葛根素的提取簡述

葛根素的分離與鑒定綜述摘要：根是豆科葛屬植物野葛的塊根的干燥品，為國家批準(zhǔn)的藥食兩用植物資源。葛根主要活性成分是以葛根素為代表的異黃嗣類物質(zhì)，具有抗腫瘤、抗氧化、擴(kuò)張血管、治療心血管疾病、降血糖、降血脂等顯著藥理作用，本文綜述了六種葛根素的提取方法，并且提供了多種鑒定方法。關(guān)鍵詞：葛根素、分離、鑒定1前言葛根素(Puerarin)存在于豆科葛屬植物中在野葛根(Puerarialobata)中含量較高［1］。野葛根在我國分布廣泛是中醫(yī)臨床常用的祛風(fēng)解表藥，具有降低血管阻力，改善心、腦血液循環(huán)、減慢心率、降低心肌耗氧量等作用。野葛根中主要含有大豆甙、大豆甙元、葛根素等多種異黃酮類化合物。葛根素已作為原料藥在臨床上廣泛用于治療心絞痛、高血壓、心梗和視網(wǎng)膜阻塞等心腦血管疾病。近年來有異黃酮類化合物用于畜牧業(yè)的報(bào)道［2-3］。研究發(fā)現(xiàn)，異黃酮類物質(zhì)能顯著促進(jìn)動物生長減少腹脂沉積改善繁殖泌乳性能，提高免疫力。目前關(guān)于葛根中提取分離堅(jiān)定葛根素的研究報(bào)道較少，因此本文主要綜述了葛根素的提取分離的方法。2葛根的介紹葛根是豆科藤本植物野葛的塊根的干燥產(chǎn)品。據(jù)中國藥典記載，葛根性甘、辛、涼、無毒，具有解肌、退熱、生津、透疹和升陽止瀉、通經(jīng)活絡(luò)等功效在我國，葛根一直是一種傳統(tǒng)的食藥兩用植物資源，含有淀粉、氨基酸、礦物質(zhì)等多種營養(yǎng)物質(zhì)以及黃酮類、三萜類和甾體類多種活性成分。野葛為多年生草質(zhì)藤本植物，植株被覆褐色粗毛，具圓柱形肥大塊根。塊根外皮為褐色，含有豐富的植物纖維,經(jīng)過簡單處理后會變得十分強(qiáng)初，常作為編織物纖維使用。塊根內(nèi)淀粉含量豐富,可制成美味的葛粉及其制品。野葛植株莖基部粗壯，植株上面部分分枝很多，生長高度可達(dá)10米以上。野葛葉片為三出復(fù)葉，主葉葉柄部分略圓而相對一端漸尖,整體呈菱狀卵形狀;一對小葉側(cè)生，較主葉小,呈不對稱卵形。復(fù)葉互生,葉柄基部有盾狀大托葉和針形小托葉。葉片兩面都被覆細(xì)軟白毛，背面呈灰白色。野葛的花序?yàn)榭偁罨ㄐ?于枝條中腋生或頂生?；ㄝ噻娦?花萼為5瓣，呈披針形。野葛的種子為扁平卵圓形,暗紅色［4］。圖1a葛根素植株b葛根粉葛根素除了在臨床醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，還具有日常保健功效。目前開發(fā)應(yīng)用較多的是葛根的功能性飲料。針對這一類飲料的安全性和功效性,葛根功能性飲料進(jìn)行了急性毒性試驗(yàn)研宄及解酒護(hù)肝功效測評。結(jié)果表明該功能性飲料無毒性，在飲酒之前飲用該飲料能夠起到增加酒量、解酒防醉的效果。其中的核心成分葛根素更能有效減輕酒精引起的急性肝損傷。葛根素對酒精的作用進(jìn)行研宄。，葛根的提取物能增強(qiáng)脂類代謝及肝臟的抗氧化性防御功能，從而緩解酒精對身體機(jī)能的危害。葛根的藥用在我國中醫(yī)學(xué)上歷史己久。作為一種傳統(tǒng)中藥，葛根具有獨(dú)特的療效,傳統(tǒng)中醫(yī)認(rèn)為，葛根性甘、辛、涼,歸脾、胃、肺經(jīng)，有解肌退熱、生津止渴、升陽止瀉之功效。主治傷寒、濕熱頭痛、泄瀉、痢疾、斑疹不透、高血壓、心絞痛、耳聾等病癥。中醫(yī)學(xué)上主要用于治療傷寒中風(fēng)、急疹腸風(fēng)等。除了傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)的應(yīng)用之外，葛根的藥用在現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)上隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用方面變得更廣。