柏子仁的化学成分及提取工艺研究进展

2023-01-01 00:00:00郭婧潭刘文艳
辽宁化工 2023年5期

摘" " " 要: 对柏子仁的化学成分和提取工艺进行综述,并基于现柏子仁的临床药理活性,对其将来的临床应用进行一定的展望,希望对柏子仁的开发和利用提供相应的参考。

关" 键" 词:柏子仁;化学成分;提取工艺

中图分类号:R284.2" " "文献标识码: A" " "文章编号: 1004-0935(2023)05-0753-03

柏子仁是柏科绿乔木植物侧柏的干燥成熟种仁,为临床上常用的中药,具有润肠通便、养心安神等功效,《神农本草经》将其列为上品[1]。我国的河南、山东、湖南、甘肃、云南等地均盛产柏子仁,冬初时收取成熟的种仁。柏子仁含有多种化学成本,包括总萜类化合物、黄酮类化合物、苷类化合物、甾体类化合物等。现代医学使用中,通常会将其有效成分提取出来,而不同的提取工艺提取效率不同,直接影响柏子仁使用的经济效益和医学功效。本文就近年来柏子仁的化学成本和提取工艺研究进展进行综述,为柏子仁的临床应用提供一定的参考。

1" 柏子仁的化学成分

1.1" 总萜类化合物

萜类化合物含有(C5H8)n及含氧衍生物,广泛存在自然界中,如植物中的树脂、色素、香精等。柏子仁的化学成分主要可以分为水溶性成分和脂溶性成分,其中水溶性成分有萜类、蛋白质、黄酮等,脂溶性成分有脂肪油、酚酸性化合物等。柏子仁中萜类化合物主要为半日花烷型二萜(图1)。根据不完全统计,萜类化合物超过2万6千多种,由于其在消化系统、循环系统、神经系统、呼吸系统中具有重要作用,近些年,许多学者研究提取植物组织中的萜类化合物[2-3]。柏子仁中萜类成分提取和药理活性的研究较少,临床上的柏子仁用药,主要是简单的炮制,很少会提取有效的成分。目前少有提取应用是提取后制成滴丸,而液蜡的冷却效果优于硅油和大豆油,作为一种固体分散技术,可以很好地利用难溶性药物,很多中药材提取物都是以这种形式做成中成药,取得了良好的效果。

1.2" 皂苷

皂苷属于螺缁烷和类似缁类化合物衍生的寡糖苷等,其化学结构复杂(图2)。皂苷溶水时摇晃会产生肥皂状的泡沫,这是皂苷名称的由来。

不同植物中的皂苷可以是酸性、中性、碱性等,根据皂苷的化学结构,可以分为甾体皂苷、三萜皂苷两种,现有的研究表明,大部分甾体皂苷为中性皂苷,人参、柴胡等少部分中性皂苷,其余三萜皂苷基本都是酸性[4]。现代医学研究表明,皂苷具有提高免疫力、抗氧化、降血糖等作用,此外在食品添加剂、化妆品领域也有广泛的应用,因此,如何从柏子仁等植物中提取皂苷,越来越受到人们的重视。徐新刚等采用分光光度法,以齐墩果酸为对照品,测定出皂苷在柏子仁生品中的质量分数在0.14%左右,柏子仁霜中质量分数在0.31%左右[5]。

1.3" 脂肪油

脂肪油是柏子仁的主要成分,约占50%左右,包含多种饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸。孙立靖[6]采用气相色谱-质谱联用仪,在30~60 ℃用石油醚提取柏子仁中脂肪油,所得脂肪油质量分数为44.35%,进一步测得不饱和脂肪酸为83.14%,亚油酸和亚麻酸占45.3%。柏子仁脂肪油中脂肪酸主要为n-3(图3)和n-6型不饱和脂肪酸,人体无法合成这些脂肪酸,只能从食物中摄取。其中n-3多不饱和脂肪酸能够抑制血小板聚集,在抗衰老、糖尿病、肿瘤等方面疗效较好[7];亚麻酸是人体EPA、DHA合成的重要物质。总之,脂肪油中的很多脂肪酸均是人体必须的,随着近些年人们生活水平的提高,在医学治疗、营养保健等方面发挥着不可替代的作用。

