Summary

엔트로피 방법과 결합된 Box-Behnken 디자인을 기반으로 한 Highland Barley Wine을 사용한 Tiebangchui 가공 최적화

Published: May 19, 2023
doi:

Summary

본 프로토콜은 엔트로피 방법과 결합된 Box-Behnken 설계 응답 표면을 기반으로 고지대 보리 와인으로 처리된 Tiebangchui의 가공 기술을 최적화하기 위한 효율적인 방법을 설명합니다.

Abstract

독성 민족 의약품의 가공은 안전한 임상 적용을 위해 매우 중요합니다. 따라서 전통적인 가공의 한계를 해결하고 민족 의약품의 가공 방법을 현대 연구 방법을 사용하여 표준화해야합니다. 본 연구에서는 고지대 보리 와인으로 가공한 Aconitum pendulum Busch의 말린 뿌리인 일반적으로 사용되는 티베트 약재인 Tiebangchui(TBC)의 가공 기술을 최적화하였다. 디에스테르-디테르페노이드 알칼로이드(DDA)(아코니틴, 3-데옥시아코니틴, 3-아세틸아코니틴)와 모노에스테르-디테르페노이드 알칼로이드(MDA)(벤조일라코닌) 함량을 평가 지표로 사용하였으며, 각 평가 지수의 가중치 계수는 엔트로피법으로 결정하였다.

단일 요인 테스트와 Box-Behnken 설계는 고지대 보리 와인과 TBC 간의 비율, TBC의 슬라이스 두께 및 처리 시간의 영향을 조사하는 데 사용되었습니다. 엔트로피 방법에 의해 결정된 각 지수의 객관적인 가중치에 따라 종합 채점을 수행하였다. 고지대 보리 와인을 사용한 TBC의 최적 가공 조건은 다음과 같습니다 : 고지대 보리 와인의 양은 TBC의 5 배, 담금 시간은 24 시간, TBC 두께는 1.5cm입니다. 그 결과 검증 테스트와 예측 값 사이의 상대 표준 편차가 2.55 % 미만이었고 고지대 보리 와인으로 가공 된 TBC의 최적화 된 가공 기술은 간단하고 실현 가능하며 안정적이어서 산업 생산에 대한 참고 자료를 제공 할 수 있습니다.

Introduction

Aconitum pendulum Busch의 말린 뿌리인 Tiebangchui(TBC)는 잘 알려진 티베트 의학이며 처음에는 고전 티베트 의학 서적 “Four Medical Tantra”1,2에 기록되었습니다. “중화 인민 공화국 보건부 의약품 기준 (티베트 의학)”에 따르면 TBC는 감기 퇴치, 통증 완화, 바람 완화 및 충격 진정에 효과적이며 일반적으로 클리닉에서 류마티스 관절염 치료에 사용됩니다 3,4,5.

TBC는 주로 독성이 강한 디에스테르-디테르페노이드 알칼로이드(DDA)와 중간 정도의 독성이 있는 모노에스테르-디테르페노이드 알칼로이드(MDA)를 포함한 알칼로이드를 함유하고 있습니다.6,7,8. 이러한 화학 성분은 약효가 있는 활성 성분이지만 독성이 있습니다. 가장 유명한 활성 및 독성 성분 중 하나 인 아코 니틴은 1mg을 초과하면 중독을 일으킨다9. 따라서 TBC의 부적절하거나 과도한 사용은 중독 및 사망을 초래할 수 있으며, TBC의 독성 감쇠 및 효능 예약은 안전한 임상 적용을 위해 매우 중요하다10,11.

처리는 TBC를 해독하는 효과적인 방법입니다. 고대 티베트 의학 서적에 따르면 고지대 보리 와인으로 가공하는 것은 독성을 약화시키고 TBC의 효능을 보존하는 효율적인 방법입니다. TBC를 고원 보리 와인에 담그고 하룻밤 동안 저장하고 건조시킨 다음 의약품에 첨가한다12. 그러나 특정 처리 기술 및 잠재적 영향 요인은 거의 보고되지 않으며 전통적인 처리 프로세스는 종종 경험에 의존하고 표준화된 방법이 부족합니다. 따라서 가공 공정을 최적화하고 표준화하기 위한 현대의 과학 및 기술 방법이 필요합니다.

Box-Behnken 설계 방법은 2차 다항식 피팅을 통해 다양한 요인 간의 상호 작용과 종합 점수에 미치는 영향을 조사하는 데 사용됩니다. 이러한 설계는 최적 조건의 직관적인 관찰을 가능하게 하며, 약국(13)의 분야에서 널리 사용되어 왔다. 예를 들어, 엔트로피 방법을 기반으로 한 Box-Behnken 설계 방법은 Curcuma Longa Radix14의 식초로 볶는 가공 기술을 성공적으로 최적화했습니다. 본 연구에서는 엔트로피 방법과 결합된 Box-Behnken 반응 표면 실험 설계를 사용하여 고지대 보리 와인으로 가공된 TBC의 가공 기술을 최적화했습니다. 최적화된 가공 기술은 품질 관리와 안전한 임상 사용을 보장할 것으로 기대됩니다.

