馬月月 楊利民
摘要:揮發(fā)油是北五味子的重要化學成分,具有良好的藥理學及臨床價值。本文針對北五味子揮發(fā)油的主要成分、提取工藝及藥理學進行了總結(jié),以客觀分析北五味子揮發(fā)油的潛在科研價值。
關(guān)鍵詞:北五味子;揮發(fā)油;提取
中圖分類號: S567.1+9 文獻標識碼: A 文章編號: 1674-0432(2014)-04-31-3
五味子又名五梅子、面藤、秤砣子、玄及、藥五味子、會及、山花椒等[1],屬木蘭科多年生落葉藤本植物。因唐《新修本草》中“五味皮肉甘酸,核中辛苦,有咸味”的記載,故有“五味子”之名。五味子有南北之分[2],北五味子(Schisandra chinensis(Turcz.)Baill)主要分布于遼寧、吉林、黑龍江等地,是一種十分珍貴的藥材,以遼寧省所產(chǎn)質(zhì)量最佳,有“遼五味”之稱;南五味子(Schisandra sphenanthera Rehd. et Wils.)產(chǎn)于河南、山西等地。北五味子與南五味子的性狀不同,化學成分也有差異,盡管南五味子有著不可替代北五味子的藥用價值[3],但是臨床應用表明,南五味子的藥效比北五味子弱[4]。
北五味子性溫,味酸、甘,具有著收斂固澀、益氣生津、安神和補腎之功效,用于久嗽虛喘、滑精尿頻、久瀉不止、津傷口渴、遺尿、自汗盜汗、短氣脈虛、內(nèi)熱消渴、心悸等[5]。在《神農(nóng)本草經(jīng)》中提出并被列為上品[6],對于心腦血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)與消化系統(tǒng)等具有多種藥理作用。研究證明,揮發(fā)油是五味子的生物活性的主要成分之一,具有良好的開發(fā)應用前景[7]。
1 北五味子揮發(fā)油化學成分的研究
北五味子藤莖、葉、果實和種子中均含有豐富的揮發(fā)油[8、9]。史琳等報道五味子中揮發(fā)油的含量可達5%~6%[10]。揮發(fā)油中大部分成分皆為萜類成分,包括單萜類、倍半萜類、含氧單萜類、含氧倍半萜類等[11],此外還含有少量的醇、酯、醛、酮以及苯和荼的衍生物等,主要為α-蒎烯(α-pinem)、茨烯(Camphene)、β-蒎烯(β-pinem)、月桂烯(Myrcene)、α-萜品烯(α-terpinene)、檸檬烯(Limonene)等[12]。
芮和愷等(1999)從北五味子揮發(fā)油中分離出173種化合物,鑒定了其中的29種化合物,除依蘭烯、蓽澄茄烯、沽杷烯、防風根烯外,其余的成分均屬于第一次在五味子揮發(fā)油中發(fā)現(xiàn)[13];經(jīng)周英等(2003)報道,從北五味子中分離鑒定出了200個成分,這其中包括了34個三萜類成分[14];劉風雷(2004)等用氣相色譜法測定北五味子油中亞油酸的含量為12.1%,12.7%和13.0%。
目前對五味子中揮發(fā)油測定方法的研究,主要是應用GC-MS技術(shù)。[15]王炎(2001)等運用GC/MS的技術(shù)研究北五味子種子中揮發(fā)油的化學成分,分離出了44個峰,并且鑒定了其中27個成分。與五味子果實揮發(fā)油中的化學成分相比較,發(fā)現(xiàn)五味子種子的本身與五味子果肉揮發(fā)油中的組成不同,應分別加以研究和充分利用[16];譚曉梅(2002)等運用GC/MS的技術(shù)對超臨界CO2萃取法與水蒸氣蒸餾法提取出的北五味子揮發(fā)油化學成分進行了研究和比較,其中超臨界CO2萃取物鑒定出了55個成分,水蒸氣蒸餾法的提取物被鑒定出了70個成分,兩者共有的成分為45個,兩種方法提取得到的揮發(fā)油主要成分基本相同[17];戴好富(2005)等用水蒸氣蒸餾法對遼寧北五味子的干燥果實進行提取,得到其揮發(fā)油,并對揮發(fā)油中的化學成分進行GC-MS定量與定性的分析,總共檢測出81個組分,鑒定出了揮發(fā)油中的50個化合物;[18]徐海波(2005)等通過運用GC-MS分析研究北五味子藤莖揮發(fā)油成分,分離出了132個峰,鑒定了藤莖揮發(fā)油的37個成分,五味子的藤莖揮發(fā)油與已經(jīng)報道的五味子的果實的揮發(fā)油中主要成分不同[19]。