Extracción e identificación de nuevos compuestos flavonoides en diente de león Taraxacum mongolicum Hand.

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 2166 (2023) Citar este artículo

1311 Accesos

2 citas

1 Altmetric

Detalles de métricas

Debido al interés en la posible aplicación farmacológica del diente de león, se estudiaron los constituyentes químicos y las actividades de Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz. Se empleó la metodología de superficie de respuesta de Box-Behnken para optimizar el protocolo de extracción de flavonoides del diente de león. Las estructuras moleculares de diferentes compuestos flavonoides se adquirieron y analizaron mediante cromatografía líquida-espectrometría de masas (LC-MS) y espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN). Se aislaron y purificaron varios compuestos flavonoides importantes, a saber, hesperetina-5′-O-β-ramnoglucósido, hesperetina-7-glucurónido, kaempferol-3-glucósido, baicaleína, hiperserosido, que se extrajeron por primera vez del diente de león. La hesperetina-5′-O-β-ramnoglucósido se identificó como un nuevo tipo de flavonoide que nunca se había informado en la literatura. Este nuevo flavonoide tiene una excelente actividad antioxidante, como lo demuestra su valor IC50 (8,72 mg/L) para eliminar los radicales libres DPPH. La determinación de las actividades antioxidantes relacionadas con la estructura podría interpretarse en función de los cálculos de DFT. Como tal, no solo hemos ilustrado los ricos contenidos de flavonoides en Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz, sino que también hemos revelado nuevos tipos de compuestos flavonoides en el diente de león en términos de estructura y propiedades antioxidantes.

El diente de león Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz (T. mongolicum Hand.-Mazz) es una hierba perenne que se puede utilizar tanto como medicina como alimento1. Pertenece a las compositae, alias Huanghuading, o popoding como se indica en la segunda edición de la Farmacopea China2. En la actualidad la aplicación del diente de león va en aumento, y la investigación sobre su composición química y acción farmacológica está ganando más atención3. Generalmente, el diente de león contiene una variedad de componentes biológicamente activos, incluyendo flavonoides, triterpenos, sesquiterpenos, ácidos fenólicos, esteroles y cumarinas, con alto valor comestible y medicinal4. En particular, el diente de león tiene actividades farmacológicas antibacterianas, antiinflamatorias, antioxidantes, hepatoprotectoras y antitumorales5. El flavonoide es una clase de los principales componentes bioactivos del diente de león, que está estrechamente asociado con los efectos farmacológicos del diente de león. Por ejemplo, los efectos medicinales del diente de león, como las propiedades anticancerígenas, antienvejecimiento, protectoras del hígado, colagógicas y bacterioestáticas, están directa o indirectamente relacionados con las actividades de los flavonoides6.

En los últimos años, muchos estudios exploraron los efectos farmacológicos y la aplicación clínica de las preparaciones crudas de diente de león, mientras que es necesario investigar los efectos farmacológicos de compuestos químicos individuales como los flavonoides del diente de león. Yang Hee et al. realizaron estudios experimentales sobre el efecto medicinal del extracto acuoso de raíz de diente de león de T. mongolicum7. Yuldashev et al. flavonoides aislados que incluyen luteolina, quercetina y sus derivados de las raíces del diente de león medicinal (T. officinale Wigg.)8. Shi et al. obtuvo artemisinina y quercetina de T. diente de león mongol e identificó dos nuevos flavonoides, a saber, isoetina-7-O-β-d-glucopir-anosil-2′-0-al-arabinopiranósido, isoetina-7-0-β-d -gluco9. En general, los flavonoides provienen de componentes metabólicos secundarios de las plantas, que son muy importantes en la fitoquímica10,11. En términos de estructura química, existen diferentes compuestos flavonoides en los que el anillo aromático A se fusiona con el anillo de piranona C y luego se conecta con otro anillo aromático B, y tienen las características básicas del esqueleto de C6-C3-C6. Hay muchos sitios de conexión entre el anillo C del esqueleto básico y el anillo B, y el anillo A y el anillo B a menudo tienen sustituyentes como hidroxilo, metoxilo, metilo e isopento, lo que da como resultado muchos derivados y funciones activas diferentes12. La Figura 1 ilustra las estructuras originales de los flavonoides, mientras que los flavonoides en las plantas existen principalmente en forma de glucósidos, es decir, grupos hidroxilo conectados con unidades de azúcar y dos anillos aromáticos (A y B). Muchos estudios han demostrado que el valor medicinal del diente de león tiene una estrecha relación con la actividad antioxidante del flavonoide del diente de león13,14. Sin embargo, los compuestos flavonoides del diente de león son complejos y falta un análisis exhaustivo de los flavonoides del diente de león en términos de estructura y actividad antioxidante. Por lo tanto, es de gran interés explorar las diferentes formas y actividades antioxidantes de los compuestos flavonoides del diente de león y analizar la relación estructura-actividad correspondiente.

Principales estructuras parentales de los flavonoides.

En este trabajo realizamos el estudio sobre la extracción e identificación de nuevos compuestos flavonoides en el diente de león Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz. y evaluaron sus actividades antioxidantes. La Figura 2 ilustra esquemáticamente el procedimiento experimental. Se optimizó la extracción de los principales compuestos flavonoides a partir de Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz utilizando la metodología de superficie de respuesta. Luego, estos compuestos se purificaron mediante cromatografía líquida de alta resolución preparativa (PHPLC) y se analizaron mediante cromatografía líquida-espectrometría de masas (LC-MS) y espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN). Las estructuras compuestas se determinaron en base a datos experimentales y también se confirmaron mediante cálculos teóricos basados en la teoría de la función de densidad (DFT). Las actividades antioxidantes de los compuestos flavonoides extraídos se evaluaron en función de la evaluación de la capacidad de eliminar los radicales libres DPPH. Allí se exploró y discutió la relación estructura-actividad de los compuestos flavonoides interesados.

