莽草酸提取、分离纯化、生物活性及其应用林产化学加工工程 汪欢欢 2011102012012摘要：莽草酸是八角茴香中一种重要生理活性物质，具有抗菌、抗肿瘤、抗血栓形成等多种药理功能。
该文综述八角茴香中莽草酸提取、分离纯化生物活性及其应用，并对莽草酸发展前景进行展望。
关键词：八角茴香；莽草酸；提取；分离纯化；生物活性 Shikinic acid is is a kind of important physiological active material in illicium verum,it has antibacterial, antitumor, resisting thrombogenesi, and a variety of pharmacologicalfunction.This paper review the shikinic acid of extraction,separation ,purification,biological activity and and application, look ahead the shikinic acid of the development prospect. 前言 莽草酸又称毒八角算，学名为3,4,5-三羟基-1-环己烯-1-羧酸，主要存在于八角茴香、马尾松、侧柏等天然植物中，尤以八角茴香中含量相对较多。
莽草酸具有镇痛、抗菌、抗血小板凝集、抗肿瘤、抗血栓形成和抗脑缺血等作用。
莽草酸是用于制造药物“达菲”的重要原料，有专家称“达菲”是目前世界上对付禽流感的唯一武器。
因此，研究从八角茴香中提取、分离莽草酸对开发和利用我国丰富八角茴香资源具有十分重要意义。
本文对八角莽草酸提取、纯化工艺及其功能性研究进展作一综述。
1.莽草酸的结构性质分子式：C 7H 10O 5相对分子质量：174.15名称：3,4,5-三羟基-1-环己烯-1-羧酸状态：白色结晶粉末熔点：185～187 ℃相对密度:1.64水中溶解度:180 g/L ，易溶于水，基本不溶于氯仿、苯和石油醚酸性 极性小，水溶性好2.莽草酸的提取工艺因为莽草酸特殊的药用价值及潜在的潜在的市场前景，尤其是在禽流感大面积爆发后而备受关注。
近几年，国内外竞相研究莽草酸的提取与分离方法。
2.1 超声波提取法超声波萃取通过压电转换器的高频机械振动产生的空化作用来减小目标萃取物与样品基体之间的作用力，从而实现固液萃取分离。
超声波的振动匀化使样品介质各点受到作用一致，加速组分之间的接触和碰撞，因而整个样品的萃取更为均匀。
萃取或合成反应在较低温度下完成，避免目标成分的化学形态被破坏和损失。
一般来说，该方法与容积性质关系不大，可作选择的萃取溶液溶剂种类多，目标萃取物范围广泛。
目前，实验室广泛使用的超声波萃取仪将超声波换能器产生的超声波通过介质传递并作用于样品，这是一种间接的作用方式，声震强度较低，必须通过增加超声波发生器功率来提高萃取效率。
然而，较大的超声波功率会发出很大的噪音。
超声波提取过程产生强烈振动、空化、搅拌，与传统提取方式比较，具有收率高、生产周期短、无需加热，有效成分不被破坏等优点，但实验重现性不好，现仍处于实验室阶段，目前难以规模化。
2.2 有机溶剂提取法1）1885年，莽草酸首次从日本植物白花八角中分离出来。
1988年，孙快麟等人用95％乙醇回流提取，浓缩液再依次经过乙酸乙酯、丙酮处理，得淡黄色固体，甲醇-丙醇多次重结晶的白色固体莽草酸2）刘润民等人公开了一种莽草酸的生产方法：用亚流界液化石油气萃取脱油脂，乙醇回流提取，浓缩所得浸膏再用热水或含水溶剂溶解除杂，滤液浓缩干燥，用一定质量比的甲醇除杂，的莽草酸精品。
