中药资源是国家战略资源,是人口健康用药需求和中医药事业发展的物质基础与根本保障。随着以消耗中药资源性原料为特征的资源产业不断扩张,原料需求激增,庞大的经济规模加速了自然资源的耗竭和人工替代与补偿资源的大量生产,同时产生巨量的废弃物和环境承载压力,由此导致的诸多问题引起了社会广泛关注。随着中药大健康产业的快速发展,拉动了中药农业、中药工业和中药服务业全产业链条的经济增长,成为我国生物医药经济领域强劲的增长极,也为世界人口健康做出了重要的贡献。然而,中药资源生产与消耗及其产业化过程产生的社会-经济-生态问题也不容忽视。如中药材采收或深加工过程中产生的大量固体废弃物随意排放、填埋、焚烧,这不仅造成中药资源的浪费,还引起环境污染,严重制约中药资源产业的健康发展。为促进中药资源产业健康和可持续发展,课题组近些年来一直致力于探索中药固体废弃物的资源化利用。胀果甘草是提取甘草酸的主要原料之一,随着对甘草酸药理活性研究的不断深入,除了药用,甘草酸在食品、日化产品中也有着广泛的应用,因而对甘草的需求日益增加。而在提取甘草酸的过程中,由于提取工艺的限制导致药渣中仍残留着大量的黄酮类成分,但目前对这些药渣仍主要采用填埋、燃烧等粗放的方式进行处理。此外,胀果甘草药材采收过程中产生的大量非药用部位也未得到有效利用,这也造成了胀果甘草资源的严重浪费。因此,本论文通过对胀果甘草黄酮类物质的资源化学评价,在此基础上挖掘胀果甘草黄酮类物质的资源价值,以促进胀果甘草黄酮类物质资源化利用。课题组近年来还一直致力于宁夏枸杞的资源化利用研究,研究发现酚酰胺类成分是枸杞子中的主要活性物质之一,但这类成分在枸杞子中的含量较低,难以满足其资源化的需求。因此,为解决酚酰胺类成分资源量不足的问题,本课题将探讨酚酰胺类成分的绿色合成,以促进这类成分的资源化利用。本课题的研究内容主要包括以下几个方面:一、胀果甘草资源化学研究1.黄酮类资源性物质的分析鉴定研究表明,三个不同品种的药用甘草中黄酮类物质存在较大差异,同时这些物质在药理活性上也存在着一定差异。为挖掘胀果甘草黄酮类物质的资源价值,对胀果甘草中黄酮类物质进行了系统的分析评价。采用UPLC-MS/MS对甘草黄酮的质谱裂解规律进行分析总结,在此基础上对胀果甘草地上部分和地下部分中主要的黄酮类物质进行定向分离。质谱裂解规律表明,二氢黄酮类、查尔酮类会发生RDA重排反应生成丰度较高的~3A+和4B+离子;当侧链上存在异戊烯基取代时会出现42Da（C3H6）和56 Da（C4H8）的中性丢失,当侧链上存在吡喃环时会出现42Da（C3H6）、54Da（C4H6）以及70Da（C4H6O）的中性丢失。采用1D-NMR、2D-NMR以及LC-MS等技术方法对化合物进行结构鉴定。结果表明,分离得到的化合物主要为查尔酮类、二氢黄酮类及二氢菧类成分,其中从地上部分分离得到4个新化合物,均为异戊烯基取代的二氢菧类成分。2.不同生长期不同部位黄酮类物质的积累动态分析评价为明确胀果甘草不同部位黄酮类物质的组成及其资源量,在本实验中对胀果甘草不同部位的黄酮类物质进行了分析评价。结果表明,地上部分和地下部分黄酮类物质的组成存在显著差异。地下部分主要以甘草查尔酮A、甘草查尔酮B、甘草查尔酮D、异甘草素等查尔酮类成分为主,而地上部分主要以6-异戊烯基圣草酚、8-异戊烯基圣草酚、圣草酚、8-异戊烯基柚皮素等二氢黄酮类成分为主。通过对九月、十月、十一月三个月中甘草黄酮类成分的动态积累分析评价发现,十月时,地上部分和地下部分的总黄酮含量达到最高,分别约为1.3%和1.7%。二、胀果甘草黄酮类物质的资源价值发现1.黄酮类物质的抑菌活性评价与机制研究β-内酰胺类抗生素主要是通过抑制革兰氏阳性菌细胞壁的合成发挥抗菌作用,但近年来随着抗生素的滥用造成了大量耐药菌的产生,导致多数靶向细菌细胞壁合成的抗生素失效,因而寻找新型抗生素或新的抑菌靶点已经迫在眉睫。课题组前期研究发现,胀果甘草黄酮组分对革兰氏阳性菌有显著的抑制活性。因此,本论文的主要目的是明确胀果甘草黄酮组分中的主要抑菌物质及其作用机制,为合理利用胀果甘草黄酮组分作为抑菌剂奠定基础。