中药栀子研究进展

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中药栀子研究进展

廖夫生

【摘 要】栀子目前在我国种植面积很大,已经形成我国的一大特色农业.栀子可利用部分主要为栀子果实和栀子花,栀子果实的化学成分主要包括栀子黄色素、栀子苷、多糖等;栀子花含栀子精油,是提炼栀子香精的主要原料.本文主要介绍了栀子黄色素、栀子苷、多糖及栀子精油的的研究进展.

【期刊名称】《广州化工》

【年(卷),期】2013(041)001

【总页数】3页(P12-13,21)

【关键词】栀子;黄色素;栀子苷

【作 者】廖夫生

【作者单位】江西中医学院药学院,江西 南昌 330004

【正文语种】中 文

【中图分类】R917

栀子 (Garadenia jasminoides),亦称黄栀子、山栀、红枝子等,是茜草科的一种常绿灌木,主产于江西、浙江、湖南等地。栀子果实系传统中药,亦属卫生部颁布的第一批药食两用资源,具有护肝、利胆、降压、止血、清热等作用。栀子的可利用部分主要为栀子果实和栀子花,栀子果实的化学成分复杂,主要包括藏花素类、甙类和多元酚类,此外还含有果胶、甘露醇以及Fe、Mn、Zn、Cu等20多种微量元素;栀子花含栀子精油,是提炼栀子香精的主要原料。栀子作为传统中药材,目前已在天然食用色素 (栀子黄色素及栀子蓝色素)的生产中占据重要地位。我国黄栀子人工栽培主要分布于江西省,黄栀子正发展成为江西省的一大特色农业龙头产业。

随着栀子种植业的发展,其产品的深加工问题也日益暴露出来,特别是栀子的综合利用方面尚未能引起大家的足够重视。本文将对利用栀子提取精制栀子黄色素、栀子苷、果胶及栀子精油等的方法原理及应用作一些介绍。

1 栀子黄色素

目前,食品着色剂多采用人工合成色素,因为合成色素具有色泽艳丽、性质稳定、着色力强、成本低廉、使用方便等优点,但由于合成色素多为芳香烃衍生物,有慢性毒性和致癌性,因此,合成色素在世界各国均受到不同程度的限制,尤其是1976年美国禁止使用人工合成笕菜红后,有些国家如挪威、丹麦则完全禁止使用合成色素,天然色素因其安全无毒,有些还有营养价值和药用价值而越来越受到人们的青睐,在食用色素中逐渐占据重要地位。近年来,天然食用色素在国际市场上销售额的增长率每年都保持在10%以上,正逐渐占领合成色素的市场份额,前景十分看好。

栀子黄色素是从栀子果中提取的一种纯天然色素,其主要成分为藏花素类,是世界上唯一存在的水溶性类胡萝卜素,具有无毒、安全性高,并有一定的营养价值和保健作用,广泛用于糕点、饮料、冰激淋、酒类等食品的着色。在国际市场上,尤其在美、日等国颇受欢迎。从栀子中提取栀子黄色素含有较多的杂质,主要是栀子甙类,杂质的存在不仅影响栀子黄色素的稳定,还会引起着色食品发生绿变。一般认为,OD比值(OD238 nm/OD440 nm吸光值比值)小于0.4,可以防止绿变现象的产生[1]。目前栀子黄色素精制的方法包括:超声提取法[2]、超临界 CO2流体法[3]、凝胶层析法[4]、无机膜提取法[5]等。目前大孔吸附树脂在中药有效成分或天然产物提取分离等方面得到较好的应用,大孔吸附树脂也应用在精制栀子黄色素中,采用吸附树脂法对色素进行精制,得到色价从337,OD值从0.37的产品[6]。

2 栀子苷类

栀子苷,也称栀子甙 (geniposide),是一种环烯醚萜葡萄糖苷,易溶于水,是栀子中主要成分,含量在5%左右,随栀子种类和产地的不同而有差异。目前从栀子干果或提取栀子黄色素后的废液中提取栀子苷,一般采用硅胶柱层析、双水相分离和大孔树脂吸附等方法。硅胶柱层析法是在天然化合物中常用的分离方法,分离得到的栀子苷样品纯度较高,可与大部分杂质分离[7],但每次分离得到样品较少,产率不高且费时,在工业上应用的可能性不大。

