Study on Chemical Constituents, Antioxidant and Wound Healing Promoting Activities of Pilose Antler Waste
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摘要: 为了更好的发挥鹿茸口服液生产过程中所产生废弃物的再利用价值，本研究对废弃物的化学成分及药理活性进行了研究。采用鹿茸口服液生产工艺（卫生部标准：WS3-B-2232-96），对鹿茸药材进行处理。然后对鹿茸口服液生产过程中产生的两种废弃物，采用水提醇沉的方法进行再提取。运用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱（UPLC-Q-Orbitrap HRMS）、BCA（二喹啉甲酸）以及苯酚硫酸法对提取物的化学成分进行研究。以1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）和2,2-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐（ABTS）自由基清除试验、铁离子还原能力（FRAP）综合评价提取物的抗氧化能力，采用双氧水及谷氨酸细胞氧化损伤模型，对提取物抗氧化活性进行验证。采用小鼠皮肤创伤模型对提取物的皮肤损伤修复活性进行探索。结果表明：两种废弃物经过再次水提醇沉后，两者的上清液部分均含有低聚糖、氨基酸、核苷等物质；两者的下层沉淀部分则主要为蛋白、多肽、多糖类物质，且蛋白和多糖的含量和在70%以上。两种废弃物经过水提醇沉处理后，所得的两种上清液部分均表现出较好的抗氧化活性，其中鹿茸药渣经过水提醇沉处理后的上清液部分抗氧化活性更优，其DPPH、ABTS+自由基清除率的IC50分别为0.82、2.52 mg/mL，FRAP结果同样证实了这一点，并且其在浓度为0.1 mg/mL时，即可显著（P<0.05）提升双氧水及谷氨酸氧化损伤模型组细胞存活率（提升10%以上）；两种废弃物经处理后的沉淀部分，虽在自由基清除及细胞氧化损伤中均未表现出较好的活性，但是其在后续的皮肤修复实验显示出较好的活性，两种沉淀部分均在0.010 g/mL时即可显示出较好的创伤修复活性（P<0.05），两种上清液部分则未表现出创伤修复活性。综上，鹿茸口服液生产过程产生废弃物经过提取后可得到蛋白、多糖等物质，拥有较好的抗氧化及创伤修复活性，具有进一步研究利用的价值，可开发成功能性食品等。Abstract: In order to give better play to the reuse value of pilose antler waste, the chemical components and pharmacological activities of the waste were studied. Pilose antler medicinal materials were treated according to the production process of pilose antler oral liquid standard (Ministry of Health Standard: WS3-B-2232-96). Then the waste produced in the production of pilose antler oral liquid was reextracted by water extraction and alcohol precipitation. Ultrahigh performance liquid chromatography quadrupole electrostatic field orbital trap high resolution mass spectrometry (UPLC-Q-Orbitrap HRMS), bicinchoninic acid (BCA) and phenol-sulfuric acid methods were used to study the chemical components of the extract. The antioxidant capacity of the extract was evaluated by three ways including free radical scavenging test of 1,1-diphenyl-2-trinitrophenylhydrazine (DPPH), 2,2-diazo-bis (3-ethyl-benzothiazole-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS) and Ferric ion reducing antioxidant power (FRAP). Moreover, the antioxidant activity was further verified by hydrogen peroxide and glutamate cell oxidative damage model. The skin injury repairing activity of the extract was proved via mouse skin trauma model. The results showed that via water extraction and alcohol precipitation, the supernatant contained oligosaccharides, amino acids, nucleosides and other substances. The lower precipitation part was mainly protein polypeptide and polysaccharide, and the sum of the two was more than 70%. The antioxidant results showed that after water extraction and alcohol precipitation treatment, the two supernatant parts of the waste produced by oral liquid showed better antioxidant activity. Among them, the antioxidant effect of the supernatant part of pilose antler drug residue after water extraction and alcohol precipitation treatment was better, and the IC50 of DPPH and ABTS+ free radical scavenging rates were 0.82 and 2.52 mg/mL respectively, FRAP results also confirmed this, and when the concentration was 0.1 mg/mL, it could significantly (P<0.05) improve the cell survival rate of hydrogen peroxide and glutamate oxidative damage model group (more than 10%). Although the precipitated parts of the two wastes after treatment did not show good antioxidant activity, they showed good activity in subsequent skin repair experiments. Both precipitated parts showed good wound repair activity at 0.010 g/mL (P<0.05), while the two supernatants did not show wound repair activity. In summary, the protein, polysaccharide and other substances could be obtained from the waste produced during the production of pilose antler oral liquid after extraction, which had good antioxidant and wound repair activities, had the value of further research and utilization, and would successfully develop functional foods.