Protocol

본 연구에서는 고지대 보리 와인으로 가공된 TBC의 가공 기술을 엔트로피 방법과 결합된 Box-Behnken 설계로 최적화하였다. DDA와 MDA 함량을 평가 지표로 사용하였으며, 각 평가 지수의 가중치 계수는 엔트로피 방식으로 결정하였다. 1. 실험 준비 고원 보리 와인을 준비하십시오15.검은 고원 보리 쌀 500.00g을 취해 물의 5 배를 더한다. 남은…

Representative Results

이 연구에서 TBC의 정밀도, 안정성, 반복성 및 샘플 회수율은 이 방법이 실현 가능하다는 것을 나타냅니다. TBC의 4가지 지수 성분은 특정 농도 범위 내에서 양호한 선형 관계를 가졌다. 일반적인 크로마토그램은 그림 1에 나와 있습니다. 정밀도 시험 결과(표 8)는 피크 면적의 상대 표준편차(RSD)가 벤조일라코닌, 아코니틴, 3-데옥시아코니틴에 대해 각각 2.56%, 1.49%, 2…

Discussion

일반적으로 사용되는 독성 효과가 있는 티베트 의약품으로서, 가공의 독성 감쇠 효과는 TBC의 임상 적용에 매우 중요하다25. 본 연구에서는 고지대 보리 와인으로 가공된 TBC의 가공 기술을 최적화하였다. 주요활성성분을 검토하고 TBC의 약리학적 효과를 관련시킴으로써, TBC 알칼로이드가 항염 및 진통 효과가 있으며 류마티스 관절염 치료에 사용될 수 있음을 발견하였다. 이 연구?…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 연구는 중국 국립 자연 과학 재단 (No. 82130113), 중국 박사후 과학 재단 (No. 2021MD703800), 쓰촨성 과학 기술부 청소년 과학 재단 (No. 2022NSFSC1449) 및 청두 중국 전통 의학 대학의 “Xinglin Scholars”연구 진흥 프로그램 (No. BSH2021009).

Materials

Aconitine Chengdu Push Biotechnology Co.,Ltd PS000905
3-Acetylaconitine Chengdu Push Biotechnology Co.,Ltd PS010552
3-Deoxyaconitine Chengdu Push Biotechnology Co.,Ltd PS011258
Benzoylaconine Chengdu Push Biotechnology Co.,Ltd PS010300
Circulating water vacuum pump Gongyi City Yuhua Instrument Co., Ltd SHZ-DIII
Design-Expert  State-East Corporation 8.0.6
Electric constant temperature drying oven Shanghai Yuejin Medical Equipment Co., Ltd 101-3-BS
Electronic analytical balance Shanghai Liangping Instruments Co., Ltd. FA1004
High performance liquid chromatography Shimadzu Enterprise Management (China) Co., Ltd shimadzu 2030
Highland barley rice Kangding City, Ganzi Tibetan Autonomous Prefecture, Sichuan Province 20221015
Millipore filter Tianjin Jinteng Experimental Equipment Co., Ltd φ13 0.22 Nylon66
Rotary evaporator Shanghai Yarong Biochemical Instrument Factory RE-2000A
Starter of liquor-making Angel Yeast CO., Ltd BJ22-104
Ultra pure water systemic Merck Millipore Ltd. Milli-Q
Ultrasonic cleansing machine Ningbo Xinyi Ultrasonic Equipment Co., Ltd SB-8200 DTS

