Оптимизация обработки Tiebangchui с высокогорным ячменным вином на основе конструкции Box-Behnken в сочетании с энтропийным методом
Summary
В настоящем протоколе описан эффективный метод оптимизации технологии переработки Tiebangchui, обработанного высокогорным ячменным вином, на основе проектной поверхности отклика Бокса-Бенкена в сочетании с энтропийным методом.
Abstract
Переработка токсичных этнолекарственных средств имеет большое значение для их безопасного клинического применения. Таким образом, должны быть устранены ограничения традиционной обработки, а метод обработки этнолекарств должен быть стандартизирован с использованием современных методов исследования. В этом исследовании была оптимизирована технология обработки широко используемого тибетского лекарства Tiebangchui (TBC), высушенного корня Aconitum pendulum Busch, обработанного высокогорным ячменным вином. В качестве оценочных показателей использовали содержание диэфир-дитерпеноидного алкалоида (ДДА) (аконитин, 3-дезоксиаконитин, 3-ацетилаконитин) и моноэфир-дитерпеноидного алкалоида (МДА) (бензоилаконина), а весовой коэффициент каждого оценочного показателя определяли энтропийным методом.
Однофакторный тест и конструкция Бокса-Бенкена использовались при исследовании влияния соотношения между высокогорным ячменным вином и TBC, толщины ломтика TBC и времени обработки. Комплексная оценка проводилась по целевому весу каждого индекса, определяемому энтропийным методом. Оптимальные условия обработки TBC с высокогорным ячменным вином были следующими: количество высокогорного ячменного вина в пять раз больше, чем у TBC, время замачивания 24 часа и толщина TBC 1,5 см. Результаты показали, что относительное стандартное отклонение между проверочным тестом и прогнозируемым значением составляло менее 2,55%, а оптимизированная технология обработки TBC, обработанного высокогорным ячменным вином, проста, осуществима и стабильна, и поэтому может служить эталоном для промышленного производства.
Introduction
Tiebangchui (TBC), высушенный корень Aconitum pendulum Busch, является известным тибетским лекарством и первоначально был записан в классической тибетской медицинской книге «Четыре медицинские тантры»1,2. Согласно «Стандартам лекарственных средств Министерства здравоохранения Китайской Народной Республики (тибетская медицина)», TBC эффективен для изгнания холода, облегчения боли, рассеивания ветра и успокоения шока и обычно используется для лечения ревматоидного артрита в клиниках 3,4,5.
TBC в основном содержит алкалоиды, в том числе высокотоксичные диэфир-дитерпеноидные алкалоиды (DDA) и умеренно токсичные моноэфир-дитерпеноидные алкалоиды (MDA)6,7,8. Эти химические компоненты являются активными ингредиентами с лечебным действием, но токсичны. Один из самых известных активных и токсичных ингредиентов, аконитин, вызывает отравление, когда он превышает 1 мг9. Следовательно, неправильное или чрезмерное использование TBC может привести к отравлению и даже смерти, а ослабление токсичности и сохранение эффективности TBC имеет решающее значение для его безопасного клинического применения10,11.
Обработка является эффективным методом детоксикации TBC. Согласно древним книгам по тибетской медицине, обработка высокогорным ячменным вином является эффективным способом снижения токсичности и сохранения эффективности TBC. TBC замачивают в высокогорном ячменном вине, хранят в течение одной ночи, сушат и добавляют в лекарства12. Однако о конкретной технологии обработки и потенциальных влияющих факторах сообщается редко, а традиционный процесс обработки часто опирается на опыт и не имеет стандартизированных методов. Следовательно, необходимы современные научно-технические методы оптимизации и стандартизации процесса обработки.
Метод проектирования Бокса-Бенкена используется при исследовании взаимодействий между различными факторами и их влияния на комплексную оценку с помощью квадратичной подгонки полиномов. Эта конструкция позволяет интуитивно наблюдать за оптимальными условиями и широко используется в области фармации13. Например, метод проектирования Бокса-Бенкена, основанный на методе энтропии, успешно оптимизировал технологию обработки жарки уксусом Curcuma Longa Radix14. В этом исследовании экспериментальный дизайн поверхности отклика Бокса-Бенкена в сочетании с методом энтропии был использован для оптимизации технологии обработки TBC, обработанного высокогорным ячменным вином. Ожидается, что оптимизированная технология обработки обеспечит контроль качества и безопасное клиническое использование.
Protocol
Representative Results
Discussion
Как широко используемое тибетское лекарство с токсическим действием, ослабляющий токсичность эффект обработки чрезвычайно важен для клинического применения TBC25. В этом исследовании была оптимизирована технология обработки TBC, обработанного высокогорным ячменным вином. …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была выполнена при финансовой поддержке Национального фонда естественных наук Китая (No 82130113), Китайского фонда постдокторантуры (No 2021MD703800), Научного фонда для молодежи Департамента науки и технологий провинции Сычуань (No 2022NSFSC1449) и Программы содействия исследованиям «Ученые Синлиня» Университета традиционной китайской медицины Чэнду (No 2021). 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 |
References
- Zhang, J., et al. Study of quality standards for Aconitum pendulum Busch. Chinese Traditional Patent Medicine. 40 (9), 2100-2103 (2018).
- 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).
- Luo, D. S. . Chinese Tibetan herbs. 63, (2007).
- 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).
- Yu, L. Q., et al. Traditional Tibetan medicine: therapeutic potential in rheumatoid arthritis. Frontiers in Pharmacology. 13, 938915 (2022).
- 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).
- 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).
- 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).
- Chan, T. Y. K. Aconite poisoning. Clinical Toxicology. 47 (4), 279-285 (2009).
- Li, S. L., et al. An insight into current advances on pharmacology, pharmacokinetics, toxicity and detoxification of aconitine. Biomedicine & Pharmacotherapy. 151, 113115 (2022).
- Zhao, M. Y. Study on identification and processing attenuation of Tibetan drug Bangna. Southwest Jiaotong University. , (2018).
- Tibet Autonomous Region Food and Drug Administration. . Tibetan herbal medicine concoction specification. , 135 (2008).
- 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).
- 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).
- 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).
- Zhao, X. H., et al. Determination of osthol in different traditional Chinese medicines by HPLC. Chinese Journal of Pharmaceutics. 19 (5), 154-158 (2021).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