Diagrama esquemático que demuestra nuestra investigación sobre extracción, purificación, identificación estructural y evaluación de antioxidantes de los compuestos flavonoides de Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz.

Todos los experimentos se llevaron a cabo a través del esquema experimental de optimización de superficie de respuesta de diseño Design-Expert. De acuerdo con el modelo de superficie de respuesta, las condiciones óptimas de extracción se obtuvieron de la siguiente manera: tiempo de extracción 70 min, relación líquido-material 52,56:1 (mL/g), temperatura de extracción 80 °C (los parámetros para la optimización de la superficie de respuesta se proporcionan en Tabla S1 y Tabla S2), y el rendimiento teórico de flavonoides totales del diente de león fue de 13,31% según el método informado previamente15. Considerando la operación simple y práctica, el proceso óptimo de extracción de flavonoides totales del diente de león fue de 70 min, la relación de líquido a material fue de 53:1 (mL/g) y la temperatura de extracción fue de 80 °C. Cada experimento se repitió al menos tres veces en las mismas condiciones. Cabe señalar que los experimentos de un solo factor se realizaron inicialmente para investigar el efecto de los factores relacionados en el resultado estudiado (Fig. S1). Como resultado, el rendimiento promedio de flavonoides totales del diente de león fue del 14,12 %, y el error relativo con el valor teórico (13,31 %) fue del 5,74 %, y la capacidad de predicción y la viabilidad del modelo cumplen con las expectativas reales (Fig. 3) . Se utilizó la ecuación polinomial cuadrática para el ajuste de regresión múltiple: Y = 11,74 + 0,33A + 0,49B + 0,85C − 0,037AB + 0,59AC − 0,21BC + 0,071A2 − 0,98B2 − 0,29C2.

Superficies de respuesta de extracción con cambios de factores variables: (A) Resultado de la extracción dependiendo del tiempo y la relación líquido a material, con temperatura fija (80 °C). (B) Resultado de la extracción en función del tiempo y la temperatura, con una proporción fija de líquido a material (52,56:1 (mL/g)). (C) Resultado de la extracción en función de la relación líquido/material y la temperatura, con un tiempo fijo (70 min).

Las tablas S1 y S2 enumeran los parámetros para el ajuste. A, B, C, AC, B2 tuvieron un efecto significativo sobre el rendimiento total de flavonoides (P < 0,01), mientras que AB, BC, A2, C2 no tuvieron un efecto significativo sobre el rendimiento total de flavonoides (P > 0,05).

En nuestro estudio, se extrajeron y purificaron siete compuestos flavonoides principales del diente de león, que luego se identificaron como hesperetina-5′-O-β-ramnoglucósido (Compuesto I), quercetina (Compuesto II), hesperetina-7-glucurónido (Compuesto III) , kaempferol-3-glucósido (Compuesto IV), baicaleína (Compuesto V), hiperserosido (Compuesto VI) y rutina (Compuesto VII) (véanse los detalles en las Figs. S2–S18 para ver la evidencia experimental). Entre ellos, se identificó por primera vez un nuevo tipo de flavonoide, a saber, hesperetina-5′-O-β-ramnoglucósido (Compuesto I), ya que nunca se había informado en la literatura. La Figura 4 muestra el cromatograma de iones totales y el espectro de MS del nuevo Compuesto I. El tiempo máximo del Compuesto I es 1,011 min. El espectro de masas de cromatografía líquida mostró una relación de iones moleculares m/z calculada para C28H34O15 (610,56 ([M−H]–: 609,15), m/z 447,1, 285,0 (pico base)). Se determinó que el compuesto era un flavonoide de acuerdo a sus propiedades fisicoquímicas y señal de espectro ultravioleta.

Patrón de pico LC-MS y patrón LC-MS2 M/Z correspondiente.

Las estructuras de los compuestos flavonoides extraídos se determinaron por RMN. La Figura 5 muestra el espectro de hidrógeno 1D y el espectro HSQC 2D para el Compuesto I. Los picos singulete a 12,03 ppm y 9,11 ppm representan dos protones del hidroxilo fenólico. El multiplete de 6,94 a 6,11 ppm para cinco protones forman un anillo aromático y también se observó otro multiplete de 5,52 a 4,46 ppm que representa trece protones del -CH cíclico (anillo de glicona). Los picos singulete a 3,78–3,64 ppm representan los tres protones que forman el grupo –OCH3 y un multiplete a 3,66–2,77 para el grupo hidroxilo alicíclico, y un doblete a 2,29 ppm para dos protones del grupo –CH2OH unido al anillo de glicona y el singulete que representa tres También se encontraron protones a 1,15–1,05 ppm para –CH3. El espectro de RMN de 13C mostró señales de carbono a (HSQC, 125 MHz, δ ppm): 145,93, 144,24, 131,81, 117,80, 114,07, 111,90, 103,29, 100,35 y 96,22 ppm representaron átomos de carbono románticos. Los picos en 87,32, 82,42, 78,39, 73,00, 71,75 y 70,11 se asignaron a los carbonos alicíclicos. Los dos carbonos del grupo CH2OH y un grupo metilo unido al anillo de glicona se representaron en 28,36 y 18,02 ppm respectivamente. Los carbonos de oximetino y etileno alifático se representaron en 74,11 y 32,51 ppm respectivamente. El carbono metoxi se representó en 49,33 ppm. Se determinó como hesperetina-5′-O-β-ramnoglucósido.

Espectros 1H y espectros 13C HSQC NMR del nuevo Compuesto I.

Además, la estructura del nuevo compuesto se confirmó mediante el cálculo de DFT con b3lyp/6-311 g (d, p). Para la determinación de la estructura óptima del Compuesto I, se calcularon los datos de 1H y 13C usando el método DFT/GIAO a través del programa Gauss 09 usando b3lyp/6-311+g (2d, p) (Tabla 1). Los valores de desplazamiento químico proporcionados por DFT/B3LYP están muy cerca de los datos experimentales, lo que verifica aún más la determinación de la estructura molecular del Compuesto I.

