首乌中有效成分的提取探究[摘要]首乌藤是传统的药食同源植物,为进一步研究其生物活性成分提取,以无水乙醇(分析纯)和石油醚为提取液,采用不同提取方式,提取时间以及提取液的百分比为研究影响因素,设计了实验方案并研究提取了首乌中有效成分。
结果表明,有效成分最佳提取工艺条件为:提取温度95℃,乙醇体积分数65%,提取时间4h,料液比1∶7,该条件下总提取率可达3.8%。
[关键词]首乌有效成分提取率影响因素0 引言何首乌,又称首乌、赤首乌、乌肝石等,是蓼科植物何首乌(Poyonum multiflorumThunb)的干燥块根[1]。
多年生草本,块根肥厚,长椭圆形,黑褐色。
首乌自古以来就分为赤、白两个品种,唐元和七年李翱作《何首乌录》,始有何首乌“雌、雄”同用的记载,宋《开宝本草》中更明确指出何首乌有“赤、白两种,赤者雄,白者雌”,“春夏用其根,雌雄并用。
野生何首乌主产于我国河南、湖北、安徽、四川一带。
现代人工种植技术以贵州省和江苏省的广植技术最为普遍。
根据本草学考证及商品原植物调查,何首乌与赤首乌一致,确系蓼科植物(Polygonum multiflorum Thunb.),而白首乌即为山东泰安一带、辽宁等地野生或者江苏滨海等地栽培的3种萝藦科植物:Cynanchum bungei Desce.、C wil-fordii(Maxim.)hemsl.和C.auriculatum Royle ex Wight.(中文名分别为泰山白首乌、隔山消和耳叶牛皮消),均为白首乌,苟占平认为C.bungei作为白首乌正品最确切[2-4]。
根据首乌炮制方法不同可分为生首乌和制首乌两种。
将原药洗净切片或切成块状,晒干为生首乌。
生首乌味苦、涩、性平,具有润肠、解毒和截疟之功效,用于肠燥便秘、痈疽等。
若将生品以黑豆汁拌蒸者或其他炮制法炮制者称为制首乌。
制首乌味苦、甘、涩,性微温,具有补肝肾、益精血、壮筋骨、乌须发、抗衰老之功效,主要用于肝肾精血亏虚、头昏目眩、须发早白、腰膝酸软、遗精、高血脂等症[5]。
现代研究表明何首乌中含有丰富的锰、钙,长期服用可补充体内这些元素的不足,达到“乌须黑发”的功效[6]。
《开宝本草》称其可“益气血,黑髭鬓,悦颜色,久服长筋骨,益精髓,延年不老”。
0.1 首乌综述0.1.1 首乌有效成分化学性质简述首乌块根含蒽醌类化合物,主为大黄素(emodin),大黄酚(chrysophanol)以及大黄素甲醚(physcion),大黄酸(rhein),大黄酚蒽酮(chrysophanol anthrone)。
又含芪类化合物:白藜芦醇(resveratrol),云杉新甙(piceid),2,3,5,4′-四羟基芪-2-O-D-葡萄糖甙(2,3,5,4’-tetrahydroxystilbene-2-O-β-D-glu-copyranoside)、2,3,5,4′-四羟基芪-2-O-葡萄糖甙-2″-O-没食子酸酯(2,3,5,4’-tetrahydroxystilbene-2-O-β-D-glucoPyranoside-2″-O-monogalloyl ester)、2,3,5,4′-四羟基芪-2-O-葡萄糖甙-3″-O-没食子酸酯(2,3,5,4’-tetrahydroxystilbene-2-O-β-D-glucopyrano-side-3″-monogalloyl ester)。