3）闵勇等人用超临界二氧化碳脱脂，脱脂后依次用甲醇、乙酸乙酯处理，所得浸膏用甲醇加热溶解，热过滤，静置，冷却结晶，得莽草酸粗品；氯仿-甲醇混合溶解重结晶，得纯度>95％的纯品4）何新华等通过水提取、硅胶柱吸附、乙酸乙酯洗脱、重结晶得莽草酸。
卡纳加等通过极性和非极性有机溶剂的交替使用分离莽草酸2.3 微波辅助萃取提取简称微波萃取技术，是指使用适合的溶剂在微波反应器中从天然药用植物、矿物、动物组织中提取各种化学成分的技术和方法基本原理是利用在微波场中分子发生高频的运动，扩散速率增大，因此被提物质在微波辐射作用下可快速浸取出来。
微波是频率介于300-30Hz间电磁波，由于物质分子偶数振动与微波振动具有相似频率，在快速振动微波磁场中，被辐射极性物质分子吸收电磁能，以每秒数十亿次高速振动而产生热能。
林海禄等研究八角茴香中莽草酸微波辅助提取法，并与传统提取方法比较。
结果表明，微波辅助提取能大大缩短提取时间，且收率有明显提高。
研究采用过40目筛粉末，以蒸馏水为提取溶剂，其最佳工艺条件为：固液比1：15、时间12min、微波功率为400W、提取2次，在最佳条件下，一次提取率为3.03％。
微波辅助提取法具有设备简单、适用范围广、重现性好、选择性强、操作时间段、溶剂耗量少，且提取产率较高、提取速度快、不产生噪声、无污染、后续处理简单等一系列优点，对天然产物有效成分提取具有广阔应用前景。
2.4 阴离子交换树脂吸附分离近两年，陆续公开了一些用离子交换法分离莽草酸的报道。
Richard Payne等人将乙醇提取液经水处理后，过阴离子交换树脂，25％的乙酸洗提，浓缩得莽草酸粗品，甲醇反复重结晶。
苏桂亮和黄福满用酸水提取，经阴离子交换树脂，碱洗脱，阳离子交换树脂转型，醇类重结晶得莽草酸纯品。
叶洋等人用水提取八角叶下脚料，经强碱性阴离子交换树脂，强碱溶液洗脱，再经强酸性阳离子交换树脂处理，活性炭吸附，低温结晶，得到高纯度的莽草酸。
此外，刘新伟、邓毅也分别公开了运用离子交换树脂分离莽草酸的方法。
将经过预处理的150g树脂和水同时倒入层析柱中，然后将八角水提取液缓慢加入柱中，待交换完全后，用1.5-2.0倍树脂体积的2％的稀硫酸洗脱。
每50ML收集一次洗脱液，然后用旋转蒸发仪浓缩，加入少量乙醇溶解，用薄层色谱点板定性检测是否有莽草酸。
如确定有莽草酸的存在，然后再室外下进行重结晶，使莽草酸晶体析出2.5 硅胶吸附分离将水溶液浓缩旋干后，加入少量的乙醇，使其能重新充分溶解，加入80g的硅胶搅拌均匀，再倒入圆底烧瓶中用旋转蒸发仪旋干，然后倒入研钵中研碎，烘干、冷却置于干燥器中待用。
使用干法装柱，然后用洗脱机进行洗脱，再用旋转蒸发仪浓缩，再加入少量乙醇溶解，用薄层色谱点板定性检测是否有莽草酸。
如确定有莽草酸的存在，然后再室外下进行重结晶，使莽草酸晶体析出2.6 膜分离法膜分离技术是利用具有特殊选择性的有机高分子和无机材料形成不同形态结构的膜，在一定驱动力作用下，使双元或多元组分因透过膜的速率不同而达到分离或特定组分富集的目的。
以八角为原料，以水为提取剂，先通过微滤除去水溶性蛋白质、果胶及悬浮物质，再依次通过超滤、纳滤，浓缩纳滤液，加丙酮使莽草酸沉淀，并用丙酮结晶2.7 超声波、微波协同提取法对八角茴香莽草酸各种提取方法都有其优缺点。
传统热回流法提取时间长、能耗大、提取率也较低；超声波萃取时声震强度较低；微波萃取时高温高压条件下可能造成样品中某些有机结构改变和破坏，且在取提取液前还需较长冷却降压时间。
