薤白化学成分及其提取分离研究进展

盛艳华，李萌萌，郭云龙，黄鑫※，越皓，陈长宝，王中喜，刘侗，杨德辉※

（1.长春中医药大学吉林省人参科学研究院，吉林 长春 130117；2.吉林省东方制药有限公司，吉林 长春 130013）

薤白（Allii macrostemonis bulbus）为百合科植物小根蒜或薤的干燥鳞茎[1]。小根蒜首载于《神农本草经》，被列为中品[2-3]，栽培历史悠久，主产于东北地区及河北省、江苏省和湖北省等地，通常夏、秋季采挖。薤白作为一种药食同源的中药材，具有多种药理作用，具有抑制血小板聚集、降血脂、抗动脉粥样硬化、抑制肿瘤、消炎、抗氧化和抑菌等作用，临床上可治疗哮喘、心绞痛、冠心病、急慢性支气管炎、高血脂和心肌缺血等疾病[4-7]，此外，薤白毒副作用小，并且易于种植，所以是一种极具开发价值的中药材。因此，对其成分进行深入研究具有十分重要的意义。目前，已报道的薤白中主要化学成分，包括甾体皂苷类、含硫化合物、含氮化合物、脂肪酸类、多糖类及其他成分。由于其薤白所含化学成分的物理化学性质差异较大，提取分离方法的选择也至关重要。本文对薤白化学成分组成及其提取分离方法的研究进展进行综述，以期为薤白药材的深入研究和开发提供一定的科学依据。

1 薤白化学成分

1.1 甾体皂苷类化合物

甾体皂苷是中药薤白的主要化学成分之一，此类皂苷是以环戊烷骈多氢菲为基本母核和3 个侧链共同组成的基本骨架。其中具有戊烷骈多氢菲甾核的螺甾型皂苷类和呋甾型皂苷类是薤白中两类主要皂苷类型[8]。在该类化合物中有替告皂苷元（tigogenin）、拉肖皂苷元（laxogenin）和菝葜皂苷元（smilagenin）等皂苷元，主要的糖基包括葡萄糖、阿拉伯糖、木糖、半乳糖和葡萄糖醛酸等。从薤白中分离得到甾体皂苷类化合物，见表1。在很长时间以来，对于薤白皂苷的研究一直是中外学者深入探讨的重点。