葛根配合黃岑等藥物可以治療壞死性小腸炎,與炮甲珠一同入藥可以作為痹型頸椎病的有效治療藥，除了與中藥材配伍用于治療臨床疾病以外，葛根含有的活性成分提取后制備成臨床藥劑可用于治療或輔助治療冠心病、心肌梗死、高血壓、腦梗死、早期突發(fā)性耳聾、視網(wǎng)膜動脈阻塞、小兒病毒性心肌炎等一系列嚴(yán)重疾病。與此同時(shí)，葛根獨(dú)有的有效成分葛根素已經(jīng)開發(fā)為葛根素注射劑，用于治療心腦血管疾病。而現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,葛根除了具有多種多樣的藥用價(jià)值，在日常飲食中也發(fā)揮著非常好的保健效果，包括擴(kuò)張血管、抗心律失常、降血壓、降血糖、抗氧化、抗腫瘤等作用［5］。圖2a葛根素2D結(jié)構(gòu)b葛根素3D結(jié)構(gòu)3葛根素的提取方法3.1水煎煮法水煎煮法是植物提取中最經(jīng)典，最常用的提取方法，該方法在提取過程中，具有溶劑無毒,提取成本低等優(yōu)勢,而且植物中大部分有效成分或多或少都可以被煎出獲得。但該方法的缺點(diǎn)在于:僅可以用來提取黃酮苷類物質(zhì)和具有強(qiáng)極性配基的黃酮類物質(zhì),對于葛根中的其他成分均有不同程度的浪費(fèi),而且提取液中黃酮類物質(zhì)的含量不高,雜質(zhì)含量較多［6］。3.2堿提酸沉法大多數(shù)黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)中含有酚羥基，能與堿反應(yīng)生成鹽而溶解在水溶液中，因而具有易溶于堿性溶液而難溶于酸性溶液的性質(zhì)，因此想要提取葛根中黃酮類化合物,可用堿性水溶液或堿性醇溶液作為溶劑來進(jìn)行提取。常用的堿性提取溶劑有稀氫氧化鈉、碳酸鈉和飽和石灰水溶液。雖然充分利用了黃酮類化合物的理化特性，但此方法引入了其他雜質(zhì),且工序復(fù)雜,提取時(shí)間較長，大大增加了生產(chǎn)成本，因此不適合大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用［7］。3.3加熱回流法加熱回流法是目前從葛根里提取黃酮類化合物最常見的一種方法,該法主要是依據(jù)被提取物的性質(zhì)來選擇合適的溶劑。常用的提取溶劑有水、甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮等，出于食品藥品的安全考慮,大多數(shù)情況下使用乙醇和水。一般來說,乙醇的提取率要高于水的提取率。由子此法操作簡單，對儀器設(shè)備的要求不高,且黃酮得率和純度均較高,所以在黃酮類化合物的提取中是最常用的:但該法也存在著溶劑用量大，提取時(shí)間長等缺點(diǎn)［8］。3.4滲漉法滲漉法的具體操作流程為:將原料置于裝有乙醇的滲漉桶中浸泡數(shù)小時(shí)，再加入乙醇來過濾滲漉液,最終將濾液濃縮成膏狀后干燥得到干浸膏。有研宄表明最佳的提取工藝為以料液比為1:12的75%乙醇進(jìn)行滲漉，滲漉速度為2mL/min。此時(shí)獲得的提取物純度高，提取率也很可觀［9］。3.5超聲波輔助提取法近年來，超聲波輔助提取技術(shù)作為一種新型的提取方法己廣泛應(yīng)用于天然藥物有效成分的提取應(yīng)用中。超聲波是指頻率在20KHz-50MHz左右，具有波動與能量雙重屬性的機(jī)械波。超聲波輔助提取技術(shù)具有提取時(shí)間短、提取效率高、操作簡單、條件溫和的優(yōu)點(diǎn);其缺點(diǎn)包括噪聲較大、提取成本較高，并且對操作人員的身體有一定的損害。目前超聲波提取法大多用于在實(shí)驗(yàn)室中對少量樣品進(jìn)行預(yù)處理，由于缺乏有效的工程放大手段,因而未能在工業(yè)生產(chǎn)中大規(guī)模采用。