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浅析罗汉果皂苷的提取方法及药用功能

2020-07-03关红艳付晶晶孙健唐昭

广西农学报 2020年1期
关键词:罗汉果皂苷提取物

关红艳 付晶晶* 孙健 唐昭

(1. 广西卫生职业技术学院,南宁 530021;2. 广西医科大学基础医学院,南宁 530021)

罗汉果(Siraitia grosvenorii)属于葫芦科,是一种多年生草本藤蔓植物,原产于我国南方和泰国北部。在我国,罗汉果主要产地为广西,此外,广东、江西、贵州、湖南等地区也有分布[1]。罗汉果作为我国一种传统的“药食两用”药物,人们对罗汉果的利用已有300 年历史,其有效活性成分的研究也已被广泛关注。在我国传统中药中罗汉果被用作肺部缓和剂,用于治疗肺结核、哮喘、及急性支气管炎等[2]。罗汉果皂苷又名罗汉果甜苷,是罗汉果甜味的主要成分,其作为罗汉果提取物中的主要成分之一,具有很多重要的生理功能,目前针对罗汉果提取物的研究也多集中在罗汉果皂苷。据相关研究报道[3-5]罗汉果皂苷具有抗氧化、降血糖和抗糖尿病、护肝、抗疲劳、抗癌抗肿瘤、抗炎抑菌、止咳祛痰等生理活性及功能,又因其热量低甜度高的特点,被作为无糖甜味剂用于健康食品及饮料中。此外,英、美、日、韩等国也将罗汉果皂苷作为添加剂用于制作开发降糖、降压食品及保健品,增强免疫力食品及抗过敏颗粒等。现代研究对于罗汉果提取物在降低血糖抗糖尿病、抗癌、抗氧化等方面的作用效果及机理的研究也逐渐展开。

近年来随着罗汉果皂苷在各个领域应用的广泛性提高,对罗汉果皂苷的提取和利用已经越来越受到人们的重视,因此,对罗汉果皂苷提取方法及生理功能进行综述可以为今后罗汉果的深入研究及开发提供理论依据。

1 不同罗汉果皂苷提取方法对提取成分含量的影响

1.1 传统提取方法

罗汉果皂苷最初的提取方法多为直接水提或者乙醇提取,此方法简单且容易实现,不需要专用设备,但一般较为耗时。曾有学者将水、25%乙醇水溶液和50%乙醇水溶液作为提取溶剂对罗汉果皂苷的提取率进行了研究,结果发现水和50%乙醇水溶液的提取率相差很小[6]。陈敏[7]等研究发现水作为提取溶剂时,在提取之前先将罗汉果浸泡30 min 可以明显提高罗汉果皂苷的得率。但因为罗汉果中含有蛋白质、葡萄糖、果糖等物质,这些物质不溶于乙醇,所以50%乙醇水溶液为溶剂的浸出液相对较为纯净,得率也较高。

1.2 超声和微波法辅助提取罗汉果皂苷

利用超声波辅助处理可以促进原料中罗汉果甜苷更快更多地释放出来,并且超声波的频率大小、超声温度及超声时间长短也会对罗汉果甜苷的提取率有影响[8]。杨祖金[9]等通过超声波辅助强化乙醇提取罗汉果皂苷,发现经过超声波强化50min 后提取率比常规提取高出31.6%。韦文俊[10]等采用水煎煮法超声辅助提取罗汉果甜苷V,发现超声辅助20min平均提取率比单纯水煎法提高18%。

关于微波法对罗汉果皂苷提取方面,黎海彬等人以水作为提取溶剂,通过微波辅助提取,发现罗汉果皂苷的一次提取率比传统水提法提高45%,而且提取时间大为缩短[11]。梁立娟[12]等人的试验结果表明微波辅助提取5min 的提取率与普通加热回流法6h的提取率相当。因此,通过超声和微波技术用于罗汉果皂苷的提取,可改变传统提取方法耗时的缺点,可达到快速提取的目的。

