甘草的研究概况

2018-01-18马鸿雁邓雨娇马倩王静宜许润春

中药与临床 2018年1期

马鸿雁，邓雨娇，马倩，王静宜，许润春

1 甘草的基本概况

2010版《中国药典》收录了豆科植物甘草GlycyrrhizauralensisFisch.、胀果甘草Glycyrrhizainflata Bat.或光果甘草Glycyrrhizaglabra L.的干燥根和根茎。甘草的种质资源具有多样性（甘草及其近缘植物的总和），全世界甘草属植物29种6变种，中国分布14种2变种，其分布范围也很广泛[1]，多生长在干旱、半干旱的草原、沙漠或丘陵地带，我国野生甘草植物,从东北的黑龙江、辽宁、吉林,华北的河北、山西、内蒙古,西北的陕西、甘肃、宁夏、青海直到新疆的拜城均有分布,主产区在宁夏、甘肃及内蒙古。另外,在我国云南、山东、四川等地也有少量野生甘草分布[2]。

2 甘草的化学成分

甘草的主要成分为三萜皂苷类（主要是甘草酸）、黄酮类、香豆素类、生物碱类、多糖类和氨基酸等，三萜皂苷和黄酮类是其主要活性成分[3]。

2.1 三萜皂苷类

甘草的根和根茎中存在多种三萜皂苷，如：甘草酸、甘草次酸、甘草内酯及异甘草内酯等[4]。

甘草酸是甘草的甜味成分，主要存在于甘草的根茎和根部，是甘草的主要成分，由甘草次酸及2分子葡萄糖醛酸所组成。甘草甜素可能以钾盐或钙盐形式存在于甘草中。不同产地甘草中以新疆产乌拉尔甘草、光果甘草含甘草酸量最高，而其他产地相对较低。甘草酸量在不同种类中也不同，乌拉尔甘草中含量最高，并与光果甘草、胀果甘草和黄甘草呈显著差异[5]。

刘育辰等[6]分别采用体积分数为95%、50% 的乙醇水溶液对甘草GlycyrrhizauralensisFisch.药材进行提取得到浸膏，利用硅胶、Sephadex LH－20 凝胶、RP－18、MCI等柱色谱分离纯化，根据理化性质和波谱学数据进行结构鉴定，共得到分离鉴定了33种化合物，并首次从甘草中分离得到白桦脂酸和齐墩果酸。

2.2 黄酮类

甘草中的黄酮大致可分为水溶性黄酮和脂溶性黄酮。甘草黄酮类成分因连有异戊烯基后会使得其脂溶性增加。目前，从甘草属植物中已发现黄酮及其衍生物300多种，它们的基本母核结构类型有15种，其中包括黄酮、异黄酮、查尔酮、双氢黄酮、黄酮醇、双氢黄酮醇、双氢异黄酮、异黄烯、异黄烷等[7]。

李宁等[8]采用反复硅胶柱色谱、聚酰胺柱色谱、Sepha-dexLH-20凝胶柱色谱等方法进行分离纯化,并通过理化常数测定与光谱分析鉴定等方法，测定了新疆胀果甘草化学成分中含有大量黄酮类。

2.3 其他类

孙润广等[9]用原子力显微镜(AFM)对甘草多糖的微观结构进行观察, 发现甘草多糖主要由葡萄糖、阿拉伯糖和半乳糖组成。

孙鹏[10]用回流法提取甘草中的有效成分，并通过采用硅胶柱色谱和Sephadex LH-20 柱色谱分离化合物，运用理化性质和波谱技术确定所得化合物的结构，得出结论唯一甘草中富含黄酮、香豆素类成分。

3 甘草的药理作用

甘草的药用历史悠久，在临床应用上素来就有“十方九草”的说法，可见甘草的应用之广泛[11]。

甘草是一味常用大宗药材,来源于乌拉尔甘草、光果甘草和胀果甘草的干燥根和根茎,其主要活性成分是三萜皂苷和黄酮类化合物,具有抗溃疡、抗炎、解痉、抗氧化、抗病毒、抗癌、抗抑郁、保肝、祛痰和增强记忆力等多种药理活性[12]。

3.1 抗炎作用

抗炎是甘草酸类最主要的药理作用,其抗炎机制与抑制前列腺素等介质的作用有关。主要是通过选择性地抑制与花生四烯酸发生级联反应的代谢酶—磷脂酶A2和脂加氧酶的活力,使得前列腺素E2、白三烯等炎性介质无法产生以及选择性地抑制补体系统的激活途径,直接发挥抗炎作用[13]。

