（林产化学加工工程专业论文）地榆中药用活性成分提取工艺及稳定性研究.pdf

摘要 植物多酚是一种优良的天然抗氧化剂，国内外从多个领域、多种角度对植物多酚进 行了广泛的研究工作，而对地榆中多酚、低聚原花青素以及黄酮浸提工艺研究国内尚未 见报道。 本论文以地榆根茎为原料，对如何提高其主要活性成分鞣质、黄酮类物质以及低聚 原花青素得率和纯度以及地榆多酚的稳定性进行了探讨；主要分析了地榆中化学成分， 常规浸提和超声波浸提对地榆根茎中鞣质、黄酮类以及低聚原花青素提取条件的优化， 地榆根中黄酮类和低聚原花青素的分离纯化，地榆多酚稳定性能以及产品的初步化学结 构分析。研究结果表明： 野生地榆的根中富含淀粉( 1 6 1 ) 、鞣质( 8 8 5 ) 、低聚原花青素( 5 7 ) 以及黄 酮类化合物( t 4 5 6 ) ，其含量不仅高于在茎和叶中的含量，也高于一般植物中的含 量。 在常规浸提过程中，通过调节乙醇浓度、原料粒度、料液比、回流温度、回流时 间、回流次数因素的影响，确定了地榆根和茎中鞣质、黄酮类、低聚原花青素较佳浸提 工艺参数。地榆根中鞣质、低聚原花青素以及黄酮类物质的提取率( 占绝干原料) 分别为 8 5 3 、5 7 和1 4 5 6 ；地榆茎中鞣质、低聚原花青素以及黄酮类物质的提取率( 占绝 干原料、分别为2 3 2 、0 9 0 和2 0 8 。 在超声波法浸提过程中，通过调节料液比、原料粒度、超声时间、超声功率、超声 次数因素的影响，确定了地榆根和茎中多酚较佳超声浸提工艺参数。地榆根和茎中多酚 提取率( 占绝干原料) 分别为1 1 7 1 和1 8 8 。 通过溶剂分离法对地榆根中黄酮类和低聚原花青素纯化，得出较佳的分离条件；所 得产品中总黄酮含量达到9 6 7 9 ，总黄酮得率( 占绝干原料) 为7 5 9 ；低聚原花青素含 量达到5 6 8 6 ，低聚原花青素得率( 占绝干原料) 为3 4 2 。 研究了p h 值、光、热、紫外线、氧化剂、还原剂以及添加剂对地榆提取物稳定性 的影响，结果表明地榆提取物适合弱酸或中性条件下使用，使用范围比较广；但对光热 稳定性较差，适合在避光低温的环境：具有很强的抗紫外线能力；氧化剂对地榆提取物 稳定性影响较大，会加速其降解，还原剂对地榆提取物影响不大；其他添加剂对其稳定 性几乎没有影响；并通过u v 和f t i r 光谱分析，超声波浸提没有对地榆根茎中有效成 分的结构发生改变。 据。 本论文的研究结果为地榆在医药、保健食品以及化妆品领域的开发利用提供了依 关键词地榆；浸提工艺；超声波；黄酮；低聚原花青素 东北林韭大学硕士学位论文 a b s t r a c t p l a n tp o l y p h e n o l s ，a l le x c e l l e n tn a t u r a la n t i o x i d a n t ，h a sb e e ns t u d i e de x t e n s i v e l y , w h i l e t h ee x t r a c t i n gt e c h n i q u e so fp o l y p h e n o l s ，o l i g o p r o c y a n i d i n sa n df l a v o n e si nt h er o o to f s a n g u i s o r b ah a v e n tb e e nr e p o r t e di nc h i n a i tw a si n v e s t i g a t e dh o wt oi n c r e a s et h ey i e l da n dp u r i t yo ft a n n i n , f l a v o n ea n d o l i g o p r o c y a n i d i n sf r o mt h er o o ta n ds t a l ko fs a n g u i s o r b a ，a n dt h es t a b i l i t yo f p o l y p h e n o l sf r o m s a n g u i s o r b aw a ss t u d i e d t o o 1 1 1 ec h e m i c a lc o n s t i t u t e so fs a n g u i s o r b aw e r ea n a l y z e d , t h e c o n d i t i o n so ne x t r a c t i n gt a n n j l l f l a v o n ea n do l i g o p r o c y a n i d i n sf r o ms a n g n i s o r b ab yg e n e r a l l i