El nuevo compuesto flavonoide (I) es una sustancia pulverulenta blanca que se puede disolver en metanol y acetona. Así se determinó como hesperetina-5′-O-β-ram-noglucósido, (2-[3-[3, 4-dihidroxi-6-metil-5-[3,4,5-trihidroxi-6-(hidroximetil ) oxan-2-il] oxioxan-2-il]oxi-4-h-hidroxi-5-metilfenil]-5,7-dihidroxi-2,3-dihidrocromen-4-ona) (Fig. 6 ).

La estructura del nuevo compuesto flavonoide (Compuesto I), hesperetina-5′-O-β-ramnoglucósido.

Las actividades antioxidantes de los compuestos flavonoides se evaluaron mediante el ensayo de captación de radicales DPPH. El DPPH es estable y fácil de manejar, lo que se usa a menudo para evaluar la actividad de los radicales libres en la eliminación de antioxidantes16. La Figura 7 muestra el cambio de absorción en el proceso de reacción del nuevo componente oxidante reactivo con DPPH. La absorbancia a 517 nm disminuyó con el aumento de la concentración, lo que demuestra la eficacia depuradora del nuevo compuesto.

Espectros UV-Vis del complejo hesperetina-5′-O-β-ramnoglucósido-DPPH· con concentración de oxidante.

Para la comparación de la capacidad antioxidante, se midió la IC50, que es la concentración de la mitad de la tasa de inhibición, es decir, la concentración del eliminador cuando la tasa de eliminación de radicales libres es del 50 %. Cuanto más pequeño es el valor de IC50, más fuerte es el efecto depurador o la capacidad antioxidante17,18. La Figura 8 muestra los resultados de la IC50 de los siete flavonoides en la secuencia: quercetina (8,07 ± 0,67 mg/L) < hesperetina-5′-O-β-ramnoglucósido (8,72 ± 0,88 mg/L) < kaempferol-3-glucurónido (13,49 ± 1,02 mg/L) < baicaleína (15,5 ± 0,98 mg/L) < hesperetina-7-glucurónido (22,1 ± 0,76 mg/L) < hisperósido (31,39 ± 0,65 mg/L) < rutina (31,54 ± 0,79 mg/ L) (Fig. S19; Tabla S3).

Comparación del valor IC50 del nuevo flavonoide (Compuesto I) con otros compuestos flavonoides extraídos. Todas las mediciones se realizaron por triplicado y los valores de IC50 se muestran como la media ± desviación estándar en el gráfico.

Las estructuras moleculares de siete flavonoides se muestran en la Fig. 9. La actividad del grupo hidroxilo fenólico en el anillo A es la más débil, mientras que la del anillo B es la más alta. El grupo disustituido en orto en el anillo B es el grupo antioxidante necesario de los flavonoides, especialmente cuando está sustituido por un grupo hidroxilo fenólico19, y es particularmente importante la actividad antioxidante de la sustitución de 3-OH en el anillo C, entre los que se encuentra la glicosilación de 3-OH en el anillo C es desfavorable, y cuanto más fuerte es el grado de glicosilación, peor es la actividad antioxidante. Por lo tanto, la actividad antioxidante está en el siguiente orden: quercetina > hesperetina-5′-O-β-ramnoglucósido > hesperetina7-glucurónido, ya que el impedimento estérico del grupo glucósido grande juega un papel importante en la protección o el impedimento de 3, 4-OH del anillo B, resultando en la reducción de su actividad antioxidante20. Catherine et al.21 también demostraron que el 3-OH del anillo C es muy importante porque el grupo hidroxilo en la posición C-3 puede isomerizarse con el doble enlace en las posiciones C-2 y 3 para formar una forma de dicetona, produciendo una forma altamente activa El grupo CH y el anillo C insaturado extienden el sistema conjugado del anillo A y el anillo B, lo que hace que el radical fenoxi sea más estable y mejore su actividad antioxidante. Chun et al.22 demostraron que la quercetina y la miricetina tienen una fuerte actividad antioxidante debido a esta estructura.

Estructuras de los compuestos flavonoides extraídos.

Los resultados experimentales mostraron que los glucósidos 3-OH del anillo C redujeron la actividad antioxidante de los flavonoides en la eliminación de radicales libres DPPH. Cuanto mayor es el número de glucósidos sustituidos, más débil es la actividad antioxidante, por lo que la actividad antioxidante de los flavonoides sustituidos con monoglucósidos es mejor que la de los diglucósidos. Como resultado, la actividad antioxidante está en el siguiente orden: kaempferol-3-glucósido > hesperidina > rutina. Además, se encontró que la posición del grupo hidroxilo fenólico tenía más influencia en la diferencia de actividad antioxidante que el número de grupos hidroxilo fenólicos. La existencia del grupo hidroxilo fenólico del anillo B mejoró en gran medida la actividad antioxidante, y la adición del sustituyente glucósido del anillo B tiene un efecto positivo en la actividad antioxidante23,24, por lo que la actividad antioxidante de la sustitución del glucósido del grupo hidroxilo cíclico C sería desfavorable en el antioxidante. capacidad. Por lo tanto, la actividad antioxidante de la baicaleína es mayor que la del kaempferol-3-glucósido.

