刘同方,于华忠,陈雁梅,高 梦,郑红岩,刘建兰
(吉首大学林产化工工程湖南省重点实验室,湖南张家界 427000)
杨梅素植物来源及提取分离方法研究进展
刘同方,于华忠*,陈雁梅,高 梦,郑红岩,刘建兰
(吉首大学林产化工工程湖南省重点实验室,湖南张家界 427000)
杨梅素广泛存在于天然植物中,具有抗肿瘤、抗炎和抗氧化等多种药理活性。通过查阅国内外相关文献,对杨梅素的植物来源和提取分离方法进行分类和总结,以期为今后的进一步研究和开发利用提供参考。
杨梅素;植物来源;提取分离方法
杨梅素[3,5,7-三羟基-2-(3,4,5-六羟基苯基)-4H-1-苯并吡喃-4-酮,Myricetin]又名杨梅树皮素、杨梅黄酮、杨梅酮、杨梅黄素,是一种多羟基黄酮醇化合物,广泛存在于天然植物中[1]。现代药理学研究表明,杨梅素具有抗炎镇痛、抗肿瘤、降血糖、保肝和抗氧化等多种药理活性,尤其在防治心血管疾病方面作用明显[2-4]。鉴于其抗氧化功能及降低胆固醇等作用,一些欧洲国家已有将杨梅素作为保健食品上市,但还未有相关药品上市,因此具有较大的开发和应用潜力。目前市场上杨梅素产品主要是从资源相对有限的杨梅树皮和显齿蛇葡萄叶中提取得到。笔者将从杨梅素植物来源和提取分离方法2个方面进行综述,为杨梅素的研究与开发提供参考。
杨梅素作为黄酮醇类化合物,其广泛分布于杨梅科、葡萄科、豆科、杜鹃花科和大戟科等多科植物中[5],而其中以杨梅科和葡萄科植物为代表植物。杨梅素植物来源分类见表1[6-64]。
研究文献发现,多科植物中都含有杨梅素,但以杨梅科(Myricaceae)和葡萄科(Vitaceae)植物为主要研究对象,工业化生产中大多数也都采用杨梅树皮和显齿蛇葡萄叶作为提取来源。除了在植物中发现有杨梅素之外,在蜂蜜[65]和红酒[66]中也发现含有杨梅素,蜂蜜中杨梅素可能是来源于植物的花粉,而红酒中的杨梅素可能是采用葡萄科植物葡萄作为酿酒材料的缘故。
目前,黄酮醇类化合物的提取方法主要有水提取法、有机溶剂提取法、碱提取酸沉淀法、超声波提取法、微波提取法和超临界流体提取等方法;分离方法主要有溶剂萃取法、硅胶色谱、聚酰胺色谱、葡聚糖凝胶柱色谱和大孔树脂分离等方法[67-68]。但是杨梅素的提取方法以水提法、有机溶剂提取法和超声波提取法为主,分离方法主要是硅胶柱色谱法、聚酰胺柱色谱法和葡聚糖凝胶柱色谱法。
表1 杨梅素植物来源分类
接下表
2.1 杨梅素的提取
2.1.1 水提取法。水提取法所需要的成本很低,安全性高,故非常适合工业生产,但水提取法缺点明显,提取效率低,杂质多,且容易霉变,一般需提取后用乙醇沉淀法处理方能进入下一步分离[69]。曹延怀等在研究民间植物药草红藤的化学成分过程中,将草红藤全草干品进行水煎煮2次,每次1 h,过滤,然后对滤液进行分离纯化,得到了杨梅素[52]。姜仕先等称取一定量的藤茶,加水提取2次,弃去残渣,液体放置24 h,滤出沉淀,得到总黄酮结晶,最后分离得到杨梅素[70]。陈缵光等将0.5 g无刺根干样品,用10 ml水分3次提取,每次加热回流1 h,合并提取液,测得杨梅素含量为1.77%[71]。
2.1.2 有机溶剂提取法。有机溶剂提取法是使用最广泛的方法,很容易实现工业化生产。常用有机溶剂有甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等。该方法对设备要求简单,产品得率较高,但成本也相对较高,杂质含量也高[72]。魏红福等在杨梅素提取工艺研究中发现,以乙醇95%作为提取试剂,料液比1∶15,95 ℃条件下,提取1.5 h,杨梅素提取率达到0.088%[73]。邓丹雯等在进行杨梅素提取工艺优化的研究中,用乙醇回流法提取杨梅树叶中的杨梅素,在最优条件下,杨梅素的提取率可达1.355%[74]。王定勇[75]、汤芳萍[9]和覃洁萍[76]等在研究相应植物化学成分的时候,都采用有机试剂提取法提取化合物,然后进行分离纯化,都得到了杨梅素。
2.1.3 超声波辅助提取法。超声波提取法是一种外加物理场的方法,是指以超声波辐射压强产生的空化效应和热效应引起机械搅拌、加速扩散溶解的一种新型提取方法,是近年来应用到天然产物提取分离中的一种提取手段[77]。程海燕在硕士毕业论文试验研究中采用超声波辅助提取法,从杨梅中提取黄酮类化合物,提取率相对有机溶剂提取法较高[78]。张明生等在研究江口县显齿蛇葡萄中二氢杨梅素和杨梅素含量的研究中,采用超声波辅助提取显齿蛇葡萄中的二氢杨梅素和杨梅素[79]。梁永锋采用超声波丙酮浸提甘青老鹳草,然后进行分离纯化,获得杨梅素[59]。陈明生等进行岗松中杨梅素含量测定的研究中,提取方法选择了超声波辅助提取法[43]。
2.2 杨梅素的分离
2.2.1 硅胶柱层析法。硅胶柱层析法是常用的天然药物分离手段,在黄酮醇的分离中,主要适用于分离黄酮醇类苷元。何桂霞等用采用硅胶柱层析法分离含杨梅素的粗产品,以甲苯∶乙酸乙酯∶甲酸(10∶8∶5)洗脱,在第5~14 流份经处理得杨梅素[80]。王定勇等对氯仿部分进行反复硅胶柱层析分离,用石油醚-丙酮体系梯度洗脱,甲醇重结晶纯化,得到化合物2为杨梅素[81]。张晓等将EtOAc部分反复进行硅胶柱色谱分离,梯度洗脱,分离得到330 mg杨梅素[33]。侯柏玲等取100 g 苦马豆提取物进行硅胶柱层析,以氯仿-甲醇梯度洗脱,分离得到6种化合物,其中化合物5为杨梅素[21]。
