紅景天甙的提取及檢測(cè)方法綜述1

PAGE9紅景天甙的提取及檢測(cè)方法的綜述08級(jí)食品科學(xué)與工程專業(yè)朱冰清0843091119摘要：據(jù)文獻(xiàn)記載，紅景天甙獲得方法有生物合成法、組織培養(yǎng)法、有機(jī)溶劑回流法、有機(jī)溶劑萃取法、超聲提取法、超臨界CO2萃取提取法等，而其測(cè)定方法主要有樹(shù)脂吸附洗脫-紫外分光光度法和HPLC-紫外分光光度法法等。關(guān)鍵字：紅景天、紅景天甙、提取、檢測(cè)紅景天，拉丁文學(xué)名Rhodiolarosea，英文名Roseroot，系景天科紅景天屬植物，藏語(yǔ)稱“蘇羅瑪布”。紅景天是草本或亞灌木植物，因其含原花青素[4]，根及根莖呈紅色，浸液亦呈紅色，又系景天科植物，故名紅景天。紅景天屬植物生長(zhǎng)在低溫高濕的環(huán)境中[13]，大部分分布于歐亞大陸北部、阿巴拉契亞山區(qū)及大部分亞洲、遠(yuǎn)東歐亞沿海岸和北大西洋沿岸美國(guó)等地區(qū)的高山環(huán)境[2]。我國(guó)的紅景天資源主要分布在東北、西北、華北及西南的一些地區(qū)。目前已確認(rèn)的紅景天超過(guò)二百個(gè)品種[13]，當(dāng)中大約二十多種為亞洲傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的常用藥，例如小花紅景天、大花紅景天、薔薇紅景天、圣地紅景天等。尤其是薔薇紅景天，已被廣泛研究。紅景天中的有效成分紅景天甙，英文名salidroside，是眾多保健品中的功效成分之一。其性味甘、苦、平。具有益氣活血、通脈平喘、延年益壽[3]、抗抑郁[12]、抗焦慮、抗疲勞[8]等功效,可用于治療氣噓血瘀、中風(fēng)偏癱等[5]。它對(duì)生理狀況、心理狀況和心理健康狀況都有一定作用，且無(wú)副作用[10]。它是一種含氧苷[6],結(jié)構(gòu)式為:目前,紅景天甙獲得方法有生物合成法、組織培養(yǎng)法、有機(jī)溶劑回流法、有機(jī)溶劑萃取法、超聲提取法、超臨界CO2萃取提取法等，而其測(cè)定方法主要有樹(shù)脂吸附洗脫-紫外分光光度法和HPLC-紫外分光光度法法等。本文主要對(duì)紅景天甙的提取和測(cè)定方法進(jìn)行總結(jié)，以利于后期的研究。1.紅景天甙的提取1.1生物合成法酪胺作為紅景天甙合成的前體物質(zhì)，可以先用酪氨酸脫氫酶將酪氨酸氧化為酪胺，再用酪胺氧化酶將酪胺氧化為4-羥基苯乙醛，酚羥基脫氫酶氧化酚羥基得酪醇，與葡萄糖單糖合成紅景天甙（salidroside）。此工藝中最關(guān)鍵的因素是酪氨酸脫氫酶，通過(guò)基因工程反轉(zhuǎn)錄酪氨酸脫氫酶的cDNA,通過(guò)PCR技術(shù)擴(kuò)大培養(yǎng)，再目的基因表達(dá)得所需的含320個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)，即酪氨酸脫氫酶。酪氨酸脫氫酶是多種植株中次級(jí)代謝產(chǎn)物合成中的重要的酶，尤其是在紅景天甙合成中有重要地位[1]。生物合成法采用高科技原理，對(duì)一些自然界中含量少或提取困難的對(duì)人類有重要作用的有效成分進(jìn)行生物合成，可以大大滿足現(xiàn)在越來(lái)越高的生活水平，但目前仍未廣泛運(yùn)用，只處于研究室階段，此方法必將是以后大規(guī)模發(fā)展的首選方式。但是鑒于其科技含量高，原理復(fù)雜。1.2組織培養(yǎng)法植物組織培養(yǎng)概念（狹義）指用植物各部分組織，如形成層、薄壁組織、葉肉組織、胚乳等進(jìn)行培養(yǎng)獲得再生植株，也指在培養(yǎng)過(guò)程中從各器官上產(chǎn)生愈傷組織的培養(yǎng)，愈傷組織再經(jīng)過(guò)再分化形成再生植物。其原理簡(jiǎn)單而言就是紅景天甙是紅景天中有效成分之一，屬于次級(jí)代謝產(chǎn)物，所以可以采用從紅景天的愈傷組織中分離紅景天甙[9]。在組織培養(yǎng)細(xì)胞水平下，次生代謝產(chǎn)物的含量受多種因素影響,如溫度、光長(zhǎng)、光質(zhì)、蔗糖濃度等對(duì)次生代謝物質(zhì)的合成都有一定的作用。南桂仙,、許明子的研究表明，紅景天甙的合成受光溫條件的影響,在24℃,14h光照條件下培養(yǎng)的愈傷組織紅景天甙的含量最高.；紅景天甙的合成受蔗糖含量的影響,在3.5%濃度培養(yǎng)基中紅景天甙的含量最高，但不同繼代數(shù)(1,2,3代)對(duì)愈傷組織紅景天甙的含量無(wú)明顯差異[14]。組織培養(yǎng)可以快速繁殖某些稀有植物或有較大經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植物依靠自然條件在較短時(shí)間內(nèi)繁殖稀有植物和經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的植物。