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Keywords:
- pilose antler /
- waste /
- reuse /
- antioxidant /
- wound healing
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鹿茸在我国已有悠久应用历史，其首载于《神农本草经》，在《名医别录》、《本草纲目》等古籍中亦有记载。在2020版《中国药典》中鹿茸（Cervi Cornu Pantotrichum）为鹿科动物梅花鹿（Cervus nipport Temminck）或马鹿（C. elaphus Linnaeus）的雄鹿未骨化密生茸毛的幼角[1]。鹿茸成分复杂，除含量较高的蛋白质、多糖类成分外，还有氨基酸[2]、核苷[3]、无机元素[4]、甾体激素[5]等小分子物质，其复杂的功能成分也使得鹿茸具有多种药理活性，现代研究表明鹿茸具有：增强性功能[6-7]、抗骨质疏松[8-9]、保护神经系统[10]、抗氧化[11]、抗疲劳[12]、促进伤口愈合[13-14]、增强免疫[15]等作用，其广泛且显著的功效使得鹿茸在临床药用及保健食品领域有着较多应用[16]。鹿茸作为药用时，除《中国药典》中记载的药材直接研末冲服外，其单味药制剂—鹿茸口服液也在临床中应用广泛。
鹿茸口服液为鹿茸经50%乙醇提取后回收乙醇，再经醇沉，取上清液浓缩加水稀释，最后添加蜂蜜等制成的供直接服用的合剂。目前国内生产鹿茸口服液的企业约40家，产量巨大，相应的将会产生大量废弃物，亟待对产生的大量废弃物进行再利用研究。前期已有大量研究[17-22]表明，中药废弃物具有较好的再利用价值，可再利用后运用于多个领域。关于鹿茸废弃物的研究[23-24]表明，鹿茸精的下脚料-鹿茸渣中可提取出蛋白及多糖等。而鹿茸精亦采用50%乙醇进行提取，且提取时间长于鹿茸口服液。所以鹿茸口服液生产后的药渣中极有可能也含蛋白、多糖等物质。
鹿茸口服液因其制备工艺为水提醇沉，药用的部分为醇沉后的上清液，所以其在生产过程中会产生两部分废弃物：提取后剩余的鹿茸药渣；口服液生产过程中醇沉时产生的沉淀。鹿茸成分复杂，再利用时，若仅仅提取废弃物中蛋白或多糖等某一类成分，则无法充分发掘鹿茸废弃物的再利用价值。针对上述情况，本研究采用水提醇沉方法对废弃物进行再利用。水提可提取蛋白、多糖、游离氨基酸、核苷等成分，而醇沉可将水提物粗分为大分子物质（沉淀部分），小分子物质（上清液部分）；后续对再提取物的化学成分进行探索，并对其可能具有的抗氧化等活性进行研究，为鹿茸废弃物再利用，开发为功能性食品等提供了参考。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）、2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-（磺酸）-二铵盐（ABTS） 上海麦克林生化科技有限公司；2,4,6-三（2-吡啶基）三嗪（TPTZ） 上海阿拉丁生化科技股份有限公司；抗坏血酸（VC）、硫酸亚铁（七水）、三氯化铁（六水）、二甲亚砜（DMSO）、苯酚、硫酸、甲酸（色谱纯） 成都市科隆化学品有限公司；DMEM高糖培养基、胎牛血清 Gibco公司；甲基噻唑蓝（MTT）、双氧水 Sigma公司；谷氨酸（批号：PS020028） 成都普思生物科技股份有限公司；BCA试剂盒 上海雅酶生物科技有限公司；色谱乙腈 美国Thermo Fisher Scientific公司；水为屈臣氏纯净水；鹿茸 由成都晶博生物科技有限责任公司提供，经成都中医药大学高继海副教授鉴定为梅花鹿（Cervus nipport Temminck）未骨化密生茸毛的幼角；HaCat细胞 丰辉生物科技有限公司；SPF级昆明小鼠 雄鼠，体重20~26 g，许可证号：SCXK（川）2020-030，成都达硕动物实验中心。
Vanquish型超高效液相色谱联用Q-Exactive四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱仪 美国Thermo Fisher Scientific公司；CO2孵箱 Thermo Scientific公司；Series II Allegra X-12R离心机 Beckman Coulter公司；Sunrise酶标仪 TECAN公司；BP211D分析天平 赛多利斯科学仪器有限公司；R-210旋转蒸发仪 瑞士步琦有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 提取方法
采用水提醇沉法，分别对鹿茸口服液生产过程中所产生的鹿茸药渣和口服液生产过程中醇沉时产生的沉淀，这两部分进行再利用处理，处理流程如下图1。两部分废弃物均以10倍量水进行回流提取，提取液经浓缩至适量并加入4倍量乙醇，静置48 h，分层。最终所得六个部分提取液经旋蒸回收溶剂，便于后续研究。因鹿茸口服液生产工艺中醇沉时，在原提取液经过浓缩至1:1后加入10倍量无水乙醇，在后续再利用过程中发现10倍量无水乙醇进行醇沉时，其产生的沉淀无法完全在水中复溶。推测可能为乙醇浓度过高，部分蛋白完全变性。故在对废弃物进行水提醇沉再利用时，以更低浓度的乙醇进行醇沉，采用4倍量无水乙醇进行醇沉，以避免对废弃物再利用时，因醇浓度过高导致部分蛋白完全变性而损失。
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图 1 废弃物提取流程图注：ZZ为药渣提取液旋蒸至干，CZ为口服液醇沉时沉淀废弃物经水提取后旋蒸至干；ZS、ZX分别代表药渣水提液经醇沉处理后的上清液及下层沉淀部分；CS、CX分别代表口服液生产过程中，醇沉时产生沉淀经再提取后的水提液经再利用后的上清液及下层沉淀部分。Figure 1. Waste extraction process1.2.2 化学成分分析
1.2.2.1 主要化学组成分析