1.3 闪提法提取罗汉果皂苷

优于超声和微波辅助提取使罗汉果皂苷提取耗时方面的提升,闪提技术则是为了寻求罗汉果皂苷更高的提取率及产品纯度。一般一次提取在数秒至数分钟之内即可完成,相较与传统方法更为高效、快速,并且不需加热、不破坏成分、适合各种溶剂[13]。杨晔[14]等实验表明闪提法对罗汉果皂苷的提取率分别比超声和微波提高了50.4%和19.3%,并且提取时间缩短至7min,对罗汉果皂苷的提取率为8.774%,其中罗汉果皂苷V的含量为34.43%,精制后的罗汉果皂苷V纯度可达92%以上。刘兆等[15]发现闪提的转速和料液比对罗汉果皂苷的提取率影响比较明显,经过优化得到闪式提取法对罗汉果皂苷的提取率为10.057%。综上所知,闪提法对罗汉果皂苷具有较好的提取效果及提取物的纯度更高。

1.4 罗汉果皂苷的新型提取方法

目前罗汉果皂苷比较新的提取方法主要有酶法及高压提取法。吴奔[16]等在罗汉果皂苷提取液中加入α-环糊精葡萄糖基转移酶,希望通过外来酶系的加入利用生物化学方法将罗汉果各苷类物质进行转化,以提高罗汉果皂苷V 的浓度。通过正交试验得到最优条件下罗汉果皂苷V的质量浓度比原来提高了约2.25倍。为此类研究提供了一种新思路。李国平[17]利用超声波辅助水提罗汉果皂苷,同时加入纤维素酶和果胶酶,罗汉果皂苷提取率有明显提高。以罗汉果皂苷V 的得率为指标,罗丹[18]利用常温超高压技术对罗汉果皂苷提取进行研究,并与加热回流法进行比较,结果表明超高压提取2.5min 的罗汉果皂苷得率与热回流法提取60min 的得率相当,而比热回流提取30min的罗汉果皂苷得率提高39.7%。说明常温超高压提取对罗汉果皂苷的提取具有高效、环保的特点。

表1 不同提取方法对比分析表

2 罗汉果皂苷在不同医用领域的功能

2.1 抗糖尿病作用

罗汉果皂苷α-葡萄糖苷酶抑制是降低餐后血糖的主要药物,对二型糖尿病的预防及治疗有积极作用。黄四新[19]等从汉果中分离出罗汉果甜苷ⅡA,研究发现其具有较强的α-葡萄糖苷酶抑制活性,即罗汉果皂苷ⅡA具有明显的降血糖作用。此外,其他学者[20-21]也对罗汉果提取物进行研究,结果都表明罗汉果提取物具有降低血糖的作用,说明罗汉果在降血糖产品开发方面有很好的前景。研究表明罗汉果皂苷V具有抑制由糖尿病引起的高血糖症的能力,使用含有罗汉果皂苷V 的罗汉果提取物有助于预防与氧化应激和高脂血症相关的糖尿病并发症[22]。

2.2 抗癌抗肿瘤作用

罗汉果皂苷在抗肿瘤初步筛选试验中表现出很强的抑制作用,罗汉果苷V 可以通过诱导肿瘤细胞凋亡,而抑制肿瘤细胞的增置,从而实现抗肿瘤作用[23]。Liu等[24]研究发现罗汉果苷V能够通过促进胰腺癌细胞的凋亡和细胞周期停滞而表现出肿瘤生长抑制活性。同时还发现罗汉果甜苷V可能通过抑制血管生成和降低血管密度来限制胰腺肿瘤的生长。Liu[25]等首次提出了罗汉果皂苷ⅣE作为具有抗结直肠癌和抗喉癌活性的植物化学物质的作用和机制。说明罗汉果苷具有很好的抗癌作用,可以作为膳食补充剂应用在癌症预防和治疗中。

2.3 抗炎抑菌作用

罗汉果具有一定的抑菌抗炎能力,李美锋[26]等研究结果表明罗汉果甜苷V能够减少肝脏的脂质沉淀及脂质过氧化,减少肝细胞的损伤,减轻肝脏的脂肪堆积,改善炎症反应,能够有效治疗非酒精性脂肪性肝炎。时东方[27]对罗汉果皂苷Ⅴ关于小鼠的急性肺损伤作用进行了研究,发现罗汉果皂苷Ⅴ对小鼠急性肺损伤炎症有抑制作用。另外,有人对罗汉果提取物的抑菌作用进行了研究,结果表明罗汉果提取物对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌及根霉和曲霉等都有抑制作用,并且热稳定性好,为罗汉果的抑菌防腐应用提供依据[28]。

