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，卷:12(2)DOI: 10.37532/2320 -1967.2020.12(2).132

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γ辐照对选定药材化学成分及抗菌活性的影响

*通信:

Rizwan同时实验室食品化学北京市海淀区圆明园西路2号，中国农业科学院食品科学与技术研究所，营养科学;电话:+ 923339242006;传真:+ 922211011;电子邮件: (电子邮件保护)

摘要

用钴-60射线照射七种草药。微生物负荷即细菌总数和总真菌计数和植物化学分析(总酚含量，总酚含量类黄酮测定对照药材和辐照药材的含量和抗氧化活性。标准剂量从1千戈瑞到7千戈瑞的伽马辐射使细菌堆积的草药物质从3个对数周期减少到6个对数周期。5kgy的剂量使细菌容量减少4到7个对数循环，此外，7kgy的剂量从整个草药产品中去除微生物负荷。草药产品的更有效剂量预计在1千戈瑞至7千戈瑞之间。在1至7千戈瑞之间更有效的伽马辐射改善了消除微生物负荷也提高了草药产品的质量也延长了草药产品在本地和国际市场的保质期。

关键字

草药产品;γ辐照;保质期

介绍

根据世界卫生组织的一份报告，大约80%的世界人口使用草药产品的主要形式。即使在今天，草药在乌纳尼等医学领域也发挥着核心作用医学在巴基斯坦，是阿育吠陀医学在印度和繁体中文医学在中国[1]。在巴基斯坦大约有3600家工厂物种其中2900多个是土著生物，生物多样性丰富。因此，除了全球约33%的药物是低等和高等植物的衍生物这一事实外，草药产品的生产在该国具有很高的潜力。在巴基斯坦，草药医学有一个长历史和传统。使用草药产品是一种基于科学的预防和治疗疾病的方法，这一过程被称为植物疗法[2]。

植物源性物质因其在许多行业中的多用途应用而受到越来越多的关注。芳香,药用植物(amp)被认为是对抗疗法药物、民间药物、食品补充剂、营养药品、香精、香料、健康饮料、药妆品、医药中间体和合成药物的化学实体。因此，现在这些原料和加工形式在世界各地广泛交易[3.]。

草本植物成分通常携带过量的霉菌和细菌，这些霉菌和细菌通常来自表土。需氧孢子形成细菌普遍存在，而各种真菌和细菌自然存在于草药的微生物群中[4]。世界上大多数药典对药用植物的微生物污染规定了不同的限度。尽管有这些不同的群体，但一个共同的特点是沙门氏菌的存在不能被注意到(10克中没有)[5]。另一项建议是检测黄曲霉毒素，黄曲霉毒素的存在可能对人体有害健康即使是少量的[4]。

关于药用植物，据描述，暴露在6至10千戈瑞的钴-60伽马辐射下是可以接受的，可以消毒豆蔻、肉桂、姜黄茴香等，它们不会影响重要的化学或感官变化[6，7]。来自埃及的阿齐兹和他的同事检查了84个药用植物在开罗市场不同地点收集的数据显示，对整个观察到的草本植物，去除活性菌素和真菌的显著剂量为5 kGy。

几个世纪以来，人们一直依赖植物作为药物和食物的来源。8]。现代研究工作和实践经验清楚地表明，使用药用植物治疗比使用合成化学品治疗更有价值，因为它们容易获得、安全、成本有效和具有协同作用。因此,健康企业正在寻找营养疗法和替代方法。植物具有广泛的治疗活性，如自由基清除，降压，镇痛，抗胆碱能抗菌，心血管，抗生育，抗疟疾，胃等，由于存在的多样性必需化合物(类黄酮，维生素，矿物质，粘液，糖苷，萜类，有机酸，生物碱，单宁，类固醇等)[9-12]。本文主要研究了Co-60辐照对中药产品保质期的影响。

材料与方法

植物样品

植物材料，如黑种草(黑色种子),姜药用(姜),葱属植物马唐(大蒜)和Carulluma tubercullata来自巴基斯坦白沙瓦当地草药市场。同样，从同一市场也收集了柠檬汁、苹果汁和蜂蜜。药材分选，用自来水彻底清洗，然后在40°C的热风烘箱中干燥。干燥后，将草药切成小块，磨碎(Retch Muhle-Germany)，通过孔径为30毫米的筛子。粉末状样品装在透明聚乙烯袋中，用电动封口机PFS 300(梯子，中国)密封。