Además, los coeficientes de correlación orbital de primera línea se pueden utilizar para caracterizar la actividad antioxidante molecular en los cálculos de química cuántica25,26. De acuerdo con la teoría de los orbitales moleculares, los orbitales de frontera incluyen el orbital ocupado más alto y el orbital vacío más bajo, que están estrechamente relacionados con la reactividad de las moléculas. La energía orbital ocupada más alta (HOMO) caracteriza la capacidad de dar electrones de las moléculas, es decir, cuanto mayor es el HOMO, más fuerte es la capacidad de dar electrones de las moléculas. La energía orbital vacía más baja (LOMO) caracteriza la capacidad de las moléculas para aceptar electrones, es decir, cuanto menor es la LOMO, más fuerte es la capacidad de las moléculas para aceptar electrones27,28. La diferencia de nivel de energía orbital de primera línea Δ E (Δ E = LUMO–HOMO) caracteriza la energía requerida por las moléculas desde el estado fundamental hasta el estado excitado. Cuanto menor es la diferencia de nivel de energía, más fácil es la transición de electrones, por lo que más fuerte es la reactividad de las moléculas29. Se calcularon los niveles de energía orbital de frontera de tres moléculas diferentes con mayor resistencia a la oxidación. De acuerdo con los datos de la Tabla 2, el nivel de energía HOMO (−5.738656 eV) de hesperetin7-glucurónido es más alto que el de los otros dos compuestos, y los electrones en este orbital son los más inestables y fáciles de perder. Desde el punto de vista de ΔE = (LUMO–HOMO), el rango de energía molecular es del orden de ΔE (hesperetina-7-glucurónido) > ΔE (hesperetina-5′-O-β-ramnoglucósido) > ΔE (quercetina). Los resultados calculados concuerdan bien con los resultados experimentales (Tabla S3). Los resultados muestran que la diferencia de nivel de energía orbital molecular de frontera se puede utilizar como un parámetro teórico confiable para predecir la actividad de eliminación de radicales libres de los flavonoides en el mismo tipo de moléculas30.

Además, de acuerdo con la teoría de la dinámica molecular, la ruptura del enlace químico necesita absorber energía, de modo que las moléculas puedan moverse de una superficie de energía potencial a otra con una superficie de energía potencial de mayor energía31,32.

Se puede ver desde el orbital molecular (HOMO) (como se muestra en la Fig. 10) que hay muchas nubes de electrones en el anillo B, que es el principal sitio de reacción química33. El parámetro físico y químico más esencial es la diferencia entre el calor de formación de radicales libres producido por los antioxidantes y la reacción de extracción de hidrógeno OHF (la energía de disociación de la reacción de extracción de hidrógeno), es decir, la actividad antioxidante de los flavonoides es generar radicales fenoxi después extracción de hidrógeno a partir de moléculas madre34. Los estudios han demostrado que el anillo B de los flavonoides es el sitio activo de la reacción (Fig. S20), y la sustitución en orto puede mejorar la actividad del anillo B35,36.

Mapa de distribución HOMO de la frontera orbital del nuevo flavonoide. El color rojo representa la parte positiva del orbital molecular, mientras que el color verde representa la parte negativa.

Los tres compuestos flavonoides tienen el mismo sustituyente en la posición 4 'y diferentes sustituyentes en 3', por lo que se calculó la energía de donación de hidrógeno del grupo funcional de la posición 3' (Fig. 11). Sobre la base de las estructuras moleculares optimizadas, también se realizó el análisis comparativo de la entalpía de la reacción de extracción de hidrógeno. Los resultados del cálculo del cambio de entalpía de extracción de hidrógeno del sustituyente en la posición de carbono 3′ del anillo B son los siguientes: quercetina (22,5 kcal/mol) < hesperetina-5′-O-β-ramnoglucósido (43,1 kcal/mol) < hesperetina-7-glucurónido (44,2 kcal/mol). Los resultados muestran que el grupo orto-hidroxilo del anillo B tiene la actividad más fuerte, principalmente porque puede llevar a cabo la segunda reacción continua de captación de radicales libres37,38. Por lo tanto, los resultados de la predicción teórica son consistentes con los resultados experimentales, lo que demuestra que el método DFT puede proporcionar una guía teórica para la detección de antioxidantes flavonoides naturales.

Comparación de barreras de deshidrogenación para tres compuestos flavonoides con sustituyentes 3' orto del anillo B.

En conclusión, se extrajeron y aislaron siete flavonoides principales de la hierba entera del diente de león Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz. por protocolo de extracción optimizado. La hesperetina-5′-O-β-ramnoglucósido es un nuevo tipo de flavonoide que se descubrió por primera vez en este trabajo. Se evaluaron y compararon las actividades antioxidantes frente a DPPH. En general, el flavonoide tiene una fuerte actividad de eliminación de radicales libres. El mecanismo de eliminación de DPPH in vitro es que los sustituyentes en el anillo de los flavonoides, como hidroxilo y metoxi, reaccionan con los radicales libres. Los niveles de energía orbital molecular de los compuestos flavonoides con mayor actividad antioxidante y la entalpía de extracción de hidrógeno de los sustituyentes del anillo B se reconfirmaron mediante cálculo DFT. Los resultados teóricos son consistentes con los resultados experimentales, lo que confirma que la hesperetina-5′-O-β-ramnoglucósido tiene una actividad antioxidante más fuerte principalmente debido al efecto combinado de diferentes sustituyentes en el anillo B, así como a la capacidad mejorada de suministro de hidrógeno. Debido a que estos compuestos se extraen de plantas herbales naturales y comestibles, y son seguros para usar como antioxidantes en las industrias de alimentos y cosméticos, este trabajo no solo ha revelado nuevos compuestos flavonoides en el diente de león, sino que también puede sugerir una nueva fuente de potencial farmacológico. nutrientes

Se recogieron muestras de diente de león (Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz) de la ciudad de Wulanchabu, Mongolia Interior. La especie fue identificada por Yuan Ke Yan (inspector del Centro de Inspección y Pruebas de Alimentos y Medicamentos de Hohhot). El material experimental fue el diente de león entero triturado incluyendo hoja, tallo y raíz. Se compraron otros productos químicos, que incluyen: estándar de rutina (pureza HPLC ≥ 98 % Shanghai McLean Biochemical Technology Co., Ltd.), etanol absoluto (AR Sinopharm), ácido acético (AR Sinopharm), resina de poliamida (14–30 mesh Sinopharm) , acetona (AR Xilong), metanol (AR Xilong), DMSO-d6 (pureza > 99,9 %, Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd.).