x i v i a t i n gp r o c e s sa n du l t r a s o n i cw a v ew e r eo p t i m i z e n ef l a v o n ea n do l i g o p r o c y a n i d i n sw e r e s e p a r a t e df r o ms a n g u i s o r b aa n dp u r i f i e d 1 1 1 es t a b i l i t yo fp o l y p h e n o lf r o ms a n g u i s o r b aw a s s t u d i e da n dt h ec h e m i c a ls t r u c t u r eo f t h ep r o d u c t sw a sa n a l y z e d t h er e s u l t s 黜a sf o u o w s ： t h er o o to fs a n g u i s o r b ai sa b u n d a n ti ns t a r c h ( 1 6 1 ) ，t a n n i s ( 8 8 5 ) ，o l i g o p r o c y a n i d i n s ( 5 7 ) a n df l a v o n e ( 1 4 5 6 ) t h ec o n t e n ti nr o o ti sh i g h e rn o to n l yt h a ns t a l ka n dl e a v e s ，b u t a l s ot h a nt h en o r m a lp l a n t s i nl i x i v i a f i n gp r o c e s s ，t h ep r e f e r a b l et e c h n i c a lp a r a m e t e r so fe x t r a c t i n gt a m l i s ，f l a v o n ea n d o l i g o p r o c y a n i d i n sf r o mt h er o o ta n ds t a l ko fs a n g u i s o r b aw e r eo b t a i n e dt h r o u g hc h a n g i n gt h e c o n c e n t r a t i o no fe t h a n o l ，p a r t i c l es i z eo fr a wm a t e r i a l ，t h er a t i oo fs a m p l ew e i g h tt os o l v e n t v o l t t m e ，t h er e f l u xt e m p e r a t u r e ，e x t r a c t i n gt i m ea n dr e f l u xt i m e s t h ee x t r a c t i o nr a t e so f t a n n i n , f l a v o n ea n do l i g o p r o c y a n i d i n sf r o mt h er o o tw e r e8 5 3 1 4 5 6 a n d5 7 0 r e s p e c t i v e l y ( t ot h e d r yr a wm a t e r i a l ) ，a n di nt h es t a l kw e l e2 1 3 2 ，0 9 0 a n d2 。0 8 r e s p e c t i v e l y i nt h ee x t r a c t i n gp r o c e s su s i n gu l t r a s o n i cw a v e ，t h ep r e f e r a b l et e c h n i c a lp a r a m e t e r so f e x t r a c t i n gp o l y p h e n o l sf r o mt h er o o ta n ds t a l ko fs a n g u i s o r b aw e r ea c q u i r e db yc h a n g i n gt h e p a r t i c l es i z eo fr a wm a t e r i a l ，t h er a t i oo fs a m p l ew e i g h tt os o l v e n tv o l u m e ，u l t r a s o n i ct i m e ， u l t r a s o n i cp o w e r , u l