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菱角殼提取物中活性成分及藥理作用研究進(jìn)展*

張雨晨，閔清**

(湖北科技學(xué)院藥學(xué)院，湖北 咸寧 437100)

關(guān)鍵詞：菱角殼；活性成分；藥理作用；研究進(jìn)展

菱，又名菱角、水菱角、風(fēng)菱，是菱科菱屬植物，為一年生水生草本植物，產(chǎn)于全國(guó)各地，其中長(zhǎng)江流域亞熱帶地區(qū)分布最多。菱角果肉可以食用，有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，菱角的果肉、莖葉、果柄、果殼都可以入藥，以殼、蒂為最佳[1]。菱角殼的藥用始記載于《本草綱目拾遺》。據(jù)《中華藥?！酚涊d，菱角殼味微苦、澀，性涼，入肺、脾、大腸三經(jīng)，具有解毒療瘡、澀腸止瀉、清化濕熱的療效[2]。而現(xiàn)在隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)菱角殼活性成分和藥理作用的研究也越來(lái)越多。經(jīng)過(guò)大量研究，已經(jīng)證明的菱角殼中存在的活性成分主要有黃酮類、多糖類、多酚類、生物堿類、揮發(fā)油類等化合物。

1菱角殼的活性成分

1.1黃酮類黃酮類化合物廣泛存在于自然界植物中，屬于植物次生代謝產(chǎn)物，具有抗氧化、抗腫瘤、改善血液循環(huán)等多種生理作用。按照其位置的結(jié)合特點(diǎn)，可分為黃酮醇類、二氫黃酮類、花青素類、查爾酮類等幾大類[3]。宋棋芬等[4]采用水提醇沉法，確定了菱角殼總黃酮的最佳提取工藝，實(shí)驗(yàn)采用正交試驗(yàn)法考察了加水量、提取次數(shù)、藥液濃縮比例、醇沉濃度4個(gè)關(guān)鍵因素對(duì)菱角殼總黃酮提取率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，4種因素對(duì)黃酮的提取率無(wú)顯著性影響，但是最佳提取工藝為8倍水量、提取3次、藥液濃縮比例1∶1、醇沉濃度50%，在此條件下，總黃酮提取率可達(dá)到4.07%，且該提取工藝穩(wěn)定可行。龍海榮[5]在超聲波輔助提取的條件下，完成了菱角殼中總黃酮提取工藝的研究。實(shí)驗(yàn)采用甲醇水溶液為提取溶劑，分別研究了甲醇濃度、提取時(shí)間、料液比以及超聲功率對(duì)黃酮總提取率的影響。正交試驗(yàn)結(jié)果表明，最佳提取工藝為甲醇濃度70%、超聲提取20min、料液比1∶30、超聲功率120W，此時(shí)黃酮提取率可達(dá)到1.722%。李玉霞等[6]采用AB-8大孔吸附樹(shù)脂，研究菱角殼黃酮提取物的分離純化工藝，通過(guò)靜態(tài)吸附—解析和動(dòng)態(tài)吸附—解析的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，AB-8大孔吸附樹(shù)脂是一種性能優(yōu)良的黃酮吸附劑，而采用70%的乙醇作為洗脫劑，可以基本除去菱角殼提取液中的色素、糖類等雜質(zhì)。

1.2多糖類多糖是自然界中存在最多的碳水化合物，多糖可以維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，儲(chǔ)存能量，同時(shí)多糖類化合物還具有抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫力、降低血糖等功能。尚慶坤等[7]采用乙醇分級(jí)沉淀法，首次從野生菱角殼中提取出4種多糖類化合物，后利用氣相色譜-質(zhì)譜法，確定菱角殼多糖的主要成分為葡萄糖、半乳糖、甘露糖、木糖等。牛鳳蘭等[8]采用乙醇分級(jí)沉淀法從菱角皮中分離得到3批多糖粗品，采用苯酚-硫酸法測(cè)得多糖含量分別達(dá)到19.07%、25.20%、39.25%。后牛鳳蘭等[9]公開(kāi)了一種菱角殼粗多糖的純化方法，將粗多糖溶解，加入氯仿-正丁醇溶液，震蕩離心，取上層水相，然后再采用活性炭脫色，得到純化的菱角殼多糖。

1.3多酚類多酚類化合物是植物及微生物中產(chǎn)生的酚類次生代謝產(chǎn)物，存在于一些常見(jiàn)的植物性食物，如可可豆、大豆、爆米花、紅酒等。多酚類化合物有較強(qiáng)的抗氧化作用，可促進(jìn)血管擴(kuò)張、降低炎性反應(yīng)。牛鳳蘭等[10]采用層析柱分離菱角殼中的抗腫瘤活性成分，經(jīng)過(guò)質(zhì)譜法、紅外光譜法、核磁共振法對(duì)得到的樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，確定該化合物為3,4,5-三羥基苯甲酸的二聚體。伍茶花等[11]將浙江產(chǎn)二角菱殼和湖南產(chǎn)四角菱殼分別用水和95%乙醇回流提取，測(cè)定提取物中多酚含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)四角菱殼提取物中多酚含量大于二角菱殼提取物，且醇提取物中多酚含量大于水提取物。