双水相萃取技术 (Aqueous two phase extraction,ATPE)利用被提取的物质在两相系统中分配行为的差异进行分离。由于两相间的界面张力很小,有效成分在相间的溶解和萃取较快,操作方便,条件温和。最近,I.H Pan等[8]采用双水相系统从栀子中分离提取栀子苷,该系统包括PE62(20%乙烯氧化物和80%丙烯氧化物的共聚物),KH2PO4和乙醇。在分离提取过程中,溶液中盐的浓度、PE62的浓度、乙醇的添加量和所要分离样品的量都分别影响分离效率,增加盐的浓度和减小PE62浓度都导致萃取效率增加,通过实验发现,其系统最佳条件是含5%的PE62,7.5%KH2PO4和10%的乙醇添加量的分离效果最佳,通过分离后100 g栀子果实可得到近8 g栀子苷,纯度可达到77%。

目前关于大孔树脂分离栀子中栀子苷的报道很多,北京中药药大学吕茂平等[9]采用大孔D301R分离栀子中栀子苷,栀子苷能与栀子黄等杂质较好的分离,得率在65%以上。姚干等利用大孔树脂从栀子中分离纯化栀子苷[10]。大孔吸附树脂具有吸附容量大,解吸容易,容易再生等优点,在中成药制剂研制中日益成熟,应用前景广泛,是一种值得深入研究的栀子苷分离方法 2.1 栀子苷的药理作用

栀子在我国是常用中药之一,其药理作用研究较深入,对抗炎、降血糖、中枢神经系统、抗肿瘤等均有明显作用。栀子苷用于抗炎镇痛方面研究报道较多,方尚玲等[11]研究了栀子苷对二甲苯、醋酸和角叉菜胶引起的小鼠肿胀实验,结果表明栀子苷具有明显的抗肿消炎效果。杨奎等研究表明栀子苷具有明显的降低血肿,对脑出血后的炎症引发的脑损伤有明显的保护作用。在降血糖方面,谢文利等[12]研究了栀子苷对糖尿病小鼠的降血糖作用,结果表明栀子苷可以显著的使小鼠中血糖含量降低。Suzuki等[13]研究了栀子苷和京尼平对血栓形成和血小板凝聚的影响。在活体内,栀子苷和京尼平能长因光化学引起的肿瘤诱变时间;在体外,栀子苷和京尼平都引起了胶原蛋白变性,但没有发现血小板凝聚现象。因而可以肯定地说,栀子苷能抑制血小板凝聚,具有抗肿瘤的作用。与此同时,人们对栀子苷及京尼平的其它药用方面也做了大量的研究,例如在日本,M.Yamazaki等[14]研究发现京尼平能防治因 Amyloid蛋白质引起的神经毒性。

随着生物医学技术的不断发展进步,异种生物组织、各种生物假体和替代物也逐渐应用到临床医学中,用于各种疾病的治疗,但这些生物假体无一例外地需要交联处理。传统的交联剂主要是一些非生物物质,如甲醛、戊二醛、环氧化物等,其细胞毒性大,生物相容性差,容易产生钙化现象。京尼平作为一种新的生物材料交联剂,能形成稳定的交联制品,具有细胞毒性小,生物相容性好,不发生钙化现象和降解等特点,引起广泛关注。可成为植入式药物缓释系统的良好载体,具有广泛的应用前景[15]。

2.2 在食品工业中应用

栀子苷除了在药用方面进行了很多研究以外,研究制备栀子蓝色素的报道也比较多。凌敏等[16]以栀子黄废液中栀子苷为原料,利用酶促反应获得栀子蓝,并提纯得到色阶238,OD值在0.24的栀子蓝色素。徐尤智等[17]研究了栀子苷和不同氨基酸反应制备栀子蓝,结果表明氨基酸与栀子苷反应获得的栀子蓝色阶高,稳定性好。

2.3 在农业中应用

栀子苷在其他方面也得到很大的应用。栀子甙具有很强的生理活性,能促进植物生根和农作物增产,我国人多地少,如何有效利用现有耕地面积,进行农作物增产增效一直是个热点课题。张伯熙等[18]在这方面做了大量的工作,先后对小麦、棉花、黄瓜等农作物进行实验,增产效果明显,平均增产30%左右,且使用安全方便,其降解产物无毒副作用,因而受到日益关注。