辐照

Co-60研究伽马辐射源ISSLEDIOVATE(前苏联)，安装在NIFA白沙瓦，用于辐射。将植物样品辐照至1 kGy、3 kGy、5 kGy和7 kGy的剂量水平。辐照在环境条件下进行(20°C-35°C，相对湿度40%-85%)。用弗里克剂量计测定的剂量率为每小时0.76千戈瑞。照射时间根据剂量从1分钟到80分钟不等。辐照后，辐射样品和对照样品都保存在室温下，直到进行分析。

提取物的制备

植物材料的辐照样品和对照样品各50 g，分别用索氏提取器以3:150 (v/v)的甲醇和水进行提取。所有提取物用Whatman 1号滤纸过滤，在45°C下减压浓缩至干燥。对用每种溶剂得到的干提取物进行称重。每种溶剂的提取率是通过从原始植物材料的重量中减去提取后植物材料残留物的干重来计算的。提取液保存在4°C，等待进一步处理。滤液在真空下浓缩低温度使用旋转蒸发器。

酚含量的测定

采用Velioglu法，用Folin-Ciocaultaeu试剂测定提取物中总酚含量[13]。的股票取样品溶液1.0 mg/ml，其中40 μl转移到试管中，加入0.075 ml福林-齐考托试剂，用去离子水稀释10倍。在室温下孵育5min，加入0.075 ml 6% (w/v)的碳酸钠。再次在室温下孵育90分钟，用紫外分光光度计(UVD-2950)在750 nm处测量吸收。美国公司)。没食子酸(0 ~ 50 mg/ml)作为标准品。总酚含量表示没食子酸等于每100克样品的克数。

总黄酮的测定

为总类黄酮用氯化铝(AlCl3)比色法测定[14]。股票各植物提取物以5000 μg/ml的甲醇配制溶液。这些股票取25 μl溶液分别与1975 μl甲醇、100 μl 10%氯化铝、100 μl (1M)醋酸钾和2.8 ml蒸馏水混合，使每个样品的最终浓度为25 μg/ml。室温保存30 min，用紫外-可见双光束分光光度计(UVD-2950, Labomed)在415 nm处测定吸光度。美国公司)。用终浓度为0.2 μg/ml的槲皮素制备校准曲线¹， 4 μg/ml¹， 6 μg/ml¹8 μg/ml¹和总类黄酮含量以槲皮素当量(g/ 100g样品)测定。

DPPH自由基清除活性的测定

采用恒自由基(1,1二苯基-2-吡啶酰肼(DPPH) (sigma))测定中草药提取物的供氢能力或清除自由基能力[15]。所选药材用乙醇提取;因此，DPPH溶液也在类似的溶剂中制备。将1.0 ml乙醇提取物(5 mg/20 ml)与2.0 ml DPPH溶液(0.159 mg/20 ml × 4)仔细混合，暗箱孵育30 min后，室温下515 nm分光光度计测定溶液的吸收。较低的吸光度表明较弱的自由基清除活性。自由基清除活性以DPPH变色的百分比计算。采用以下方法测定DPPH自由基清除能力:

(1)

AE表示样品的吸光度，AD表示DPPH溶液的吸光度。

细菌总数的测定

采用营养琼脂培养基，按伯格曼法，用稀释平板法测定4个样品的细菌总数[16]。

为了对未辐照(对照)和辐照样品进行总细菌计数，四种草药植物的提取物即Carulluma tubercullata(choonga),黑种草(kolonji),姜药用(姜)和大蒜(大蒜)被拿走了。配制生理盐水，通常为8.5 g/l。因此制备了1:10,1:100和1:100的稀释剂。用移液器取每次稀释后的样品1ml，倒入纯化的培养皿中。将灭菌的营养琼脂转移到每个培养皿中。凝固后，将平板倒置放置于培养箱中，温度为37℃，适宜细菌生长24 h。利用菌落计数器计算菌落数量，计算每克样品的细菌数量。