En este experimento, las flavonas totales del diente de león se extrajeron mediante el método de extracción en caliente con etanol. El diente de león seco triturado de 1 kg se investigó sobre la base de una concentración de etanol del 60 %, un tiempo de extracción de 30 min, una proporción de material líquido de 20:1 (mL: g) y una temperatura de extracción de 50 °C. Para optimizar la extracción de flavonoides de diente de león, en primer lugar, se realizaron los experimentos de factor único, que cambiaron el tiempo de extracción (30, 40, 50, 60 y 70 min), la temperatura de extracción (40, 50, 60 y 80 °C), y /o la relación de líquido a material (20, 30, 40, 50 y 60:1 (v/w) mL/g) y la concentración de etanol (40%, 50%, 60%, 70% y 80% (v /w)). Se cambió un factor mientras que los otros se mantuvieron constantes en cada experimento. Se empleó el diseño de Box-Behnken (BBD) para determinar la mejor combinación de diferentes variables para maximizar la extracción de flavonoides en función de los resultados experimentales de un solo factor. Se seleccionó el rango adecuado para el tiempo de extracción (A) y la proporción de líquido a material (B), se determinó la temperatura de extracción (C) y luego se utilizó la metodología de superficie de respuesta para diseñar las condiciones experimentales. Las variables independientes y sus niveles se dan en la Tabla 3. Sobre la base de los datos de BBD, se ajustó un modelo polinomial cuadrático para correlacionar la relación entre las variables independientes y los valores de respuesta para predecir las condiciones optimizadas.

El contenido de flavonoides totales se determinó siguiendo el método previamente descrito de de la Rosa39. Se añadió 1 mL de cada muestra (250 µg/mL disueltos en metanol) con 0,3 mL de nitrito de sodio (5 %, p/v) y nitrato de aluminio (10 %, p/v), se agitó bien y se dejó reposar durante 5 minutos. Luego, se agregaron 4 mL de hidróxido de sodio (4%, p/v) sin exposición directa a la luz y la solución resultante se dejó reposar durante 30 min. La solución de muestra se evaluó utilizando un lector de microplacas UV-Vis y la absorbancia a 510 nm. Luego de medir la absorbancia del extracto con el mismo método, se calculó la concentración másica de flavonoides totales según la ecuación de regresión obtenida39: Rendimiento total de flavonoides (%) = C × V × N/M × 100%, donde C es la masa concentración de flavonoides totales en extracto de diente de león, mg/mL; V es el volumen de extracto de diente de león, mL; N es la relación de dilución; M es la masa de polvo seco de diente de león, mg). El contenido total de flavonoides se presentó como equivalentes de catequina por gramo de cada muestra.

Después de activarse con resina macroporosa de poliamida (abajo) + resina macroporosa AB-8 (arriba), la solución de muestra se colocó en una columna de separación de vidrio para la separación inicial. Se dividieron 42,7 g de extracto crudo en tres partes en promedio, se eluyeron con 4,2 L de metanol al 70 %, acetona y etanol al 60 % (relación de volumen: 300 mL: 1 g) respectivamente. Cada 500 ml de eluyente se recogió en una columna cromatográfica Shimadzu LC-16P. Se usó la columna cromatográfica YMC Pack ODS-A, y se usó SPD-20A como detector. La fase móvil era un sistema binario, la fase A era agua con un 0,1 % de ácido fórmico y la fase B era acetonitrilo. En agua que contenía ácido fórmico al 0,1%, se aplicó el procedimiento de elución en gradiente con los parámetros establecidos como: 0-2 min, 20% B; 2–7 min, 60% B; 7–10 min, 75% B; 10–14 min, 35% B; 15–17 min, 20% B.

Se analizaron diferentes compuestos de flavonoides mediante AB Triple TOFTM 5600 + LC–MS/MS (SCIEX, ShangHai, China), que se habilitó con una velocidad de escaneo ultrarrápida y una alta resolución de espectrometría de masas y sensibilidad cuantitativa, lo que garantiza que el sistema pueda obtener mediciones de masa de alta precisión. datos de espectrometría y límites de detección cuantitativos. La separación de sustancias flavnoides en cromatografía líquida se realizó utilizando una columna de fase inversa C18 (100 mm × 4,6 mm, tamaño de partícula de 5 µm) con una temperatura de columna de 25 ℃. La fase móvil consta de ácido fórmico al 0,1 % en agua (A) y acetonitrilo al 100 % (B) y el caudal fue de 0,3 ml/min. Los ajustes de gradiente para el programa de elución fueron los siguientes: 0–1 min, 95%A; 1–20 min, 95–70 % A; 20–30 min, 70–10 % A; 30–35 minutos, 10% A; 35–36 min, 10–95 %A; 36–40 min, 95%A. El volumen de inyección fue de 10 µL (concentración desconocida). El espectro de masas se obtuvo sobre una fuente de ionización por electropulverización calentada en modos de iones negativos. Los parámetros clave fueron los siguientes: el voltaje de pulverización fue de + 3,8 y − 2,8 kV y el caudal de gas envolvente fue de 35 unidades arbitrarias (unidad arb); el caudal de gas auxiliar era de 10 unidades arb; la temperatura del capilar era de 325 °C y la temperatura del calentador de gas auxiliar era de 350 °C. El rango de exploración fue de m/z 100 a 100.000, que cubre el peso molecular de los flavonoides. La adquisición y el procesamiento de datos se llevaron a cabo con Mass Frontier 7.0 y el software Xcalibur 4.1 (Waltham, MA, Thermo Scientific), respectivamente. Para el análisis de RMN, los espectros se obtuvieron utilizando espectrómetros Bruker AV-500 (500 MHz para 1H RMN y 125 MHz para 13C RMN) (Bruker, Suiza). Además, la espectroscopia ultravioleta-visible (UV-Vis) también se realizó en el espectrofotómetro Shimadzu UV-2550 UV-Vis (200-800 nm) para el análisis de compuestos.

