卷丹和百合化學成分與提取方法研究進展
車景超 豐杰 辛寧
【摘要】 介紹了近十年來,卷丹和百合化學成分和提取方法方面的研究進展,主要集中在甾體皂苷、多糖和秋水仙堿;甾體皂苷的提取方法有醇提—大孔樹脂吸附法、醇提—正丁醇萃取法;多糖的提取方法有水提醇沉法和復合酶法;秋水仙堿的提取方法有有機溶劑提取法和超臨界二氧化碳流體萃取法。
【關鍵詞】 卷丹 百合 成分 提取 Abstract:This article introduced the research advancement of Lilium lancifolium Thunb. and L.brownii F.E.Brown Var.viridulum Baker chemical compositions and the extraction method in recent ten years, mainly concentrated in the steroid saponin, the polysaccharide and the colchicine, the steroid saponin extraction has ethanol extract- the pocket resin absorption law and ethanol extraction -the normal butyl alcohol extraction method; the polysaccharide extraction has water extract and ethanol to sink, the compound enzyme law; the colchicine extraction has the organic solvent extraction process and the supercritical carbon dioxide fluid extraction method.
Key words:Lilium lancifolium Thunb.; L.brownii F.E.Brown Var.viridulum Baker; Ingredient ; Extraction
中藥百合來源于植物卷丹Lilium lancifolium Thunb.百合L.brownii F.E.Brown Var.viridulum Baker 和細葉百合L.pumilum DC. 的干燥肉質鱗葉,最早記載于《神農本草經》,細葉百合主要分布于東北,野生為主,市場少見。卷丹和百合在全國分布較廣,在長江流域廣為栽培,為百合藥材的主要來源。其主要成分有皂苷類、多糖、生物堿、微量元素及蛋白質、磷脂、無機元素等。研究表明,百合在止咳化痰、抗疲勞與耐缺氧、升高外周白細胞、降血糖及抑制遲發過敏性反應、催眠安神等方面均具有顯著效果。
1 化學成分
1.1 皂苷類
近幾年來百合皂苷的研究主要集中于甾體皂苷,侯秀云等[1]從百合中分離得到β-谷甾醇(Ⅰ)、胡蘿卜苷(Ⅱ)、正丁基-β-D-吡喃果苷(Ⅲ)、26-O-β-D-吡喃葡萄糖3β,26-二羥基-5-膽甾烯-l6,22-二氧3-O-α-L-吡喃鼠李糖-(1→2)-β-D-吡喃葡萄糖苷(Ⅳ)、26-O-β-D-吡喃葡萄糖3β,26-二羥基膽甾烷-16,22-二氧-3-O-α-L-吡喃鼠李糖-(1→2)-β-D-吡喃葡萄糖苷(Ⅴ)[2]。其中Ⅳ和Ⅴ為新化臺物,初步藥理實驗證明,這兩種皂苷對二氧化硫引起的小鼠咳嗽有鎮咳作用[2]。Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ為首次從該植物中分得。吉宏武等[3,4]以卷丹鱗莖為原料,通過光譜與HPLC等手段鑒定百合皂苷有兩種,一種為含有提果皂苷元與3個糖基的甾體皂苷,一種為含有薯蕷皂苷元與3個糖基的甾體皂苷。吳曉斌等[5]以龍山百合為原料,發現百合皂苷與薯蕷皂苷有相同的薯蕷皂苷元。百合總皂苷提取物對自由基的清除作用比人參皂苷強[6]。楊秀偉等[7]分離并鑒定卷丹中兩種甾體皂苷,麥冬皂苷D(ophipogonin D),其結構為薯蕷皂苷元-3-O-﹛O-α-L-鼠李糖基-(1→2)-O-[β-D-木糖基(1→3)]-β-D-葡萄糖苷﹜,另一化合物為薯蕷皂苷元-3-O-﹛O-α-L-鼠李糖基-(1→2)-O-[α-L-阿拉伯糖基(1→3)]-β-D-葡萄糖苷﹜,經鑒定是一種新的化合物,定名為卷丹皂苷A(1ililancifoloside A)。
