红枣中环磷酸腺苷及环磷酸鸟苷的研究进展

童心

摘 要：环磷酸腺苷（cAMP）和环磷酸鸟苷（cGMP）是体内重要的生理活性物质，作为“第二信使”的cAMP和cGMP参与血糖调节、肝功能等多种生理生化过程的调节，具有广阔的开发前景及利用价值。本文对cAMP和cGMP国内外研究现状进行综述，并介绍了cAMP和cGMP提取工艺及检测工艺，为进一步研究作参考。

关键词：红枣;环磷酸腺苷;环磷酸鸟苷;提取

Abstract： Cyclic AMP and cyclic GMP are important physiologically active substances in the body， as the "second messenger"， cAMP and cGMP participate in the regulation of blood glucose and liver function， and have broad prospects for development and utilization. In this paper， the research status of cAMP and cGMP at home and abroad was reviewed， and the extraction and determination of cAMP and cGMP were introduced as a reference for further research.

Keywords： jujube; Cyclic AMP; Cyclic GMP; extraction

大枣为鼠李科植物枣的成熟果实，性温味甘，原产于我国，具有悠久的栽培历史。枣中含有丰富的氨基酸、酚类、蛋白质、脂肪、碳水化合物及环核苷酸类物质。同时红枣具有许多中药成分，是天然的无副作用的良药，久食具有补气、益脾胃的功效，是药用的佳品[1-2]。新疆红枣栽培面积近50万hm2，产量达300万t[3]，枣产业已成为新疆经济发展的重要支柱产业之一。

研究表明，cAMP和cGMP是核苷酸的衍生物，是机体中广泛存在的一种重要的生物活性物质[4]。环磷酸腺苷（cAMP）在红枣中的含量为100～600 nmol/g，是一般植物中含量的数倍，是天然植物中最高的，具有重要的开发价值[5]。世界各国的人员对cAMP和cGMP进行了大量的研究，研究显示cAMP和cGMP在基因转录、蛋白质合成等很多领域起着重要的作用，至少40多种疾病与环核苷酸密不可分[6]。

本文基于cAMP和cGMP各方面的研究成果，从研究现状、提取工艺及检测方法等方面的内容进行综述，为进一步开发和利用提供参考。

1 cAMP和cGMP国内外研究现状

1957年Sutherland在哺乳动物的肝脏组织细胞里发现了cAMP，1960年哺乳动物体内cGMP被发现[7]。随后人们在微生物和植物中先后检测出了cAMP和cGMP，发现cAMP和cGMP是生物界中普遍存在的活性物质，实验结果表明，红枣中的cAMP含量高于其他已测动植物中cAMP的含量[8]。

20世纪90年代初，刘孟军等人[9]对10多种枣和酸枣中cAMP的含量进行测定，研究结果表明，山西木枣中cAMP的含量最高。在此之后，程伟等人[10]利用超声复合膜技术提取红枣中的cAMP，加快了提取速度，优化了提取工艺。

通过查阅文献，天然产物中提取cAMP和cGMP还停留在实验室阶段，提取工艺及提取条件都无法达到大规模生产的阶段，截至目前为止，还没有从红枣中提取cAMP和cGMP的工业化产品。

2 cAMP和cGMP提取工艺

红枣中含有丰富的cAMP和cGMP，近年来，很多学者研究了cAMP和cGMP提取及检测方法。天然产物最初的提取方法有水浴提取法、浸渍法等，后期由于科技的进步及各种新型设备的出现，逐渐涌现出膜分离技术、溶剂提取法、超临界流体萃取技术及高速逆流色谱分离技术等新型提取技术。

2.1 溶剂提取法

根据提取物各种成分在溶剂中的溶解性，将有效成分从提取物内溶解出来的方法叫溶剂提取法。溶剂提取法主要有醇提及水提2种提取方法。不同的提取方法对样品有不一样的提取要求。利用水提法提取的样品需溶于水且在水中有良好的稳定性，不易变质，化学性质稳定。水提法中温度是提取效率的主要影响因素，经过研究表明，热水的提取效果及提取效率优于室温及冷水的提取效果[10]。根据cAMP和cGMP溶于水的特性，史红梅[11]通过正交试验确定提取方法为热水浸提法，料液比1∶10，提取温度100 ℃，利用热水对cAMP进行提取，提取后离心分离得到提取液。乙醇浸提法中影响提取效率的主要因素是乙醇的浓度，张明娟[12]在料液比1∶15、超声时间15 min的条件下，利用15%乙醇进行提取，提取率在46.01～375.61 μg/g。

2.2 物理辅助提取法

物理辅助提取法是指微波辅助萃取及超声波辅助萃取的方法。微波辅助萃取是指在高频微波能的作用下，通过微波辐射快速加热物料，使细胞壁破裂，从而促进有效成分的快速溶出，能使萃取时间显著缩短。微波辅助提取的优点是样品无温度梯度，具有加热均匀的特点，有效保护了食品及药品中的功能性成分，不易糊化、分离容易、且方便后期处理，大大提高了提取效率。崔志强等[13]利用微波辅助萃取法，通过正交试验确定了环磷酸腺苷最佳提取工艺，处理时间为3 min、料液比為1∶20、微波功率200 W、浸泡时间6 h时，cAMP的提取效果最好。

超声波萃取是利用其产生的机械效能对细胞壁进行破坏，增大物质分子运动频率和速度，加速溶剂的穿透能力，使目标物质快速扩散从而达到提取目的。超声波萃取相比传统的提取技术具有缩短萃取时间、可低温萃取、工艺简单、操作方便和不使用萃取剂等优点。采用微波或超声一定程度上可以提高效率，节约时间。崔志强等[13]用超声波萃取法得到最优提取工艺条件，浸泡12 h、温度60 ℃、料液比为1∶12条件下超声20 min，cAMP的提取率为300.29 μg/g。