此法不受到地理環(huán)境和季節(jié)的限制，可達(dá)到快速、高效的目的；特別對(duì)于在短時(shí)期內(nèi)需要達(dá)到一定數(shù)量，才能創(chuàng)造應(yīng)有價(jià)值的植物，時(shí)間就是效益，只有通過(guò)組織培養(yǎng)的方法才能滿足這一要求。1.3有機(jī)溶劑回流法將紅景天樣品用乙醇含量70%乙醇溶液溶解，料液比7∶1,熱回流時(shí)間1.5h,熱回流1次,其中乙醇含量對(duì)紅景天甙收率影響最顯著[15]。有機(jī)溶劑回流在實(shí)驗(yàn)室設(shè)備缺乏時(shí)，是一種極其有效的方法，回流可以提高有效成分在有機(jī)溶劑中的提取率，且可以防止熱敏物質(zhì)的破壞，是傳統(tǒng)方法中比較高效的方法之一。但是其耗時(shí)耗能，且有機(jī)溶劑用量大，此種傳統(tǒng)方法必將被高新技術(shù)所代替。1.4超聲提取法超聲提取法是利用超聲波增大物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)頻率和速度，增加溶劑穿透力，提高藥物溶出速度和溶出次數(shù)，縮短提取時(shí)間的浸提方法，它在溶劑和樣品之間產(chǎn)生聲波空化作用，導(dǎo)致溶液內(nèi)氣泡的形成、增長(zhǎng)和爆破壓縮，從而使固體樣品分散，增大樣品與萃取溶劑之間的接觸面積，提高目標(biāo)物從固相轉(zhuǎn)移到液相的傳質(zhì)速率。將紅景天樣品用甲醇、乙醇等溶解紅景天甙的有機(jī)溶劑溶解,并進(jìn)行超聲處理30min,過(guò)0·45μm濾膜后即可得到樣品溶液[7、18]。超聲萃取法適用于中藥材有效成份的萃取，是中藥制藥徹底改變傳統(tǒng)的水煮醇沉萃取方法的新方法、新工藝。與水煮、醇沉工藝相比，超聲波萃取具有突出特點(diǎn),如無(wú)需高溫、常壓萃?。话踩院?，操作簡(jiǎn)單易行，維護(hù)保養(yǎng)方便；萃取效率高；具有廣譜性；可供選擇的萃取溶劑種類多、目標(biāo)萃取物范圍廣泛；減少能耗；藥材原料處理量大。1.5微波加熱法微波是一種頻率極高的電磁波，照射在大部分物質(zhì)上能穿透到介質(zhì)內(nèi)部，并在內(nèi)部逐漸被介質(zhì)吸收，極性分子極化而轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，提高了溫度，使得有效成分的提取率增加。次仁吉、衛(wèi)敏等人[19]對(duì)微波加熱處理提取西藏長(zhǎng)鞭紅景天愈傷組織中紅景天甙，得率隨著微波處理時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,處理時(shí)間為1·5min時(shí)紅景天甙得率達(dá)到最大,再增加微波處理的時(shí)間,由于隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng),愈傷組織層內(nèi)局部區(qū)域溫度過(guò)高,導(dǎo)致一些副反應(yīng)的發(fā)生,如糖類在高溫條件下可轉(zhuǎn)化成焦糖等原因，紅景天甙的得率反而會(huì)下降，所以最適處理時(shí)間為1.5min。并且，結(jié)果表明以純水作為提取溶劑對(duì)細(xì)胞紅景天甙的提取效果最佳。微波加熱提取法以純水作為提取溶劑，從經(jīng)濟(jì)角度上講,可提高商品的經(jīng)濟(jì)回報(bào)率.且提取時(shí)間亦較傳統(tǒng)工藝更為省時(shí),浸提時(shí)間約在10min左右目標(biāo)產(chǎn)物即可達(dá)到最大得率。且微波加熱處理30s后的樣品溶液中紅景天甙的提取量比超聲提取15min后的高[15]。但此法要工藝過(guò)程控制嚴(yán)格，不然則適得其反。1.6超臨界CO2萃取提取法超臨界二氧化碳萃取分離過(guò)程的原理是利用超臨界二氧化碳對(duì)某些特殊天然產(chǎn)物具有特殊溶解作用，利用超臨界二氧化碳的溶解能力與其密度的關(guān)系，即利用壓力和溫度對(duì)超臨界二氧化碳溶解能力的影響而進(jìn)行的。在超臨界狀態(tài)下，將超臨界二氧化碳與待分離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地把極性大小、沸點(diǎn)高低和分子量大小的成分依次萃取出來(lái)。張志強(qiáng)等人的研究表明[16]，采用超臨界CO2萃取技術(shù)提取紅景天中的甙元酪醇,正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果;紅景天顆粒為細(xì)粉（越細(xì)越好）、萃取壓力20MPa、攜帶劑乙醇濃度為80%、紅景天和乙醇量之比為1∶1,獲最佳結(jié)果。