3.2 抗病毒作用

有关研究表明，甘草酸能抑制病毒复制,还能抑制病毒的吸附和穿透功能，对抗病毒有一定作用，在针对艾滋病毒、乙型肝炎病毒、SARS病毒等的抗病毒研究中取得了较好的效果[14]。甘草多糖对多种病毒有明显抑制作用。甘草多糖不仅可直接杀灭病毒，而且可阻止病毒的吸附与进入细胞，抑制细胞感染病毒; 不但对体外病毒有抑制作用，而且对体内的病毒也有抑制作用。实验证明，甘草多糖抗病毒作用主要是增强免疫细胞的活性，使巨噬细胞吞噬致病微生物的能力提高所致[15]。

3.3 抗肿瘤作用

甘草中多种化学成分都具有抗肿瘤作用。甘草酸机制主要通过抑制核苷酸还原酶和降低 DNA合成限速酶的活性，使肿瘤细胞由DNA合成前期向DNA合成期移行阶段受阻，从而诱导癌细胞分化，抑制了癌细胞增殖。有研究表明，甘草黄酮可激活巨噬细胞产生的具有杀伤作用的细胞毒因子，从而诱导对肿瘤细胞的杀伤作用[14]。很多实验研究表明甘草多糖具有抗肿瘤作用[15]，许多学者多认为多糖类的抗肿瘤作用是通过增强机体免疫功能和激活免疫监视系统来实现的，有人认为是多糖清楚羟基自由基的作用，有人认为甘草多糖主要是通过调节免疫，抑制变态反应起到抗肿瘤作用。但由于实验研究方法不同，导致结果不同，所以甘草多糖抗肿瘤的作用应是多种机制共同作用的结果。

3.4 免疫调节作用

甘草多糖类化合物主要是由葡萄糖及葡萄糖醛酸组成的有机大分子多糖，史珅等[16]研究表明不同浓度的甘草多糖对免疫细胞的增殖具有一定刺激作用，适当浓度的甘草多糖溶液使 NK 细胞的活性有显著提高（P＜0.01）。

4 甘草的表面活性作用

一直以来对于甘草药理作用的报道一直很多，今年来关于甘草物理作用的研究也越来越多。杜薇[17]通过甘草中的主要成分甘草酸在不同浓度下对板兰根冲剂的溶解性测定,证明甘草具有很好的增溶性。并在利用甘草酸表面活性物质对板蓝根冲剂的增溶性实验中,发现冲剂溶解的量随甘草酸的加入量而递增,且甘草酸的表面张力随其浓度增加而降低[18]。鲁冰等[19]通过实验证明甘草酸对黄芩苷有增溶作用，并且在黄芩甘草配伍体系中，甘草酸的最佳临界胶束浓度为0.22 mg﹒L-1。马鸿雁等[20]利用甘草水煎液、甘草酸单铵盐溶液和甘草皂苷溶液，在不同温度下，采用Wilhelmy吊片发测定溶液的表面张力和溶液的临界胶束浓度。实验结果表明3种溶液均具有表面活性作用，其中甘草水煎液表面活性最为明显。

甘草在对难溶性成分增溶、提高有效成分生物利用度以及增效减毒等方面作用显著，而且它们是相互联系和互相推动的[21]。

杨璇等[22]采用 HPLC 测定葛根素和甘草酸的含量，采用Wilhelmy吊片法测定溶液的表面张力，对葛根、甘草单煎液和其不同配伍比例的合煎液进行测定，得出结论为甘草酸具有表面活性，达到临界胶束浓度可以增加葛根素的溶解度，并且指出在甘草和葛根的比例为3:5时，葛根素的溶出度最大，此时甘草酸的临界胶束浓度是 0.18 g﹒L-1（临界胶束浓度与加入药物的结构和溶液的pH值有关）。

蔡书茵等[23]运用进行改良的最大气泡法，测定茯苓酸在甘草皂苷溶液中的表面张力，确定最佳甘草皂苷浓度；采用平衡溶解度法和摇瓶法，分别测定了表观溶解度和表观油/水分配系数，得出甘草皂苷可以增加茯苓酸在水溶液中的溶解度，从而提高茯苓酸的生物利用度。

韩刚等[24]也通过实验得出甘草中的甘草酸是提高姜黄素提取率的主要活性物质。陈璐等[25]将甘草与青黛、甘草酸与靛蓝、甘草酸与靛玉红、柠檬酸与青黛进行配伍，并测定各试验品中靛蓝、靛玉红的含量，得出结论甘草配伍青黛可达到增溶目的，甘草酸起主要作用，为中药药对配伍应用提供理论依据。

5 甘草的鉴别[26]

5.1 显微鉴别

本品横切面：木栓层为数列棕色细胞。栓内层较窄。韧皮部射线宽广，多弯曲，常现裂隙；纤维多成束，非木化或微木化，周围薄壁细胞常含草酸钙方晶；筛管群常因压缩而变形。束内形成层明显。木质部射线宽3～5列细胞；导管较多，直径约至160 μm；木纤维成束，周围薄壁细胞亦含草酸钙方晶。根中心无髓；根茎中心有髓。