Para el ensayo de antioxidantes, los compuestos se ensayaron frente al oxidante estándar DPPH. Se disolvieron 25 mg de DPPH en 100 mL de etanol absoluto para obtener una solución madre y se tomaron una serie de soluciones muestra de extracto de diferentes concentraciones (0, 2, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50 mg/L). preparado. Para la medición de la actividad antioxidante, se midió el valor de absorbancia a 517 nm después de la reacción, y todo el experimento se repitió tres veces. La capacidad de captación de radicales DPPH se calculó de la siguiente manera: Actividad de captación de DPPH· (%) = [1 − (As − Ab)/Ad] × 100 %, donde Ad es el valor de absorbancia de 4 mL 50 mg/L DPPH, Tal cual el valor de absorbancia de la solución de 4 ml de solución de etanol de DPPH de 50 mg/l más 1 ml de muestra, y Ab es el valor de absorbancia de 4 ml de solución de etanol absoluto más 1 ml de solución de muestra. La evaluación y comparación de la capacidad de eliminación de radicales libres de los antioxidantes se basa en el valor IC50, que corresponde a la concentración de la solución antioxidante cuando la tasa de eliminación de radicales DPPH· es del 50 %40.

Se realizaron cálculos para ayudar a comprender y confirmar los resultados experimentales, incluidas las estructuras, las actividades antioxidantes y los espectros. Todos los cálculos se realizaron utilizando el paquete Gaussian 09. Los cálculos en este trabajo se realizaron aplicando los funcionales B3LYP con el conjunto base 6-311G++(d, p). Los cálculos dieron lugar a los niveles de energía y rangos de energía del orbital ocupado más alto (HOMO) y el orbital vacío más bajo (LUMO) de los productos con las tres principales resistencias a la oxidación, así como la entalpía de extracción de hidrógeno de los sustituyentes del anillo B41. Además, los espectros de RMN 1H y 13C se calcularon bajo la condición de Opt + Freq/GIAO42.

El estudio cumple con las directrices y normativas pertinentes.

Todos los datos generados o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable.

Hu, C. & Kitts, DD Luteolin y luteolin-7-O-glucoside de flor de diente de león suprimen iNOS y COX-2 en células RAW264.7. mol. Bioquímica celular. 265, 107–113. https://doi.org/10.1023/B:MCBI.0000044364.73144.fe (2004).

Artículo CAS Google Académico

Zeng, LZ & Huo, SM Discusión sobre los nombres químicos de los esteroides en la farmacopea china edición 2005 (volumen II). Mentón. Puesto de drogas. 04, 10–12. https://doi.org/10.19778/j.chp.2007.04.009 (2007).

Artículo Google Académico

González-Castejón, M., Visioli, F. & Rodriguez-Casado, A. Diverse biological activities of dandelion. Nutr. Rev. 70, 534–547. https://doi.org/10.1111/j.1753-4887,2012.00509.x (2012).

Artículo Google Académico

Jin, SL & Yin, YG Actividad antioxidante in vivo de los flavonoides totales de las hojas de indocálamo en ratones envejecidos causada por la d-galactosa. Química alimentaria Toxicol. 50, 3814–3818. https://doi.org/10.1016/j.fct.2012.07.046 (2012).

Artículo CAS Google Académico

Astafieva, AA et al. Nuevos glicopéptidos de prolina-hidroxiprolina de las flores del diente de león (Taraxacum officinale Wigg.): secuenciación de novo y actividad biológica. ciencia de las plantas 238, 323–329. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2015.07.002 (2015).

Artículo CAS Google Académico

Jedrejek, D., Kontek, B., Lis, B., Stochmal, A. & Olas, B. Evaluación de la actividad antioxidante de fracciones fenólicas de hojas y pétalos de diente de león en plasma humano tratado con H2O2 y H2O2/Fe. química Biol. Interactuar. 262, 29–37. https://doi.org/10.1016/j.cbi.2016.12.003 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Yanghee, Y. et al. Efectos hepatoprotectores in vitro e in vivo del extracto acuoso de raíz de Taraxacum officinale (diente de león) contra el estrés oxidativo inducido por el alcohol. Química alimentaria Toxicol. 48, 1632–1637. https://doi.org/10.1016/j.fct.2010.03.037 (2010).

Artículo CAS Google Académico

Yuldashev, MP et al. Flavonoides de la parte aérea de Vicia subvillosa. química Nat. Comp. 43, 34–36. https://doi.org/10.1007/s10600-007-0058-5 (2007).

Artículo CAS Google Académico

Shi, SY, Zhou, CX, Xu, Y., Tao, QF y Zhao, Y. Estudios sobre componentes químicos de hierbas de Taraxacum mongolicum. Mentón. J. Tradición. Mentón. Medicina. 33, 1147–1157 (2008).

CAS Google Académico

Yan, ZA et al. Actualizaciones y avances sobre las propiedades farmacológicas de Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz y sus posibles aplicaciones. Química alimentaria 373, 131380. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.131380 (2022).

Artículo CAS Google Académico

Wen, L. et al. Identificación de un flavonoide C-glucósido como potente antioxidante. Radico libre. Biol. Medicina. 110, 92–101. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2017.05.027 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Kumar, S. & Pandey, AK Química y actividades biológicas de los flavonoides: una descripción general. ciencia Mundo J. 2013, 162750. https://doi.org/10.1155/2013/162750 (2013).

Artículo CAS Google Académico

Park, CM & Song, YS La luteolina y la luteolina-7-O-glucósido inhiben las respuestas inflamatorias inducidas por lipopolisacáridos a través de la modulación de las cascadas de señalización de NF-kappaB/AP-1/PI3K-Akt en células RAW 264.7. Nutrición Res. Practica 7, 423–429. https://doi.org/10.4162/nrp.2013.7.6.423 (2013).

