苦瓜降糖活性皂苷研究进展

李月秋，杜光玲，刘兴中，李军，赵燕燕，韩媛媛，刘丽艳

（1.河北大学医学实验中心，河北保定 071000；2.河北张家口蔚县农牧局，河北张家口 075700）

苦瓜降糖活性皂苷研究进展

李月秋1，杜光玲1，刘兴中2，李军1，赵燕燕1，韩媛媛1，刘丽艳1

（1.河北大学医学实验中心，河北保定 071000；2.河北张家口蔚县农牧局，河北张家口 075700）

摘 要：综述近十年来苦瓜降糖活性皂苷的化学成分﹑降糖作用﹑提取方法及检测方法的研究进展,并对苦瓜降糖活性皂苷的高效毛细管电泳检测方法提出了建议和展望。

关键词：苦瓜；降糖活性皂苷；进展

糖尿病是以生命活动的基础—代谢状态出现紊乱，以代谢调节的重要激素—胰岛素的产生与作用障碍而表现的慢性代谢疾病[1]。随着糖尿病患者数量增长，糖尿病已成为继心血管病、肿瘤之后威胁人类健康的第三大病种，成为现代社会的高发病之一，不但群体发病率有升高趋势，且发病年龄也趋向年轻化。如何有效降低血糖水平，日益成为预防医学工作者关注的热点。从天然药物尤其是植物药中寻找降血糖的有效成分是一条重要途径。

在我国民间，苦瓜药食两用已有几千年历史，随着现代科学的深入研究，苦瓜皂苷已被证明具有降血糖作用，被誉为“植物胰岛素”。本文对苦瓜皂苷（苦瓜皂甙）的当前研究情况进行综述。

1 苦瓜皂苷化学成分研究进展

皂苷又名皂甙或皂素，是由皂甙元和糖、糖醛酸或其他有机酸组成，结构复杂、极性大，存在同一植物中的皂甙大多结构接近，是一类比较复杂的化合物，由于它的水溶液振摇时产生大量持久性泡沫，与肥皂相似，故称为皂苷。皂苷分为甾体皂苷和三萜皂苷两大类。

苦瓜中皂苷种类非常多，关于苦瓜皂苷的结构鉴定，国内外学者做了大量工作。苦瓜的三萜类成分主要存在于苦瓜果实及种子中，包括葫芦烷型四环三萜和齐墩果酸几乌苏烷型五环三萜[2]。Tosbiyuki[3]等从苦瓜新鲜的果实中分离出苦瓜甙-a，-b，-c，-d，-e，-f，-g，-h等8种皂苷。Nakamura S等[4-7]得到了苦瓜皂苷Q、R、S、T 等。李健等[8]应用 HPLC-MS 法表征了八种苦瓜皂苷结构，确定化合物的可能结构为苦瓜皂苷L（分子量 634）、苦瓜皂苷 F2或 I（分子量 618）、7- β，25-三羟基-葫芦烷-5，（23E）-双烯-19-醛或苦瓜皂苷Ⅰ。

另外，苦瓜种子、茎叶中也含有一定量的苦瓜皂苷。张玉婵等[9]从苦瓜茎叶中浸提得到总皂苷的含量分别为2.92%和6.90%。

2 苦瓜皂苷降糖作用研究进展

四氧嘧啶产生超氧自由基而破坏β细胞，导致胰岛素合成减少，胰岛素缺乏，诱发糖尿病。

苦瓜皂甙降糖机理表现在多个方面，如：王先远等[10]通过大鼠动物实验发现苦瓜皂苷不影响禁食大鼠血浆胰岛素含量，却能显著降低进食后大鼠血糖和胆固醇水平，维持适度的皮质醇水平，肌糖原和肝糖原含量明显增加。

石雪萍等研究表明[11-12]：苦瓜皂苷对四氧嘧啶糖尿病小鼠具有明显降低血糖作用，苦瓜皂苷有减弱四氧嘧啶对胰岛β细胞损伤或改善受损细胞功能，有益于缓解糖尿病小鼠症状。

苗明三等[13]研究发现苦瓜总皂苷对小鼠肾上腺素所致高血糖模型，四氧嘧啶糖尿病模型，抵抗胰岛素模型，大鼠链脲佐菌素糖尿病模型均有较好疗效；苦瓜总皂苷具有与达美康、二甲双胍两类阳性对照药相似的作用，具有两者降糖的特点。