2.4 其他应用

京尼平除用作食用色素外,还可用作显色剂测定氨基酸的含量。S.W Lee等[19]利用栀子中提取的栀子苷水解为京尼平,建立了一种新的氨基酸的测定方法。京尼平与氨基酸反应呈蓝色,与水合茚三酮显色系统相比,摩尔吸光系数最大增大了14倍,灵敏度更高,且系统受杂质影响较小,加入低浓度的金属离子Cu2+、Fe3+,吸光度基本不变。

LI chen等[20]利用栀子苷与口腔中的放线菌作用产生绿色化合物,建立了测定口腔放线菌的检测方法,这种方法专一性强,检测限低,最低可检测到每毫升104个放线菌细胞。

3 栀子中多糖类物质

多糖是天然的生物大分子物质,它几乎存在所有的生物体中,是有机体能量的主要形式之一,它具有多方面的生物功能,已经成为“糖生物学”时代生命科学重要课题。中药来源的多糖,由于资源充足,成本相对低廉,应用于临床抗肿瘤、抗病毒、抗感染、抗氧化、抗辐射、降血糖和降血脂等方面都取得良好的效果,日益受到科学界的广泛重视。栀子多糖主要由L-鼠李糖、L-岩藻糖、L-阿拉伯糖、D-葡萄糖及D-半乳糖组成。体外实验表明,栀子多糖对S-180肉瘤细胞和腹水肝癌细胞具有一定的抑制作用。方宏筠等[21]也对栀子多糖抗肿瘤效应进行了研究,分别测定了对三种不同肿瘤细胞抑制情况,结果表明栀子多糖对人红白血病细胞K562和小鼠肝癌实体瘤的抑制率达到50%以上,具有广谱的抗肿瘤效果。

4 栀子香精

桅子花为茜草科栀子属香花作物,栽培适应性强,花白色,香气浓郁,是我国著名的八大香花之一。栀子每年开花两次,凋谢后的栀子花一般都未能合理利用。桅子干花及鲜花均可用来加工桅子精油,桅子精油的主要成分 (质量分数)为金合欢烯

(64.86%)、罗勒烯 (29.33%)、芳樟醇 (2.74%)和苯甲酸甲酯 (0.25%)等[22],属名贵的花香香料之一,多用于高级香水、香皂和化妆品香精中,GB2760-86也允许将其用于食品,因此桅子花具有重要的研究和利用价值。

5 展望

栀子作为一种常用中药,在现代中医药理论指导下,宜深入进行药理、毒理和临床研究,总结现代药理和临床经验,开展栀子类的中药新药的研究,有着广泛的研究前景。

栀子色素是现代国际上中药的天然食品着色剂,用于糖果、糕点、饮料和酒类的调色,栀子和氨基酸结合能产生多种颜色,深入研究提高工艺和质量标准,可进以步开发多种食品和药品的天然着色剂。

参考文献

[1]阎少辉,张德权.栀子色素研究进展与开发[J].食品研究与开发.2000,21(6):28 -31.

[2]高丽,邓青云,姜益泉,等.超声波法提取栀子黄色素的工艺研究[J].安徽农业科学,2012,40(22):11445 -11446.

[3]张德权,吕飞杰,台建祥.超临界CO2流体技术精制栀子黄色素的研究[J].农业工程学报,1999,15(4):226 -230. [4]吕晓玲,姚中铭,姜平平.凝胶层析法精制栀子黄色素的研究[J].食品与发酵工业,2001,27(4):39 -42.

[5]赵宜江,姚建民,徐南平.无机膜提取栀子黄色素的工艺研究[J].南京化工大学学报,1997,19(1):77 -82.

[6]朱兴一,沈凤琼,谢捷.LSA-10大孔吸附树脂分离纯化栀子黄色素研究[J].林产化工,2012,3:56 -57.

[7]Choi H J,Paik Y S.Isolation and characterization of the major

colorant in gardenia fruit[J].Dyes and Pigment,2001,49:15 - 20.

[8]I-H Pan,H-H Chiu,C-H Lu.Aqueous two-phase extraction as an