鹿茸中主要成分为蛋白多肽类，其次还有多糖等，所以首先对1.2.1中六个不同提取物中的蛋白质、多糖成分进行定量分析。分别采用苯酚硫酸法测定提取物中糖类物质含量，具体操作参考文献[25]，采用二喹啉甲酸（BCA）法测定提取物中蛋白的含量。其操作参照雅酶BCA试剂盒说明书进行。
1.2.2.2 基于UPLC-Q-Orbitrap HRMS技术成分测定
超高效液相色谱-四级杆-静电场轨道阱高分辨质谱（UPLC-Q-Orbitrap HRMS）具有高通量、高分辨率、高灵敏度等特点，非常适合中药复杂成分的分析[26]，但其仅适用于小分子成分的分析，而经过醇沉处理后，小分子物质几乎全部存在于上清液中，故采用UPLC-Q-Orbitrap HRMS技术对上清液部分（CS，ZS）所含成分进行进一步分析。
液相色谱条件：色谱柱（ZORBAX Eclipse Plus C18 2.1×100 mm，3.5 μm），流动相0.1%甲酸水（A）-乙腈（B），梯度洗脱（0~13 min，10% B；13~50 min，10~70% B）；流速0.3 mL/min，柱温30 ℃，进样量5 μL。
质谱条件：正离子模式，离子源HESI，毛细管电压3500 V，温度300 ℃，鞘气35 kPa，辅助气10 kPa；负离子模式，离子源HESI，毛细管电压3000 V，温度320 ℃，鞘气35 kPa，辅助气10 kPa。S-Lens RF level 50.00%，扫描范围m/z 100~1500。
1.2.3 抗氧化活性测定
1.2.3.1 DPPH自由基清除率
参照文献[27-28]实验方法，稍作改变，以无水乙醇配制0.1 mmol/L的DPPH溶液，现配现用。精密称取1.2.1中六个不同提取物适量，配制并稀释成8、6、4、2、1、0.5 mg/mL六个浓度，每个浓度设置5个复孔。配制100 μmol/L抗坏血酸（VC）为阳性药（使用时稀释成不同浓度）。分组为：水+DPPH（对照）、样品+DPPH、样品+无水乙醇（扣除样品在此波长产生的吸收干扰），每孔200 μL，比例为1:1，置于25 ℃避光反应30 min。反应结束后在517 nm处测定吸光度。DPPH自由基清除率按公式（1）计算：
DPPH自由基清除率(%)=(1−A1−A2A0)×100 (1) 式中：A0为对照组吸光度；A1为样品加DPPH反应组吸光度；A2为样品加无水乙醇组吸光度。
1.2.3.2 ABTS+自由基清除率
参照文献[29]，超纯水配制7 mmol/L的ABTS溶液以及2.45 mmol/L过硫酸钾溶液，等量混合，黑暗中常温放置约16 h，产生含ABTS+自由基的工作液，备用。使用前加超纯水稀释至溶液于734 nm波长处的吸光度约为0.7。上述工作液现配现用。于96孔板中进行反应，加入40 μL与1.2.3.1中相同的不同浓度各样品溶液，以及160 μL ABTS工作液。每个浓度设置5个复孔，振摇均匀后37 ℃反应6 min，在734 nm处测定吸光度记为A1，以40 μL水加160 μL工作液为空白吸光度A0，以40 μL样品加160 μL水为消除样品干扰组，扣除样品本身在734 nm处产生的吸收，记为A2。VC为阳性药，ABTS+自由基清除率按公式（2）计算：
ABTS+自由基清除率(%)=(1−A1−A2A0)×100 (2) 1.2.3.3 FRAP还原力测试
参考文献[30-31]配制300 mmol/L醋酸缓冲溶液，10 mmol/L的TPTZ，10 mmol/L的FeCl3,使用前按照10:1:1混合即得FRAP工作液，现配现用。
标准曲线绘制：配制不同浓度的硫酸亚铁溶液（0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0 mmol/L），反应在96孔板中进行过，每孔硫酸亚铁溶液5 μL，FRAP工作液180 μL，混合均匀后37 ℃孵育10 min，在593 nm处测定吸光度（A）。以吸光度值A为（y），硫酸亚铁浓度为（x）得到线性回归方程：y=0.2955x−0.0026，R2=0.9997。
取同1.2.3.1中不同浓度的样品溶液各5 μL，加FRAP工作液180 μL，按照上述方法测定各组吸光度值（A），按照标准曲线计算，以相应硫酸亚铁的浓度代表样品还原力。
1.2.4 细胞氧化损伤保护作用
1.2.4.1 细胞培养
HaCat细胞培养于含10%胎牛血清的DMEM高糖培养基中，37 ℃、5% CO2恒温细胞培养箱中常规培养。
1.2.4.2 细胞毒性研究
以DMEM培养基溶解药物，并稀释至不同浓度（1.0、0.8、0.6、0.4、0.2、0.1、0.05 mg/mL），取对数期细胞进行实验，调整密度为5×104 个/mL，每孔100 μL，待细胞完全贴壁后开始给药处理。给药前弃去96孔板中原培养液，设置对照组及给药组，对照组加入DMEM，给药组给予不同浓度的药物，均为100 μL。给药后继续于37 ℃、5% CO2恒温细胞培养箱中孵育24 h，24 h后每孔加入MTT溶液20 μL，继续培养4 h后，弃去原培养液，每孔加入150 μL DMSO，并振摇10 min使结晶充分溶解。在490 nm处测得各孔的吸光度值A，细胞存活率（%）=A药物/A对照。
1.2.4.3 氧化损伤保护
造模：分别采用H2O2，谷氨酸两种方式建立细胞的氧化损伤模型，在前期预实验及文献[32]的基础上最终采用0.4 mmol/L H2O2，以及30 mmol/L谷氨酸为造模浓度，造模时间12 h。以预给药方式研究两种上清液部分（ZS、CS）对HaCat细胞的氧化损伤保护作用，给药处理同1.2.4.2，分组为给药组（加入不同浓度药物）、模型组及空白组（均加入不含药物的DMEM）。处理24 h后，模型组及给药组更换为含造模药的培养液100 μL，空白组加入100 μL DMEM。继续处理12 h，同上以MTT法测定各组存活率。
1.2.5 小鼠创面修复
1.2.5.1 造模、分组及给药
小鼠随机分为模型组及给药组（给药组分为高浓度0.040 g/mL、低浓度0.010 g/mL）。每组6只。小鼠在适宜条件下适应性喂养1周后，开始造模给药处理，腹腔注射10%水合氯醛（0.003 mL/g）麻醉，以硫化钠脱毛，脱毛后以75%乙醇擦拭皮肤，用灭菌手术剪在小鼠背部剪下大小相近的伤口。给药组以移液枪移取20 μL药物，均匀涂抹于伤口。模型组不做处理，使其自然愈合。每日给药一次，给药时间为10 d。