表1 薤白中甾体皂苷类化合物Table 1 The steroidal saponins from Allii macrostemonis bulbus

续表1

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经一些学者潜心研究后，将从薤白中提取分离鉴定的化合物命名为薤白苷 A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L。其中，具有抑制血小板聚集作用的是薤白苷A、E、F、G[9-10]。唐丽等[11]用90%乙醇溶液提取薤白鳞茎中的活性物质，用水饱和正丁醇萃取后经分离纯化得到了5 种化合物，其中含有提果皂苷元羟基-异螺甾醇]和吉托皂苷元二羟基-异螺甾醇]。陈海峰等[12]利用60% 乙醇提取小根蒜中的有效成分，减压浓缩纯提取液，洗脱，再用多种色谱法进行分离鉴定，研究发现，共鉴定出了8 个化合物，它们分别是薤白皂苷B、薤白皂苷C、薤白皂苷E、薤白皂苷F、薤白皂苷G、22(S)-胆甾-5-烯羟基吡喃鼠李糖基吡喃葡萄糖苷吡喃葡萄糖基-22-羟基-呋甾-5(6)-烯二醇吡喃葡萄糖基吡喃葡萄糖基吡喃葡萄糖基吡喃半乳糖苷吡喃葡萄糖基-22-羟基-呋甾26-二醇吡喃葡萄糖吡喃半乳糖苷，其中，22(S)-胆甾-5-烯羟基吡喃鼠李糖基吡喃葡萄糖苷和吡喃葡萄糖基-22-羟基-呋甾-5 (6)-烯二醇-3-氧吡喃葡萄糖基喃葡萄糖基吡喃葡萄糖基吡喃半乳糖苷是第1 次从该植物中得到，D-吡喃葡萄糖基-22-羟基D-吡喃葡萄糖吡喃半乳糖苷是第一次从该属植物中得到的。康小东等[13]用70%乙醇提取物经过多次色谱分离和纯化，共得到6 种化合物，其中胡萝卜苷十一烷酸酯为第1 次从百合科植物中分离得到的。程书彪等[14]用70%乙醇溶液提取薤白中的有效成分，共分离得到了3 个皂苷类化合物，其中薤白皂苷S 是新的化合物。王宜海等[15]利用60%甲醇溶液提取薤白中的化学成分，从中分离并鉴定出了7 个化合物，其中无梗五加苷吡喃果糖、-D-呋喃果糖甲苷为第一次从薤白中分离得到。YAO等[16]通过各种光谱方法从75% 乙醇提取物分离得到2 种新的甾体皂苷和2种已知成分，并进一步研究了这些成分的抗肿瘤活性；2 种新的甾体皂苷分别被命名为吡喃葡萄糖基-5 -呋甾吡喃葡萄糖基吡喃葡萄糖基吡喃半乳糖苷和吡喃葡萄糖基喃葡萄糖基喃葡萄糖基吡喃半乳糖苷；2 种已知的成分是化合物吡喃葡萄糖基呋甾D-吡喃葡萄糖基D-吡喃半乳糖苷和吡喃葡萄糖基呋甾-25(27)-烯四醇吡喃葡萄糖基吡喃葡萄糖基吡喃葡萄糖基喃葡萄糖基吡喃葡萄糖基吡喃半乳糖苷为首次从该药用植物中提取得到。

1.2 含硫化合物

含硫化合物是薤白中挥发油的主要成分之一，约占挥发油总含量的50%以上，薤白因此具有特别的气味。该类化合物如表2 所示，主要有二甲基二硫、3-[(1-甲基乙基)硫]-1-丙烯、2,4-二甲基噻酚、甲基烯丙基二硫、甲基丙基二硫、1,3-二唑烷、二甲基三硫、2,2-双甲硫基丙烷、异丙基丙基二硫、异丙基烯丙基二硫、甲基烯丙基三硫、甲基丙基三硫、二甲基四硫、丙基烯丙基三硫、二丙基三硫、丙基烯丙基三硫、5-甲基-1,2,3,4-四硫环已烷。

表2 薤白中含硫化合物Table 2 The sulfur compounds from Allii macrostemonis bulbus

彭军鹏等[17-18]对藠头和小根蒜中的挥发油进行了深入的研究，结果证实二甲基三硫和甲基烯丙基三硫是藠头的主要组成，分别占挥发油总量的19.82%和23.06%。郭海忱等[19]利用水蒸气蒸馏等方法处理得到浅黄色油状物，经研究表明薤白挥发油中含量较高的是二甲基三硫醚和甲基丙烯基三硫醚。Emiko 等[20]研究了藠头的挥发性物质，其中二甲基三硫含量为34.06%，二甲基二硫含量为19.32%，甲基丙烯基二硫含量为12.26%。黄芳等[21]运用了色谱-质谱联用技术对薤白挥发油进行了研究，结果表明17 个组分中14种为含硫化合物，占挥发油总量的94.36%。

1.3 含氮化合物

含氮化合物是薤白中主要化学组成之一。该类化合物主要有N-反阿魏酰酪胺、N-对-香豆酰酪胺、色氨酸、鸟氨酸、腺苷、丁香苷、胸苷、2,3,4,9-四氢-1-甲基-1H-吡啶骈[3,4-b]吲哚-3-羧酸和 2,3,4,9-四氢-1H-吡啶骈[3,4-b]吲哚-3-羧酸等。其中因腺苷具有扩张冠状血管等药理作用已被广泛应用于临床，例如其可作为一种抗心律失常的药物。