粉末淡棕黄色。纤维成束，直径8～14μm，壁厚，微木化，周围薄壁细胞含草酸钙方晶，形成晶纤维。草酸钙方晶多见。具缘纹孔导管较大，稀有网纹导管。木栓细胞红棕色，多角形，微木化。

5.2 薄层鉴别

取本品粉末1 g，加乙醚40 mL，加热回流1小时，滤过，弃去醚液，药渣加甲醇30 mL，加热回流1小时，滤过，滤液蒸干，残渣加水40 mL使溶解，用正丁醇提取3次，每次20 mL，合并正丁醇液，用水洗涤3次，弃去水液，正丁醇液蒸干，残渣加甲醇5 mL使溶解，作为供试品溶液。另取甘草对照药材1 g，同法制成对照药材溶液。再取甘草酸单铵盐对照品，加甲醇制成每1 mL含2 mg的溶液，作为对照品溶液。照薄层色谱法(附录Ⅵ B)试验，吸取上述三种溶液各l～2 μL，分别点于同一用1%氢氧化钠溶液制备的硅胶G薄层板上，以乙酸乙酯-甲酸-冰醋酸-水(15∶l∶1∶2)为展开剂，展开，取出，晾干，喷以10%硫酸乙醇溶液，在105℃加热至斑点显色清晰，置紫外光灯(365 nm)下检视。供试品色谱中，在与对照药材色谱相应的位置上，显相同颜色的荧光斑点；在与对照品色谱相应的位置上，显相同的橙黄色荧光斑点。

6 甘草成分的提取纯化

6.1 甘草成分的提取

6.1.1 传统提取方法甘草有效成分传统的提取方法主要为水提法，设备简单，操作简便，但提取率低，提取杂质多、时间长，且易霉变，适用于多糖类的极性大的成分[27]。有机溶剂法也是甘草提取较常用的方法，提取甘草的有机溶剂主要有甲醇、乙醇、丙酮和氯仿等，可以克服上述方法提取杂质多、时间长、提取液易腐败变质、后续过滤操作困难、收率较低等缺点，而且得率还明显增加。但是此方法使用的有机溶剂价格高，用量大，因此会增加生产成本。

6.1.2 超声波提取方法超声提取法是利用超声波的空化作用、机械作用、热效应等以增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，从而提高目标成分浸出率的方法。超声波提取法不仅得率高、时间短、操作过程简单方便，而且对成分破坏性小。谢果等[28]优选了超声法提取甘草酸的工艺参数，与传统提取法相比，150min 甘草酸的提取率可达 87.4% ,体现了超声提取法的耗时少，提取率高的优势。

6.1.3 超临界CO2萃取法超临界流体萃取技术(简称SFE)是一种以超临界流体(简称SCF或SF)代替常规有机溶剂对植物有效成分进行萃取和分离的新型技术。付玉杰等[29]采用单因素试验对甘草地上部分(茎叶)的超临界CO2提取工艺进行了研究, 发现得率比常规溶剂法高2.2倍。

6.1.4 微波法微波辅助提取(Microwave-assisted extraction，MAE)，又称微波萃取或微波提取，是微波和传统的溶剂提取法相结合后形成的一种新型提取技术。目前，微波辅助提取技术也应用于提取甘草中的有效成分。微波法具有提取快速、节省时间、节省溶剂、操作简便、有效成分提取率高、耗能低等优点，缺点是目前设备较为昂贵[27]。

6.2 纯化方法

6.2.1 有机溶剂法赵镭等[30]以甘草酸和甘草苷的含量和提取率为指标，用正交试验优选提取工艺，对不同提取溶剂进行筛选，得到佳提取溶剂为氨性乙醇。

6.2.2 大孔树脂法大孔吸附树脂是一类不含离子交换基团的交联聚合物，理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶媒，对有机物有浓缩、分离作用且不受无机盐类及强离子、低分子化合物的干扰大孔树脂法目前是最常用的纯化方法之一，已广泛应用于皂苷类、黄酮类、苷类和生物碱类等各种化学成分的分离、富集.它在纯化甘草酸和甘草黄酮方面有很好的效果[31]。

6.2.3 泡沫分离法所谓泡沫分离法就是指采用鼓泡的方式,向溶液中通入大量微小气泡,在一定条件下使呈表面活性的待分离物质吸附或粘附于上升的气泡表面而浮升到液面,从而使某一组分或某些组分得以分离的方法[27]。苏艳桃等[32]对间歇式泡沫分离提取甘草中甘草酸的工艺进行了研究，泡沫相中甘草酸的回收率为91.9%。