陳石梅,黃鎖義
1. 右江民族醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院(百色 533000);2. 右江民族醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院(百色 533000);3. 右江民族醫(yī)學(xué)院廣西高校右江流域特色民族藥研究重點實驗室(百色 533000)
小茴香為傘形科植物茴香(Foeniculum vulgare Mill.)的干燥成熟果實。小茴香分布廣泛,是一種多用途芳香植物,其葉和種子均有特殊香味,嫩葉通常作為蔬菜食用,種子味辛,性溫,具有散寒止痛、理氣和胃的功能[1]。小茴香作為一種重要的食藥兩用材料,在食品和生物制藥等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著近年來對小茴香研究的不斷深入,提取技術(shù)得到一定發(fā)展,通過對近年來小茴香的各種提取技術(shù)進行總結(jié)和闡述,旨在為小茴香研究與應(yīng)用提供參考。
據(jù)研究證實,小茴香藥材中的有效成分主要有脂肪油、揮發(fā)油(反式茴香腦占65%~78%)、甾醇及糖苷、氨基酸等,以及三萜、鞣質(zhì)、黃酮、強心苷、生物堿、皂苷、香豆素、揮發(fā)性堿、蒽醌、有機酸等多種類型化合物[2]。目前,對小茴香精油、揮發(fā)性成分、黃酮等研究較為深入。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)[3],茴香精油含有檸檬烯、反式-茴香腦、α-蒎烯等,反式-茴香腦為果實精油揮發(fā)性成分主要特征成分,茴香根精油中含有蒔蘿芹菜腦等。茴香精油的用途主要用于提取茴香腦,配制食品、藥品和飲料的增香劑和調(diào)味劑,具有保護肝腎損傷的作用、抗真菌作用、細(xì)胞毒性作用等[4-6]。常見的提取方法主要有微波萃取法、水蒸氣蒸餾法、超臨界CO2萃取法、同時萃取法等。
周利劍等[7]運用同時蒸餾萃取法、超臨界CO2萃取法和微波萃取法這3種提取方法對茴香精油的提取進行比較,以同時蒸餾萃取法精油得率最高,如果能將同時蒸餾萃取法和微波萃取法聯(lián)合利用,將會在很大程度上縮短提取時間和減少費用。為了避免使用有毒的有機溶劑,減少試驗操作的復(fù)雜性,改進小茴香油提取試驗,正交優(yōu)選并制定標(biāo)準(zhǔn)化方案,陳金蘭等[8]用揮發(fā)油測定法提取小茴香油,以香油得率為評價標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)用L9(34)正交試驗直觀分析并篩選驗證最佳提取方法。蔡麗華等[9]應(yīng)用索氏提取法,以精油提取率為指標(biāo),對提取到的小茴香精油進行L9(34)正交試驗、方差分析,結(jié)果表明,反式茴香腦在小茴香精油中相對含量最高,占總含量的30.35%。在國外,對于小茴香的研究也主要集中于小茴香精油,在比較二氧化碳超臨界流體萃?。⊿FE)、微波輔助萃?。∕AE)和水蒸餾(HD)這3種不同的提取方法提取茴香精油時,發(fā)現(xiàn)微波輔助萃?。∕AE)和二氧化碳超臨界流體萃?。⊿FE)不僅能節(jié)省時間、減少試劑的使用,還能提高茴香精油的提取效率[10]。另外有研究發(fā)現(xiàn)茴香精油的成分含量受蒸餾時間影響,時間越長,所提取到的含量越低[11]。B?jan等[12]通過水蒸氣蒸餾從茴香干果中獲得精油,發(fā)現(xiàn)其主要成分為反式茴香腦。
小茴香揮發(fā)油成分中主要含有反式茴香腦、檸檬烯、月桂烯、茴香酮等,主要應(yīng)用于抗菌、抗氧化、提高免疫和抗腫瘤[13-15]。傳統(tǒng)的提取方法主要是水蒸氣蒸餾法、超臨界CO2流體萃取法、溶劑浸提法、固相萃取法等。