彭军鹏等[22]从中药薤白中共分离得到6 种成分，分别为腺苷、丁香苷、色氨酸、胸苷、2,3,4,9-四氢-1-甲基-1H-吡啶骈[3,4-b]吲哚-3-羧酸和 2,3,4,9-四氢-1H-吡啶骈[3,4-b]吲哚-3-羧酸，其中也有含氮化合物。何祥久等[23]用60%乙醇溶液提取薤白，并用不同极性的萃取剂进行萃取，然后用硅胶柱层析等方法进行分离，共得到了10 个化合物，其中5 种为含氮化合物。

1.4 脂肪酸类化合物

薤白中具有多种脂肪酸类化合物，主要包含油酸、亚麻酸、木脂酸、花生酸、丁二酸、对羟基肉桂酸、棕榈酸、对羟基苯甲酸、21-甲基二十三烷酸和谷甾醇等。

夏新奎等[24]将薤白粉碎样品置于索氏提取器中，用石油醚进行回流提取，经研究后共得到16 个化合物，其中脂肪酸的主要成分亚油酸占31.146%、棕榈酸占17.898%、油酸占17.471%、谷甾醇占14.527%。

1.5 多糖类化合物

蔗糖、葡萄糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、-D-吡喃果糖等是该类化合物的主要组成。其中PAMIb、PAM-Ⅱa 和 PAM-Ⅲ'主要级分为均一多糖，PAMIb 中的关键成分是葡萄糖和半乳糖；PAM-Ⅱa 的关键成分是木糖、鼠李糖、葡萄糖；PAM-Ⅲ'的关键成分是葡萄糖、木糖、半乳糖。多糖类化合物在临床应用中也发挥着越来越重要的作用。

杜敏华等[25]将小根蒜切碎后用果胶酶进行水解后进行脱脂、去蛋白、果胶用乙醇进行分级醇析，并进行纯化鉴定，结果表明，小根蒜中的单糖组分主要是葡萄糖和果糖。韩秋菊等[26]对于薤白中的多糖化合物进行了研究，经分析后得知其除具有抗氧化作用外，还拥有清除羟基自由基的能力，同时还发现其还原Fe3+的作用比较弱。甘杨子等[27]对薤白多糖的提取及分离鉴定进行了探索，并以小鼠股骨BMSCs 为模型，研究其对细胞DNA 的作用。

1.6 其他

在薤白中还发现含有苏氨酸、色氨酸、丝氨酸和丙氨酸等17 种氨基酸，此外还含有瓜氨酸、N-甲基脯氨酸、前列腺素A1 和B1、-谷甾醇、胡萝卜苷、胡萝卜苷十一烷酸酯、琥珀酸、紫丁香苷、己六醇、P-谷留醇和无机微量元素等。

斯琴[28]通过试验发现小根蒜中包含天冬氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、谷氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、精氨酸和脯氨酸等氨基酸，约占其总含量的83.52%。吴素珍等[29]通过火焰原子吸收光谱法分析发现薤白中含有 Fe、Cu、Zn、Mn、Ca、Mg 元素。

2 薤白中有效成分的提取分离方法

薤白中有效成分的提取分离过程大致为：首先将薤白进行适当粉碎，要保证药材粉碎的粒度适中，然后根据试验的需求选择适当的乙醇浓度来提取薤白中的有效成分，根据需要可以利用超声波进行辅助提取，提取的时间则应根据试验条件决定；随后对提取液进行减压浓缩，至无醇味即可；然后根据试验选择不同种类的萃取剂进行萃取，回收萃取剂，或者是利用吸附树脂、硅胶柱色谱和ODS 柱色谱等进行分离洗脱，再结合制备色谱等方法进行分离纯化，最后得到目标化合物。