通过评价胀果甘草黄酮组分的抑菌谱,发现其对金黄色葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）、表皮葡萄球菌等革兰氏阳性菌表现出较强的抑菌活性,而对革兰氏阴性菌的抑制活性较弱。此外,甘草查尔酮A、甘草查尔酮D、异甘草素、甘草查尔酮E等查尔酮类是地下部分的主要抑菌物质,6-异戊烯基圣草酚、8-异戊烯基圣草酚、8-异戊烯基柚皮素以及异戊烯基取代的二氢菧类是地上部分的主要抑菌物质。通过构效关系分析发现,异戊烯基取代可以显著提高查尔酮类、二氢黄酮类以及二氢菧类成分的抑菌活性。采用蛋白组结合代谢组的多组学方法以及qRT-PCR等方法揭示了甘草查尔酮A和TPB潜在的抑菌机制。甘草查尔酮A和TPB可能通过多个靶点抑制MRSA,其中包括靶向作用于MRSA细胞膜,造成膜损伤,引起膜流动性以及膜电位的改变;引起MRSA的氧化应激损伤和DNA损伤;抑制MRSA葡萄糖磷酸化。TPB不仅可以引起MRSA的氧化损伤和DNA损伤,同时通过抑制perR的表达,影响菌体对氧化损伤的修复,进而加剧菌体氧化损伤程度。2.抗胰脂肪酶活性物质筛选与构效关系探讨消化系统中的胰脂肪酶主要负责水解食物中的甘油三酯,胰脂肪酶因此被作为抑制肥胖的主要靶点。研究发现,查尔酮类成分具有显著的抗胰脂肪酶活性。因此,在本研究中采用“配体垂钓”的方法对胀果甘草中抗胰脂酶的活性成分进行筛选,并探讨其构效关系。结果表明,甘草查尔酮A、甘草查尔酮B、甘草查尔酮D、甘草查尔酮E等查尔酮类成分是胀果甘草中主要活性成分。构效关系分析发现,A环5位或B环3位戊烯基取代可以显著提高查尔酮类化合物的抗胰脂肪酶活性;A环3-OH取代可以显著提高查尔酮类化合物的抗胰脂肪酶活性。3.黄酮/淀粉复合薄膜的制备及其活性评价可降解、可食用的淀粉膜在食品保鲜行业受到了广泛关注,但因淀粉薄膜抑菌、抗氧化等活性较差,而不能有效地延长货物的货架期。基于胀果甘草黄酮组分较强的抑菌、抗氧化活性,探讨了胀果甘草黄酮组分对淀粉膜理化性质和生物活性的影响。采用傅里叶红外仪（IR）、X单晶衍射仪（XRD）以及扫描电镜（SEM）对薄膜结构进行表征,发现胀果甘草黄酮组分与淀粉之间主要是以分子间作用力发生相互作用。薄膜理化性质和活性评价结果表明,胀果甘草黄酮组分的添加可以显著改善薄膜的生物活性和理化特性。三、枸杞酚酰胺类成分资源价值发现1.枸杞酚酰胺类成分的合成与工艺参数优化咖啡酰酪胺、阿魏酰酪胺、香豆酰酪胺等成分虽然活性较好,但其在枸杞子中资源量较低,难以满足其资源化的需求,因此本部分主要采用酶法合成酚酰胺类成分,以促进此类成分的资源化利用。在本实验中主要采用两步法合成酚酰胺类成分,即第一步采用固体酸性催化树脂合成芳香酯;第二步采用固定化脂肪酶催化亲核试剂与不同的芳香酯合成酚酰胺;采用1D-NMR和LC-MS对化合物进行结构鉴定。以香豆酸甲酯为底物,考察不同类型的溶剂、亲核试剂的用量以及酶的用量对反应转化率的影响。结果发现,最佳反应溶剂为甲基叔丁基醚、亲核试剂与底物最佳比为2/1、酶与底物最佳比为20/1,最佳反应温度50℃。在最佳反应条件下,酶重复使用次数达到5次时,转化率仍可以达到60.6%。在最优反应条件下,对不同底物与酪胺反应的转化率进行了考察,发现所有底物转化率均达到65%以上。2.枸杞酚酰胺类成分抗α-葡萄糖苷酶活性及其构效关系研究通过构效关系分析发现,酪胺类衍生物抗α-葡萄糖苷酶的活性显著高于β-苯乙胺类衍生物;4-OH、3-OH或3-OCH3可以显著提高酪胺类衍生物的抗α-葡萄糖苷酶活性,以及7,8位双键对酪胺类衍生物的活性至关重要。分子对接结果表明,4-OH、3-OH和3-OCH3能与α-葡萄糖苷酶关键氨基酸的残基发生相互作用。中药资源产业的绿色发展是一个复杂的系统工程,涉及中药农业、中药工业、环境科学等多个相关领域,需要全社会的关注和科技资源的支持与投入,形成一批有实用价值的科技成果和突破一批共性关键技术,才有可能使之不会只停留在口号和文件上。因此,需要借助多学科力量和应用现代科学方法与集成技术开展系统的科学研究,揭示其多途径、多层次资源化价值和潜在利用价值,并有效转化为中药资源循环经济产业链全过程,不断提升中药资源行业的提质增效和绿色发展,对于促进中医药事业的健康发展具有重要的现实意义和长远战略意义。