还含没食子酸(gallic acid),右旋儿茶精(catechin),右旋表儿茶精(epicatechin),3-O-没食子酰(-)-儿茶精[3-O-galloyl(-)-catechin],3-O-没食子酰(-)-表儿茶精[3-O-galloyl(-)-epicatechin],3-O-没食子酰原矢车菊素(3-O-galloyl-procyanidin)B-2,3,3′-二-O-没食子酰原矢车菊素(3,3′- di-O-galloyl-Procyanidin)B-2和β-谷甾醇(β-sitosterol),卵磷脂[7].细分如下:(1)大黄酚(chrysopanol)金黄色片状结晶。
Mp196℃(乙醇或苯),能升华,可溶于丙酮、醋酸、氯仿、甲醇、乙醇、热苯,微溶于石油醚、乙醚,不溶于水,NaHCO3和Na2CO3水溶液,可溶于NaOH 溶液。
(2)大黄素(Emodin)橙黄色针状结晶,mp256~257℃(乙醇或冰醋酸)能升华,其溶解度:乙醚0.14%,苯0.041%, 氯仿0.0718%,几不溶于水,易溶于乙醇,可溶于稀氨水,Na2CO3水溶液。
大黄素具有抑制小鼠黑色瘤和小鼠乳腺瘤的作用。
(3)芦荟大黄素(Aloeemodin)黄色针状结晶,mp223~224℃(甲苯)能升华,可溶于乙醚、苯、热乙醇、稀氨水、Na2CO3和NaOH水溶液。
(4)大黄酸(Rhein)黄色针状结晶,mp321~322℃(升华)。
不溶于水,能溶于吡啶、碳酸氢钠水溶液,微溶于乙醇、苯、氯仿、乙醚、石油醚。
大黄酸对艾氏腹水癌有抑制作用。
(5)大黄素甲醚(Physcion)红色针晶mp206℃(苯)能升华。
溶解性能似大黄酚。
(6)羟基蒽醌甙类①大黄素甲醚葡萄糖甙(Physcion monoglucoside)黄色针晶mp235℃②芦荟大黄素葡萄糖甙(Aloe-emodin monoglucoside)mp239℃③大黄素葡萄糖甙(Emodin monoglucoside)mp190~191℃浅黄色针晶④大黄酸葡萄糖甙(Rhein monoglucoside)mp266~270℃⑤大黄酚葡萄糖甙(Chrysophanol monolucoside)mp245~246℃⑥大黄素-l-O-β-D-葡萄糖甙(1-0-β-D-glucopyranosyl emodin)mp239~241℃⑦芦荟大黄素-W-O-β-D-葡萄糖甙(W-O-β-D- glucopyranosyl aloe-emodin)mp187~189℃⑧大黄酸甙A、B、C、D大黄酸甙A:R=OH 大黄酸甙B:R=OH大黄酸甙C:R=H 大黄酸甙D:R=H0.1.2 首乌药理活性简述(1)抗肿瘤作用体外抗肿瘤实验发现白首乌新甙(cynanauriculoside) A55μmol/L对4种人癌细胞株—Hce-8693(人大肠癌细胞)、PC3(人前列腺癌细胞)、Hela(人宫颈癌细胞)、PAA(人肺癌细胞)抑制率分别为51%、71%、68%和70%:白首乌新甙B 56μmol/L对Hce-8693、PC3、Hela、PAA 4种细胞抑制率分别为64%、72%和74%[8]。
白首乌甾体总甙(CG)对Hce-8693、PC3、Hela、种实体瘤细胞均有较强的体外细胞毒作用,且呈浓度依赖性[9]。
白首乌甙单体AK,在实验瘤株范围内对肿瘤细胞的杀伤无选择性,且有药物剂量一时间依赖效应;与化疗药顺铂(CDDP)合用,显著降低CDDP有效浓度[10];AK抗肿瘤作用机理可能与诱导肿瘤细胞凋亡有关[11]。
白首乌C21总甾甙腹腔注射给药法能够显著延长荷S180小鼠的寿命,口服给药法只表现出延长荷S180小鼠寿命的倾向,没有统计学意义[12]。