2.1 甾体皂苷类的提取分离

陈海峰等[12]将薤白60% 的乙醇提取液先进行减压浓缩后，通过HP-20 大孔吸附树脂，然后用不同的溶剂进行洗脱处理，减压浓缩至膏状，用甲醇进行回流提取，之后用硅胶柱色谱分离后，用氯仿、甲醇等再次进行洗脱，将洗脱部分进ODS 柱色谱后再进行洗脱，合并洗脱部分并用Rp-18 高效液相色谱进行纯化，最终得到皂苷类化合物。陈海峰等[30-31]对薤白中的呋甾皂苷I 进行了深入的研究，将薤白的甲醇提取液过滤后，经过硅胶柱色谱并收集其洗脱的部分，然后用常压ODS柱分离后可以得到对照品；薤白提取物的制备则利用60%乙醇浸泡药材过夜，经回流过滤后再用60%乙醇提取，回流滤过，合并滤液，将乙醇回收后通过D101大孔树脂，洗柱，将洗脱液减压回收，进行干燥即得。

顾维等[32]通过正交试验确定了薤白的提取工艺是药材用量一定时，利用水提法进行提取，共提取3次，每次需要2 h，将滤过后的溶液经大孔吸附树脂进一步纯化，具体操作步骤如下将提取液流经D101 大孔树脂柱，吸附3 h 后用不同溶剂进行清洗至无色，再用60% 乙醇进行洗脱，将收集得到的溶液部分进行浓缩，然后再通过真空干燥，即得皂苷类化合物。刘剑青[33]将藠头干粉加入一定量乙醇溶液，在一定温度下进行回流，然后过滤，将滤液蒸发浓缩，浓缩液加入少量蒸馏水溶解，用正丁醇萃取，再回收正丁醇，蒸干即得皂苷化合物。关峰等[34]运用超声波辅助提取法，用70%的乙醇溶液提取鳞茎粉末，过滤离心，清除残渣，合并滤液，浓缩后用极性不同的萃取剂进行萃取3 次，然后进行减压浓缩，所得物质呈灰白色膏状；经研究发现超声功率500 W 的条件下，固液比1∶50、提取温度64 ℃时，得到薤白总皂苷的量最大。曹红等[35]通过瓜蒌薤白水提物和醇提物进行对比，以小鼠常压耐心肌缺氧作为模型，比较了这2 种提取物的药效学。

2.2 挥发油成分的提取分离

薤白中挥发油的提取分离过程大致为：运用水蒸气蒸馏法或醇提法进行提取，需要时可用超声法进行辅助提取，采用石油醚进行收集，之后除去萃取剂，即得所需成分。

彭军鹏等[18]将捣碎的鳞茎放入合适的容器内中，先用水蒸气进行蒸馏，然后继续用石油醚进行收集，下一步是将收集所得产物进行除去石油醚的操作，最终得到浅黄色油状液体，并且可以闻到挥发油具有有葱的味道。张卿等[36]利用水蒸气蒸馏法提取，石油醚进行萃取，蒸除石油醚，用所得的薤白挥发油进一步研究了其对S180 荷瘤小鼠免疫功能的影响以及抗肿瘤作用。吴志民等[37]用水蒸气蒸馏法提取，石油醚萃取，并用所得挥发油诱导人胃癌细胞的凋亡。林琳等[38]对该类化合物同样进行了深入的研究，分别采用了超临界CO2 萃取法和水蒸气蒸馏法。其中超临界CO2 萃取方法运用到了萃取釜等装置，因为这种装置具有较高的萃取效率，有利于对化合物的提取。萃取釜中装入药物，根据试验所需进行条件的设置，如萃取压力设为25 MPa、萃取温度设为40 ℃在25 L/h CO2 流量条件下进行萃取，最后采用色谱—质谱联用技术将所得化合物进行分析鉴定。