1.4生物堿生物堿是植物中的一類含氮有機(jī)物，是許多中草藥和藥用植物的有效成分，如麻黃堿、長(zhǎng)春新堿等。尚慶坤等[12]首次完成了菱角殼中生物堿的提取及分離純化，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出的最佳提取條件為采用pH=3的鹽酸溶液為提取劑，90℃恒溫水浴提取1.5h，提取3次，濾液經(jīng)過(guò)多步萃取及調(diào)節(jié)pH，得到粗品生物堿。3kg菱角殼中可得到生物堿7.577g，其中以水溶性生物堿為主。之后利用反相高效制備液相色譜，以甲醇-水為流動(dòng)相，ODS色譜柱，270nm檢測(cè)波長(zhǎng)，對(duì)水溶性生物堿進(jìn)行了制備分離，得到3個(gè)純度很高的生物堿化合物，其中含有嘌呤結(jié)構(gòu)。

1.5揮發(fā)油揮發(fā)油即精油，是一類可以隨水蒸氣蒸餾出來(lái)的揮發(fā)性油狀液體，大部分揮發(fā)油具有香氣，可以用作芳香劑、驅(qū)蟲(chóng)劑、抑菌劑等。菱角殼水提取物有很濃的芳香氣味，梁睿等[13]最早采用水蒸氣蒸餾法提取出菱角殼中的揮發(fā)油，并采用氣相色譜-質(zhì)譜法對(duì)其進(jìn)行成分分析，其中多為飽和與不飽和有機(jī)酸類、酯類以及飽和烴類和酮類，主要化學(xué)成分為蒔蘿腦、十六酸、油酸等。吳強(qiáng)等[14]分別用水蒸氣蒸餾法和超臨界流體CO2萃取法提取菱角殼中的揮發(fā)性成分，并進(jìn)行了體外抑菌作用的研究，結(jié)果顯示菱角殼揮發(fā)性成分的抑菌作用與青霉素相比較弱，對(duì)菱角殼揮發(fā)性成分的研究還有待深入。

2菱角殼提取物的藥理作用

2.1抗氧化作用大量研究表明，黃酮類和多酚類化合物有顯著的抗氧化作用[15，16]，而富含這兩類物質(zhì)的菱角殼無(wú)疑具有很強(qiáng)的抗氧化作用。李鵬婧等[17]采用超聲波輔助提取法提取菱角殼中的總黃酮并研究其抗氧化性，結(jié)果表明，菱角殼提取物的還原能力和清除DPPH自由基能力與Vc相當(dāng)，大于BHT，且總黃酮含量越高，清除能力越強(qiáng)；菱角殼提取物清除羥自由基的能力遠(yuǎn)大于Vc和BHT，而對(duì)于超氧陰離子自由基的清除率都超過(guò)50%。裴剛等[18]以對(duì)DPPH自由基的清除能力作為依據(jù)，比較了二角菱殼和四角菱殼不同提取物的抗氧化能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，四角菱殼提取物清除DPPH自由基的能力要強(qiáng)于二角菱殼提取物；對(duì)于同一種菱角殼的不同溶劑提取物來(lái)說(shuō)，乙酸乙酯提取物清除DPPH自由基的能力最強(qiáng)，說(shuō)明菱角殼中的抗氧化活性成分易溶于乙酸乙酯等極性溶劑中。

