芦荟中有效成分的分离、提取、提纯

2013-01-23 19:51王世静
中国医药指南 2013年5期
关键词:蒽醌芦荟黄素

王世静

(青海普兰特药业有限公司,青海 西宁 810007)

芦荟中有效成分的分离、提取、提纯

王世静

(青海普兰特药业有限公司,青海 西宁 810007)

芦荟属独尾草科多年生草本植物,原产于地中海和非洲,属百合科芦荟属,为常绿植物。传统上习惯将芦荟作为泻药食用,近年来在化妆品领域得到较为广泛的应用。随着研究的不断深入,芦荟所具备的抗氧化、抗肿瘤、抑菌、消炎、免疫调节等作用也被相继报道。由于芦荟具有重要的药用价值和商业价值,已成为天然产物研究开发领域的重点课题,其中所包含的多种有效成分如多糖、二氢香豆素、蒽醌等均被分离出来并进行生物活性评价。基于此,本文根据相关资料对芦荟有效成分的分离、提取、提纯进行综述。

芦荟;有效成分;分离和提纯

芦荟原产于非洲热带干旱区域,目前研究较多的芦荟品种为木立芦荟、库索拉芦荟、中华芦荟、好望角芦荟几种,其中库拉索芦荟是国内外研究最多的品种。近年来我国芦荟种植和加工产业发展迅速,截止到2010年全国芦荟种植面积超过5万亩,芦荟产品的生产和加工逐步规模化全国芦荟产业产值约为90亿元[1]。现阶段芦荟加工产品主要有芦荟干粉、芦荟汁饮料、芦荟日用品及美容产品。本文根据相关材料对芦荟的主要作用和有效成分的分离、提取、提纯方法进行探讨,希望能够为芦荟产品的进一步开发和利用提供一定的理论和参考依据。

1 芦荟主要化学成分概述

芦荟是一种百合科多年生常绿肉质草本植物,叶成座状或生于茎顶,簇生,常披针形或叶宽短,边缘有尖齿状刺。芦荟作为天然草本植物易于栽种,花叶兼备,颇受大众喜爱。其花序多为伞形、圆锥形和穗状,色红、黄或带有赤色斑点,花瓣六片,雌蕊六枚,花朵常被基部连合成筒状[2]。芦荟在世界各地均有分布,印度及马来西亚、非洲大陆和热带地区、我国元江地区均有野生芦荟分布。

芦荟主要成分为大黄素甙、芦荟甙、异芦荟大黄素甙等,具有泻下通便、消疳杀虫、清肝泄热的作用,可用于治疗小儿惊痫、热结便秘、疳热虫积等病症。芦荟在民间已经存在3000多年的历史,随着科学技术的不断进步,芦荟的有效成分、药用价值及生物活性被不断的发现和应用,芦荟产品的研究和开发已经进入崭新的时代。目前世界范围内芦荟品种多达300余种,主要药用品种为库拉索芦荟、好望角芦荟和斑纹芦荟[4]。芦荟根、叶、花均可入药,具有多种治疗作用,受到医学领域的广泛重视。现阶段从芦荟中已检出18种微量元素、21种有机酸、11种游离氨基酸、维生素、糖类、酚类、甙类等70多种成分。据研究表明,芦荟的主要化学成分包括蒽醌类化合物、糖类、氨基酸、脂类及有机酸、矿物质、酶及其他成分[5]。

芦荟主要的有机化学成分是羟基蒽醌类化合物,如芦荟甙、芦荟霉素、芦荟泻素、芦荟熊果甙等。其中芦荟甙和芦荟泻素具有健胃、通便的药用价值,芦荟熊果甙具有抗溃疡作用,芦荟霉素具有抗菌、抗病毒、抗癌的作用。芦荟中所含的糖类是指甘露糖、葡萄糖及由甘露糖和葡萄糖组成的多糖。其中芦荟叶肉粘液中所含有的主要成分为甘露聚糖,属于线性多糖聚合物。部分品种的叶肉中还含有少量的鼠李糖和阿拉伯糖。芦荟中的多糖对艾滋病和癌症具有良好的防治作用,甘露聚糖则具有一定的抗肿瘤作用。

芦荟中新鲜汁液中含有丰富的氨基酸,如谷氨酸、精氨酸、天冬氨酸等,共8中人体必需且不能自行合成的氨基酸。芦荟中的脂类成分主要包括烷烃、脂肪酸、甾醇类物质等,已知有机酸为乳酸、苹果酸、琥珀酸等。芦荟中有机酸的含量会随季节变化而变化,夏季有机酸含量有普遍怎增高趋势。芦荟中含有的矿物质多达几十种,不同产地的芦荟中的矿物质含量和种类也有所不同。现阶段,从芦荟汁液中检出的酶主要有脂肪酶、淀粉酶、氧化酶、纤维素酶等。此外,日本添田百枝博士在日本木立芦荟中发现除酚类化合物外,还有三种耐酸、耐热、耐碱的化学成分,即阿劳米嗪,阿劳埃乌罗辛和阿劳埃汀这三种物质均具有一定的药用价值。

2 芦荟有效成分的分离、提取、提纯

对于芦荟有效成分的研究,首先应对其中含有的有效成分进行提取,并将有效成分从复杂的提取物质中分离和提纯出来,对其有效成分的化学结构、药理作用进行研究,阐明构效关系[6]。芦荟有效成分的提取是从植物原料中分离有效成分的重要操作单元,提取方法和提取工艺的不同直接关系芦荟产品中有效成分的含量。芦荟有效成分的常用提取方法为水提法、有机溶剂提取、水蒸气蒸馏、化学处理、酸性或碱性有机溶液提取、酶解或抑制酶解、升华法等。