超聲波輔助提取法提取鮮葛根榨汁廢料中的黃酮類化合物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)超聲頻率為40KHZ、超聲功率為160W時(shí),所得葛根黃酮最大提取率為7.28%［10］。3.6酶解法酶解法利用各種酶將葛根中的淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、果膠等雜質(zhì)分解去除，從而將葛根中的活性物質(zhì)提取并保留。該方法具有高效、提取條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)楫慄S酮類物質(zhì)在高溫條件下易分解,所以使用酶解法提取葛根,不僅能得到較高的提取率,而且不會破壞葛根中的活性成分。纖維素酶用于提取葛根異黃酮,使其總收率提高了13%。雖然酶解法具有許多優(yōu)點(diǎn)，但因?yàn)槌杀咎?工業(yè)放大比較困難，所以目前暫時(shí)還沒有在工業(yè)上應(yīng)用。低溫提取有研宄表明，當(dāng)溫度超過80°C時(shí),葛根素就開始分解,并且隨著溫度升高。葛根素的分解速度也會加快。另外，高溫環(huán)境也會影響葛根提取物的抗氧化性，使其抗氧化活性降低。因此，高溫條件對葛根各成分的提取在一定程度上都會有影響，不管是有效成分含量還是抗氧化活性。葛根素在常溫水中的溶解度較低，僅為0.462g/100mL,但易溶于熱水。因此如果提取溫度過低將會降低提取率。可以通過加入合適的助溶劑,提高葛根素在水中的溶解度,從而嘗試在較低溫度下對葛根進(jìn)行提取。目前醫(yī)學(xué)上使用的葛根素注射液都添加了大量的丙二醇來提高葛根素的溶解度，但長期注射丙二醇成分極易引起溶血、過敏等不良反應(yīng)。因此目前國內(nèi)外都有各類關(guān)于提高葛根素溶解度的研究。包括制備成納晶，構(gòu)建自乳化系統(tǒng)、制成磷脂復(fù)合物、制成脂質(zhì)納米粒等。有研宄者對聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯毗咯烷酮(PVP)、羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)、甲基纖維素(MC)和羥丙基甲基纖維素(HPCM)五種常用的藥物高分子聚合物對葛根素的助溶效果做了相關(guān)研宄，結(jié)果證明PV對葛根素提取的助溶效果較好通過繼續(xù)深入該方面的實(shí)驗(yàn)探討及數(shù)據(jù)分析，測試9種助溶劑對葛根素的助溶影響并繪制助溶曲線，這一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,賴氨酸、精氨酸、組氨酸、煙酰胺和PVP這五種成分可作為理想的葛根素提取助溶添加劑。與此同時(shí)，有研宄小組通過研究葛根素的溶解過程發(fā)現(xiàn)葛根素在水中最初以一水合物狀態(tài)溶解，且會逐漸向溶解度更低的二水合物轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致葛根素水溶液在自然狀態(tài)下會出現(xiàn)溶解度降低的現(xiàn)象。而加入一定量的PVP不僅可以有效的抑制該轉(zhuǎn)變，還能使葛根素在水中的濃度較為穩(wěn)定的維持在更高的水平［11］。4葛根中異黃酮類物質(zhì)的檢測方法近年來隨著對葛根研究的深入而了解到,葛根中主要的活性成分就是異黃酮類物質(zhì)，于是針對葛根異黃酮類物質(zhì)檢測方法的研宄發(fā)展迅猛。