金莲花化学成分及其提取分离的研究进展※
2014-02-03石雪静韩淑英吕志伟
钱 庄 周 哲 石雪静 韩淑英 吕志伟
金莲花化学成分及其提取分离的研究进展※
钱 庄 周 哲 石雪静 韩淑英 吕志伟
金莲花作为一种重要的中药材,近年来,广大学者从许多方面对其进行了研究。本文对金莲花的化学成分及其提取分离的研究进展进行综述,为金莲花的进一步研究提供参考。
金莲花;化学成分;提取分离
金莲花(Trollius Chinensis Bunge)又名旱金莲,为毛莨科植物金莲花,属多年生草本植物,我国分布该属植物16个种和7个变种,常作药用的有金莲花(T.Chinensis Bunge)、长瓣金莲花(T.macropetalus Fr.Schmidt)、短瓣金莲花(T.ledebouri Reichb)、阿尔泰金莲花(T.altaicus C.A.Mey)等[1]。主要分布于河北、山西、内蒙古和东北等地[2]。有关金莲花的记载最早出现于唐代日僧圆仁的《人唐求法巡礼行记》,清代赵学敏首次将其作为药用植物收入《本草纲目拾遗》中,谓其“味苦,性寒,无毒”,可“治口疮,喉肿,浮热牙宣,耳疼,目痛,明目,解岚瘴”[3]。现代药理学研究证明金莲花具有抗病毒、抗菌等作用[4]。
1 化学成分
1.1 黄酮类 研究认为黄酮类是金莲花主要的化学成分及其有效活性成分。目前已从金莲花中提取分离出近二十种黄酮类化合物,从金莲花的水或醇提取物中分离出来的黄酮类化学成分以荭草苷(Orientin)、牡荆苷(Vitexin)为主。早在70年代,有学者开始对金莲花进行研究,并推测金莲花中可能含有黄酮类[5]。在80年代,康少文等[6]首次从金莲花中分离出两种黄酮类化合物荭草苷和牡荆苷。在90年代,刘丽娟等[7]对长瓣金莲花的茎叶部位的化学成分进行了研究,首次从长瓣金莲花中得到两种黄酮类化合物:牡荆素-2〞-O-β-D-吡喃木糖甙(vitexin-2〞-O-β-D-pyranxyloside)和荭草素-2〞-O -β-D-吡喃木糖甙(orientin-2〞-O-β-D-pyranxyloside)。黄文哲等[8]于 2000年首次对短瓣金莲花的化学成分进行了研究,从中分离出荭草苷、牡荆苷、槲皮素-新橙皮糖苷三种黄酮类成分,接着邹建华等[9]利用硅胶色谱柱和SephadexLH-20对短瓣金莲花的乙醇提取物反复分离纯化,从中分离出14个已知化合物,其中属黄酮类成分的玄参黄酮、白羊黄酮、木犀草素首次从金莲花属植物中分离得到;2006年,任正博等[10]经硅胶柱色谱用氯仿-乙醇的不同比例对短瓣金莲花醇提物进行梯度洗脱,从其中分理出槲皮素、荭草素两种黄酮类化合物,其中槲皮素首次从该植株中分离得到。同年,杨雅信等[11]从金莲花 70%乙醇提取物中分离出三种黄酮碳苷类化合物,经鉴定分别为荭草素-2″-O-β-L-半乳糖苷、荭草苷和牡荆苷,其中荭草素-2″-O-β-L-半乳糖苷首次从金莲花中分离得到。接着吴新安等[12]首次从金莲花属种中分离出6-O-葡萄糖荭草苷、6-O-葡萄糖牡荆苷两种黄酮类成分。宋冬梅等[13]利用色谱手段分离阿尔泰金莲花的化学成分,结果表明,首次从其中分离出6个化合物,其中荭草苷、柯伊利素为黄酮类化合物,并且柯伊利素首次从该属植物分离得到。刘召阳等[14]于 2010年利用正、反相硅胶柱色谱以及制备型薄层色谱(PTLC)和 Sephadex LH-20等多种方法对金莲花化学成分进行分离,结果得到10个化合物,其中槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷为黄酮类化合物并且首次从该属植物分离得到。魏金霞等[15]采用硅胶柱色谱及制备薄层色谱等方法对金莲花进行分离纯化,结果表明,首次从该属植物分离到柳穿鱼黄素(Pectolinarigenin)、刺槐素(Acacetin)两种黄酮类化合物。