2" 柏子仁化学成分提取工艺

2.1" 萜类提取工艺

柏子仁中总萜类的提取,首先要选择提取溶剂,然后确定提取的时间以及料液比例,最后加上提取的温度。崔金玉[8]等用15 mL甲醇作为溶剂,分别采用超声、微波、回流、均质法提取,结果发现均质法的提取效率最高,5 g柏子仁提取到了5.88 mg总萜类,微波提取的效率最低,仅得到了4.21 mg总萜类。通过正交试验,发现提取时间对提取效率的影响最大,提取温度的影响最小。超声提取是将料液置于超声波清洗仪中,重复提取2次后,将滤液合并浓缩至干燥,微波提取需加热料液,重复提取2次,回流提取是在水浴条件下加热回流提取,温度通常为70 ℃,重复提取2次。目前,柏子仁中萜类提取后,通常制作成滴丸,大多无法溶于水的中药材提取物,中成药都制作成滴丸的形式。马欣悦[9]等对溶剂的选择进行研究发现,甲醇、乙醇、乙酸乙酯等溶剂中,甲醇提取柏子仁中总萜类的效率最高,超声、回流、均质法提取效率差异不大。柏子仁中总萜类含量的计算,首先要获取标准品,然后取试品溶液0.5 mL,加入0.2 mL含5%乙酸的香草醛溶液和0.8 mL高氯酸溶液,经过15 min 60 ℃水浴后,加入5 mL冰醋酸,静置10 min后测定560 nm波长处的吸光度,空白为未加标准品的随行试剂,最后按照回归方程计算柏子仁萜类提取物总含量。

2.2" 皂苷类化合物提取工艺

皂苷的提取方法主要有浸渍法、渗漉法、超声提取法、超临界CO2流体萃取法、微波辅助提取法等。其中浸渍法操作简单,但是需要很长的时间,提取效率较低,总皂苷等不耐热可用该方法提取[10]。渗漉法在提取的过程中,需要不断添加溶剂,促进扩散,虽然有较高的浸出率,耗费的时间更长。相比之下,超声提取基于超声波的震动、加速,产生的空化效应,溶剂能够快速的进入药材中,促进皂苷的溶解,该方法操作简单,需要很短的时间能够完成提取,提取的纯度很高,但该方法很难进行工业化生产。超临界CO2流体萃取法的分离效率很高,不需要特定的温度,没有溶剂的残留,是近些年兴起的一种化工分离技术,但在皂苷的提取中,由于皂苷的分子量较大,提取时要放入夹带剂[11]。微波辅助是通过微波强化固液浸取,具有很大的应用潜力,热回流提取法使用的溶剂很少,浸出效率很高。卢君[12]等采用D101型大孔树脂、高效液相色谱仪提取柏子仁中皂苷,洗脱剂为95%乙醇,4倍水洗脱,最终得到黄色粉末状皂苷,含量在0.1%左右。

2.3" 脂肪油的提取工艺

彭玲[13]将柏子仁生药粉碎后,用95%乙醇浸润,然后用59 kHz超声波提取,发现提取功率为80%、提取温度80 ℃、提取时间55 min时提取效率最高。王乃馨[14]对传统超声波提取工艺进行优化,在超声波的基础上,协同微波提取柏子仁脂肪油,操作简单、提取时间短、出油率高,而且不会破坏脂肪油的结构,在生物活性物质提取方面得到了广泛的应用。柏子仁脂肪油的提取中,乙酸乙酯的出油率为37.7%,高于石油醚的33%;料液比在10 mL·g-1时出油率最高,超过该数值后,随着料液比的增加,出油率会降低。导致该现象的主要原因是溶剂较大,相同时间提供热量被提取剂吸收的比例变大,机械和空化效应降低,使得出油率降" " "低[15-16]。此外,根据超声-微波协同萃取仪的不同,提取的时间和微波功率的设置也要针对性的调整,随着萃取时间的增加,达到一个峰值后,出油率会有所下降,微波功率的原理相同。

3" 柏子仁的药理活性

柏子仁是临床上常用的中药材,富含多种有益物质,具有镇静安神、抗抑郁等作用。大量的动物实验表明,柏子仁油和柏子仁霜能够降低小鼠的自主活动次数,随着用药剂量的增加,镇静的作用明显减弱,柏子仁油的应用,也能够增加戊巴比妥钠阀下剂量引起小鼠入睡个数[17]。柏子仁的抗抑郁作用,主要是对HPA轴的影响,柏子仁中的皂苷、萜类化合物都具有一定的抗抑郁作用。有研究表明,柏子仁中皂苷对阿尔兹海默症有一定改善作用,通过AD模型大鼠的迷宫实验,发现模型大鼠的学习和记忆功能均有明显的改善,大鼠海马脑组织的丙二醛、谷胱甘肽、超氧化物歧化酶等改变显著[18-19]。倪红辉[20]等研究发现,柏子仁能够对便秘小鼠消化功能产生影响,便秘模型小鼠的肠推进功能显著改善,且柏子仁脂肪油30%时改善效果最佳。