朱鳳妹(2008)等[20]采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法從北五味子揮發(fā)油中分離并鑒定出39種成分,主要為衣蘭烯(14.34%)、2,6-二甲基-雙環(huán)[3.1.1]庚-2-烯(10.38%)[21]。
2 北五味子揮發(fā)油的提取方法研究
揮發(fā)油是植物中一類具有芳香氣味、在常溫下能揮發(fā)的油狀液體總稱,目前主要的提取方法有:水蒸氣蒸餾法、微波法、溶劑回流法、超臨界流體萃取法等,通常情況下,在提取北五味子揮發(fā)油時常用的方法是水蒸氣蒸餾法和超臨界流體萃取法。
2.1 水蒸氣蒸餾法提取五味子揮發(fā)油的研究
最常用的揮發(fā)油連續(xù)動態(tài)提取法最常用之一是水蒸氣蒸餾法,它具有操作簡單和效率高等優(yōu)點,在中藥的生產(chǎn)中與中藥的研制中應用廣泛。其方法是先將藥材的粗粉用水浸泡,之后通入水蒸氣,使揮發(fā)油與水蒸氣一并蒸出,再通過不同的方法或者直接分層分取揮發(fā)油。分取揮發(fā)油的方法通常有芳香水鹽析分取,或者用氯仿石油醚、乙醚等有機溶劑來萃取。它的不足之處是溫度比較高,耗用時間比較長,易改變對濕熱不穩(wěn)定和易氧化的揮發(fā)油成分,所以,在提取過程中,需要根據(jù)不同的條件進行優(yōu)化改進[22]。
明延波(2007)采用正交試驗法優(yōu)選五味子揮發(fā)油提取工藝,考察提取時間、浸泡時間、加水倍數(shù)對揮發(fā)油提取率的影響,并確定最佳工藝條件為用5倍量的水浸泡藥材1小時后,然后用水蒸氣蒸餾5小時,揮發(fā)油的提取率可達到2%左右[23];武新亮(2011)等在單因素試驗的基礎(chǔ)上,選取料液比、提取溫度、提取時間為因素進行L9(34)正交試驗,得到最佳提取工藝為:20倍料液比(V/W),在70℃下,提取2小時,總收率超過16%[24];周玲等(2012)從浸泡時長,液固比與提取時間方面,研究考察了揮發(fā)油的提取工藝,各因素相對得率的影響大小的順序是:提取時間>液固比>浸泡時間。最佳的提取工藝參數(shù)是:浸泡時長為4.3小時,液固比為10,提取時間為5.5小時,此時揮發(fā)油得率是1.3毫克/100克[25]。
2.2 超臨界CO2萃取法提取揮發(fā)油的工藝條件研究
超臨界流體萃?。⊿upercritical fluid extraction,SFE)是一種近來比較新的提取分離技術(shù),超臨界也就是處于臨界溫度與臨界壓力以上的流體,例如氨、乙烯、丙烷和水等,到目前為止研究比較多的是CO2。用于中藥成分的提取超臨界CO2萃取已有很多報道,這種方法對于脂溶性成分熱不穩(wěn)定及易氧化成分來說有著優(yōu)良的提取效果,在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域中,尤其是在中藥揮發(fā)油領(lǐng)域它有著很大的應用潛力。
超臨界CO2萃取的優(yōu)點有:(1)它對某些物質(zhì)的溶解度有著選擇性,且能夠使分散系以及分散系各個成分較容易分離,因此它的萃取速度快,可以縮短生產(chǎn)的周期;(2)可提升收率,使成本降低;(3)在萃取中藥揮發(fā)油時,沒有殘留的有機溶劑,同時又可以節(jié)省大量的有機溶劑;(4)相比傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾法,它具有著萃取溫度低系統(tǒng)密閉等長處,適合于對濕熱不穩(wěn)定的物質(zhì)以及易氧化成分的萃取;(5)技術(shù)流程簡易,操作方便,還可以避免易燃易爆的危險,也可減少對環(huán)境的污染;超臨界CO2萃取法除單獨使用外,與GS-MS法結(jié)合,可以成為一種有效的分離研究手段,能夠高效率且快速地進行藥物化學和環(huán)境分析;也可以和高效液相層析、薄層掃描或分子蒸餾等其他技術(shù)聯(lián)用,具有提取分離快速和回收率高等優(yōu)點[26]。