测定总真菌数

总计真菌采用伯格曼稀释板法测定所有样品的计数土豆葡萄糖培养基[17]。为了求出总数真菌计数，对照和辐射提取物，各8.5 g溶解在1:10稀释的盐水中。进一步要求的稀释，即1:100和1:100，相应配制。将每种稀释液1 ml倒入灭菌的培养皿中，使用灭菌的移液管。消毒土豆每个培养皿中倒入葡萄糖琼脂(PDA) 15 mL-20 mL。冷却后，在培养基中加入土霉素来控制细菌的生长。5个培养皿在27℃-30℃下孵育24 h真菌殖民地也被统计了真菌计算每克样品的菌落。

结果与讨论

所选的草本植物包括Carulluma tubercullata(choonga),姜药用(姜),黑种草(黑色种子),大蒜(大蒜)、柠檬汁、苹果酒和蜂蜜。从这些草本植物中提取的产品非常重要，因为它们在许多行业中都有广泛的应用。这些草本植物具有丰富的民间药物、对抗性药物、营养药品、香料、香料、健康饮料、医药中间体和化学实体。这些药用植物祝你长寿历史和巴基斯坦的传统，并被世界各地的文化使用了数千年。这些药用植物仍然是医疗系统的核心部分，如Unani医学在巴基斯坦，是阿育吠陀医学在印度和繁体中文医学在中国。考虑到上述植物的药用价值，所选植物被用于Cardio-NIFA的开发。

总酚含量的测定

酚类化合物是次生代谢物，是生物体内戊糖磷酸、莽草酸和苯丙酸途径的衍生物。它们在防御病原体、动物噬菌体或食真菌动物的攻击和对各种非生物的反应中起作用压力在降雨和紫外线辐射等条件下，多酚具有保护活性，这在以前被归因于自由基清除、金属螯合特性、抑制或减少不同酶的能力，如端粒酶、环氧合酶或者脂氧合酶最重要的是作为抗氧化化合物具有捕获自由基的能力从而抑制氧化机制。总酚含量以每克植物材料的毫克数表示。结果表明，与对照相比，用钴-60 γ辐射照射所选植物材料对总酚含量的影响较大。

照射剂量分别为1 kGy、3 kGy、5 kGy和7 kGy。的总酚含量葱属植物马唐在1 kGy、3 kGy、5 kGy和7 kGy下，总酚含量分别为0.295±、0.061±、0.063±和0.069±mg/g，而对照组(未辐照)总酚含量为0.038±mg/g。辐照后的总酚含量姜药用在分别为1千戈瑞、3千戈瑞、5千戈瑞和7千戈瑞的剂量水平下略有下降。的总酚含量姜药用在1 kGy、3 kGy、5 kGy和7 kGy下，总酚含量分别为1.623±0.005、1.720±0.006、1.306±0.008和1.532±0.003 mg/g，而对照组(未辐照)总酚含量为1.917±0.003 mg/gm。辐照后总酚含量降低黑种草分别在1 kGy、3 kGy、5 kGy和7 kGy的剂量水平下，与对照组相比，观察到不同剂量下提取物的生长情况。

的总酚含量黑种草在1 kGy、3 kGy、5 kGy和7 kGy下，总酚含量分别为2.340±、2.243±、2.667±和2.042±mg/g，而对照组(未辐照)总酚含量为2.825 mg/gm。同样，总酚含量Caralluma tubercullata与对照相比，在1 kGy(2.79±0.20)剂量水平下略有增加，在3 kGy、5 kGy和7 kGy(分别为2.21±0.24、1.5282±0.09和2.127±0.19 mg/g)高剂量水平下有所下降，而对照(未辐照)总酚含量为2.50±0.20 mg/g。钴-60辐射对不同中药总酚含量的影响药用植物在图。1．可以看出，在7.0 kGy的钴-60 γ辐照下，总酚含量略有增加黑种草和Carulluma tubercullata．