4" 结 论

综上所述,柏子仁作为临床上常用的中药,含有多种生理活性,随着研究的深入,其有效成分和作用机理研究日趋完善,临床应用越来越广泛,具有很大的开发利用潜力,基于传统中医药理论,利用现代化的技术手段,开发安全、便捷、有效的柏子仁现代制剂具有重要的临床意义。近年来人们生活水平提高,安全意识越来越高,中医药毒副作用小的特点重新受到重视,现代中药制剂的这个特点使其可以长期服用,在慢性病治疗方面受用人群越来越广。目前柏子仁的中药制剂很少,相信随着研究的深入和人们对现代中药制剂关注度的增加,会有更多的柏子仁中药制剂出现,为人民的身心健康做出应有的贡献。

参考文献:

[1] 田玥,杨琦,高琛,等. 柏子仁贮存现状及质控研究[J]. 中国医院用药评价与分析,2022,22(6):765-768.

[2] 王艳,郭福贵,贺润丽等.款冬花萜类成分的提取工艺及降脂作用研究[J].中药材,2022,45(4):931-937.

[3] 周旭,庄思远,李彦杰,等.赤灵芝中三萜类活性成分的提取筛选和质谱分析[J].现代食品科技,2022,38(6):169-178.

[4] 马金理,廖诗语,李宛泽,等.白英总皂苷的抗炎作用及机制研究[J].东北师大学报(自然科学版),2023,55(1):117-122.

[5] 徐新刚,闫雪生,张晶. 柏子仁生品及霜品中总皂苷的含量测定[J]. 中国中药杂志,2009,34(7):833-835.

[6] 孙立靖.柏子仁脂溶性化学成分研究[J].河北师范大学学报,2001,25(2):217-218.

[7] 张志远,李烽,钱玲玲,等.n-3多不饱和脂肪酸对室性心律失常发生的影响及其机制[J].中国心脏起搏与心电生理杂志,2023,37(1):60-63.

[8] 崔金玉,李瑞海,贾天柱. 柏子仁总萜类成分的提取及制剂工艺优化[J]. 中国药师,2017,20(3):434-437.

[9] 马欣悦,李瑞海,贾天柱. 柏子仁总萜类成分药理活性及提取工艺研究[J]. 实用药物与临床,2017,20(1):65-68.

[10] 韩进旺,施诚,金律等.浸渍法提取洋金花中东莨菪碱的工艺研究[J].海峡药学,2019,31(8):62-65.

[11] 姚雪峰,洪海龙,石俊庭等.有机溶剂法和超临界CO2萃取法提取蒙艾挥发油的对比研究[J].广州化工,2020,48(23):55-57.

[12] 卢君,芦霜. 柏子仁皂苷提取工艺研究[J]. 中医临床研究,2013,5(8):36-37.

[13] 彭玲.柏子仁脂肪油超声波提取工艺研究[J].食品工业,2013,34(10):101-103.

[14] 王乃馨.超声波协同微波提取柏子仁油的工艺优化[J].农业机械,2011(9):45-48.

[15] 李彦灵,叶雪兰,李卫民,等.CO2超临界制备的柏子仁油及柏子仁霜的安神功效研究[J].北方药学,2011,8(9):30-31.

[16] 陈晓光,潘晓峰,王帆,等.人参皂苷Rg1对阿尔茨海默症大鼠BDNF-TrkB信号通路的影响[J].生物技术进展,2022,12(3):446-451.

[17] 吕泽东.超声提取蛋黄中类胡萝卜素工艺的优化[J].辽宁化工,2019,48(6):522-524.

[18] 李嘉俊,黄燕秋,谢舒静,等.响应面法优化白簕叶总皂苷提取工艺及其大孔树脂静态吸附研究[J].广东化工,2023,50(5):49-51.

[19] 戴万生,毕露露,邱斌,等.黄精总皂苷的提取和含量测定方法研究[J].云南中医中药杂志,2023,44(2):73-76.

[20] 倪红辉,吴育,符映均,等.柏子仁及其炮制品对便秘小鼠肠道菌群的影响[J].中医药导报,2020,26(7):16-19.

Abstract:" The chemical composition and extraction process of semen cypress were reviewed, and based on the current pharmacological activities of semen cypress, its future clinical application was prospected, hoping to provide corresponding reference for the development and utilization of semen cypress.

Key words:" Semen cypress; Chemical composition; Extraction process