2.2.2 聚酰胺柱层析法。聚酰胺色谱是由酰胺聚合而成的一类高分子物质,其吸附黄酮类化合物的原理是由于其分子内部的许多酰胺基和羰基与黄酮混合物形成氢键,其形成氢键的能力与溶剂有关,在水中形成氢键的能力最强。同时聚酰胺的膨胀性又可以使被吸附的物质渗入其内部,从而使其具有较大的吸附容量。甘春丽等将藤茶提取液所得结晶用乙醇-乙醚(1∶2)混合溶液溶解,与聚酰胺拌样,待溶剂完全挥干后,加到预处理过的聚酰胺柱,将40%~50%乙醇洗脱部分减压浓缩,放置数天后,有大量杨梅素晶体析出[82]。曹延怀等将草红藤提取滤液冷却后过聚酰胺柱,少量水洗,EtOH-H2O 梯度洗脱,合并相同流分,用聚酰胺柱精制得到杨梅素[52]。
2.2.3 葡聚糖凝胶柱层析法。葡聚糖凝胶分离黄酮类化合物的机制是:分离游离黄酮时,主要依靠吸附作用,由吸附力的强弱不同加以分离。王岩等将显齿蛇葡萄的聚酰胺柱层析洗脱液用Sephadex-LH20柱层析纯化,得到杨梅素产品[7]。钱景时等用ODS 与Sephadex LH-20 反复柱层析,从冬青叶兔唇花中得到杨梅素[51]。Vercruysse S A R等用Sephadex LH-20从Pinus contorta中分离纯化的到杨梅素和槲皮素等化合物[82]。
2.2.4 大孔吸附树脂分离法。大孔树脂具有选择性好,能快速吸附且吸附容量大、机械强度高、再生容易等特点。程海燕进行了AB-8大孔吸附树脂对杨梅素分离条件的研究[78]。黄迪惠采用大孔吸附树脂分离莲子壳中的黄酮类化合物[58]。杨桂霞等研究笃斯越橘果实中黄酮类化合物的时候,使用XAD-7树脂柱进行粗纯化[30]。
2.2.5 其他分离方法。除了上面介绍的杨梅素常用分离方法之外,还有其他分离方法,例如:重结晶[76]、分子印迹柱层析[6]、高速逆流色谱法[83]、凝胶渗透色谱及制备高效液相色谱[44]等多种分离手段。但是大部分分离过程中不只是采用一种分离方法,而是多种方法相结合使用的过程,从而达到较好的分离效果。
由于杨梅素具有广泛的药理活性,一些国家已有将杨梅素开发成保健食品上市,美国食品药物管理局(U.S.Food and Drug Administration)已将杨梅素广泛应用于医药、食品、保健品和化妆品,杨梅素需求量逐年增加。然而,杨梅素主要是从天然植物中提取获得,这些植物资源也相对有限,有的植物杨梅素含量又较低,造成市场上杨梅素产品供应远远不足,且价格也相对较高,一些高效的分离方法,成本也相对较高。因此,寻找一种高效的制备杨梅素的方法,具有重要现实意义。Li等通过生物工程技术,使黄酮醇合酶(FLS)基因在苦荞麦中表达,经检测,在苦荞麦各个部位中都有杨梅素、槲皮素和山奈酚累积[84]。夏立利用橙皮苷成功进行半合成黄酮醇类化合物[85]。所以,化学合成法和生物工程技术方法,是获得杨梅素的2种可行的方法,而且一旦实现工业化生产,将会带来可观的经济效益。
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Research Progress on Plant Origins and Extraction Methods of Myricetin
LIU Tong-fang, YU Hua-zhong et al
(Key Laboratory of Hunan Forest Products and Chemical Industry Engineering, Jishou University, Zhangjiajie, Hunan 427000)
Myricetin is widely distributed in natural plants, which display a diverse array of interesting pharmacological activities including antitumor, anti-inflammatory, anti-oxidant and so on. Through looking up domestic and international relevant documents, the plant origins and extraction methods of myricetin were classified and summarized, in order to provide references for the further research and development of myricetin.
Myricetin; Plant origins; Extraction methods
刘同方(1987-),男,安徽东至人,硕士研究生,研究方向:林产化学加工工程。*通讯作者,硕士生导师,从事天然产物化学研究。
2014-04-30
S 609.9;TQ 917
A
0517-6611(2014)15-04781-03