2.4 止咳祛痰作用

罗汉果作为广西特色中药材,其止咳祛痰作用一直被人们所关注和应用。为了研究罗汉果的祛痰作用,王勤[29]等研究结果表明罗汉果甜苷Ⅴ是罗汉果祛痰作用的主要因素。吴旖[30]等将罗汉果皂苷Ⅴ与百部新碱联用,考察其对小鼠的祛痰镇咳作用。实验结果表明,罗汉果皂苷Ⅴ是通过刺激呼吸道上皮细胞,降低痰液粘性而发挥祛痰作用,二者联用后使得小鼠的咳嗽潜伏期缩短,并且次数减少明显,说明罗汉果皂苷Ⅴ和百部新碱联用对小鼠的祛痰镇咳具有协同增效作用。吕金燕[31]通过实验筛选出罗汉果中13 种具有止咳化痰作用的成分,其中有11-去羟基氧化罗汉果皂苷Ⅲ、11-去氧罗汉果皂苷Ⅲ、11-氧化罗汉果皂苷ⅡA1、11-氧化罗汉果皂苷ⅡE均为罗汉果皂苷类。并构建了罗汉果止咳化痰的网络模型,最终证实罗汉果具有“多成分-多靶点-多通路”为特点的止咳化痰作用机制,为罗汉果的止咳祛痰作用的进一步探讨提供依据。

2.5 其他医用领域

近年来不少人开始探索罗汉果皂苷在医学及药用方面的作用,石亚男[32]等研究发现罗汉果苷ⅢE可以抑制心肌纤维化的进展,其机制是通过调节TLR4 相关信号通路来实现抑制炎症介质及致纤维化因子的激活与释放。结果证明罗汉果苷ⅢE对心肌纤维具有保护作用,可能对预防和治疗心肌纤维化有重要影响。鞠培俊[33]等研究罗汉果苷Ⅴ对地卓西平马来酸盐建立的精神分裂症小鼠模型行为能力的影响,发现罗汉果苷Ⅴ可以显著恢复由地卓西平马来酸盐引起的PPI 受损,说明罗汉果苷Ⅴ可以有效的改善谷氨酸功能低下的小鼠精神分裂行为。姚顺晗[34]等研究了罗汉果皂苷V 对成骨细胞分化的影响,发现罗汉果皂苷V可以显著提高成骨细胞的活力,促进成骨细胞的增殖。首次提出罗汉果皂苷V能够刺激成骨细胞的增殖和分化,为罗汉果皂苷的临床应用提供了新的参考依据。

3 小结

目前对罗汉果皂苷成分的研究主要集中在总皂苷的提取及功能研究。在提取方法方面(见表1),罗汉果的不同提取方法因提取时间、提取温度及提取溶剂等的不同而使罗汉果皂苷的提取得率不同,超声辅助提取可以增加溶剂的穿透力。微波辅助提取具有较好的选择性,不需要特殊分离,对易挥发成分提取效果好。超声和微波辅助提取都可以有效缩短提取时间,一般为几分钟至几十分钟。闪提法相较前面两种方法更为高效、快速,一般在数秒至数分钟内即可完成,并且不需要加热,不破坏成分,可以得到纯度更好的罗汉果皂苷产品。而对于酶法及常温超高压技术都可以大大提高提取率,高效环保但成本稍高。

在药用领域方面集中对抗糖尿病[35]、抗氧化[36]、抑菌[28]等生理功能进行研究,而对于罗汉果皂苷中每一种具体成分的分离提取及生理功能研究较少,目前多见的是对罗汉果皂苷Ⅴ的分离提取及生理功能的研究[18,30,33,34],而对于具体皂苷成分如赛门苷Ⅰ、罗汉果苷Ⅱ、罗汉果苷Ⅲ、罗汉果苷Ⅳ等的提取及生理功能研究极为少见。因此,对于各具体皂苷成分的分离提取、功能性质以及应用研究,以及各成分之间是否有协同作用等将成为今后的研究重点。

其次,目前罗汉果提取物的应用研究主要集中在皂苷类,并且对皂苷类的药理作用研究主要集中在动物实验,临床研究、毒性研究也比较少。因此,建议今后的研究可以可从临床、毒性等机理方面进行更深入的研究。

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