1.2.5.2 病理切片染色
第10 d时，各组均取两只小鼠，麻醉后，使用无菌手术剪取下创口范围区域皮肤全层组织，使用生理盐水冲洗皮肤组织上的所带有的少许血液。将组织放入4%多聚甲醛溶液中固定，用于HE染色。
1.2.5.3 愈合率计算
术后每天拍照，以Image J软件测量伤口面积，愈合率=（未给药时创口面积-每天创口面积）/未给药时创口面积。
1.3 数据处理
采用SPSS 25.0软件进行统计学分析，通过单因素方差（One-way ANOVA）分析统计数据，多组之间的两两比较采用LSD-t检验。数据以
¯X ±S表示。使用GraphPad Prism 8软件绘制统计图。2. 结果与分析
2.1 主要化学成分测定结果
2.1.1 成分组成
蛋白、多糖含量测定结果如下表1，其中各部位均含有较高含量的蛋白及糖类物质，醇沉后的上清液中仍然能测出蛋白，推测可能是醇溶性蛋白，在醇沉时能够溶解于醇而存在于上清液中，并且BCA法反应原理是肽键结构与Cu2+反应[33]，所以小分子肽类成分有也会产生阳性反应，最终导致了上清液部分中仍然检出有蛋白类成分。糖类成分含量结果显示：上清液中糖类成分的百分含量高于沉淀部分，结合醇沉原理及已有研究[34]推测可能为低聚糖。并且醇沉后上清液的成分组成相对单一，故糖类成分的百分含量相对较高。
表 1 蛋白多糖成分含量测定结果Table 1. Determination results of protein and polysaccharide components样品 蛋白 多糖 含量（%） 标准曲线 线性范围 含量（%） 标准曲线 线性范围 ZZ 52.00±1.65 y=1.0563x-0.0411，R²=0.9996 0.1~2.018 mg/mL 35.73±0.39 y=0.3792x+0.0042，R²=0.999 0.1~0.7 mg/mL CZ 51.29±1.58 35.36±0.79 ZS 47.66±0.20 42.23±0.69 CS 45.66±0.61 33.49±1.08 ZX 53.05±0.57 23.11±0.11 CX 57.09±2.57 23.89±0.16 测定的结果显示，六种提取物均含有较高的蛋白、糖类成分，并且蛋白、糖类成分的总量均大于70%，最高的为ZS部分，含量和为89.89%。证实了鹿茸废弃物经过再提取后可得到较多的蛋白类（大分子蛋白、小分子肽类）、糖类（多糖、低聚糖）化合物，具有再利用价值。
2.1.2 UPLC-Q-Orbitrap HRMS成分测定结果
运用Compound Discoverer 3.0软件对质谱采集的原始数据进行处理，通过分子离子峰以及同位素峰拟合出其可能的分子式，并通过分子式、二级碎片结合网络数据库mz Cloud及本地成分数据库OTCML进行化合物匹配，筛选匹配度分值80以上，实测相对分子质量与理论相对分子质量二者偏差小于5 ppm的化合物。共筛选匹配出77个化合物，其中主要为氨基酸和核苷类成分，包含15个氨基酸，其中包含了赖氨酸、苏氨酸等人体必需氨基酸，以及L-肉碱这一特殊氨基酸，同时还包含了其他非必需氨基酸及氨基酸的衍生物；18个核苷及其衍生物。以及其他类成分，包含牛磺酸、果糖、甜菜碱、烟酰胺等。氨基酸、核苷类化合物的详细质谱信息如下表2~表3。
表 2 氨基酸类成分质谱信息Table 2. Mass spectrum information of amino acid compounds序号 tR（min） 名称 分子式 δ（ppm） 准分子离子峰 碎片离子 来源 1 1.12 DL-Lysine
DL赖氨酸C6H14N2O2 3.98 147.11288
[M+H]+130.08630，84.08128 CS，ZS 2 1.20 N-Methyl-D-aspartic acid （NMDA）
N-甲基-D-天冬氨酸C5H9NO4 −0.68 148.06042
[M+H]+130.04991，102.05531，88.039 79, 84.04491 CS，ZS 3 1.20 DL-Arginine
DL-精氨酸C6H14N4O2 3.63 175.11914
[M+H]+158.09245，130.09752，116.07081，70.06574，60.05630 CS，ZS 4 1.21 L（-）-Carnitine
L-肉碱C7H15NO3 3.07 162.11241
[M+H]+103.03925，85.02885，60.08142 CS，ZS 5 1.22 L-Aspartic acid
L-天冬氨酸C4H7NO4 −1.88 132.02945
[M-H]−115.00277，88.03939，71.01280 CS，ZS 6 1.24 Threonine
苏氨酸C4H9NO3 1.68 120.06570
[M+H]+102.05531，74.06062，56.05016 CS，ZS 7 1.28 Proline
脯氨酸C5H9NO2 1.83 116.07084
[M+H]+70.06569 CS, ZS 8 1.38 L-Glutamic acid
L-谷氨酸C5H9NO4 −1.65 146.04509
[M-H]−128.03444，102.05509，74.02371 CS，ZS 9 1.45 L-Pyroglutamic acid
L-焦谷氨酸C5H7NO3 0.70 130.05003
[M+H]+84.04491 CS, ZS 10 1.77 Tyrosine
酪氨酸C9H11NO3 2.79 182.08119
[M+H]+165.05452，136.07565，123.04414，119.04926 CS 11 1.83 4-Oxoproline
4-氧代脯氨酸C5H7NO3 −2.28 128.03452
[M-H]−119.37583, 94.85060 CS，ZS 12 1.97 N-Acetyl-DL-glutamic acid