2.3 超临界流体萃取技术

超临界流体萃取技术是近些年出现在提取领域的新技术，其原理主要是将二氧化碳作为超临界流体，利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的提取技术。此种提取方法具有很多优点：①可以进行室温提取，将高沸点、挥发度低、加热易分解的物质萃取出来;②萃取过程不使用提取剂，无残留，提取物100%纯天然;③萃取效率高、消耗少、节约成本。但是超临界流体萃取技术对实验设备要求较高，无法实现大规模生产。孟伊娜等[14]通过超临界萃取技术对干燥中的cAMP进行提取，提取率由85%提升至95%以上。在天然产物提取过程中，也常常将微波辅助萃取及超声波辅助萃取、超临界流体萃取技术联合使用，以提升红枣中cAMP和cGMP的提取率。

2.4 酶提取法

酶提取法是指通过酶对细胞壁的组成成分进行破坏，使有效成分被释放出来的提取方法。许牡丹等[15]使用酶提取法和超声辅助提取法相结合的方法，在超声波的作用下选取纤维素酶对cAMP进行提取，在最优工艺下结果表明，酶提取法和超声辅助提取法相结合的方法提取量为154.3 μg/g，高于单一的水浴法、单一酶法。

2.5 闪式提取法

闪式提取技术通过高速机械剪切力和溶剂的共同作用，将植物组织破碎成细小颗粒，使有效成分渗出，从而达到提取的目的。王维有等[16]利用闪式提取技术，提取时间为40 s，以60%乙醇作为提取溶剂，cAMP提取量为150 μg/g。

3 cAMP和cGMP检测方法

现阶段检测cAMP和cGMP的方法有以下几种，如蛋白结合法、高效液相色谱法、薄层色谱法等。最常见的检测方法为高效液相色谱检测法。

3.1 蛋白质结合法

蛋白质结合法指将一定浓度的磷酸盐缓冲液与待测样或标准液结合的牛血清白蛋白混合均匀，充分反应后在微孔滤膜上进行过滤，抽滤完成后利用活性炭吸附技术，计数并得到最终结果的检测方法[17]，此种检测方法操作较为复杂。刘孟军等[9]使用蛋白结合法对植物中的cAMP进行研究，对不同园艺植物、品种和类型的含量进行了测定。蛋白质结合法在实验中灵敏度高、样品试用量少是其优点，但因其对试剂要求高且价格昂贵，而很少被采用。

3.2 薄层色谱法

薄层色谱法是以合适的溶剂作为流动相，利用不同成分对吸附剂的吸附能力的不同，对混合样品进行分离、鉴定和定量的一种层析分离技术。薄层色谱法需要被检测物的浓度达到一定剂量才可以使用此检测方法，检测红枣中cAMP需要含量达到30%以上才可以做检测。通过极性与非极性溶剂的分离，在紫外分光光度计下进行检测。李明等[18]采用TLC以及紫外光谱法对大枣中cAMP的提取进行了研究。

3.3 酶联免疫法

酶联免疫吸附剂测定法，简称酶联免疫法，或者ELISA法，其原理是让抗体与酶复合物结合，然后通过显色来进行分析检测。酶联免疫法最大优点是保证细胞完整性的情况下，对细胞中cAMP和cGMP含量进行检测。其主要原理是在不同cAMP和cGMP的浓度下，荧光强度存在差异[19]。

3.4 高效液相色谱法

高效液相色谱法是指以液体为流动相，将不同极性的缓冲液、单一溶剂等通过高压输送系统泵入色谱柱内，经色谱柱分离后送入检测器中进行分析检测。高效液相色谱法由于分离效能高、检测速度快、灵敏度高、分析速度快、样品不被破坏及可重复使用等特点，是cAMP和cGMP最常使用的检测方法。蒲云峰等[20]通过高效液相色谱法建立了cAMP的测定方法：选用C18柱（5 μm，4.6 mm×250 mm），以18%甲醇和82% 0.02 mol/L磷酸二氢钾为流动相，流速1.0 mL/min，检测波长260 nm，灰枣中cAMP含量高。通过此种方法建立的定量分析，准确性与重复性好。另外，还有通过液质连用设备来检测cAMP和cGMP，不仅可以进行定性定量检测，也可以进行结构分析。

4 结语

近年来，学者对红枣中cAMP和cGMP进行了大量研究，刘聪等[21]对不同红枣部分的cAMP进行了分析测定，cAMP含量在枣皮及枣肉中的含量最高，不同品种的红枣cAMP含量差异性显著，其中和田玉枣枣皮和枣肉中cAMP的含量高于其他2个品种。不同学者对cAMP和cGMP的提取工艺进行不断优化，陈恺等[22]采用水浴提取法，结合高效液相色谱法对cAMP的提取量进行正交试验，确定最佳工艺为：料液比1∶10，提取时间4 h、提取温度95 ℃。单独研究cAMP的文献有很多，而研究cGMP的内容相对较少，而对于红枣中cAMP和cGMP的测定，不同的提取条件及提取方法都会影响cAMP和cGMP的提取率。

红枣中含有丰富的cAMP和cGMP，而红枣中提取出来的cAMP和cGMP，天然无副作用，具有广阔的开发前景。研究出价格低廉、高效便捷的检测cAMP和cGMP的方法，具有重要的实际应用价值，对推动红枣产业具有重要意义。

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