蒋合众等[39]取薤白样品粉末投入萃取釜中，利用了正交试验设计，选择了温度、萃取压力和萃取时间3个因素作为其考察的部分；此试验用到了萃取釜，在一定的萃取压力和 CO2 流量的条件下，先进行静态萃取，然后则进行动态萃取。黄芳等[21]将药材粉末按照一定的固液比，利用水提法进行提取，并利用超声辅助提取；此方法运用到了挥发油测定器和回流冷凝装置，将装有提取液的烧瓶通过加热的方法对挥发油进行提取，然后利用充满水和正己烷的挥发油测定器对挥发油进行收集，主要是收集环己烷层，再利用水浴法将正己烷除去，将所得部分进行干燥，最后所得的物质即为薤白挥发油，并用响应面法对该类化合物的提取工艺进行了优化。孙颖等[40]将蒜泥置于圆底烧瓶中，料液比1∶5（g∶mL），加入有机溶剂，充分混合后滤出溶剂，分离后收集有机溶剂，重复以上操作3 次，最后将提取液合并，重蒸，用旋转蒸发仪富集浓缩，后氮吹，得到深黄色透明液体。韩成花等[41]取鲜薤白鳞茎和叶进行干燥，置于圆底烧瓶加蒸馏水浸泡，并用超声波清洗器超声30 min，再加入2 mL 的环己烷，用水蒸气蒸馏法提取5 h，用无水硫酸钠干燥脱水，最后得到淡黄色薤白挥发油。

2.3 含氮化合物的提取分离

刘岱琳等[42]对薤白中的腺苷进行了进一步的研究，将60% 乙醇提取溶液进行回流提取，提取分为2次，第1 次时间为3 h，第2 次时间为1 h，将合并后的滤液进行定容操作，将蒸干后的提取液进行溶解，然后离心除去沉淀，最后将所得溶液经过微孔滤膜进一步过滤，即得到样品溶液。何祥久等[23]将薤白60% 的乙醇提取液进行回流提取3 次，合并3 次所得的提取液，将溶剂进行减压回收，此时物质呈浸膏状，用水将浸膏分散开，依次用等体积的、不同极性的萃取剂进行萃取，包括乙酸乙酯和水饱和正丁醇，萃取3 次，再经大孔吸附树脂分离，用水、乙醇等梯度洗脱，再利用硅胶柱层析、Diaion HP-20、Rp18 HPLC 等方法进行下一步的纯化。苏彦斌等[43]利用超声波辅助提取法进行药材活性成分的提取，取出后放冷，以5 000 r/min 离心后取上清液，并将其放入量瓶中，残渣加60% 乙醇继续进行超声后取出放冷，以相同的条件进行离心，合并2次所得的上清液，用60%乙醇稀释至50 mL，摇匀，用作供试品溶液。

2.4 脂肪酸类化合物的提取分离

夏新奎等[24]将药材粉末放入索氏提取器中，用石油醚进行回流提取，将提取液浓缩蒸干，即得脂肪酸类化合物。康小东等[13]用70%乙醇提取薤白中的有效成分，将提取液合并后回收溶剂，所得物质用适量的水溶解，再用不同极性的萃取剂进行萃取。将不同的萃取层用不同的色谱方法进行洗脱分离，经分析检测到琥珀酸、胡萝卜苷十一烷酸酯等化合物。

2.5 薤白多糖的提取分离

夏新奎等[44]利用甲醇回流的方法将药材粉末中脂肪除去，抽滤后将药渣进行风干；后用80% 乙醇将其中所含有的小分子糖、生物碱和苷类等物质除去，再次风干药渣；采用正交试验的方法，对提取的工艺条件进行了优化，将温度、时间和液料比作为3 种因素，进行多糖的提取；利用离心法将水提液中的杂质去除，经过醇沉后过滤，用丙酮、无水乙醇等溶剂洗涤几次，真空干燥后即得产物。张凤等[45]利用水提法进行超声提取药材中的有效成分，离心过滤后减压浓缩，然后用80%乙醇提取，真空干燥得薤白多糖，用胰蛋白酶可除去薤白多糖中的蛋白质。韩秋菊等[26]将薤白的水提物通过加热来提取多糖成分；将残渣出去后用醇沉法进行沉淀，并收集离心后的沉淀；用无水乙醚和无水乙醇洗涤得到的沉淀物，洗完后进行晾干，即得目标化合物。郑如刚[46]先将药品于乙醇中进行回流，减压过滤后将且其中的药渣在进行水提取，浓缩滤液后用木瓜蛋白酶等除去蛋白，H2O2 脱色后加无水乙醇，使醇度达到80%以上，静置过滤后用无水乙醇、乙醚、丙酮等溶剂进行洗涤，所得的多糖经透析48 h 后醇沉，干燥沉淀后得半纯薤白多糖。张占军[47]取薤白粉末用石油醚回流脱脂，于55 ℃烘干，再用80%乙醇回流，于65 ℃烘干，粉碎，加水磁力搅拌浸提，离心将上清液浓缩后进行醇沉，所得沉淀物用无水乙醇、丙酮和乙醚等溶剂洗涤干燥后即得。