于翠等[16]研究利用新型的超聲霧化-固相萃取法對小茴香揮發(fā)油進行萃取,該方法所用的試劑量和萃取時間比傳統(tǒng)方法要少。固相微萃取法作為近年來提取小茴香揮發(fā)油的主流方法,李明明等[17]采用固相微萃取方法萃取小茴香莖中的揮發(fā)性成分,聯(lián)合使用氣相色譜-質(zhì)譜對揮發(fā)性成分進行分離和鑒定,結(jié)果測得小茴香揮發(fā)性成分以反式茴香腦為主,其次是檸檬烯,這種方法具有操作時間短、樣品少、無需萃取溶劑、對被測樣品選擇性高的優(yōu)點。鄭甜田等[18]也選用固相微萃取法萃取,氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用對小茴香果實中揮發(fā)油進行成分分析,結(jié)果表明小茴香的主要成分是反式茴香腦、胡椒酚甲醚、4-甲氧基-苯甲醛。為研究不同產(chǎn)地小茴香根揮發(fā)油的成分含量是否存在差異,宋鳳鳳等[19]采用水蒸氣蒸餾法提取,運用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)進行化學(xué)成分分析,結(jié)果表明不同產(chǎn)地的小茴香根揮發(fā)油在成分上和含量上均存在差異。為提高提取效率,Piras等[20]采用超臨界流體萃取(SFE)和水蒸氣蒸餾(HD)提取小茴香揮發(fā)性成分,Topal等[21]采用超臨界二氧化碳(SCCO2)萃取和水蒸氣蒸餾法提取小茴香揮發(fā)油。白雪等[22]對藏茴香萃取物的化學(xué)成分進行分離時,發(fā)現(xiàn)采用超臨界CO2萃取技術(shù)對于連續(xù)化生產(chǎn)較困難。Coelho等[23]發(fā)現(xiàn)在提取小茴香過程中,與水蒸氣蒸餾(HD)相比,超臨界流體萃取(SFE)在298~353 K和30.0 MPa壓力范圍內(nèi)可達(dá)到最佳提取和分餾條件。為了快速、環(huán)保并具有高的富集效率,Yu等[24]利用自制的萃取柱,結(jié)合液相微萃取技術(shù),對小茴香的活性成分進行超聲霧化萃取。
黃酮類化合物的發(fā)現(xiàn)歷史悠久,具有顯著抗氧化性能[25-26]。賈貴華等[25]將超聲波技術(shù)和雙水相體系萃取技術(shù)綜合應(yīng)用于提取茴香莖中總黃酮,發(fā)現(xiàn)影響黃酮提取的主要因素是提取液濃度、提取時間、料液比。該方法提取比較充分、提取時間較短、所用試劑量少,是一種較好的提取方法。李蜀眉等[26]通過正交試驗得出小茴香黃酮類化合物的最佳提取條件:提取劑采用95%乙醇(體積分?jǐn)?shù))、料液比1∶15(g/mL)、提取溫度40 ℃。劉紅等[27]選用響應(yīng)曲面法優(yōu)化微波提取小茴香總黃酮,得到提取最佳工藝條件,該方法與微波提取法相比,提取效率更高。
生物堿一般是指存在于植物中的堿性含氮化合物,由于生物堿分布很廣,其存在于雙子葉植物的豆料、茄科、放己科、夾竹桃科、罌粟科和毛莨科等科屬,其具有抗癌、抗腫瘤、抗炎、抗病毒等作用[28-29]。目前對于生物堿的提取方法研究頗少,只看到古力伯斯坦·艾達(dá)爾等[30]采用高效液相色譜法,測得小茴香中生物堿含量為2.9%。
小茴香果實中含有植物甾醇基-β-呋喃果糖苷、Δ7-豆甾烯醇、豆甾醇、甾醇及菜油甾醇,其用途主要是抑制腫瘤作用、預(yù)防心血管疾病及促進新陳代謝等[31-32]。小茴香莖葉中也含有苷類、酚類等化合物。對于甾醇和糖苷的提取,主要采用的方法是溶劑提取法,該方法相對簡單,易操作,但是所用試劑具有一定危險性,使用時應(yīng)注意。武拉斌等[33]采用70%乙醇回流提取,再經(jīng)反復(fù)硅膠柱層析洗脫,從茴香干燥根得到化合物,經(jīng)分析鑒定化合物中含有β-谷甾醇。林健博等[34]參照該方法提取出β-谷甾醇。張嫩玲等[35]采用90%乙醇回流提取得到粗提取物,采用硅膠層析法分離得到不同化合物,經(jīng)MS和NMR等方法鑒定為亞油酸蔗糖苷、β-谷甾醇、豆甾醇-β-D-吡喃葡萄糖苷等。
