火麻叶中大麻二酚提取工艺的响应面法优化及不同部位含量分布

本文研究一种超声波辅助提取火麻叶中大麻二酚(cannabidiol,CBD)的方法,同时分析火麻不同部位的CBD含量。首先建立CBD的HPLC检测方法,采用单因素实验确定超声提取功率、提取温度、提取时间、料液比4个因素对火麻叶中CBD提取率的影响;利用Design-expert软件进行Box-Benhnken实验设计确定并验证CBD的超声辅助提取的最优工艺条件,并检测火麻不同部位CBD含量。实验表明:采用Agilent HC-C_(18)柱(250 mm×4.6 mm,5μm),检测波长:220 nm,流速:1.0 mL/min,柱温:28℃,流动相:甲醇-水=90∶10,等度洗脱,在此条件下的分离效果和峰型较好,并且结果准确可靠,稳定性好。以甲醇为提取溶剂,最佳提取工艺条件为:提取功率320 W,提取温度81℃,提取时间26 min,料液比1∶22 g/mL,在此条件下得到CBD含量的平均值为79.53±0.26 mg/g。火麻嫩叶中CBD含量最高,其余依次为老叶、种子和茎,根中含量最低。结果表明,超声波提取是一种高效的大麻二酚提取方法,且作为一种天然产物资源,大麻二酚具有重要的开发利用价值。

盐胁迫对火麻生理特性及次生代谢产物的影响

以火麻(Cannabis sativa L.)为试材,采用正常生长的火麻幼苗为对照,用不同浓度(100、200、300、400 mmol·L^(-1))盐溶液胁迫处理火麻幼苗,观测各生理指标和总黄酮、大麻二酚等次生代谢产物含量变化,研究了在盐(NaCl)胁迫下火麻的生理生化特性及其次生代谢产物含量的影响,以期为火麻的栽培和耐盐适应性提供参考依据。结果表明:随着盐浓度的升高和胁迫时间的延长,火麻净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、最大光化学效率(Fv/Fm)和光合色素均呈现持续降低趋势;而丙二醛含量和脯氨酸含量则随着盐浓度升高呈现逐渐增加的趋势(400 mmol·L^(-1)下的脯氨酸除外),可溶性蛋白质、可溶性糖、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化氢酶(APX)、超氧化物歧化酶(SOD)活性和总黄酮含量均随盐浓度的增大呈现先升高后降低的趋势,并在200 mmol·L^(-1)盐浓度下时达到最大值;在100 mmol·L^(-1)盐浓度下处理1~5 d时大麻二酚含量较CK略有升高,但差异不显著(P>0.05),而在200~400 mmol·L^(-1)处理下,随盐浓度升高和处理时间的延长大麻二酚含量均持续降低,但与对照相比具有显著差异(P<0.05)。由此说明,火麻对盐胁迫有一定的耐受性,在200 mmol·L^(-1)以下浓度的盐胁迫下,火麻能够维持基本的生理活动,盐浓度高于200 mmol·L^(-1)火麻生理受到抑制,并与盐浓度呈现正相关。

干旱胁迫和复水对火麻生理及次生代谢产物含量的影响

为探究火麻干旱胁迫的耐受能力及复水后其次生代谢产物的含量变化。以土培盆栽的方式培养火麻幼苗,以正常浇水的火麻为对照(CK),对比分析胁迫组在胁迫后的0、3、5、7、9 d和复水后的生理特性、光合及次生代谢产物的变化情况。结果表明:干旱胁迫条件下,火麻叶中含水量、光合指标、最大光能转换效率、实际光能转换效率、电子传递速率RET、光化学淬灭系数Qp降低;而非光化学淬灭系数QNP、叶绿素和类胡萝卜素、脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖及MDA含量和相对电导率上升,4种抗氧化酶活性升高,复水后叶片含水量、叶绿素b、光合指标、脯氨酸含量和SOD活性低于CK组,其他各生理指标均高于CK组水平。总黄酮、总酚和总萜含量升高,复水后这3种次生代谢产物含量不同程度地低于对照。火麻的第1、2对叶片中CBD含量随胁迫程度的增加而降低,且远高于下部叶片;第3、4对叶中CBD含量虽在7 d胁迫处理时含量最高,但仍低于对照并且2者差异不显著(P<0.05);第5、6对叶片在胁迫处理的3 d时CBD含量达到峰值。复水后,3组叶位中的CBD含量均高于CK组。综合研究发现,适度的干旱胁迫会提高火麻的生理抗逆性,降低其光合作用,提高次生代谢产物的含量;胁迫会降低药物活性物质CBD的含量;在适度的胁迫经复水后,缓解了胁迫对植物的伤害,并提高叶片中CBD的含量。