N-乙酰-DL-谷氨酸C7H11NO5 2.10 188.05600
[M-H]−170.04532，159.87811，144.06577，141.86736，128.03448，102.05508 CS，ZS 13 2.14 L-Tyrosine
L-酪氨酸
C9H11NO30.19 180.06610
[M-H]−163.03944，119.04929，93.03356，72.00801 CS 14 2.25 DL-Norleucine
DL-正亮氨酸C6H13NO2 0.92 132.10207
[M+H]+86.09688 CS，ZS 15 3.72 L-Phenylalanine
L-苯丙氨酸C9H11NO2 −0.29 166.08623
[M-H]−120.08090 CS，ZS 表 3 核苷及其衍生物的质谱信息Table 3. Mass spectrum information of nucleosides and their derivatives序号 tR（min） 名称 分子式 δ（ppm） 准分子离子峰 碎片离子 来源 1 1.28 Cytidine-3',5'-cyclicmonophosphate
胞苷-3'，5'-环单磷酸C9H12N3O7P 0.93 328.03015
[M+Na]+110.03503 CS，ZS 2 1.29 Cytarabine
阿糖胞苷C9 H13 N3O5 1.31 244.09256
[M+H]+112.05073 CS，ZS 3 1.30 Cytosine
胞嘧啶C4H5N3O 1.79 112.05074
[M+H]+95.02440 CS，ZS 4 1.32 Adenine
腺嘌呤C5H5N5 −1.87 134.04639
[M-H]−107.03529 CS，ZS 5 1.33 Cytidine 5'-monophosphate （hydrate）
5'-单磷酸胞苷C9H14N3O8P 1.11 324.05887
[M+H]+112.05072 CS，ZS 6 1.61 Adenosine 5'-monophosphate
5'-单磷酸腺苷C10H14N5O7P 1.42 346.05591
[M-H]−211.00095，134.04639，96.96864，78.95803 ZS 7 1.69 Uridine monophosphate （UMP）
尿苷单磷酸C9 H13N2O9P 1.86 323.02589
[M-H]−211.00092，111.01907，96.96867，78.95802 CS，ZS 8 1.73 Uracil
尿嘧啶C4H4N2O2 2.23 113.03482
[M+H]+96.00838，70.02933 CS，ZS 9 1.77 3'-Adenosine monophosphate （3'-AMP）
腺苷酸C10H14N5O7P 0.88 348.07007
[M+H]+136.06172，97.02881，85.02891 CS，ZS 10 1.83 Adenosine 3'5'-cyclic monophosphate
腺苷3',5'-环单磷酸（3',5'-环AMP）C10H12N5O6P 0.91 330.05963
[M+H]+136.06171 CS, ZS 11 1.93 Guanosine 5'-monophosphate;
5'-单磷酸鸟苷C10H14N5O8P 0.96 364.06506
[M+H]+152.05661 CS，ZS 12 2.11 Guanosine cyclic monophosphate
环磷酸鸟苷C10H12N5O7P 2.24 346.05475
[M+H]+152.05561 CS，ZS 13 2.35 Hypoxanthine
次黄嘌呤C5H4N4O −0.07 137.04581
[M+H]+119.03533，94.04043 CS，ZS 14 2.36 Adenosine
腺苷C10H13N5O4 1.18 268.10400
[M+H]+136.06166 CS，ZS 15 2.67 Inosine
肌苷C10H12N4O5 1.86 269.08801
[M+H]+137.04567 CS，ZS 16 2.71 Guanine
鸟嘌呤C5H5N5O 3.30 152.05667
[M+H]+135.03023 CS，ZS 17 2.72 Guanosine
鸟苷C10H13N5O5 1.66 284.09885
[M+H]+152.05667 CS，ZS 18 4.34 1-Methyladenosine
1-甲基腺苷C11H15N5O4 1.76 282.11972
[M+H]+150.07736 ZS 因在醇沉过程中，沉淀形成时会吸附小分子物质，并沉淀下来，所以口服液生产中醇沉时的沉淀部分仍可提取出较多小分子物质。CS、ZS两部分均含有较多小分子，其中大部分化合物CS、ZS两部分均含有，仅有部分化合物具有差异，分别为：酪氨酸、5'-单磷酸腺苷和1-甲基腺苷，推测其可能因为酪氨酸在口服液生产过程中已被提取较完全，在药渣提取时未被提取。而核苷类成分如5'-单磷酸腺苷在醇中溶解度较低[35]，故在口服液生产使用稀乙醇提取时，未被提取出，但是剩余药渣在用水提时被提取出。
综上，鹿茸废弃物经过再提取后，可得到较多蛋白、多糖、低聚糖及氨基酸、核苷等营养物质。其中蛋白质含量最高，含量在45.66%~57.09%，多糖、低聚糖类物质含量在23.11%~42.23%，各部分提取物中两者含量之和均在70%以上，揭示再提取物富含蛋白及糖类成分。剩余部分物质包括氨基酸、核苷等其他物质，虽然含量相对较低，但仍不可忽略，氨基酸及核苷在较多研究中被证明具有较好的生物活性[36-37]。表明鹿茸口服液生产过程中的废弃物仍然具有较多活性物质，有较高的再利用价值。
2.2 抗氧化研究结果
2.2.1 DPPH、ABTS、FRAP抗氧化实验结果