隔山消中化合物[13]在1μmol/L 下能完全逆转KB-V1和MCF7/ADR肿瘤细胞的多药耐药性。
(2)对免疫功能的影响白首乌甙体外在高浓度(50、25、12μg/mL)时对小鼠脾脏Ti淋巴细胞增殖反应及IL-2、IFN-γ的活性均有抑制作用,而在低浓度(1.5μg/mL)时则有促进作用[14]。
根据胸腺指数和脾指数,白首乌总甙对小鼠免疫器官的重量无影响;能激活小鼠腹腔MΦ,显著提高其吞噬消化功能,从而提高小鼠的非特异性免疫力:能显著提高MΦ提呈抗原的能力,从而提高机体的特异性免疫作用[15]。
(3)清除自由基能力去皮白首乌及白首乌栓皮均能直接清除超氧阴离子自由基(O-2),其IC50分别为69.69μg/mL和2.298μg/mL,而且后者对O-2的清除能力比前者高出30多倍。
去皮白首乌清除O-2的能力显著低于何首乌和灵芝,与西洋参和当归相差不大,显著高于黄芪、菊花和竹叶。
而白首乌栓皮清除O-2的能力却高于其中任何一种中药[16]。
白首乌C21甾甙及甾甙元具有较强的清除羟自由基的能力;C21甾甙元的C3-OH成甙与否并不从根本上影响其活性;C21甾甙元清除羟自由基的活性与母核上羟基取代的数目有关,而母核无清除作用[17]。
(4)抗氧化作用自首乌总甙可抑制由剧烈过度运动所引发的氧化损伤[18]。
Gagaminine能显著减少小鼠肝脏中过氧化脂质的形成和在剂量依赖效应下有效抑制肝醛氧化酶活性,其IC50为0.8μg/mL[19]。
Gagaminine结构上的肉桂酰基(Cin)可抑制肝醛氧化酶活性,而烟酸基团(Nic)可抗脂质过氧化[20]。
双乙酰苯CynandioneA 50μg/mL能显著减少(约50%)受CCl4损伤的小鼠肝细胞分泌谷丙转氨酶和山梨醇脱氢酶,通过保持谷胱甘肽水平和抑制丙二醛产生来保护肝细胞[21]。
CynandioneA 50μg/mL能够明显减弱H202导致的神经毒性,降低谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶和其它氧化酶活性[22]。
(5)促进毛发生长作用以白首乌为主制成复方—10—白首乌生发酊用于临床,经126例临床观察,治愈率达96%,特别是对于眉发成片脱落者疗效显著[23]。
(6) 保肝作用实验研究证实,白首乌总苷对乙酰苯肼造成的溶血性贫血的肝脏有明显的保护作用,药物可使受损动物肝脏的酶活性有不同程度的恢复,有的可恢复到正常水平,肝细胞内RNA及蛋白合成增加,表明肝脏功能的恢复;通过增加肝细胞代谢功能,改善机体缺氧状态,减轻发绀,增强机体活力;保护细胞或促进网织红细胞发育成熟红细胞,对乙醇诱导的及乙酰苯肼造成的脂质过氧化反应均可有显著的抑制作用,从而对受损肝脏起到良好的保护作用[24]。
(7) 对心脏功能的影响八莫氏离体蛙心实验表明,白首乌总磷脂0.1%的任氏液有明显的强心作用。
经用细胞电生理实验技术研究表明,10mg/100mL、20mg/100mL的总苷台氏液可抑制心肌收缩力,同是能缩短APD。
按抗心肌缺氧缺血药物的实验方法证实白首乌总苷有降低机体耗氧量,延长缺氧条件下动物生存时间的作用[25]。
生化方法研究发现,白首乌总苷可明显降低心肌细胞的耗氧量,与药物浓度有明显的量效关系。
(8) 对脑细胞的保护作用氧化应激反应被认为是在某些神经退化紊乱和脑老化中引起神经死亡的主要原因,在亚洲应用天然产品治疗这样的神经退化紊乱。
例如,老年痴呆已有几百年,应用鼠脑神经胚胎和植细胞作为筛选系统,从已用天然药物中筛选活性脑神经保护物质。