1.2 有机酸类 目前研究发现金莲花的有机酸成分主要有金莲酸[16]、藜芦酸[8]、软脂酸[6]以及原金莲酸[7]等。另外又从阿尔泰金莲花中分离并鉴定出琥珀酸、香草酸[13]。从短瓣金莲花中分离得到对羟基苯甲酸、棕榈酸[9]。从长瓣金莲花中分离到一种新的有机酸类化合物 Trollioside[17]。李胜银等[18]从金莲花中提取分离出有机酸类物质 4-(β-D-glucopyranosyloxy)-3-(3-methyl-2-butenyl)benzoic acid。李占林等[19]利用硅胶柱色谱、Sephadex LH-20柱色谱等手段从金莲花中分离出苯甲酸、(R)-10,16-二羟基十六烷酸。刘召阳等[14]从金莲花中又分离得到一种有机酸类化合物乌苏酸。魏金霞等[15]从金莲花中分离出原儿茶酸。董永喜等[20]通过柱色谱从金莲花的70%乙醇提取液中分离出色氨酸和对羟基苯甲苹果酸两种有机酸类化合物。
1.3 生物碱类 通过查阅国内外文献得知,从金莲花属植物中分离出的生物碱仅有三种,国外报道从金莲花属植物Tlaxus中分离到两种吡咯双烷类生物碱(Pyrrolizidine alkaloids),主要是千里光宁(Senecionine),其次是全缘碱(Integerrimine)[21]。国内有学者从金莲花中分离出一种新的生物碱:金莲花碱(Trolline)[15]。
1.4 挥发油类 一般认为毛莨科植物很少有挥发油,但已有学者从金莲花中提取出挥发油类并分离鉴定出化学成分。冯雪峰[22]通过GC-MS法对金莲花的化学成分进行了分析,结果表明,金莲花挥发油含量微少,共鉴定了油中的21种成分(约占全油的66%),相对含量较高的有十四烷酸(21.34%)、十二烷酸(20.57%)、十六烷酸(5.46%)、9,12,15-十八碳三烯酸(4.47%)、正二十一烷(2.30%)、十四酸甲酯(1.51%)、十六酸甲酯(1.50%)、癸酸(1.31%)、芳樟醇(1.32%)等。魏跃伟等[23]采用水蒸气蒸馏法提取金莲花挥发油,对其在300、600、900℃的热裂解产物进行了GC-MS分析,结果表明,在300℃下共鉴定出来17种裂解成分,占挥发性油性组分的86.40%,主要成分有苯乙烯(26.10%)、芳樟醇(14.59%)、1-癸烯(5.52%)等。在600℃下共鉴定出22种裂解成分,占挥发性组分的89.00%,主要成分有苯乙烯(44.67%)、间甲基苯乙烯(8.60%)、β-石竹烯(1.00%)等。在900℃下共鉴定出31种裂解成分,占挥发性组分的89.80%,主要有1-(1,5-二甲基-4-己烯)-4-甲基苯(14.38%)、α-雪松烯(10.00%)、α-环氧蒎烷(9.00%)、苯乙烯(4.84%)、1-癸烯、β-紫罗兰酮等。
1.5 色素类 经查阅文献可知,金莲花中含有大量的黄色素,其主要成分为金莲花黄质(Trollixanthin)及叶黄素-环氧化合物(Xantho-phyll-epoxyd)[24]。有学者对金莲花的色素进行了研究,结果表明,金莲花黄色素属于脂溶性色素,在PH=4.0~7.5条件下具有较好的稳定性,该色素为无毒无害的天然植物色素,在化妆品及食品等领域具有广阔的应用前景[25]。
1.6 其它 近年从金莲花中分离得到其它成分有β-谷甾醇、3,4-二羟基苯乙醇、4-羟基-3-甲氧基苯乙醇、日本椴苷、胡萝卜苷、2-(3,4-二羟基苯基)乙醇葡萄糖苷、对羟基苯甲酸甲酯、3,4-二羟基苯甲酸甲酯、七叶内酯、藜芦酸甲酯、E-对-香豆酸甲酯、2-(4´-羟基苯基)-1-硝基乙烷等[9,14,15]。日本学者发现,金莲花的根、茎、叶中还含有蔗糖、山梨糖、果糖、纤维糖等[26]。
2 提取及分离
金莲花一般以水、乙醇-水、甲醇-水为溶剂进行提取,提取工艺的评价一般以总黄酮含量为衡量标准,所考究的条件包括提取溶剂、提取时间、料液比、提取温度、提取次数等[27]。近几年,已有学者从建立数学模型并借助计算机软件系统及统计学方法进行数据分析和从技术改良等方面对提取工艺进行优化。白云娥等[28]采用水加热回流法提取金莲花总黄酮,以总黄酮为目标函数,利用遗传算法,对金莲花水提工艺的正交试验设计进行了优化分析,结果表明,利用遗传算法优化的金莲花水提工艺(13倍量的加水量、浸泡0.5h、煎煮3次、每次煎煮2h)可以使提取的总黄酮含量达6.45%,此法可用于中药工艺条件的优化。徐秀泉等[29]采用响应面设计方法对金莲花总黄酮的超声提取工艺进行优化,结果表明,最佳工艺条件为采用49%乙醇,料液比1:43,在50℃下超声处理22min,在此最佳条件下,该实验结果与模型预测值相符,证实了利用超声方法提取金莲花总黄酮工艺稳定可靠。