分别用DPPH、ABTS+自由基清除率及FRAP铁离子还原力评价这三种方法，对提取物的六个部分的不同浓度进行抗氧化活性测试，DPPH、ABTS+自由基清除率结果见表4，虽然与阳性药VC相比提取物的抗氧化能力较弱，但是其抗氧化活性最强的上清液部分ZS、CS在DPPH自由基清除率的IC50分别为0.82、1.49 mg/mL，作为粗提物，其抗氧化活性仍具有研究意义，下层沉淀部分ZX、CX的抗氧化活性较弱，DPPH自由基清除的IC50值较大，分别为5.92、6.09 mg/mL。ABTS+自由基清除率呈现出相同的趋势，均为上清液部分（ZS、CS）活性优于下层沉淀（ZX、CX）部分。FRAP铁离子还原力结果如图2，同样证实了两部分废弃物再利用后的上清液部分（ZS、CS）抗氧化能力最强，明显强于下层沉淀的大分子物质。
表 4 再提取物的抗氧化活性Table 4. Antioxidant activity of reextracted substances样品 IC50（mg/mL） DPPH ABTS ZS 0.82±0.04 2.52±0.05 CS 1.49±0.02 2.12±0.04 ZX 5.92±0.37 3.51±0.33 CX 6.09±0.28 4.05±0.11 ZZ 3.37±0.20 4.03±0.25 CZ 3.91±0.17 3.43±0.64 VC 0.0042±0.00017 0.021±0.00054 2.2.2 细胞氧化损伤保护结果
DPPH、ABTS、FRAP的抗氧化实验结果均表明ZS、CS两部分抗氧化能力最强，且上清液部分均以小分子物质为主，其在细胞实验中更易溶解给药。所以选择这两部分进行细胞的抗氧化活性研究。首先对其进行毒性研究，以筛选出合适的给药浓度。细胞毒性结果如图3，
CS部分在浓度为1 mg/mL时仍然无显著毒性（P˃0.05），但是在浓度达到0.6 mg/mL时细胞存活率呈现下降趋势；ZS部分则在浓度为0.2 mg/mL时已表现出细胞毒性。所以最终选择ZS 0.1 mg/mL、CS 0.4 mg/mL分别为两药氧化损伤保护研究的起始给药浓度，采用2倍稀释法稀释成不同浓度，其氧化损伤保护结果如图4。
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图 4 谷氨酸及双氧水氧化损伤保护注：K代表空白组，存活率为100%；MX为模型组；与正常组相比，#P<0.05；与模型组相比，*P<0.05。Figure 4. Protection of glutamic acid and hydrogen peroxide against oxidative damage两种损伤模型下，CS、ZS两部分均有着一定的抗氧化活性，谷氨酸氧化损伤模型组细胞平均存活率约55%，CS在浓度为0.2、0.4 mg/mL时细胞平均存活率分别为65%、70%。ZS部分虽然毒性较强，但其抗氧化活性亦更强，在浓度为0.1 mg/mL时细胞存活率已达到66%。双氧水氧化损伤模型因双氧水不稳定，所以数据波动大，但是仍可看出ZS、CS两部分具有抗氧化活性，其中模型组细胞平均存活率为75%，给药浓度ZS 0.1 mg/mL、CS 0.4 mg/mL时细胞平均存活率达到84%、85%，具有一定的氧化损伤保护活性。细胞氧化损伤保护结果进一步证明了再提取物具有抗氧化活性。
综上，药渣再提取后的上清液部分（ZS）抗氧化能力最强，其次为沉淀部分再利用后的上清液（CS），并且根据前面成分测定结果发现，上清液中含有较高的低聚糖类成分，推测低聚糖类可能为主要的抗氧化活性成分。低聚糖类化合物的抗氧化活性已在较多研究中[38-39]被证实。除低聚糖外，氨基酸、核苷等成分亦被报道具有抗氧化活性[40-41]，结合前面的成分研究分析，氨基酸、核苷类化合物亦可能为其抗氧化活性成分之一。
2.3 皮肤修复结果
在预实验中发现，其ZS、CS两部分在促进伤口愈合时作用不明显，推测可能原因：a.这两部分主要为小分子物质，同等质量浓度下，ZX、CX两部分溶液均更粘稠，这使得ZS、CS两部分在给药时会充分浸润伤口，使得结痂过程延长；b.并且已有研究[9-10]表明鹿茸促进伤口愈合成分为多肽、多糖类物质，而此类成分在经醇沉处理后，应更多存在于沉淀部分。故后续实验仅对ZX、CX两部分进行了研究。其伤口愈合及HE染色结果如下图5所示。
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图 5 小鼠创面愈合过程中的各项指标注：a：不同时间小鼠创面恢复情况（拍照）；b：第3、6、9 d小鼠创口愈合率，与空白组相比，*P<0.05；c：HE染色结果（40×）。Figure 5. Indexes of wound healing in mice拍照结果可以看出，给药组能够明显加快小鼠创口的愈合速度。前3 d时伤口愈合率各组虽差异较大，但给药组均呈现优于空白组的趋势，并且由于小鼠恢复能力极强，在第3 d部分小鼠的创口面积已缩小至原创口面积的一半，在第6 d时给药组小鼠创口面积明显小于模型组，并且ZX给药组小鼠恢复程度更好，其高浓度组已经结痂并脱落，皮肤已几乎完全合拢仅剩下深色疤痕，其低浓度组结痂也呈现脱落趋势，在第9 d时给药组皮肤创口均经结痂并脱落，恢复情况良好，而模型组仍处于结痂状态。因小鼠在第9 d时，大部分给药组小鼠的伤口收缩程度较高，结痂并脱落，仅仅留下淡红色疤痕，使用Image J软件无法准确测量创口面积，所以仅仅对前9 d的创口面积进行测量，其结果如图5b。从图中可看出整体上各给药组均能促进小鼠创口的愈合。并且药渣经再提取后的ZX部位效果强于CX，效果最强的为ZX低浓度（0.010 g/mL）组。HE染色结果见图5c，各组均形成表皮层，给药组除CX低浓度组恢复一般外，其余给药组皮肤附属物再生情况优于空白组，有毛囊、毛细血管等生成，其中ZX高低浓度组的恢复情况优于其他组，毛囊、毛细血管生成较多，分化较好。
综上，鹿茸口服液生产过程中的废弃物经过水提醇沉再利用后，下层沉淀部分虽然抗氧化能力一般，但是其具有明显的促进创伤修复的作用。
3. 结论
目前关于鹿茸废弃物处理的研究较少，并且均主要集中于废弃物中某一类成分，如蛋白、氨基酸及钙等成分的提取，具有片面性，并且未对其活性进行研究。本研究运用中药提取的常用工艺水提醇沉法，对鹿茸口服液生产过程中的废弃物进行了再提取，其工艺简单，适用于工业生产，并进一步对再提物进行了活性研究。