Artículo CAS Google Académico

Lis, B., Jedrejek, D., Moldoch, J., Stochmal, A. & Olas, B. La multifuncionalidad antioxidante y relacionada con la hemostasia del ácido l-chicórico, el componente principal del diente de león: un estudio in vitro de su seguridad celular, propiedades antioxidantes y antiplaquetarias, y efecto sobre la coagulación. Función J. Alimentos https://doi.org/10.1016/j.jff.2019.103524 (2019).

Artículo Google Académico

Xu, XM, Dong, WB & Lu, J. Avances en la investigación en tecnología de preparación de flavonas totales de diente de león. Ing. de Alimentos 02, 61–64 (2018).

Google Académico

Jing, NL, Yuan, HZ, Yong, HH, Shan, XH y Peng, F. Mejora de la estabilidad del color y la actividad antioxidante de las antocianinas de arándanos mediante acilación enzimática con ácido p-cumárico y ácido cafeico. LWT 130, 109673. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.109673 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Ameha, S., Kaleab, A. & Fathy, KF Estructura: relaciones de actividad de eliminación de radicales de los flavonoides. Fitoquímica 67, 2058–2070. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2006.07.002 (2006).

Artículo CAS Google Académico

Nguelefack, TB, Mbakam, FH, Tapondjou, LA, Watcho, P. & Park, HJ Un glucósido triterpenoide dimérico y glucósidos flavonoides con actividad eliminadora de radicales libres aislado de Rubus rigidus var. camerunensis. Arco. Farmacia Res. 34, 543–550. https://doi.org/10.1007/s12272-011-0404-9 (2011).

Artículo CAS Google Académico

Shen, N., Wang, T., Gan, Q., Liu, S. y Jin, B. Flavonoides vegetales: clasificación, distribución, biosíntesis y actividad antioxidante. Química alimentaria 30, 132531. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.132531 (2022).

Artículo CAS Google Académico

Toshiya, M., Jun, A., Aya, F., Satoshi, Y. y Yoshiaki, S. Estudios del mecanismo de reacción de oxidación de lignanos fenólicos, identificación de productos de oxidación de secoisolariciresinol a partir de la oxidación de lípidos. Química alimentaria 123, 442–450. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.04.065 (2010).

Artículo CAS Google Académico

Catherine, A., Rice, E., Nicholas, J. & Miller,. Relaciones estructura-actividad antioxidante de flavonoides y ácidos fenólicos. Radico libre. Biol. Medicina. 20, 933–956. https://doi.org/10.1016/0891-5849(95)02227-9 (1996).

Artículo Google Académico

Chun, LT, Xin, L., Yu, C., Ru, XW y Ming, CL Investigación de las actividades antiinflamatorias y antioxidantes de la luteolina, el kaempferol, la apigenina y la quercetina. S.Afr. J.Bot. 137, 257–264. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2020.10.022 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Gorgannezhad, L., Dehghan, G., Ebrahimipour, SY, Naseri, A. y NazhadDolatabadi, JE Complejo de manganeso (II) con curcumina: caracterización espectroscópica, estudio DFT, análisis basado en modelos y actividad antirradical. J. Mol. Estructura. 1109, 139–145. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2015.12.051 (2016).

Artículo ADS CAS Google Académico

Horton, W., Peerannawar, S., Török, B. & Török, M. Análisis teórico y experimental de las características antioxidantes de los compuestos modelo de fenol y anilina sustituidos. Estructura. química 30, 23–35. https://doi.org/10.1007/s11224-018-1183-4 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Cai, W. et al. Estudio de caracterización y teoría funcional de la densidad de la actividad antioxidante de la quercetina y sus análogos que contienen azúcar. EUR. Alimentos Res. Tecnología 238, 121–128. https://doi.org/10.1007/s00217-013-2091-x (2013).

Artículo CAS Google Académico

Abuelizz, HA et al. Investigación de derivados del ácido 4-hidrazinobenzoico por su actividad antioxidante: Cribado in vitro y estudio DFT. ACS Omega 6, 31993–32004. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c04772 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Borges, RS et al. N-acetil-cisteína aumenta la estabilidad química de la hidroquinona en formulaciones farmacéuticas: un enfoque teórico y experimental. J. Brasil. química Soc. 29, 609–614. https://doi.org/10.21577/0103-5053.20170174 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Wolfe, KL & Liu, RH Relaciones estructura-actividad de los flavonoides en el ensayo de actividad antioxidante celular. J. Agric. Química alimentaria 56, 8404–8411. https://doi.org/10.1021/jf8013074 (2010).

Artículo CAS Google Académico

Zheng, YZ, Deng, G., Guo, R., Chen, DF & Fu, ZM Estudios DFT sobre la actividad antioxidante de la naringenina y sus derivados: efectos de los sustituyentes en C3. En t. J. Mol. ciencia 20, 1450. https://doi.org/10.3390/ijms20061450 (2013).

Artículo CAS Google Académico

Maltarollo, VG, Sannomiya, M. & Honório, KM Estudios de modelado molecular sobre propiedades moleculares de flavonoides mutagénicos. J.Comp. Teo. Nano 10, 1385–1390. https://doi.org/10.1166/jctn.2013.2859 (2013).

Artículo CAS Google Académico

Arumugam, P., Samikannu, PF y Rajaram, R. Investigación teórica de complejos de inclusión de 3-hidroxiflavona y quercetina como huéspedes con β-ciclodextrinas nativas y modificadas como huéspedes. Aroma policíclico. Comp. 1040–6638, 2021. https://doi.org/10.1080/10406638.2021.2009526 (2022).

Artículo CAS Google Académico

Zhang, W., Xu, M., Yu, C., Zhang, G. & Tang, X. Determinación simultánea de vitexina-4″-O-glucósido, vitexina-2″-O-ramnósido, rutina y vitexina del espino deja flavonoides en plasma de rata por UPLC-ESI-MS/MS. J. Chromatogr. Analista B. Tecnología biomedicina Ciencias de la vida 878, 1837–1844. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2010.05.023 (2010).