1.2 多糖類姜茹等[8]
從百合鱗葉中首次分離出一種水溶性多糖BHP,酸水解,薄層展開進行多糖組分分析,呈現D-半乳糖、L-阿拉伯糖、D-甘露糖、D-葡萄糖、L-鼠李糖等斑點。該多糖作用于機體免疫系統,對小鼠免疫功能有明顯的調理作用。劉成梅等[9,10]從新鮮百合的鱗葉中,分離得到LP1,LP2兩種多糖,在多糖的組分分析中LP1由葡萄糖、甘露糖組成,比例為1∶2.46, LP2由葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸組成,比例為1∶0.73:2.61∶1.8∶0.84。這兩種多糖單體對四氧嘧啶引起的高血糖小鼠有明顯的降血糖功能,并且與濃度呈正相關。百合多糖LP2降血糖作用強于百合多糖LP1。趙國華等[11]從百合塊莖中分離得到LBPS-I多糖,是一種純粹的非淀粉類葡聚糖,是由α-D-(1, 4)-Glcp和α-D-(1, 3)-Glcp以2∶1的比例交替形成主鏈,并有α-D-(1,6)-Glcp側鏈的葡聚糖。該多糖單體對移植性黑色素B16和Lewis肺癌有較強的抑制作用。Manal M Shehata 等[12]從百合中分離得到百合水溶性非淀粉多糖(WSNSP)。體外實驗結果表明,百合球莖中WSNSP組分B可以直接抑制腫瘤細胞的生長;體內實驗結果表明,WSNSP組分B具有抗癌功效,可以抑制小鼠S180肉瘤增殖,抑瘤率在45.68%以上。
1.3 生物堿類百合中生物堿研究早在20 世紀60 年代就有報道,主要集中在秋水仙堿。賀世洪等[13]利用極譜法,采用二階導數直接測定其中秋水仙堿的含量,達0.006 4%。何純蓮、李新社等[14,15]采用超臨界萃取法和高效液相測得湖南龍山產卷丹鱗片中秋水仙堿含量。百合中秋水仙堿,能抑制癌細胞的增殖,尤其對乳癌的抑制效果比較好[16]。
2 提取
2.1 皂苷及其苷元類
2.1.1 皂苷類甾體皂苷的提取分離有3種方法:醇提—大孔樹脂吸附法、醇提—正丁醇萃取法和色譜法。吳曉斌、任鳳蓮等[5,17]分別討論了溫度、乙醇用量、回流時間和提取次數對百合總皂苷提取率的影響。采用正交實驗法得出了百合總皂苷的最佳提取條件為:用80%乙醇(其體積為百合質量的6 倍),在70℃回流提取3次,3 h/次。吳曉斌等[5]考慮百合總皂苷的含量和工業中的實際生產情況,確定最佳提取條件為6 倍于藥材量的乙醇(濃度為70%),在60℃提取3次,3 h/次。用AB-8大孔吸附樹脂柱分離,無水乙醇、丙酮-乙醚混合液沉淀干燥得百合皂苷,得率為0.253%。吉宏武等[18]采用微波處理卷丹百合,烘至含水量6%左右粉成80 目。選用甲醇為提取劑,采用超聲波提取和水飽和正丁醇萃取百合中總皂苷,所建立的方法具有干擾小、準確度高、分析速度快等優點,抽提皂苷完全、適合于大量試樣的分析。
2.1.2 皂苷元甾體皂苷元的提取有醇提酸水解—有機溶劑提取法、酸或酶水解—有機溶劑提取法。百合中甾體皂苷元的提取采用的是前者,百合皂苷經酸水解,乙醚萃取,氮氣吹干,即得甾體皂苷元[3,4,19]。
2.2 百合多糖
2.2.1 水提醇沉法劉成梅等[20]以浸提溫度、固液比、浸提時間為考察對象,進行正交實驗,發現對百合多糖提取率影響程度為:溫度>時間>固液比,確定百合多糖浸提最佳工藝參數:浸提溫度95℃,時間2 h,固液比1:5。去蛋白采用酶-Seveag聯用法,沉淀多糖。滕利榮等[21]分別就提取時間、溶劑體積、浸提溫度進行單因素實驗,發現熱水提取百合多糖的最佳條件為:加水比70:1,浸提時間6 h,浸提溫度60℃,在此條件下提取率可達10.87%。Sevag試劑離心除蛋白質,測定多糖含量。