结果发现鹿茸口服液生产过程中的废弃物经过再提取后，可以得到较多蛋白、多糖、氨基酸等极具再利用价值的物质，并且无论是醇沉处理后的上清液还是下层沉淀部分，其中蛋白类物质及糖类成分两者含量之和均在70%以上，上清液中蛋白类成分推测主要为醇溶性蛋白及小分子肽类，糖类成分主要为低聚糖。对上清液中其它小分子成分进行质谱分析后，共得到77种小分子化合物，其中氨基酸15种，核苷类成分18种，氨基酸中还包含赖氨酸、苏氨酸等必需氨基酸，进一步揭示再提取物具有较丰富的营养成分；活性研究表明，再提取物有抗氧化活性，其中上清液部分抗氧化活性明显高于醇沉沉淀部分。上清液部分（ZS、CS）在DPPH自由基清除率中的IC50值分别为0.82、1.49 mg/mL远低于其对应沉淀部分（ZX、CX）的5.92、6.09 mg/mL。ABTS自由基清除及FRAP还原力结果亦呈现出相同趋势。细胞氧化损伤保护结果进一步验证了上清液部分具有抗氧化活性。后续的皮肤修复实验证明下层沉淀部分虽然抗氧化能力弱，但具有较好的促进创伤修复作用，在浓度为0.010 g/mL时即可表现出促进伤口愈合的作用。上述物质仍具有其他的药理活性，可进一步研究。
综上，鹿茸口服液生产过程中的废弃物，无论是从成分还是活性来看，均具有较好的利用价值，所以其废弃物不该被废弃，可进一步利用开发成功能性食品等。
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图 1 废弃物提取流程图
注：ZZ为药渣提取液旋蒸至干，CZ为口服液醇沉时沉淀废弃物经水提取后旋蒸至干；ZS、ZX分别代表药渣水提液经醇沉处理后的上清液及下层沉淀部分；CS、CX分别代表口服液生产过程中，醇沉时产生沉淀经再提取后的水提液经再利用后的上清液及下层沉淀部分。
Figure 1. Waste extraction process
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图 4 谷氨酸及双氧水氧化损伤保护
注：K代表空白组，存活率为100%；MX为模型组；与正常组相比，#P<0.05；与模型组相比，*P<0.05。
Figure 4. Protection of glutamic acid and hydrogen peroxide against oxidative damage
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图 5 小鼠创面愈合过程中的各项指标
注：a：不同时间小鼠创面恢复情况（拍照）；b：第3、6、9 d小鼠创口愈合率，与空白组相比，*P<0.05；c：HE染色结果（40×）。
Figure 5. Indexes of wound healing in mice
表 1 蛋白多糖成分含量测定结果
Table 1 Determination results of protein and polysaccharide components
样品 蛋白 多糖 含量（%） 标准曲线 线性范围 含量（%） 标准曲线 线性范围 ZZ 52.00±1.65 y=1.0563x-0.0411，R²=0.9996 0.1~2.018 mg/mL 35.73±0.39 y=0.3792x+0.0042，R²=0.999 0.1~0.7 mg/mL CZ 51.29±1.58 35.36±0.79 ZS 47.66±0.20 42.23±0.69 CS 45.66±0.61 33.49±1.08 ZX 53.05±0.57 23.11±0.11 CX 57.09±2.57 23.89±0.16 
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表 2 氨基酸类成分质谱信息
Table 2 Mass spectrum information of amino acid compounds
序号 tR（min） 名称 分子式 δ（ppm） 准分子离子峰 碎片离子 来源 1 1.12 DL-Lysine
DL赖氨酸C6H14N2O2 3.98 147.11288
[M+H]+130.08630，84.08128 CS，ZS 2 1.20 N-Methyl-D-aspartic acid （NMDA）
N-甲基-D-天冬氨酸C5H9NO4 −0.68 148.06042
[M+H]+130.04991，102.05531，88.039 79, 84.04491 CS，ZS 3 1.20 DL-Arginine
DL-精氨酸C6H14N4O2 3.63 175.11914
[M+H]+158.09245，130.09752，116.07081，70.06574，60.05630 CS，ZS 4 1.21 L（-）-Carnitine
L-肉碱C7H15NO3 3.07 162.11241
[M+H]+103.03925，85.02885，60.08142 CS，ZS 5 1.22 L-Aspartic acid
L-天冬氨酸C4H7NO4 −1.88 132.02945
[M-H]−115.00277，88.03939，71.01280 CS，ZS 6 1.24 Threonine
苏氨酸C4H9NO3 1.68 120.06570
[M+H]+102.05531，74.06062，56.05016 CS，ZS 7 1.28 Proline
脯氨酸C5H9NO2 1.83 116.07084
[M+H]+70.06569 CS, ZS 8 1.38 L-Glutamic acid
L-谷氨酸C5H9NO4 −1.65 146.04509
[M-H]−128.03444，102.05509，74.02371 CS，ZS 9 1.45 L-Pyroglutamic acid
L-焦谷氨酸C5H7NO3 0.70 130.05003
[M+H]+84.04491 CS, ZS 10 1.77 Tyrosine
酪氨酸C9H11NO3 2.79 182.08119