然而，最大的增长是在Carulluma tubercullata紧随其后的是黑种草．另一方面，γ辐照引起的总酚含量的降低姜药用紧随其后的是大蒜．最大的减少是在大蒜．Mishra和他的合著者指出，在5kgy辐射下，茶草的总酚没有明显的影响[18]。相比之下，Ahn等人发现，1 kGy或以上的辐射显著降低了切花中酚类物质的含量卷心菜头(19]。Huang和Mau报告说，与未辐照的蘑菇相比，辐照样品中的酚含量更高，哈里森也发现辐照杏仁的总酚含量略有增加皮肤在7千戈瑞及以上的辐照水平下，与对照相比8千戈瑞的剂量促使5个大豆品种的粗粒中总酚复合物的浓度增加，而2千戈瑞和4千戈瑞的剂量水平也引起了减少[20.，21]。对于辐照后的松露样品，Adamo报道了1 kGy和7 kGy剂量水平下总酚含量的增加，并提出通过伽马辐照的破坏性氧化过程能够破坏多酚的化学键，释放出低分子量的可溶性酚[22]。

总黄酮的估算

黄酮类化合物是一类具有显著抗氧化和螯合作用的次生植物代谢物。的浓度类黄酮在植物萃取物中取决于萃取物制备中所用溶剂的极性。的类黄酮含量以槲皮素当量表示每克植物材料的毫克数。如表所示，在黑种草，控制有总类黄酮0.030毫克/克。然而，总数类黄酮经Co-60 γ射线辐照后，其含量较对照降低类黄酮内容n .漂白亚麻纤维卷分别为0.020±0.005、0.016±0.003、0.023±0.004和0.018±0.001 mg/g，分别为1、3、5、7 kGy。

未辐照(对照)的黄酮类化合物含量Carulluma tubercullata为0.023±0.003 mg/g。总减少量类黄酮辐照含量c . tubercullata在1 kGy(0.022±)、3 kGy(0.023±)、5 kGy(0.020±)和7 kGy(0.016±)的辐照水平下，与对照组相比，观察了提取物的活性。该表还显示了总数的增长类黄酮的内容姜药用对照组为0.018 mg/g。而总减少类黄酮辐照含量z药用在1 kGy(0.011±0.004)、3 kGy(0.013±0.004)、5 kGy(0.012±0.004)和7 kGy(0.014±0.001)的辐照水平下，与对照组相比，提取物的含量有所下降。同样的，总数类黄酮未辐照物含量(对照)大蒜为0.08±0.003 mg/g。总增长类黄酮辐照含量大蒜在1 kGy(0.09±)、3 kGy(0.013±)、5 kGy(0.012±)和7 kGy(0.08±)的辐照水平下，与对照组相比，观察了提取物的活性。γ辐照对钴-60的影响类黄酮辐照和未辐照植物材料的含量见1数据。来4分别。

黄酮类化合物的含量明显增加姜药用紧随其后的是大蒜和黑种草最低(活动)的一个位于Carulluma tubercullata．结果表明，γ辐照对黄酮类化合物含量的增加没有显著的影响。Chattak报道了草本植物软组织中酚类复合物木质素、单宁、类黄酮和抗氧化剂前体可以想象为活性氧物种(ROS)清除复合物[23-25]。增加的总数类黄酮由于酚类成分的聚合，以及随着碎片化和交联，Stajner证明了相对较高的清除活性和较高的酚类含量是相关的，这与Yang [26]。杨氏验证了黄芪根茎样品中酚类物质含量之间存在相关性莲属椰子还有清除活性。不太可能的是，我们发现了一个负相关，这已经被Zielinski和Kozlowska证实了。Huang和Mau报道了蘑菇的γ辐射剂量(冻干)在2.6 ~ 20 kGy之间，其抗氧化活性没有明显变化。类似地由UN [26在5kgy, 10kgy和20kgy时，未辐照和辐照的钟国江和大姜的清除能力没有明显变化。

dpph自由基清除活性(DRSA)

自由基清除是抑制脂质氧化的机制之一，常用来估计抗氧化活性。总酚和类黄酮的提取规律一致。DPPH自由基清除活性以毫克/克(g)表示。的百分比清除能力大蒜未辐照对照组为41.67%。±0.73辐照后清除能力增加答:一种在辐照水平为1 kGy(42.42%±0.31)和3 kGy(45.68%±0.99)时，与对照组相比有明显差异。同样，与答:一种辐射水平分别为5 kGy(37.92%±0.25)和7 kGy(40.67%±1.04)。的抗氧化能力姜药用未辐照对照组(93.11%)。±0.61)。辐射水平为1 kGy和3 kGy时，受辐射的赤藻的清除率分别为(94.61%±0.23)和(95.74%±0.79)，均较对照组有所提高。类似的清除能力z药用(92.24%±0.79)在3 kGy辐射水平下，与对照组相比z药用．结果表明，在7 kGy时(94.24%±0.72)，清除率再次增加z药用与控制相比发生。