譚曉梅等(2002)通過超臨界CO2萃取法與水蒸氣蒸餾法分別對北五味子揮發(fā)油的化學成分進行分析研究,結(jié)果表明:兩種提取方法的揮發(fā)油主要成分基本一致;鄧妍君等(2011)通過采用超臨界CO2萃取法(SCDE法)對吉林長白山、遼寧本溪、遼寧鞍山、湖北神農(nóng)架等四地的五味子進行提取,所得精油采用高效液相分析其含量,并與有機溶劑萃取法進行對比,實驗表明,SCDE法在精油得率指標上明顯優(yōu)于有機溶劑萃取法,四地五味子精油成分區(qū)域差異顯著,且以吉林長白山北五味子的質(zhì)量最好,得油率最高[27];劉亞敏等(2012)采用CO2超臨界萃取法與氣相色譜-質(zhì)譜法結(jié)合的手段,提取分析了南北五味子中的揮發(fā)油及其成分,并用面積歸一法確定各組分的相對含量,結(jié)果顯示:北五味子揮發(fā)油中相對含量較高的成分有α-依蘭烯(19.09%)、γ-姜黃烯(16.03%)、β-雪松烯(7.71%)等[28]。
3 北五味子揮發(fā)油的藥理研究
對于單獨應用北五味子揮發(fā)油的藥理作用研究相對較少??裸懬澹?982)報道[29]其鎮(zhèn)咳效力是可待因的75%;應國清(2005)報道,五味子中揮發(fā)油成分對于中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有著調(diào)節(jié)作用,它能夠增強機體對于非特異性刺激的預防和防御能力。五味子可以顯著的縮短戊巴比妥鈉引起的小鼠睡眠時間長短,并且與中樞興奮藥士的寧沒有協(xié)同作用,對肝細胞色素P-450具有著明顯的誘導作用,說明五味子揮發(fā)油減短戊巴比妥鈉引起小鼠睡眠時間的機理和加速戊巴比妥鈉的代謝有關(guān)系[30]。戴好富等(2005)篩選揮發(fā)油進行藥理活性的結(jié)果顯示:北五味子揮發(fā)油中具有較強的抗纖溶酶原激活物抑制劑(PAI)活性,當質(zhì)量濃度為100微克/毫升時,抑制率為70.86%。對油樣利用硅膠柱色譜分為7段處理之后,在第4部分顯示著有較強的抗PAI活性,當質(zhì)量濃度為25微克/毫升時,抑制率為76.56%[31]。除此之外,五味子油乳劑不但有著免疫系統(tǒng)功能作用,即提高淋巴細胞對核苷酸的摻入,促進DNA合成以及提高淋巴母細胞的增生[32],還能提高小鼠血漿和肝組織的cAMP含量[33]。
毒理學證明,北五味子有一定的毒副作用[34]。齊治等(1988)[35]報道,北五味子中揮發(fā)油的灌胃半數(shù)致死量(LD50)為(8.75±2.41)克/公斤;另有報道,小鼠服用其種子揮發(fā)油0.28克/公斤后,出現(xiàn)呼吸困難等癥狀,1~3小時內(nèi)死亡,被認為是一種多臟器、多系統(tǒng)的急慢性綜合性毒性致死[31]。
4 展望
北五味子揮發(fā)油的提取技術(shù)幾近成熟,但是對于其成份、藥理學的研究還處于弱勢狀態(tài)。針對目前的現(xiàn)狀,在繼續(xù)開發(fā)北五味子揮發(fā)油提取的基礎(chǔ)上,加強其成分及藥理學的研究,推進北五味子揮發(fā)油制劑研究及臨床應用。
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作者簡介:馬月月,吉林農(nóng)業(yè)大學中藥材學院生態(tài)學專業(yè)2010級碩士研究生,研究方向:植物生態(tài)學。