郭春燕等[30]利用微波技术优化金莲花黄酮类的提取工艺,结果表明,以水为提取溶剂,料液比1:30(g:ml)加水浸泡10min后,在微波功率500W的条件下,微波辅助提取5min,金莲花中黄酮类成分的提取效果最好,提取率可达1.468%,可供中药企业在制备金莲花制剂时应用;赵二劳等[31]在此基础上,应用微波-表面活性剂协同技术对金莲花黄酮类提取进行进一步优化,结果表明,在最佳工艺(以质量浓度0.75g/L的表面活性剂SDS水溶液为提取剂,提取溶剂用量为40ml/g金莲花,微波功率为600W,温度 70℃,提取时间 5min)下,黄酮提取率可达5.35%,与溶剂浸提法相比,提取时间显著缩短,金莲花黄酮提取率提高约30%。孔庆兰等[32]以出膏率和荭草苷转移率为评价指标,采用正交设计试验方法优化金莲花提取工艺,结果表明,以10倍水提取2次,每次1h为最佳工艺,验证试验出膏率平均值为31.01%,荭草苷转移率平均值为91.99%,优化后的工艺可用于工业生产。
金莲花化学成分一般采用正、反相硅胶色谱、薄层色谱和Sephadex LH-20等方法进行分离[14]。另外,冯顺卿等[33]运用高速逆流色谱从金莲花总黄酮中分离得到牡荆苷纯单体成分。
综上所述,金莲花作为重要的中药材,近年来学者已对金莲花的化学成分及其药理作用进行了研究,已取得了可喜的成果,特别是在黄酮类化合物的药理学方面,研究表明黄酮类具有一定抗炎、抗菌、抗肿瘤、抗氧化等作用,但其作用机制仍不清楚,是否还有其它药理作用,仍需进一步研究。其它化学成分基本上仅分离出单体成分,对其生物活性还处在研究阶段。已有学者对其它中药材的发酵成分及其应用价值进行了研究并取得了一定成果,而在金莲花发酵物的研究领域仍处于空白,故对金莲花的发酵物在化学成分及其药理作用方面应具有一定的研究价值。
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Advances in Studies on the Chemical Constituents and the Extraction and Separation of Trollius Chinensis Bunge
Qian Zhuang Zhou Zhe Shi Xuejing Han Shuying Lv Zhiwei
Trollius Chinensis Bunge is a kind of important Chinese herbal medicine.Recently,Trollius Chinensis Bunge have been researched from many aspects by many researchers.Advances in studies on the chemical constituents and the extraction and separation of Trollius Chinese Bunge are reviewed,which will provide reference for further research of Trollius Chinensis Bunge.
Trollius Chinensis Bunge;Chemical constituents;Extraction and separation
R284.2
A
1673-5846(2014)02-0095-04
河北联合大学,河北唐山 063000
教育部大学生创新创业训练计划项目(201210081007);唐山市“十二五”科技重点项目(10130203-3);河北联合大学大学生创新实验计划项目(X2013062)
钱庄(1991-),男,药学本科生,研究方向:中药药理。Tel:15031872516,E-mail:qianzhuang525@126.com。
韩淑英(1959-),女,硕士,教授,硕士生导师。研究方向:中药防治心血管疾病。Tel:0315-3725870,E-mail:shuyinghan59 @126.com。