應(yīng)用超臨界CO2萃取技術(shù)提取紅景天中的甙元酪醇,具有成本低、時(shí)間短、無(wú)毒副作用、在室溫下萃取、萃取純度高等優(yōu)點(diǎn)。但超臨界CO2萃取對(duì)甙元酪醇的提取率低于溶劑提取法,萃取后的殘?jiān)羞€含有一定量的紅景天甙和甙元酪醇等有效成分。因此,這種方法也有一定的局限性,與其他方法結(jié)合才能更有效地發(fā)揮出它的優(yōu)勢(shì)。1.7有機(jī)溶劑萃取法有機(jī)溶劑萃取是最簡(jiǎn)單的有效成分的提取方法，原理是相似相容，即記性相同的2種物質(zhì)可以相互溶解，所以用甲醇、乙醇等能夠溶解紅景天甙的有機(jī)溶劑萃取紅景天甙的方法。稱取經(jīng)60℃干燥、粉碎、過(guò)425μm(40目)篩的紅景天均勻粉末、干燥均勻提取物粉末(紅景天生藥粉）以45%乙醇、60℃浸提兩次,每次12h,濾液經(jīng)60℃以下干燥,并粉碎、過(guò)180μm。分別置于容量瓶中,加20%甲醇至刻度,生藥冷浸24h,提取粉冷浸1h,飲料取適量,用0.45μm孔徑的針頭過(guò)濾器過(guò)濾,即得到紅景天甙的樣品溶液[21]。有機(jī)溶劑最大的優(yōu)點(diǎn)就是原理簡(jiǎn)單，設(shè)備不復(fù)雜。但是由于其耗時(shí)耗材，現(xiàn)以逐漸被高科技的提取方法所取代。2.紅景天甙的測(cè)定2.1HPCL-紫外分光光度法高效液相色譜法是在經(jīng)典色譜法的基礎(chǔ)上，引用了氣相色譜的理論，在技術(shù)上，流動(dòng)相改為高壓輸送(最高輸送壓力可達(dá)4.9107Pa);色譜柱是以特殊的方法用小粒徑的填料填充而成，從而使柱效大大高于經(jīng)典液相色譜(每米塔板數(shù)可達(dá)幾萬(wàn)或幾十萬(wàn));同時(shí)柱后連有高靈敏度的檢測(cè)器，可對(duì)流出物進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)?？煞譃楦咝z色譜、疏水性高效液相色譜、反相高效液相色譜、高效離子交換液相色譜、高效親和液相色譜以及高效聚焦液相色譜等類型。用不同類型的高效液相色譜分離原理基本不同。其具有高壓、高速、高效、高靈敏度、適應(yīng)范圍寬等特點(diǎn)。

大多數(shù)文獻(xiàn)采用高效液相色譜法對(duì)紅景天甙的含量進(jìn)行檢測(cè)。即將預(yù)處理后的紅景天樣液注入HPCL分析儀中，色譜條件:AgilentC18柱(4·6×250mm,5μm),流動(dòng)相:甲醇-0·25mol/L磷酸二氫鉀水溶液(20∶80,pH5·8),流速1·0ml/min,柱溫40℃,測(cè)定波長(zhǎng)220nm，即可得到紅景天甙的含量[7]。色譜柱可以采用不同種類，流動(dòng)相以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)，且紅景天甙在紫外條件下200~400nm選擇。此法樣品回收率高、穩(wěn)定性好、紅景天甙標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度與峰面積呈良好線性關(guān)系,且方法簡(jiǎn)便快速、準(zhǔn)確可靠,高效液相色譜靈敏、分辨率高、重復(fù)性好，可有效監(jiān)控保健品的質(zhì)量,防止不法商販制造假冒偽劣產(chǎn)品。但設(shè)備費(fèi)用高[7]。2.2樹(shù)脂吸附洗脫-紫外分光光度法吸附樹(shù)脂是以吸附為特點(diǎn)，具有多孔立體結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂吸附劑。它是最近幾年高分子領(lǐng)域里新發(fā)展起來(lái)的一種多孔性樹(shù)脂，由二乙烯苯等單體，在甲苯等有機(jī)溶劑存在下，通過(guò)懸浮共聚法制得的魚(yú)籽樣的小圓球。廣泛用于廢水處理、藥劑分離和提純，用作化學(xué)反應(yīng)催化劑的載體，氣體色譜分析及凝膠滲透色譜分子量分級(jí)柱的填料。其特點(diǎn)是容易再生，可以反復(fù)使用。如配合陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，可以達(dá)到極高的分離凈化水平。樹(shù)脂吸附的優(yōu)點(diǎn)有：第一：能縮小劑量，提高中藥內(nèi)在質(zhì)量和制劑水平。第二：減少產(chǎn)品的吸潮性。第三：樹(shù)脂吸附技術(shù)能縮短生產(chǎn)周期、所需設(shè)備簡(jiǎn)單。