茴香醛主要是由茴香腦經(jīng)氧化而得,可用于合成香料,也具有一定的抗菌作用[36]。Valente等[37]采用鹽析輔助液-液萃?。⊿ALLE)技術(shù),與高效液相色譜-紫外-質(zhì)譜/質(zhì)譜和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用,從小茴香中鑒別出雌二醇、茴香醛、茴香腦等。該方法簡單,功能多樣,應(yīng)用廣泛。
常見多種金屬元素具有一定抗癌作用[38]。運用不同炮制方法處理過的小茴香,其元素的含量也會發(fā)生相應(yīng)的改變,常見提取方法為微波消解法,該方法簡單、快速。孫亮等[38]采用微波消解法對小茴香進行消解,得到無機元素,利用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS法)檢測金屬元素,發(fā)現(xiàn)小茴香中Na、Mg、Ca、Fe、Zn、Mn和Ba等金屬元素含量較高。在不同炮制方法下,其小茴香不同無機元素的含量也會有不同的變化[39]。陳燕芹等[40]采用微波消解法對小茴香樣品進行處理,經(jīng)鑒定K、Ca、Mg、P在小茴香中含量較高。李利華[41]對小茴香采用微波消解法提取無機元素,結(jié)果發(fā)現(xiàn)小茴香中富含對人體有益的無機元素,如Ca、Mg、Fe、Zn、Mn和Cu等。
氨基酸作為構(gòu)成動物營養(yǎng)所需蛋白質(zhì)的基本物質(zhì),在人體中發(fā)揮著重要的作用。張飛[42]在液固比25∶1(mL/g)、萃取時間45 min、萃取溫度60 ℃的亞臨界丁烷萃取條件下,得到小茴香油樹脂,經(jīng)鑒定其含有17種氨基酸,其中人體必須氨基酸有7種。為快速有效提取香料中的揮發(fā)性成分,王璐[43]研究一種新型提取方法,即超聲霧化提取法,該方法也應(yīng)用于提取茴香中的反式茴香醚。茴香籽在商業(yè)中可作為一種茶,為了測定不同商業(yè)茴香籽茶中草蒿腦的含量,Basaglia等[44]采用頂空固相微萃?。℉S-SPME)結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)測定,結(jié)果發(fā)現(xiàn)該方法具有較高的靈敏度,準(zhǔn)確性和精密度。
針對對小茴香提取方法的研究,總結(jié)歸納為:傳統(tǒng)的溶劑浸提法提取率低、耗時長,而鹽析輔助液-液萃?。⊿ALLE)技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢,具有提取率高、溶劑用量少和功能多樣的特點。另外,將2種或2種以上的提取方法聯(lián)合應(yīng)用,其提取效果要優(yōu)于傳統(tǒng)提取方法。同時應(yīng)用超臨界CO2技術(shù)等高新技術(shù)不僅使小茴香得到高效綜合利用,其經(jīng)濟附加值也可大幅度提高,具有巨大的經(jīng)濟和社會效益。
小茴香應(yīng)用廣泛,主要體現(xiàn)在食品、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)和日用品等方面,前景巨大。中國的小茴香資源豐富,具有巨大的醫(yī)藥市場,隨著中國中藥材的國際化,中國藥材將會逐漸登上國際藥物市場。因此,對于小茴香的深入研究將會為抗菌、抗氧化、抗炎鎮(zhèn)痛、治療痛經(jīng)、食品添加劑、保健藥品和保健食品等天然藥物分析提供新線索。進一步研究小茴香的藥用資源開發(fā)利用,具有廣闊前景。隨著天然產(chǎn)物開發(fā)的不斷興起,重視環(huán)保、追求食品安全的意識不斷加強,對于小茴香天然產(chǎn)物的開發(fā)利用將進一步加大。目前,對于小茴香有效成分的提取方法有很多,提取效率不高,如果能將傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代新型的提取技術(shù)相結(jié)合,對小茴香提取分離技術(shù)進行更新,提高小茴香有效成分的提取含量和提取效率,會為小茴香的進一步開發(fā)利用提供理論基礎(chǔ)。