t r a s o n i ct i m e s 酏ee x t r a c t i o nr a t e so fp o l y p h e n o l si nt h er o o ta n ds t a l k w e r e1 1 7 1 a n d1 8 8 i n d i v i d u a l l y t h ef l a v o n ea n do l i g o p r o c y a n i d i n sw e r ep u r i f i e db yt h es o l v e n ts e p a r a t i o nm e t h o d t h e p r o p e rs e p a r a t i o nc o n d i t i o nw a so b t a i n e d i nt h eo b t a i n e dp r o d u c t s ，t h ec o n t e n t so ft o t a l f l a v o n ea n do l i g o p r o c y a n i d i n sw e r e9 6 7 9 a n d5 6 8 5 ，a n dt h ey i e l d sw e r e7 5 9 a n d 3 4 2 r e s p e c t i v e l y 弧es t a b i l i t i e so ft h ee x t r a c tf r o ms a n g u i s o r b au n d e rd i f f e r e n tp h ，l i g h t ，h e a t ，u l t r a v i o l e t r a y , o x i d a n t , r e d u c i n ga g e n ta n da d d i t i v ea g e n t sw g l es t u d i e d i tw a si n d i c a t e dt h cp r o d u c t s c o u l dw i d e l yu s e di nt h ec o n d i t i o no fw e a ka c i do rn e u t r a l ，w h i l et h e yw e r en o ts t a b l et oh e a t a n dl i g h t ，s ot h e ys h o u l db eu s e dw i t h o u tl i g h ta n da tl o wt e m p e r a t u r e t h ep r o d u c t sh a da s t r o n ga b i l i t yt ow i t h s t a n du l t r a v i o l e tr a y t h e yc o u l de a s i l yb eo x i d i z e da n dd e g r a d e db y o x i d a n tw h i l et h e yw e l x jn o te a s i l ya f f e c t e db yr e d u c i n ga g e n ta n dw e r ea l m o s tn o ta f f e c t e db y a d d i t i v ea g e n t s n ee x t r a c tf r o mt h es t e mo fs a n g u i s o r b aw a sa n a l y z e db yu va n df t i r s h o w i n gt h a tt h es t r u c t u r e so ft h ea c t i v ec o m p o n e n t sw e r en o tc h a n g e dd u r i n gu l t r a s o n i cw a v e i i e x t r a c t i n g t h i sr e s e a r c ho f f e r sap o t e n tb a s i sf o rt h ee x p l o i t a t i o na n du t i l i z a t i o no fs a a g u i s o r b ai n m e d i c i n e ，h e a l t h - c a r ef o o da n dc o s m e t i c k e y w o r d ss a n g u i s o r b ao f l i c i n a l i s l ；e x t r a c t i n gt e c h n i q u e s ；u l t r a s o n i cw a v e ；f l a v o n e s ； h i 1 文献综述 1 1 天然产物研究现状 1 1 1 天然产物市场开发前景 1 文献综述 天然产物用于人类保健医药、食用色素等食品添加剂已有悠久的历史i l j 。