另外，苦瓜皂苷对糖尿病并发症也有一定的防治作用。张平平等[14]研究发现苦瓜皂苷对糖尿病模型大鼠肾脏并发症有一定保护作用，且该品无毒。

3 苦瓜皂苷提取方法研究进展

苦瓜化学成分十分复杂，提取其皂苷成分并进一步加以分离、纯化，得到有效单体是苦瓜降糖成分研究领域中的一项重要内容。目前，苦瓜皂苷提取方法多种多样。

3.1 溶剂提取法

溶剂提取法是依据中草药或天然植物中各种被提取成分在溶剂中的溶解性质，选用适宜溶剂提取被提成分的方法。

溶剂提取法萃取苦瓜皂苷的报道，目前有采用正丁醇[15]萃取的，萃取相含有45.51%的皂苷成分；有以甲醇-乙醚为溶剂[16]提取皂苷的，皂苷纯化物得率为35.27%，总皂苷含量可达62.01%；有人采用乙醇[17]为提取剂对苦瓜茎、叶皂苷进行提取、分离及纯化。苦瓜茎、叶提取物中皂苷纯度分别达到83.4%和86%。

3.2 水浴振荡提取法

李健等[18]优选了水浴振荡提取法，以苦瓜总皂苷含量为考察指标，研究了提取溶剂浓度、提取温度、固液比、提取时间、提取次数等因素对总皂苷含量影响。通过正交实验确定苦瓜总皂苷提取的最佳工艺条件。

3.3 加压液相提取法

加压液相萃取（pressurised liquid extraction，PLE）是采用有机溶剂，高温达到200℃、压力达到20000kPa，保持溶剂在液体状态的快速萃取方法[19]。Jesada P等[20]用乙醇为提取剂，采用PLE法获得了苦瓜中降糖皂苷，与索氏提取法相比，PLE法提取效率更佳，提取时间减少了3.75倍，溶剂消耗减少了5倍。

3.4 树脂吸附法

大孔吸附树脂分离技术主要利用特殊吸附剂（大孔吸附树脂）的吸附性和分子筛相结合的原理，从中药煎液中有选择地吸附住其中的有效成分，去除杂质[21]。近年来树脂吸附法在苦瓜皂苷提取中应用见表1。

表1 树脂吸附法在苦瓜皂苷提取中的应用Table 1 The application of resin adsorption method in extracting of Saponins of Momordica charantia L

3.5 恒温渗漏提取法

恒温渗漏提取法提取温度可通过夹层套管中水浴温度控制，并使物料一直接触新鲜的恒温提取溶剂，提高了提取率，并节省溶剂和时间，有利于实际工业化生产的流水线操作。

姚毅等[26]通过正交实验对加热回流提取法和恒温渗漏提取法工艺参数进行优化，结果证明恒温渗漏提取法能有效提高苦瓜皂苷的提取率，且能大大减少提取溶剂用量。

3.6 控温柱提取法

姚毅等[27]研发了控温柱提取法，提取温度可由超级恒温器提供水浴控制，不但可以解决传统提取法的限制问题，且有利于实际工业化生产的流水线操作，为苦瓜皂甙的工业化生产提供了一定的参考方法和理论依据。

3.7 固相萃取法

固相萃取（SPE）是一种由柱色谱发展而来的样品预处理技术。李健等[28]以苦瓜为原料，建立了SPE精制方法，表明SPE具有回收率高，分离效果好，避免乳化现象，操作简单，省时﹑省力等优点。

3.8 超声波提取法

超声波提取法的原理主要是利用超声空化作用对细胞膜破坏，有助于有效成分溶出与释放，超声波使提取液不断震荡，有助于溶质扩散，同时超声波的热效应使水温基本在57℃，对原料有水溶作用。超声波提取与传统的回流提取、索氏提取等比较，具有提取速度快、时间短、收率高、无需加热等优点。超声提取的频率和时间都会影响有效成分的得率，超声提取能提高有效成分的收率[29]，应用情况见表2。

3.9 微波辅助萃取法

微波辅助萃取法（Microwaveassistedextraction，MAE）是使用适合的溶剂，在微波反应器中从天然药物、矿物、动物组织中提取各种化学成分的方法。该方法具有选择性高，重现性好，萃取率高，省时，设备简单，适用范围广，污染小等优点。

表2 超声波法在苦瓜皂苷提取中的应用Table 2 The application of ultrasonic method in extracting of Saponins of Momordica charantia L

李健等[33]将微波辅助萃取法与水浴振荡法和超声提取法进行比较，结果表明，微波辅助萃取法不但大大缩短了萃取时间，而且提高了萃取率。对萃取物用化学法、红外光谱法检测，结果其为三萜类皂苷。

王百军等[34]用微波提取苦瓜中的苦瓜甙，优选出微波提取工艺方案，有效地强化了提取过程，缩短了提取时间，减少杂质。

3.10 超声-微波协同提取

超声-微波协同提取工艺充分利用超声振动的空化作用以及微波的高能作用，使样品介质内各点受到的作用一致，降低目标物与样品基体的结合力，加速目标物从固相进入溶剂的过程。

王琪等[35]在单因素比较的基础上采用二次旋转正交组合设计法优化了苦瓜皂苷的超声＿微波协同提取工艺条件，以含水量13%的苦瓜干为原料，超微粉碎成苦瓜粉，在超声-微波协同处理（70℃，50 W，20 kHz）下，仅973 s，即可使苦瓜皂苷的提取率达2.51%。