芦荟有效成分提取通常采用的是水提法和有机溶剂提取法,其中水提法根据所应用提取工艺的不同又可分为浸提、煎提、渗漉。有机溶剂提取法中溶液的选择对芦荟有效成分的提取十分重要,适当的溶液能够保证所提取的有效成分较多、无效杂质较少。最常用的有机溶液是乙醇和水,水极性大,对大多数的化学成分具有较强的溶解能力,因此水提取物质所含成分较多,杂志含量较高。乙醇在芦荟有效成分提取中的应用仅次于水,极性适宜,可与水进行任意比例的混合改变溶液极性,且沸点较低,可反复回收和再利用[7]。

芦荟的化学成分大致包括亲水性成分、亲脂性成分和中等极性成分,适合应用乙醇进行有效成分提取,且有效避免了提取液的霉变。随着科学技术的发展许多新型提取技术也逐渐应用于芦荟有效成分的提取中,如超声提取法、半仿生提取法、超临界瘤体萃取法。其中超声提取法提取芦荟有效成分的的提取率较高,在超声提取的过程可产生强烈的振动和空化效应、高速度、搅拌作用等,使植物药材细胞受到破坏,加速溶媒向药材细胞的渗透,使芦荟有效成分的提出率增加。超声提取法速度较快,有利于提高芦荟有效成分提出量。马稳等采用超声辅助法提取芦荟中的芦荟甙,筛选出最佳提取工艺为乙醇浓度60%,料液比1∶60(g/mL),超声时间为40min,所得芦荟甙率为1.792%。此外马稳等还报了芦荟中芦荟大黄素的提取工艺,在乙醇浓度70%,料液比1∶80,辐射时间25min的提取条件下,芦荟大黄素的所得率为1.25%。而采用超临界CO2流体萃取芦荟大黄素,在萃取压力为25MPa,萃取温度为30℃,料液比为1∶2 ∶5,静萃取时间为60min,动萃取时间为30min的条件下萃取率高达3.83mg/100g。

芦荟的一些药理生理活性是基于多种成分的协同作用,起到主要作用的只是其中某种或某类有效成分,其他成分只是起到增效作用。因此要研究芦荟中具有药理活性的有效成分,需要对芦荟的化学成分进行分离和提纯[8]。高分子大孔吸附树脂适应性较强,吸附选择性好、应用范围广,可有效吸附芦荟中不同化学性质的化合物,目前已经成为芦荟有效成分分离和提纯的主要方式。此外,聚酰胺柱层析技术具有吸附速度快、选择性好、分离纯度高等特点,在芦荟的分离和提纯中已经得到广泛应用。实验研究证明以乙醇为流动相,采用聚酰胺柱层析法结合高效液相色谱法提纯芦荟中的蒽醌苷元,所得芦荟大黄素的纯度高达92.56%。近年来逆流色谱技术在芦荟分离和提纯的研究中也得到广泛应用,其优点是分离和提纯的操作条件较温和,适用于制备性分离。采用逆流色谱技术对库拉索芦荟中芦荟苷进行制备性分离,氯仿、正丁醇、甲醇、水,溶剂比例为4∶0.28∶3∶2,(V/ V),流速2mL/min,转速870r/min,利用TLC、HPLC对分离出的组分进行分析,其中芦荟苷A、B的纯度分别为96%和93%。

3 总 结

大量研究表明,芦荟在抑菌、抗肿瘤、创伤愈合、养胃护肝、保护皮肤、糖尿病治疗等方面具有药理作用。芦荟中除芦荟甙、芦荟大黄素、异芦荟苷、蛋白质类、糖类等有效成分,还包括二氢香豆素等物质,需要进一步研究开发。为保证芦荟产业的可持续发展,进一步研究芦荟产品的深加工技术,并将产品原料进行综合有效利用,开发附加值较高芦荟产品,对扩大产业增值和增效空间具有重要意义。

[1]周建 青,郭珍,李林.芦 荟中蒽 醌类 物质的 提取研 究[J].安徽农 业科学,2007,35(22):6707.

[2]李天 东,罗英,李俊刚.芦 荟多糖生物活性研究进展 [J].安徽农 业科学,2009,37(5):2033.

[3]朱俊玲,卢 智.超临界CO2萃 取 芦 荟多糖工艺的优化[J].安徽农 业科学,2011,39(10):5794-5795.

[4]Hidehiko B,Kaoru K,Kan S,et al.Studies on the components ofAloe arborescensfrom Japan-monthly variation and differences dueto part and position of the leaf[J].Biochem SystematEcol,2004,32(9):783-795.

[5]Antidepressant-like effects of the ethanolic extract of Xiaobuxin-Tang,a traditional Chinese herbal prescription in animal models of depression[J].Chin Med J,2007,120(20):269-230.

[6]马稳,李鸿雁.微波辅助提取芦荟中芦荟大黄素工艺的研究[J].食品工业科技,2009(7):254.

[7]董长颖,曹保权.三种芦荟凝胶多糖的提取与含量测定[J].吉林农业科技学院学报,2009,18(2):10-11.

[8]魏杰.芦荟的杀螨活性及活性化合物的追踪分离[D].重庆:西南大学,2011.

[9]李姣艳,杨武英,陈金印.超声波提取芦荟中蒽醌类物质工艺的研究[J].安徽农业科学, 2009,37(11):5120.

[10]王俊杰,付云芝.芦荟中蒽醌化合物的提取和检测及药用价值研究进展[J].安徽农业科学,2010,38(21):11131-11133.

R282.710.3

:A

:1671-8194(2013)05-0066-03

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