2 0 世纪 9 0 年代以来，在世界范围内兴起了“回归大自然”潮流和“绿色运动”，天然植物药已成为 世界药物市场上一个重要的组成部分。目前世界上许多国家在新药开发方面都希望于天 然药物，将其作为药物发现和发展的先导来源，在抗癌、抗感染和抗病毒药方面目前临 床应用的6 0 药物是从天然药物或基于天然药物模型而来的 2 1 。另外，1 9 9 1 年全球销量 最好的几家制药公司中一半以上公司的产品以天然产物为基源1 3 1 。目前天然植物药国际 市场年销售额已达3 0 0 亿美元，而且正以每年2 0 以上的速度增长【4 j 。因此，从天然产 物中筛选和开发有效成分己成为当前人们研究的热点。 1 1 2 天然产物中抗氯化耕研究现状 抗氧化剂是食品、医药和日化行业不可缺少的物质。由于化学合成抗氧化剂价格低 廉，故一直为人们普遍使用。但自本世纪7 0 年代以来，越来越多的研究发现，化学合 成抗氧化剂存在一定毒性、致畸性和潜在的致癌性，一些国家己相继对它们的使用作了 限制。我国在此方面起步较晚。截至1 9 9 9 年我国批准使用的食品抗氧化剂有1 4 种仍是 合成产品。随着对氧自由基与疾病关系的理论研究不断深入，抗氧化剂的应用价值日益 受到重视，天然抗氧化剂已从单纯作为油脂和含脂食品的抗氧化剂，发展到作为体内氧自 由基的清除剂，以达到保护人体细胞组织，保护心脑血管循环系统、抗癌及延缓衰老等生 理作用。天然的抗氧化剂绝大部分都是多酚类物质，即都具有若干个羟基的苯环结构， 其中应用得最好的有迷迭香提取物、茶多酚等数十种。 其中，植物提取物的抗氧化活性与其总酚含量有密切关系，植物多酚的抗氧化活性 随着分子量的增大而增强，还与酚羟基的数量和位置有很大关系，是当前研究较深入的一 类天然抗氧化剂 5 , 6 1 。 目前国内抗氧化荆产不足需，9 0 年代末年消费在1 0 0 0 1 5 0 0 吨之间。2 l 世纪是一 个追求食品安全与可持续发展的绿色世纪。以天然食品抗氧化剂取代化学合成抗氧化剂 是今后食品抗氧化剂工业发展的趋势，开发实用、高效、成本低廉的天然抗氧化荆仍是 研究重点。我国中草药和茶叶是非常丰富的天然抗氧化荆资源，黄酮和茶多酚作为天然 抗氧化荆显示了良好的应用范围，对于抗氧化活性成分及其效果的研究，应考虑各抗氧 化组分在不同提取过程的抗氧化能力情况，还应重视各抗氧化活性之间协同作用，并注 意单一活性的抗氧化作用与混合物的抗氧化作用。此外，研究重点将是研究抗氧化机 制、化学结构与抗氧化性及稳定性的相关性等。可以预测天然食品抗氧化剂将有广阔的 东北林业大学硕士学位论文 应用前景。 1 1 3 天然产物分离存在的问题 天然产物活性成分包括有黄酮、多酚、萜类等几百种，其分子主要特点有：相对分 子质量较低，从几百到几千：具有一定的极性，可溶于许多有机溶剂中。天然活性成分 的提取是中药现代化的重要组成部分，但目前中国中药主要是传统的中药丸、散等药剂 经济效益低，而以天然产物为主的保健食品和药物目前具有相当的市场。但由于对中药 中真正有效的成分并不了解，或由于分离纯化困难，很难达到和国际接轨的要求。在天 然产物分离纯化上有所突破，开发高效的天然产物分离方法对彻底改变中国天然产物开 发层次低，生产方式粗放，技术落后有重要作用，对中国中药现代化及改造和提升传统 中药行业有重要意义，而且纯化后的天然产物本身可形成新的经济增长点。 天然产物有效成分分离纯化的难点在于：天然产物有效成分含量低，难于富集； 体系复杂，大分子和小分子，生命和非生命物质共存，特别是存在结构相近的异构体，分离 纯化难点大；许多天然产物热敏，易水解等。 1 2 植物多酚研究的现状 植物多酚q l a n t p o l y p h e n 0 1 ) 是一类广泛存在于植物体内的多酚类物质，在植物中的含 量仅次于纤维素、半纤维素和木质素，主要存在于植物的皮、根、木、叶、果中。植物 多酚在自然界的储量非常丰富，含多酚较多的常见植物超过6 0 0 种，在某些针叶树皮中 多酚含量达2 0 4 0 ，仅此，每年在全球形成了数以亿吨的可再生绿色资源 “。 从8 0 年代后期开始，植物多酚的研究成为天然产物和有机化学研究的热点之一，国 内外从多个领域、多种角度对植物多酚进行了广泛的研究工作，进一步揭示了这类天然 产物广阔的应用前景。 1 2 1 植物多酚研究利用的化学基础 植物多酚的化学研究始于1 8 世纪末。其结构复杂，化学性质活泼，并且常以大量性质 相似的同系物的混合物形式存在，因此本世纪3 0 年代以前，多酚化学的进展一直非常缓 慢。