Referencias

  1. Zhang, J., et al. Study of quality standards for Aconitum pendulum Busch. Chinese Traditional Patent Medicine. 40 (9), 2100-2103 (2018).
  2. Liu, X. F., et al. Study on toxicity reduction and effect preservation of the compatibility of Tibetan medicine Aconitum pendulum Busch and Terminalia chebula Retz. Pharmacy and Clinics of Chinese Materia Medica. 13 (3), 69-72 (2022).
  3. Luo, D. S. . Chinese Tibetan herbs. 63, (2007).
  4. Li, C. Y., et al. Aconitum pendulum Busch and A. flavum Hand-Mazz: A narrative review on traditional uses, phytochemistry, bioactivities and processing methods. Journal of Ethnopharmacology. 292, 115216 (2022).
  5. Yu, L. Q., et al. Traditional Tibetan medicine: therapeutic potential in rheumatoid arthritis. Frontiers in Pharmacology. 13, 938915 (2022).
  6. Zhang, Y., Fu, X. Y. UPLC Simultaneous determination of six esteric alkaloids components in Aconitum pendulum Busch. Asia-pacific Traditional Medicine. 16 (5), 62-65 (2020).
  7. Wang, Y. J., et al. Determination of alkaloid content in different medicinal parts of the folk medicine. Aconitum pendulum Busch. Chinese Traditional Patent Medicine. 32 (8), 1390-1393 (2010).
  8. Shao, C. L., Fu, J. L., Fu, S. X., Ma, H. W., Sun, X. D. Toxicity research and processing methods of Aconitum pendulum Busch. Asia-pacific Traditional Medicine. 10 (2), 32-34 (2014).
  9. Chan, T. Y. K. Aconite poisoning. Clinical Toxicology. 47 (4), 279-285 (2009).
  10. Li, S. L., et al. An insight into current advances on pharmacology, pharmacokinetics, toxicity and detoxification of aconitine. Biomedicine & Pharmacotherapy. 151, 113115 (2022).
  11. Zhao, M. Y. Study on identification and processing attenuation of Tibetan drug Bangna. Southwest Jiaotong University. , (2018).
  12. Tibet Autonomous Region Food and Drug Administration. . Tibetan herbal medicine concoction specification. , 135 (2008).
  13. Abd-El-Aziz, N. M., Hifnawy, M. S., El-Ashmawy, A. A., Lotfy, R. A., Younis, I. Y. Application of Box-Behnken design for optimization of phenolics extraction from Leontodon hispidulus in relation to its antioxidant, anti-inflammatory and cytotoxic activities. Scientific Reports. 12 (1), 8829 (2022).
  14. Quan, L., et al. Optimization of processing technology of stir-frying with vinegar of Curcuma Longa Radix by orthogonal design and Box-Behnken design-response surface based on entropy method. Chinese Traditional and Herbal Drugs. 49 (8), 1823-1828 (2018).
  15. Jia, F. C., et al. Research on the brewing technology of Tibetan traditional barley liquor based on response surface method. Food and Fermentation Industries. 45 (22), 171-178 (2019).
  16. Zhao, X. H., et al. Determination of osthol in different traditional Chinese medicines by HPLC. Chinese Journal of Pharmaceutics. 19 (5), 154-158 (2021).
  17. Feng, Z. G., et al. Processing methods and the underlying detoxification mechanisms for toxic medicinal materials used by ethnic minorities in China: A review. Journal of Ethnopharmacology. 305, 116126 (2023).
  18. Wang, D. M., Lu, Z. J., Wang, Y. H., Zhang, C. S. Applying grading methods of synthesizing multiple guidelines to optimizing alcohol-steam processing technology from Ploygonatum odordatum. Journal of Zhejiang A & F University. 30 (1), 100-106 (2013).
  19. He, N. L., Bao, M. L., Ba, G. N. Study on the best processing technology of Terminalia Decoction soaking iron. Journal of Medicine & Pharmacy of Chinese Minorities. 20 (9), 36-38 (2014).
  20. Liu, C., et al. Optimization of processing technology for Saposhnikoviae Radix by Box-Behnken design-response surface methodology. Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae. 20 (5), 18-21 (2014).
  21. Ferreira, S. L. C., et al. Box-Behnken design: an alternative for the optimization of analytical methods. Analytica Chimica Acta. 597 (2), 179-186 (2007).
  22. Dong, R., Lu, Y., Wang, P. The process optimization of vinegar roasting of Bupleurum chinense by entropy weight method combined with Box-Behnken response surface method and its protective effect on mice liver injury. Science and Technology of Food Industry. 42 (23), 209-217 (2021).
  23. Li, W. J., et al. Analysis on the times of Polygonati Rhizoma steamed by multiple times based on entropy weight and gray relative analysis method. China Journal of Traditional Chinese Medicine and Pharmacy. 36 (11), 6764-6769 (2021).
  24. Huang, B. J., Liu, X. T., Mao, Y. M., Qi, B., Liu, L. Response surface methodology combined with analytic hierarchy process to optimize the processing technology of Custutae semen with wine. Lishizhen Medicine and Materia Medica Research. 33 (8), 1890-1894 (2022).
  25. Wang, J., Meng, X. H., Chai, T., Yang, J. L., Shi, Y. P. Diterpenoid alkaloids and one lignan from the roots of Aconitum pendulum Busch. Natural Products and Bioprospecting. 9 (6), 419-423 (2019).
  26. Xie, H. H., et al. Metabolomics study of aconitine and benzoylaconine induced reproductive toxicity in Be Wo cell. Chinese Journal of Analytical Chemistry. 43 (12), 1808-1813 (2015).
  27. Han, Y. F., et al. Optimization of extraction process for Yangyin Runmu granules by Box-Behnken design based on entropy weight method-analytic hierarchy process method. Chinese Journal of Modern Applied Pharmacy. 39 (7), 896-903 (2022).
  28. Chen, F. G., et al. Optimization of the baked drying technology of Clinamomi Ramulus based on CRITIC combined with Box-Behnken response surface method. Journal of Chinese Medicinal Materials. 2022 (8), 1838-1842 (2022).
  29. Pan, Y. L. Optimization of stir-baking process of Coix lacryma-Jobi Var.Mayuen Kernel by Box-Behnken response surface methodology. Shandong Chemical Industry. 51 (14), 73-75 (2022).
check_url/es/65154?article_type=t

Play Video

Citar este artículo
Yu, L., Li, S., Tan, X., Wang, C., Lai, X., Liu, Y., Zhang, Y. Optimization of Processing of Tiebangchui with Highland Barley Wine Based on the Box-Behnken Design Combined with the Entropy Method. J. Vis. Exp. (195), e65154, doi:10.3791/65154 (2023).

View Video