目前國內(nèi)外學(xué)者研宄報(bào)導(dǎo)的檢測方法主要包括：熔點(diǎn)法(meltmpointmethod)、紫外光譜(ultravioletspectroscopy,UV)>紅外光譜法(InfraredSpectroscopy,IR)、薄層色譜法(thin一layerchromatography,LC)、氣相色譜(gaschromatography,GC)、高效液相色譜(HighPerformanceLiquidChromatography,HPLC)高效毛電泳法(highperformancecapillaryelectrophoresis,HPCE等o在以上檢測方法中，實(shí)際應(yīng)用得比較多的是高效液相色譜法(HPLC)o此方法具有分離效果好、進(jìn)樣量少、檢測靈敏度高、精密度高等優(yōu)點(diǎn)。目前有許多實(shí)驗(yàn)都基于HPLC分析法對葛根類黃酮類物質(zhì)進(jìn)行研宄，陳斌等人使用HCLC來分析葛根中的葛根素及大豆苷成分，并表示實(shí)驗(yàn)中使用HPJLC分析葛根素及大豆苷具有簡便、快速、重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)。近年來中藥HPLC指紋圖譜技術(shù)發(fā)展迅速,中藥指紋圖譜作為一種有效的中藥材質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn),己經(jīng)獲得國際上的一致認(rèn)可。而關(guān)于葛根的HPLC指紋圖譜的研宄報(bào)導(dǎo)也有諸多進(jìn)展［12-13］o5總結(jié)葛根素提取方中以超聲波及微波輔助提取產(chǎn)率較高，與傳統(tǒng)工藝加熱回流提取和水解相比，其生產(chǎn)周期短、效率高，設(shè)備簡單，環(huán)境污染少，產(chǎn)品成本低。此外，對于葛根素的分離純化研究越來越多，從系統(tǒng)溶劑提取法到萃取法到如今的大孔樹脂吸附法探討較多。如今又出現(xiàn)了超臨界二氧化碳萃取法，B-環(huán)糊精分離法，膜分離法等。其分離純化效果并沒有測定但是值得人們更加深入的研究，提出更多的提取工藝?yán)碚?。參考文獻(xiàn)：張蕾朱蓉貞潘揚(yáng)等.不同品種及產(chǎn)地的葛根中葛根素含量的比較[J].中國中藥雜志199520(7)：399-400.⑵蔣守群蔣宗勇.大豆異黃酮在畜牧業(yè)上的研究與應(yīng)用[J].飼料工業(yè)200627(12)：1-6.生廣旭宋春玲，朱晶.大豆異黃酮在畜牧生產(chǎn)中的研究與應(yīng)用[J].黑龍江畜牧與獸醫(yī)2005(11)：8183.國家藥典委員會.《中國藥典》2015版(S).北京:中國醫(yī)藥科技出版社,2015:333.陳荔坦，陳樹和,劉焱文.葛根資源、化學(xué)成分和藥理作用研究概況[J].時(shí)珍國醫(yī)國藥,2006,17(11):2305-2306.尹建華，周慶宏,李映廷，等.葛根在昆明地區(qū)的主要栽培技術(shù)措施探討[J].綠色科技,20148(08):川-U2.李悅,李艷菊.國內(nèi)外葛根功能食品研究進(jìn)展[J].食品研宄與開發(fā),2007,28(12):174-177.方起程，林茂，孫慶民，等.葛根黃酮的研究[J].中華醫(yī)學(xué)雜志,1974,54(05):271-274.KinjoJ,FurusawaJ,BabaJ,etat.StudiesontheconstituentsofPuerarialobate.III.Isoflavonoidsandrelatedcompoundsintherootsandthevolublestems[J].ChemicalPharmaceuticalBulletin,1987,35:4846-4850.TakashiH,YutakaE,UshioS.InducedisoflavonoidsfromcopperchloridetreatedstemsofPuerarialobate[J] 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