Artículo CAS Google Académico

Zhou, B., Zheng, L. & Hu, D. Estudio DFT sobre la actividad antioxidante de los compuestos fenólicos naturales floretina y floretina. J. Mol. ciencia 34, 517–520. https://doi.org/10.13563/j.cnki.jmolsci.2018.06.013 (2018).

Artículo Google Académico

Liu, J., Zhang, Z., Yang, L., Fan, Y. y Liu, Y. Estructura molecular y características espectrales del hiperósido y análisis de sus propiedades de adsorción de impresión molecular basadas en la teoría funcional de la densidad. J. Mol. Grafico. Modelo. 88, 228–236. https://doi.org/10.1016/j.jmgm.2019.01.005 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Vedpal, JU, Wadhwani, A. & Dhanabal, SP Aislamiento y caracterización de flavonoides de las raíces de la planta medicinal Tadehagi triquetrum (L.) H. Ohashi. Nat. Pinchar. Res. 34, 1913–1918. https://doi.org/10.1080/14786419.2018.1561679 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Eric, J. et al. Análisis cuantitativo de la relación estructura-actividad de los antioxidantes fenólicos. Radico libre. Biol. Medicina. 26, 285–294. https://doi.org/10.1016/S0891-5849(98)00190-7 (1999).

Artículo Google Académico

Hu, DB, Li, DL, Li, M. & Wu, XX Investigación de la teoría funcional de la densidad sobre la actividad antioxidante de cinco flavonoides de Hebei Xiangju. Mentón. J. Tradición. Medicina. 42, 719–724. https://doi.org/10.19540/j.cnki.cjcmm.20161222.072 (2016).

Artículo Google Académico

Krishna, K., Revathia, R. & Sathyab, S. Estructura molecular, análisis espectroscópico (FT-IR, FT-Raman, C y H NMR), energías HOMO-LUMO, mulliken, MEP y propiedades térmicas del nuevo derivado de chalcona por Cálculo DFT131. Mate. Hoy Proc. 8, 37–46. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.02.078 (2019).

Artículo CAS Google Académico

De, LR et al. Contenido de las principales clases de compuestos polifenólicos, actividad antioxidante, antiproliferativa y protectora celular de los extractos crudos de nuez pecana y sus fracciones. Función J. Alimentos 7, 219–228. https://doi.org/10.1016/j.jff.2014.02.008.16 (2014).

Artículo Google Académico

Pan, G., Ruijie, L., Qing, ZJ & Xing, GW Estudio comparativo de composiciones químicas y capacidades antioxidantes de aceites obtenidos de dos especies de nuez: Juglans regia y Juglans sigillata. Química alimentaria 279, 279–287. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.12.016 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Wen, YL, Lin, YC, Ying, YH, Ling, F. & Yue, FB Antioxidación y análisis de componentes activos de residuos florales de Rosa damascena. Mentón. Hierba. Medicina. 12, 336–341. https://doi.org/10.1016/j.chmed.2020.05.005 (2020).

Artículo Google Académico

Bella, G. & Rotondo, A. Predicción teórica del espectro (13)C NMR de triglicéridos mixtos mediante cálculos GIAO para mejorar el análisis de aceites vegetales. química física Lípidos 232, 104973. https://doi.org/10.1016/j.chemphyslip.2020.104973 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Descargar referencias

Este trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (subvención No. 11635013) y el Programa de Integración de Investigación de los Institutos de Ciencias Físicas de Hefei, Academia de Ciencias de China.

Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, subvención No: 11635013.

Instituto de Máquinas Inteligentes, Instituto de Agricultura Inteligente de Hefei, Institutos de Ciencias Físicas de Hefei, Academia de Ciencias de China, Hefei, 230031, China

Rong Wang, Cao Fang, Xinxin Zheng, Chao Liu y Qing Huang

Rama de la Isla de la Ciencia de la Escuela de Graduados, Universidad de Ciencia y Tecnología de China, Hefei, 230026, China

Rong Wang, Cao Fang, Xinxin Zheng, Chao Liu y Qing Huang

Escuela de Ingeniería Ambiental y Energética, Universidad Anhui Jianzhu, Heifei, 230601, China

rong wang y weihua li

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

RW: conceptualización; curación de datos; análisis formal; investigación; metodología; escritura—borrador original. WL, CF, XZ, CL: investigación; metodología; QH: conceptualización; análisis formal; adquisición de fondos; investigación; metodología; administración de proyecto; supervisión; escritura—borrador original; redacción—revisión y edición.

Correspondencia a Qing Huang.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Springer Nature se mantiene neutral con respecto a los reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

Acceso abierto Este artículo tiene una licencia internacional Creative Commons Attribution 4.0, que permite el uso, el intercambio, la adaptación, la distribución y la reproducción en cualquier medio o formato, siempre que se otorgue el crédito correspondiente al autor o autores originales y a la fuente. proporcionar un enlace a la licencia Creative Commons e indicar si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la regulación legal o excede el uso permitido, deberá obtener el permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Reimpresiones y permisos

Wang, R., Li, W., Fang, C. et al. Extracción e identificación de nuevos compuestos flavonoides en diente de león Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz. con evaluación de actividades antioxidantes. Informe científico 13, 2166 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-28775-x

Descargar cita

Recibido: 18 noviembre 2022

Aceptado: 24 de enero de 2023

Publicado: 07 febrero 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-28775-x

Cualquier persona con la que compartas el siguiente enlace podrá leer este contenido:

Lo sentimos, un enlace para compartir no está disponible actualmente para este artículo.

Proporcionado por la iniciativa de intercambio de contenido Springer Nature SharedIt

Al enviar un comentario, acepta cumplir con nuestros Términos y Pautas de la comunidad. Si encuentra algo abusivo o que no cumple con nuestros términos o pautas, márquelo como inapropiado.