辐照对草药植物成分自由基清除活性的影响见图。3．分别。据观察，姜药用，Carulluma tubercullata和黑种草抗氧化活性最高，而大蒜具有最低的抗氧化活性。γ射线辐照有降低各种甲醇提取物抗氧化活性的趋势，但其抗氧化活性除外Carulluma tubercullata这与Suhaj等人(2006)的研究报告一致，他们发现在5 kGy、7.5 kGy、10 kGy、20 kGy和30 kGy的辐射剂量下，黑椒的抗氧化活性显著降低。Chattak指出，在伽玛射线照射下，sativa种子的清除活性有所增加[27]。酚类化合物在植物组织中具有潜在的抗氧化作用，黄酮类、单宁类和木质素前体均可作为清除活性氧的化合物。Stajner描述了总酚浓度的增加有利于草药产品的抗氧化特性，这归因于一致的酚类化合物的聚合和破碎[28]。人们可以将高清除活性的草药产品与高酚含量联系起来，这与杨的工作是一致的。

他们证实了黄芪根茎样品的酚含量与清除活性之间的正相关莲属椰子．另一方面，Zielinski和Kozlowska报告了负相关。Huang和Mau报道，分别在2.5 ~ 20 kGy的剂量下，冻干蘑菇的清除活性没有明显变化[28-30]。同样，Byun观察到对照和辐照样品在5.0 kGy、10 kGy和20 kGy下的清除能力没有明显变化[31]。

细菌总数(TBC)

生的或未辐照的草药产品的总细菌计数(TBC)非常高。的日志值大蒜(对照)为3.9685，非常高。在1 kGy水平的辐射吸收后，对数值降至3.6021，与对照相比，TBC略有下降。在3 kGy、5 kGy和7 kGy辐照水平下，芥蓝的对数值持续下降，分别为2.3010±、1.477±和0.3010±，表明增加辐照剂量水平可以显著降低TBC。类似地，在黑种草对照组的细菌总数非常高。

对照油菜的对数值为3.8751，非常高。经1、3、5、7 kGy剂量的Co-60 γ辐照后，细菌总数显著减少，对数值分别为3.3010±、2.1761±、1.3010±、0.0000。类似地，在姜药用对照组的细菌总数非常高。的日志值z药用(对照)为3.9081，非常高。经1、3、5、7 kGy剂量的Co-60 γ辐照后，细菌总数显著减少，对数值分别为3.176±、3.3973±、1.1761±、0.301±。

总计真菌计数(交通)

各种类型的真菌对草药产品的破坏也是一个严重的储存问题，需要适当考虑。来自Co-60的伽马辐射被用来减少总辐射真菌算在草药产品里。总真菌未辐射样本的计数非常高。万一…大蒜TFC的对数值为3.4771，非常高。经Co-60 γ射线照射后，TFC值明显降低。在1kgy处的对数值答:一种为2.6020±0.001，随辐射剂量的增加而不断降低。在3kgy和5kgy的TFC答:一种分别为2.000±0.003和1.761±0.001，而在7 kGy时，对数值为0.000。结果表明，伽玛射线辐照能显著降低样品的TFC。

同样的，在水稻的情况下，总真菌控制计数非常高。对照的对数值为3.6021±0.005，非常高。接受Co-60 γ射线照射后剂量分别为1 kGy, 3 kGy, 5 kGy和7 kGy真菌计数显著降低，对数值分别为2.4771±0.005、2.310±0.003、1.3010±0.004和0.3010±0.001。结果表明，伽玛射线辐照能显著降低样品的TFC。