[M+H]+165.05452，136.07565，123.04414，119.04926 CS 11 1.83 4-Oxoproline
4-氧代脯氨酸C5H7NO3 −2.28 128.03452
[M-H]−119.37583, 94.85060 CS，ZS 12 1.97 N-Acetyl-DL-glutamic acid
N-乙酰-DL-谷氨酸C7H11NO5 2.10 188.05600
[M-H]−170.04532，159.87811，144.06577，141.86736，128.03448，102.05508 CS，ZS 13 2.14 L-Tyrosine
L-酪氨酸
C9H11NO30.19 180.06610
[M-H]−163.03944，119.04929，93.03356，72.00801 CS 14 2.25 DL-Norleucine
DL-正亮氨酸C6H13NO2 0.92 132.10207
[M+H]+86.09688 CS，ZS 15 3.72 L-Phenylalanine
L-苯丙氨酸C9H11NO2 −0.29 166.08623
[M-H]−120.08090 CS，ZS
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表 3 核苷及其衍生物的质谱信息
Table 3 Mass spectrum information of nucleosides and their derivatives
序号 tR（min） 名称 分子式 δ（ppm） 准分子离子峰 碎片离子 来源 1 1.28 Cytidine-3',5'-cyclicmonophosphate
胞苷-3'，5'-环单磷酸C9H12N3O7P 0.93 328.03015
[M+Na]+110.03503 CS，ZS 2 1.29 Cytarabine
阿糖胞苷C9 H13 N3O5 1.31 244.09256
[M+H]+112.05073 CS，ZS 3 1.30 Cytosine
胞嘧啶C4H5N3O 1.79 112.05074
[M+H]+95.02440 CS，ZS 4 1.32 Adenine
腺嘌呤C5H5N5 −1.87 134.04639
[M-H]−107.03529 CS，ZS 5 1.33 Cytidine 5'-monophosphate （hydrate）
5'-单磷酸胞苷C9H14N3O8P 1.11 324.05887
[M+H]+112.05072 CS，ZS 6 1.61 Adenosine 5'-monophosphate
5'-单磷酸腺苷C10H14N5O7P 1.42 346.05591
[M-H]−211.00095，134.04639，96.96864，78.95803 ZS 7 1.69 Uridine monophosphate （UMP）
尿苷单磷酸C9 H13N2O9P 1.86 323.02589
[M-H]−211.00092，111.01907，96.96867，78.95802 CS，ZS 8 1.73 Uracil
尿嘧啶C4H4N2O2 2.23 113.03482
[M+H]+96.00838，70.02933 CS，ZS 9 1.77 3'-Adenosine monophosphate （3'-AMP）
腺苷酸C10H14N5O7P 0.88 348.07007
[M+H]+136.06172，97.02881，85.02891 CS，ZS 10 1.83 Adenosine 3'5'-cyclic monophosphate
腺苷3',5'-环单磷酸（3',5'-环AMP）C10H12N5O6P 0.91 330.05963
[M+H]+136.06171 CS, ZS 11 1.93 Guanosine 5'-monophosphate;
5'-单磷酸鸟苷C10H14N5O8P 0.96 364.06506
[M+H]+152.05661 CS，ZS 12 2.11 Guanosine cyclic monophosphate
环磷酸鸟苷C10H12N5O7P 2.24 346.05475
[M+H]+152.05561 CS，ZS 13 2.35 Hypoxanthine
次黄嘌呤C5H4N4O −0.07 137.04581
[M+H]+119.03533，94.04043 CS，ZS 14 2.36 Adenosine
腺苷C10H13N5O4 1.18 268.10400
[M+H]+136.06166 CS，ZS 15 2.67 Inosine
肌苷C10H12N4O5 1.86 269.08801
[M+H]+137.04567 CS，ZS 16 2.71 Guanine
鸟嘌呤C5H5N5O 3.30 152.05667
[M+H]+135.03023 CS，ZS 17 2.72 Guanosine
鸟苷C10H13N5O5 1.66 284.09885
[M+H]+152.05667 CS，ZS 18 4.34 1-Methyladenosine
1-甲基腺苷C11H15N5O4 1.76 282.11972
[M+H]+150.07736 ZS
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表 4 再提取物的抗氧化活性
Table 4 Antioxidant activity of reextracted substances
样品 IC50（mg/mL） DPPH ABTS ZS 0.82±0.04 2.52±0.05 CS 1.49±0.02 2.12±0.04 ZX 5.92±0.37 3.51±0.33 CX 6.09±0.28 4.05±0.11 ZZ 3.37±0.20 4.03±0.25 CZ 3.91±0.17 3.43±0.64 VC 0.0042±0.00017 0.021±0.00054
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