2.2抗腫瘤作用抗腫瘤作用是目前菱角殼提取物的藥用作用中研究最多的。菱角殼提取物對(duì)多種腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)有抑制作用，如肝癌、胃癌、肺癌、乳腺癌等，其中，對(duì)抗胃癌活性的研究較為深入。牛鳳蘭等[19]研究了菱角殼水提取物對(duì)胃癌細(xì)胞的抑制作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不管是對(duì)離體培養(yǎng)的胃癌細(xì)胞，還是對(duì)MFC荷瘤小鼠，菱角殼水提取物均有較顯著的抑制作用，且劑量越大，抑制作用越明顯。任思堂[20]采用MTT法對(duì)菱角多糖水提取物進(jìn)行體外抗腫瘤實(shí)驗(yàn)，研究結(jié)果顯示，菱角多糖水提取物對(duì)Hela細(xì)胞的抑制作用接近順鉑，對(duì)兩種乳腺癌細(xì)胞的抑制作用與順鉑比較無(wú)顯著性差異。但是通過(guò)對(duì)小鼠成纖維細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)表明，多糖對(duì)正常細(xì)胞的細(xì)胞毒性要遠(yuǎn)低于順鉑。寧穎[21]首先采用半仿生提取法得到菱角殼提取液并對(duì)其中的抗胃癌活性成分進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)其中總多酚含量最多，可達(dá)到(3.747±0.038)mg/ml，其次是總黃酮[(1.335±0.010)mg/ml]、總多糖[(0.910±0.001)mg/ml]、總皂苷[(0.719±0.007)mg/ml]。隨后，同一實(shí)驗(yàn)組的林秋生[22]對(duì)菱角殼提取液中抗胃癌活性成分進(jìn)行分離純化，得到兩個(gè)化合物，經(jīng)結(jié)構(gòu)鑒定，確定為沒(méi)食子酸(GA)和沒(méi)食子酸二聚體(GAD)；之后又探討了GA和GAD抑制胃癌細(xì)胞的作用機(jī)制，流式細(xì)胞和DNA電泳的結(jié)果顯示，GA和GAD對(duì)胃癌細(xì)胞有S期細(xì)胞周期阻抑和誘導(dǎo)凋亡的作用；GA和GAD還可使胃癌細(xì)胞線粒體膜電位喪失，并可破壞胃癌細(xì)胞的抗氧化系統(tǒng)。

2.3降糖作用陳百泉等[23]將南湖菱殼提取液分別用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取，乙酸乙酯部位和正丁醇部位采用色譜法分離得到9個(gè)化合物，并對(duì)化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。將分離得到的化合物進(jìn)行體外α-葡萄糖苷酶抑制活性篩選，發(fā)現(xiàn)南湖菱殼提取物、石油醚萃取液、乙酸乙酯萃取液、正丁醇萃取液均有顯著的α-葡萄糖苷酶抑制活性，且活性遠(yuǎn)大于阿卡波糖。而從乙酸乙酯萃取液中分離得到的單體化合物齊墩果酸、熊果酸也具有很強(qiáng)的α-葡萄糖苷酶抑制活性，顯示明顯降糖作用。

2.4保肝護(hù)肝作用康文藝等[24]將南湖菱殼醇提取液用乙酸乙酯、石油醚、正丁醇萃取，以四氯化碳誘導(dǎo)的急性肝損傷小鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，研究各萃取部位對(duì)急性肝損傷小鼠的治療作用，結(jié)果證明，乙酸乙酯部位提取物和正丁醇部位提取物均能顯著降低肝損傷小鼠血清中的GPT、GOD含量及小鼠肝組織中MDA含量，并能顯著提高SOD活力，可以用來(lái)制備保肝護(hù)肝藥物。

2.5抗菌及其他作用吳強(qiáng)等[14]采用不同的提取方法提取不同種類的菱角殼揮發(fā)性成分并進(jìn)行體外抑菌實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示水蒸氣蒸餾法提取的東北菱角殼揮發(fā)性成分，對(duì)白色念珠菌有明顯的抑制作用。有研究人員給荷瘤小鼠灌胃給藥菱角殼提取物，通過(guò)對(duì)照實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)菱角殼提取物能促進(jìn)荷瘤小鼠的脾臟淋巴細(xì)胞對(duì)ConA的增殖反應(yīng)，表明菱角殼提取物可以增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能[25]。

3小結(jié)

隨著分離分析技術(shù)和醫(yī)藥科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)中藥的藥用活性成分及藥理作用的研究越來(lái)越透徹。我國(guó)菱角種類眾多，分布廣泛，年產(chǎn)量豐富，菱角殼作為下腳料，每年產(chǎn)量頗多。菱角殼中的功能性成分種類眾多且含量豐富，除以上介紹的黃酮類、多糖類、多酚類、揮發(fā)油、生物堿外，還有多種多樣的成分有待研究，而且對(duì)于其中活性成分的分離及結(jié)構(gòu)鑒定也是研究的重點(diǎn)，也有可能給新藥的研發(fā)提供思路。菱角殼提取物的抗氧化、抗癌、增強(qiáng)免疫力等特性，使得菱角殼類保健品有廣闊的市場(chǎng)。除食品、醫(yī)藥領(lǐng)域外，菱角殼在工業(yè)生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)方面也有較好的發(fā)展，因此，加大對(duì)菱角殼的研究開(kāi)發(fā)，具有一舉多得的重要意義。

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(收稿日期：2015-10-27)

DOI:10.16751/j.cnki.2095-4646.2016.01.0086

中圖分類號(hào)：R284

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：2095-4646(2016)01-0086-03

*基金項(xiàng)目：湖北省科技廳計(jì)劃項(xiàng)目(NO：2014CFC1083)，咸寧市科技局計(jì)劃項(xiàng)目(NO：2015KJ-04)

**通訊作者，E-mail：baimin0628@163.com