为获得最大得率，可考虑将几种方法结合，既可避免各种提取方法存在问题，又可获得最大提取率。
如采用超声波、微波辅助提取莽草酸，将超声波振动与开放式微波两种作用方式相结合，充分利用超声波振动、空化作用及微波高能作用，克服常规超声波和微波萃取不足之处，实现低温常压条件下，对固体样品进行快速、高效、可靠预处理张迎等研究超声波、微波辅助提取八角茴香莽草酸工艺，以水为溶剂，利用响应面分析法对八角茴香莽草酸工艺条件进行优化。
结果表明，莽草酸最佳提取工艺条件为：微波功率400W、料液比1：16、超声波时间14min、微波时间6min、提取3次，在此条件下，1次提取率最高为7.823％2.8 匀浆提取法匀浆提取法是指生物组织通过加入溶剂进行组织匀浆或磨浆，以提取组织中有效成分的一种方法。
一般流程是将物料置于匀浆机内，与提取剂在匀浆装置中混合，通过机械及液力剪切作用将物料打碎，强化提取的目的。
匀浆提取法提取莽草酸的得率较匀浆提取法高，提取速度快，温度低，能耗低。
杨磊等用匀浆提取法提取红皮云杉针叶中的莽草酸，采用响应面优选法得出最佳工艺条件为：提取时间3min，提取温度为40℃，提取时间为3min，提取料液比为1：10.莽草酸的得率可达0.84％，莽草酸的纯度可达6.15％匀浆提取法优势明显，但对匀浆装置的要求非常高，一定程度限制了其发展，因此近年来这方面的研究还不是很多，有待于科研工作者进行更深入的研究2.莽草酸的分离、纯化3.1 离子交换树脂分离法离子交换树脂是一类带有功能基网状结构的高分子化合物，其结构由三部分组成：不溶性三维网状骨架，连接在骨架上功能基团和功能基团所带相反电荷可交换离子。
离子交换树脂交换能力由固定在质点体积内树脂骨架上活性基团性质决定。
离子交换树脂按基体类型分主要有苯乙烯和丙烯酸两大类；按其结构分类可分为凝胶型、大孔型和载体型三类；按离子交换树脂交换基团性质分类可分为阴离子交换树脂和阳离子交换树脂；又根据解离程度不同，离子交换树脂又分为强碱性阳离子交换树脂、弱酸性阳离子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂、弱碱性阴离子交换树脂采用反相离子对色谱法检测莽草酸含量，对影响阴离子交换树脂性能的温度、pH、样品浓度、洗脱液浓度进行考察。
通过单因素实验优化条件，确定最佳纯化条件为：在22℃、样品溶液 pH大于6.5、上柱浓度为7.5mg/mL时，用0.03mol/L盐酸洗脱，莽草酸收率为96.52％离子交换树脂不溶于一般酸碱溶液及各种有机溶剂，结构上属于既不溶解，也不熔融多孔性海绵状固体高分子物质。
在工业应用中离子交换树脂优点主要是处理能力大、脱色范围广、脱色容量高、能除去各种不同离子、并可反复再生使用、工作寿命长、运行费用较低；缺点是离子交换树脂有选择性、操作条件苛刻3.2 大孔吸附树脂分离也称大网格吸附剂，同时兼有吸附性和筛选性，其吸附作用是由范德华引力或产生氢键结果，而筛选作用则是由树脂本身多孔性结构所决定。
大孔吸附树脂作为一类有机高分子聚合物吸附剂，可广泛用于天然产物分离、纯化大孔吸附树脂具有多孔性，并有较大比表面积。
大孔吸附树脂按其化学结构有以下几类：非极性吸附树脂、中极性吸附树脂、极性吸附树脂和强极性吸附树脂四类。
非极性吸附树脂是由偶极矩很小单体聚合制得，不带任何功能基，孔表面疏水性较强，可通过与小分子内疏水部分的作用吸附溶液中有机物；中极性吸附树脂是含酯基吸附树脂，其表面兼有疏水和亲水两部分；极性吸附树脂是指含酰胺基、氰基、酚羟基等含氮、氧、硫极性功能基吸附树脂大孔吸附树脂是一种不含交换基团、具有大孔结构高分子吸附剂。