Komponenten (Carotinoid-Metaboliten) gefärbt sein. Wenn die Lichtstrahlung während der Ausbreitung auf Streuteilchen trifft, erzeugen Streuteilchen unterschiedlicher Abstammung unterschiedliche Arten von Streuung, Brechung, Interferenz und Beugung. Die Entstehung der braun-gelben, gelb-braunen, rötlich-braunen und rötlich-braunen roten Astragalus-Proben könnte daher mit den Elektronenübergängen und der Lichtausbreitung der konjugierten Doppelbindungen der Carotinoid-Komponenten zusammenhängen. Die physikalischen Phänomene wie Streuung, Brechung, Interferenz und Beugung, die beim Umgang mit Heilkräutern auftreten, sind damit verbunden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es signifikante Unterschiede in den Farbwerten von braun-gelben, rot-braunen, rötlich-braunen und gelb-braun-roten Astragalus-Proben gibt. Es besteht eine Korrelation zwischen dem Farbwert und dem Gehalt an Carotinoid-Metaboliten. Unter den vier Farbproben gibt es 17 Arten von Carotinoid-Komponenten mit Maximal- und Minimalwerten, und die Verteilung des Gehalts ist unterschiedlich; die differentiellen Metaboliten, die an den vier Farben beteiligt sind, umfassen zwei Kategorien von Carotinoiden und 11 Arten von Lutein, nämlich α-Carotin, β-Carotin, Lutein-Dilaurat, Lutein-Dimersäureester, violett-gelbes Butyrat, violett-gelber Muskatnussester, Antherengelb, Zeaxanthin, violett-gelb, Lutein und β-Cryptoxanthin-Laurinsäure. Es ist eine der färbenden Substanzen, die die Farbe des roten Astragalus erzeugen. Die Färbung der braun-gelben, rot-braunen, rot-braunen und gelb-braunen roten Astragalus-Proben kann mit dem Gehalt und den Arten der oben genannten Carotinoid-Metaboliten zusammenhängen.