楊林莎等[22,23]討論提取時間、提取次數、溶劑體積、浸提溫度等因素對多糖得率的影響,采用正交實驗法進行優選。影響百合多糖提取的主次順序為溫度>溶劑體積>浸提次數>浸提時間,最佳工藝為溫浸溫度80℃,但考慮到多糖解聚及淀粉糊化、變性,浸提溫度設為65℃,溶劑體積l5倍量,浸提3 次,浸提時間4 h。Sevag法除蛋白,以多糖得率為指標,采取正交實驗法探討Sevag法中的氯仿與正丁醇的配比及與樣品體積的比例關系,最佳工藝為氯仿-正丁醇體積比為3:1,樣品-氯仿正丁醇體積比為5:2,振搖時間10min。測定多糖得率為5.2%。楊華等[24]用三氯三氟乙烷與seveage法聯用脫蛋白,得百合粗多糖水溶液。以乙醇沉淀,丙酮、乙醚洗滌,冷凍干燥后得粗多糖。孫麗華等[25]用Sevag法脫蛋白,分離純化所得活性多糖的得率為4.5%,多糖含量為96.8%。
2.2.2 復合酶法百合塊莖中除多糖物質外,還含一定量的蛋白質、膠質、粗纖維及脂肪。這些物質的分解有利于多糖的分離和純化。復合酶法提取百合多糖具有條件溫和、雜質易除、提取率高和生物活性高等特點。因此選用復合酶系,將復合酶[ω(纖維素酶):ω(果膠酶):ω(胰酶)=2:2:1]加入百合塊莖干品中,考察pH、酶促反應溫度、酶促反應時間對提取率的影響,確定酶法提取多糖的最佳反應條件:pH值是影響百合多糖提取率的顯著因素,浸提液pH 7.0,浸提溫度50℃,酶促反應時間90 min。在上述最佳條件下,測定了加酶量對多糖提取率的影響,最佳加酶量為3%。在最適酶提條件下提取率達31.03%,是熱水提取法的2.85 倍[21]。
2.3 秋水仙堿
2.3.1 有機溶劑提取法李新社等[15]考察了溶劑種類、提取時間及提取方式對提取效果的影響,確定提取劑為乙醇,提取時間為8h,堿化百合粉能顯著改善提取效果,提取率從0.95%提高到1.77%。何純蓮等[26]研究了提取溫度、提取時間、溶劑用量、粒度4個因素對秋水仙堿提取的影響,確定萃取溫度﹥溶劑用量﹥提取時間﹥粒度。最佳工藝條件為原料過20目篩,提取溶劑選用乙醇。80℃,溶劑用量6∶1,提取10 h,即可達到在此實驗條件范圍內的最佳提取效果。采用高效液相色譜法測得秋水仙堿的含量為43.2mg,含量為0.36‰。李谷才等[27]篩選出乙醇提取百合中秋水仙堿的最佳工藝條件:75℃時,用乙醇將過50目篩的百合粉以5:1,提取5h,可得秋水仙堿45.78 mg。在此條件下,用HPLC法測得百合中的秋水仙堿含量為4.58%。
2.3.2 超臨界二氧化碳流體萃取法何純蓮、李新社、任鳳蓮、李谷才等[14,15,26,27]選取萃取溫度、萃取壓力、提攜劑(乙醇)用量、萃取時間4個因素為變量,發現各因素的影響秩序為:萃取溫度﹥萃取時間﹥萃取壓力﹥提攜劑用量。最佳條件為:40℃,18Mpa下,以300 ml乙醇作提攜劑萃取2h。 測得萃取物粗品中含秋水仙堿24.5 mg,含量為6.38%。經HPLC法測定,測得百合中秋水仙堿含量為0.0485%。
3 小結
目前,對百合化學成分的研究已經有了較豐富的文獻積累,但缺乏百合構效關系的研究,藥理作用機理研究也不夠深入,從整體上看缺乏橫向的聯系,因此要對百合進行系統全面的研究,可謂任重而道遠。
百合化學成分提取分離研究,文獻報道較多的百合皂苷和多糖類,其良好前景使得對它的提取有待于進一步研究改進,主要集中在簡化工藝流程和引入新的研究方法,提高產物富集率和純度上。
在水提醇沉法除蛋白方法比較中,從脫蛋白后的水溶性百合多糖損失和蛋白質去除效果來看,酶法與Seveage聯用法優于Seveage法和三氯三氟乙烷與Seveage聯用法,是一種很有效的植物多糖中脫蛋白方法。無論采用哪種,所得的水溶性百合多糖中蛋白質含量均在10%以上,其原因可能是百合水溶性多糖中部分蛋白質與多糖結合成緊密的糖蛋白復合物[28]。
百合是中華人民共和國衛生部審批通過的首批藥食兩用的植物,不僅臨床上有著廣泛的應用,而且作為加工保健產品的原料也極具有開發前景。因此對百合的栽培技術、功能因子的結構、含量、作用及在食品中穩定性等方面進行深入研究,使其最大限度地保留活性,是百合研究開發的趨勢。