总真菌生的或未辐照的草药产品的TFC非常高。的日志值姜药用对照为3.5441±0.003，非常高。在1 kGy水平的辐射吸收后，对数值降至2.9031±0.001，表明TFC较对照组略有下降z药用．的日志值z药用在3 kGy、5 kGy和7 kGy辐照水平下，TFC持续下降，分别为2.5441±0.002、1.379±0.002和0.3010±0.005，表明增加辐照剂量水平可显著降低TFC。

类似地，在Carulluma tubercullata,总真菌控制计数非常高。的日志值c . tubercullata(对照)为3.5798，非常高。接受Co-60 γ射线照射后剂量分别为1 kGy, 3 kGy, 5 kGy和7 kGy真菌计数明显减少，对数值分别为2.9542±、2.3979±、1.3010±、0.0000。结果表明，伽玛射线辐照能显著降低样品的TFC图。5．

辐照对微生物负荷的影响

的对照样本黑种草(黑色种子),姜药用(姜)葱属植物马唐(大蒜)和Carulluma tubercullata(Choonga)被微生物污染。1998年，世界卫生组织报告的最大允许总计数水平为1.0 × 10⁴cfu / g。这种高污染程度是由于芳香植物的大量微植被以及在其农艺、加工、干燥、收获、处理、储存、销售和供应过程中的常见情况。然而，它已经证明，在加工过程中的细菌位置的草药药用植物到目前为止，成分受到较少杂质的影响，但可能主要是由于草药中的微生物菌群药用植物确保(32]。如图所示，总显微负荷随着吸收的辐射剂量呈线性下降，这与Nemtanu报告的结果非常一致，Nemtanu描述了5kgy的辐射会导致所需的微生物减量减少[33]。在5公里的最高慈悲微生物对钴-60 γ辐射进行了检测Carulluma tubercullata，而敏感度最低的是大蒜．但在7 kGy时，没有微生物。

5 kGy剂量下的伽马辐射使草药提取物的总微生物负荷降低了98.5%，而在7 kGy剂量下则完全消除了微生物负荷[34]。为了彻底净化产品并获得所需的标准，伽马辐射的使用偶然地帮助了它。为了达到最高标准的草药产品和食品通过破坏微生物伽马辐射是几乎没有任何过程允许它。伽马辐射通过将水分子折磨成氢，羟基和氧自由基来杀死微生物这是主要的机制这些自由基与微生物成分如DNA结合破坏或使其失活因此它们停止了功能[35]。伽马辐射能够延长产品的保质期，改善产品的卫生质量，并提高其在出口市场和国内一级的有效性。本研究的结果表明，与对照或未辐射样品相比，中高剂量的伽马辐射显著降低了草药产品的细菌负荷，使其达到国内和世界标准值。需要将草药产品完全净化到可接受的标准有效伽马辐射剂量，从3千戈瑞到7千戈瑞。这种观察结果可能是由于微生物负荷的不均匀性，这强调了在生产规程中需要良好的生产规范(gmp)来确保低产品的微生物负荷和随后的使用低(有效)辐照剂量。7 kGy的剂量能显著去除所有中草药产品中的污染菌群。

进一步深入研究，在7 kGy下，所有样品的微生物负荷都降低到<10的水平^3.cfu/g，在5 kGy下检查，使微生物负荷降低到<10的水平⁴cfu / g。另一方面，在相关的检查中，伽马辐射在1千gy -7千gy之间，减少草药产品的微生物负荷小于10^3.Cfu /g而不引起产品成分和数量的任何有用变化[36]。在7 kGy下进一步研究，将微生物负荷从6 log循环降低到8.6 × 10 cfu/g。以同样的方式，一些当地草药茶的微生物负荷在2至3千戈瑞时减少了4至5个对数周期。

结论

在巴基斯坦大约有3600家工厂物种其中超过2900个是土著，拥有丰富的生物多样性。因此，除了全球约33%的药物是低等和高等植物的衍生物这一事实外，草药产品的生产在该国具有很高的潜力。草药的改良和现代化具有重要意义医学工业为国家打入全球市场奠定了基础。通过使用伽玛辐射生产的草药产品的高质量保证，使国家像大多数亚洲国家一样拥有广阔的贸易市场。有人建议，今后的教育应检查各种各样的无线电敏感性真菌并对分离出的中草药产率进行了研究，以期对其进行脱除低伽马辐射剂量。

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