2.6 其他成分的提取分离

吴素珍等[29]用浓硝酸将药材粉末进行溶解，后利用微波消解仪进行微波消解，然后通过水浴加热将酸除去，最后用稀硝酸进行稀释至相应刻度以备测量时使用。黄少辉[48]分别利用回流法和超声法提取藠头和小根蒜中的氨基酸及其衍生物。其中回流法是用甲醇浸泡干净的鳞茎，4 ℃过夜，用榨汁机匀浆后进行搅拌回流，将其冷却后进行抽滤，并收集滤液；所得到的滤渣再次通过甲醇处理，将2 次的滤液合并在一起。在恒压滴液漏斗仪器内，将滤液倒入盐酸中，并且要不断地进行搅拌，将其中的沉淀去除后用旋转蒸发的方法进行浓缩，最后将所得到的物质保存在4 ℃的环境下。而超声法与回流法唯一的不同是其运用冰水浴的方法进行超声提取，接下来的步骤则与回流法相同。

3 小结

通过对薤白化学成分分类总结发现，薤白中所含有的部分化学物质在临床应用中具有极其重要的作用，所以对其进行深入的研究是至关重要的。如甾体皂苷类、多糖类和薤白挥发油成分体现出了抗肿瘤作用；甾体皂苷类、含硫化合物和含氮化合物具有抑制血小板聚集的作用。结合每种化学成分的特点，通过不同的提取条件，如乙醇浓度、蒸发温度或萃取试剂及超声条件来提取出不同的化合物，发现新的成分，为后续的研究奠定基础。

在薤白化学成分提取部分，大多数学者选用了醇提法、水提法或者水蒸气蒸馏法，不同的是选择提取的次数和时间有所差异，有的学者还用超声波进行了辅助提取。在醇提法中，常用60%、70%、75% 和 90% 浓度乙醇作为溶剂。在水提法中需要注意的是除了可提取出有效成分外，同时还可以提取出一些水溶性杂质，如淀粉、蛋白质、黏液质等，为了提高有效成分的质量，可用相应方法除去杂质，如张凤等[45]则用胰蛋白酶除去了薤白多糖中的蛋白质；而在醇提法中则可避免淀粉、蛋白质等成分的浸出。在提取挥发油成分时则用的是水蒸气蒸馏法，该法也仅适合于能随水蒸气蒸馏不被破坏，具有挥发性的物质。除此之外还有超临界CO2萃取法，该方法中用到了萃取斧，此装置具有较高的萃取效率，有利于有效成分的提取。在溶剂萃取法中，常用的萃取剂有石油醚、氯仿、乙酸乙酯、水饱和正丁醇等，该法提取分离效率高，且消耗的试剂量少。在分离纯化部分，学者们则用到了吸附树脂、硅胶柱色谱、ODS柱色谱和高效液相色谱等方法，因其具有选择性好、吸附速度快、柱效高、分离速度快等优点。

该研究首先对薤白的化学成分进行了分类和总结，包括甾体皂苷类化合物、含硫化合物、含氮化合物、脂肪酸类化合物、多糖类化合物及其他，然后对薤白的提取分离方法进行了归纳，包括水蒸气蒸馏法、超声提取法和溶剂萃取法等在薤白中不同类型化学成分提取分离中的应用，并对不同方法提取出成分的药理作用进行了进一步的综述，以期将其更好地应用于临床，可有效地发挥中药薤白更大的药用保健价值。