3.11 微波辐射诱导萃取法

微波辐射诱导萃取法是近年来发展的从天然物中提取有效成分的一种新技术。钟平等[36]研究了微波辐射诱导萃取法从苦瓜中提取苦瓜甙，得出了提取苦瓜甙的最佳条件。

3.12 超临界流体提取法

超临界流体色谱（SFC）是指以超临界流体（SF）为流动相，以固体吸附剂（如硅胶）或键合到载体（或毛细管壁）上的高聚物为固定相的色谱分离模式，是基于各化合物在两相间的分配系数不同而得到分离[37]。

谢明勇[38]等采用U11（1110）均匀设计试验优选超临界-CO2总皂苷的最佳工艺条件，确定苦瓜皂苷超临界-CO2流体萃取最佳工艺参数。苦瓜皂苷的最佳萃取条件为萃取压力25.5 MPa、温度42.5℃、夹带剂用量180 mL。

4 苦瓜皂苷检测方法研究进展

由于苦瓜中各种皂苷在可见光区均有吸收，目前其检测方法的研究情况介绍如下。

4.1 薄层色谱法

薄层色谱（TLC）是一种常用有效色谱分离技术，在同一薄板、同一展开剂的作用下，不同化合物有不同Rf，这一性质被广泛应用于定性定量分析植物中有效成分。何新益等[39]以硅胶G60为固定相，氯仿-乙醚-丙酮-冰醋酸-水-吡啶为流动相，建立了苦瓜皂苷的HPTLC分析方法。关键等[40]以苦瓜苷为标准品，以硅胶G为固定相，氯仿—甲醇（10∶1）为展开剂进行分离，用岛津CS-930型薄层扫描仪建立了标准曲线，并对石家庄、北京、山西等9个地区种植的苦瓜进行了苦瓜皂苷的含量测定，表明薄层色谱法操作简便、结果准确、推广可行。

4.2 分光光度法

分光光度法是基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法，具有仪器简单、价廉，操作简便，分析速度快等优点，是一种快速测定苦瓜皂苷的方法。

张中伟[41]等采用香草醛-高氯酸为显色体系，于560 nm测定吸光度，建立了苦瓜总皂苷含量的分光光度测定法。程莉君[42]等对高氯酸和硫酸体系进行比较，选择香草醛—冰醋酸—高氯酸体系作为测定苦瓜皂苷的合适显色条件，建立了苦瓜总皂苷含量的测定方法。

陈鋆[43]等以人参皂甙Rgl为对照，以552 nm为最大波长，采用分光光度法对苦瓜中皂甙成分进行了定量分析。张柏瑀[25]等以自制苦瓜皂苷为对照品，以575nm为测定波长，建立了分光光度检测方法，对样品中的苦瓜皂苷进行了测定。

4.3 高效液相色谱法

高效液相色谱法（HPLC）在技术上采用高压输液泵、新型高效填充剂以及各种高灵敏度检测器，具有分析速度快、分离效率高、灵敏度高和操作自动化等优点，更适宜苦瓜样品中皂苷的分离检测。张瑜等[44]采用HPLC法测定了4个产地苦瓜中苦瓜皂苷元L的含量。张玉婵等[17]采用HPLC法测定了苦瓜茎叶中皂苷含量。刘金福[45]等建立了苦瓜皂苷HPLC指纹图谱，为苦瓜鉴别和品质评价﹑质量控制﹑制定质量标准提供参考。

5 展望

综上可知，苦瓜各部位均含有一定量的皂苷，并具有降糖功效，而且广泛种植，价格低廉，因此可研究开发为降糖保健食品或药品，带来一定的社会效益及经济效益。目前，苦瓜皂苷的高效毛细管电泳检测方法尚未见报道，因此我们可研究建立苦瓜皂苷高效毛细管电泳检测新方法，以降低检测成本，减少污染。

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Research Progresses of Hypoglycemic Active Saponins from Momordica charantia L

LI Yue-qiu1，DU Guang-ling1，LIU Xing-zhong2，LI Jun1，ZHAO Yan-yan1，HAN Yuan-yuan1，LIU Li-yan1
（1.Medical Expriment Center，HeBei University，Baoding 071000，Hebei，China；2.Agricultural and Animal Husbandry Bureau of Yu County，Zhangjiakou 075700，Hebei，China）

Abstract：Research progresses of some aspects of hypoglycemic active Saponins fromMomordica charantia Lin recent decade were reviewed，which included chemical constituents， hypoglycemic function，extracting method as well as detection method.The new detection method of hypoglycemic active Saponins fromMomordica charantiaL by High-performance Capillary electrophoresis were suggested and prospected.

Key words：momordica charantia L.；hypoglycemic active Saponins；progresses

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2013.15.033

李月秋（1977—），女（汉），讲师，硕士，研究方向：食品、天然产物、药物等分离分析。

2012-11-01