紅景天樣品用有機(jī)溶劑萃取后，經(jīng)過(guò)預(yù)處理如超聲、萃取等，再過(guò)聚酰胺樹(shù)脂柱,用甲醇:0.01mol/L乙酸銨溶液(20:80)作流動(dòng)相。用水分?jǐn)?shù)次洗脫柱中吸附的紅景天甙,收集所有的洗脫液并定容，經(jīng)0.45μm濾膜過(guò)濾,即得到樣品溶液[17]。樹(shù)脂吸附也是種有效的提取方法，有很多的優(yōu)點(diǎn)。但很多技術(shù)問(wèn)題一定要注意，如樹(shù)脂型號(hào)的選擇，樹(shù)脂自身的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量要求對(duì)中藥提取液的純化效果和安全性起著決定性作用，不同型號(hào)，性能各異；中藥復(fù)方水提液成分極其復(fù)雜，不宜采用一種型號(hào)樹(shù)脂來(lái)精致純化。只有正確的工藝條件，才能保證高效的提取有效成分，得到好的藥效。3.總結(jié)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們生活水平的提高，保健藥品和保健食品的需求量必將大大增加。紅景天以其全能性的功效而越來(lái)越被人們推崇，隨著科學(xué)研究的進(jìn)一步發(fā)展，紅景天將會(huì)有更多的功效作用被發(fā)現(xiàn)利用，因此將紅景天作為天然滋補(bǔ)品，在保健食品的開(kāi)發(fā)上將會(huì)有更大的潛力和前景；在食品工業(yè)上將會(huì)有更大的利用價(jià)值。本文大概總結(jié)了紅景天甙的提取與檢測(cè)方法，包括紅景天甙獲得方法有生物合成法、組織培養(yǎng)法、有機(jī)溶劑回流法、有機(jī)溶劑萃取法、超聲提取法、超臨界CO2萃取提取法等，而其測(cè)定方法主要有樹(shù)脂吸附洗脫-紫外分光光度法和HPLC-紫外分光光度法法等。幾種方法中各自有各自的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)。雖然有機(jī)溶劑提取法設(shè)備簡(jiǎn)單，但是其精確度不高，而對(duì)于其他提取方法，由于檢測(cè)量少、設(shè)備昂貴而使用受到限制，但是現(xiàn)在的趨勢(shì)是逐漸向高科技含量的提取方法發(fā)展，如超聲、超臨界CO2流體萃取等。而檢測(cè)技術(shù)則普遍采用HPCL-紫外分光光度法。另外，也還有許多的問(wèn)題有待于進(jìn)一步的研究，如紅景天植株中紅景天甙的含量很少。有研究表明，培養(yǎng)紅景天的土壤的營(yíng)養(yǎng)成分會(huì)影響紅景天植株內(nèi)紅景天甙的含量，紅景天植株生長(zhǎng)在高有機(jī)物、低PH和高水平的含氮物質(zhì)的土壤，可以保證植株有高的紅景天甙含量[11]?；蛘哌€有其他可以通過(guò)其他方法提高紅景天甙的含量，包括植株自身紅景天甙含量提升，或提高提取時(shí)紅景天甙的提取率、不同種類紅景天的提取方法的差異，應(yīng)如何選擇波長(zhǎng)等問(wèn)題。參考文獻(xiàn)[1]Isolationandgenotype-dependent,organ-specificexpressionanalysisofaRhodiolaroseacDNAencodingtyrosinedecarboxylaseaDepartmentofProcessandEnvironmentalEngineering,UniversityofOulu,FinlandbDepartmentofBiology,UniversityofOulu,90014Oulu,Finland[2]AnalysisofthegeneticstructureofRhodiolarosea(Crassulaceae)usinginter-simplesequencerepeat(ISSR)polymorphismsMarinaM.Kozyrenkoa,SvetlanaB.Gontcharovab,AndreyA.Gontcharova,aInstituteofBiologyandSoilScience,FarEasternBranchoftheRussianAcademyofScience,Vladivostok690022,RussiabBotanticalGarden-Institute,FarEasternBranchoftheRussianAcademyofScience,Vladivostok690024,Russia[3]Drosophilaasamodelsystemforstudyinglifespanandneuroprotectiveactivitiesofplant-derivedcompoundsSoon-IlKima,Je-WonJunga,Young-JoonAhna,LindaL,Restifob,Hyung-WookKwona,aWCUBiomodulationMajor,DepartmentofAgricultureBiotechnology,SeoulNationalUniversity,Seoul151-921,RepublicofKoreabDepartmentofNeuroscienceandCenterforInsectScience,UniversityofArizona,Tucson,Arizona85721,USA[4]Rosenroot(Rhodiolarosea):Traditionaluse,chemicalcomposition,pharmacologyandclinicalefficacyA.Panossiana,G.Wikmana,J.Sarrisb,caSwedishHerbalInstituteResearchandDevelopment,Askloster,SwedenbTheUnivesityofMelbourne,DepartmentofPsychiatry,Melbourne,AustraliacSwinburneUnivesityofTechnology,BrainSciencesInstitute,Melbourne,Australia[5]國(guó)家藥典委員會(huì)·中華人民共和國(guó)藥典2005年版一部[M]·北京:北京化學(xué)出版社,2005·106·[6]王光亞·保健食品功效成分檢測(cè)方法[M]·北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,2002·94-97·[7]HPLC法測(cè)保健品中紅景天甙文君1,2,繆紅2,王鮮俊2,彭喜雨2(1·四川大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院,成都610021;2·成都市疾病預(yù)防控制中心,成都610021)[8]Herbalmedicinefordepression,anxietyandinsomnia:AreviewofpsychopharmacologyandclinicalevidenceJeromeSarrisa,b,AlexanderPanossianc,IsaacSchweitzera,ConStoughb,AndrewScholeybaTheUniversityofMelbourne,FacultyofMedicine,DepartmentofPsychiatry,AustraliabSwinburneUniversityofTechnology,CentreforHumanPsychopharmacology,AustraliacSwedishHerbalInstituteResearch&Development,Sweden[9]Simplepreparationofphenylpropenoidβ-D-glucopyranosidecongenersbyMizoroki-HecktypereactionusingorganoboronreagentsMasashiKishidaa,bandHiroyukiAkitaaaSchoolofPharmaceuticalScience,TohoUniversity,2-2-1,Miyama,Funabashi,ChibA274,JapanbTsukubaResearchInstitute,NovartisPhrma,K.K.,8,Ohkubo,Tsukuba-shi,Ibaraki300-2611,Japan[10]TheeffectivenessandefficacyofRhodiolaroseaL.:AsystematicreviewofrandomizedclinicaltrialsShaoKangHung,RachelPerry,EdzardErnstComplementarymedicine,PCMD,UniversityofExeter,,UK[11]SoilnutrientfactorsrelatedtosalidrosideproductionofRhodiolasachalinensisdistributedinChangBaiMountainXiufengYana,ShuangxiuWub,YangWanga,Xinhaishanga,ShaojunDaiaaCollegeofLifeSciences,NortheastForestryUniversity,26HexingRoad,Harbin150040,PRChinabKeyLaboratoryforForestPlantEcologyoftheMinistryofEducation,NortheastForestryUniversity,26HexingRoad,Haibin150040,PRChina[12]Canad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