植物多酚的科学分类方法直到1 9 2 0 年才由f r e u d e n b e r g 提出，即根据化学结构不 同，植物多酚分为水解单宁( 蓓酸酯类多酚) 和缩合单宁( 黄烷醇类多酚或原花色素) 。前 者主要是蓓酸及其衍生物与多元醇以酯键或甙键形成，可细分为蓓单宁和鞣花单宁两类； 后者主要是羟基黄烷酵类单体的缩合物，单体间以c c 键相连( 图1 ) 【引。 水解单宁和缩合单宁在构成单元骨架上完全不同，由此造成它们在化学性质、应用 范围上的显著差异，但是它们在分子结构上仍具有某些共性：( 1 ) 酚羟基数目众多，以邻 位酚羟基( 连苯三酚、邻苯二酚) 最为典型；( 2 ) 分子量较大，且分布较宽。正是这种化 学结构，赋予多酚独特的化学性质，使多酚不仅与源于植物的其它大分子如纤维素、木 质素、腐植酸区别开来，也使其与低分予的植物酚类( 如黄酮类、蒽醌类化合物) 显著不 同。 1 文献综述 蓓酸酯类 图1 - 1 植物多酚化学结构示意图 黄烷醇类 1 2 2 植物多酚类物质的基本分类 多酚类物质就其化学结构的不同，可分为单( 聚) 体和多聚体( 亦称单宁) 两大类。其 分类如图l - 2 。 广j 1 单零体多餐体 广l 一、 ( 单争) 类黄酮鞣酸 缩熹英可菜解型 婚可曙丁勰南去痰 醇酮酵 酮 素 黄 酮 苯内酸 色 于 酸 酮甲桂 素 单 酸酸 苷 宁 图1 - 2 多酚类物质的基本分类 1 2 3 植物多酚的抗氧化作用 植物多酚的大量活性酚羟基赋予它很强的抗氧化性，其主要形式表现为对各种活性 氧自由基的清除作用。通过现代医学研究得知，人体器官的老化在很大的程度上是由于 自由基的存在。作为人体与外环境直接接触的皮肤，因其暴露在空气中，受到大气层、 化学物品、紫外光辐射所引起的自由基侵袭的可能性更大。自由基在皮肤的主要成分胶 原纤维链间反应引发交联，因自由基而产生的过氧化脂质也与胶原反应，促使其失去弹 性甚至折裂，从而产生皱纹，粗糙和老化。因此自由基清除剂对抗衰老具有很好的效果， 抗氧化剂v c 、v e 、s o d 用作化妆品添加剂就是很好的例子 9 l 。作为氢供体的植物多酚 对自由基的清除能力可与其相媲美，甚至更强。多酚在植物体内的一种功能就是避免细 胞液中v c 被氧化。并且多酚与维生素有协同抗氧化作用。 污染 吸烟 射线 高压 光， 可变 图l - 3 活性氧和自由基对身体组织的伤害过程 按正常人尿中8 羟基脱氧鸟苷的排出量推算，人的每个细胞每天可受到1 0 3 1 0 4 次 自由基的攻击【加】。而当体内的氧化增强系统与抗氧化系统之间的平衡向氧化增强方向变 化时，就会造成氧化胁迫( 亦称氧化应激) 。按照突变积累理论，病变和衰老起始于 “一个细胞”，发生于每一次呼吸下的衰老。细胞组织受到活性氧、自由基的氧化胁 迫，使构成细胞组织的各种物质，如脂质、糖类、蛋白质、脱氧核糖核酸( d n a ) 等所 有的大分子物质，发生各种氧化反应，引起变性、交联、断裂等氧化伤害，进而导致细 胞结构和功能的破坏，以及机体组织的损伤和器官的病变，从而导致伤害和病变，其概 略情况见图1 3 。 1 2 3 1 自由基形成的连镬反应【n l 自由基的连锁反应非常多，举例如下。 由超氧阴离子( o ，) 所引起的连锁反应： 0 2 + 小；2 h o o 2 0 2 - + 2 一h 2 0 2 + 0 2 0 2 一+ h 2 0 2 。h o 年h o 。+ 0 2 由羟基自由基( h o ) 所引起的连锁反应： h o + r h + r + h 2 0 r + 0 2 + r 0 0 r o o + r h r o o h+r 这种连锁反应有两种情况可被终止，一种是被反应物的浓度越来越少，另一种是遇到 自由基清除剂( 抗氧化物) 。 1 2 3 2 檀物多酚类抗膳质过氧化自由基作用机理【l l 】 多酚类化合物的抗氧化作用是向脂质过氧化自由基( l o o + ) 提供一个电子( 氢) 而 使之成为较稳定的过氧化脂质( l o o h ) ，而自声身则成为酚氧自由基或其同系物： 鬟嚣罗蝴蚴挪雌一瑚般贼化氧胞变酶m基困警舭篇裟拍 rjl质rjl 类类 白 酸 l 0 0 + 图1 4 植物多酚类抗脂质过氧化自由基作用机理 1 _ 2 4 植物多酚类物质的应用 植物多酚的抗氧化、清除自由基的性质，是其具有某些生理活性的基础。作为天然 的抗氧化剂，植物多酚在医药、食品、化妆品、电化学等很多领域被广泛应用【1 2 q 4 1 。此 外，植物多酚具有较强的紫外吸收特性，在2 0 0 3 5 0 n m 间有较强的吸收峰。特别是对能 量高、破坏力大的远紫外区有更强的吸收，因此植物多酚可以作为抗老化荆和防晒剂的 有效成分u t ”j ，在化妆品上得以应用。而且在抗病毒、抗肿瘤、抗心脑血管疾病以及护 肝益肝方面有独特功效。国内外大量研究表明，鞣质具有较强的抗癌活性，本文研究的 地榆鞣质抗癌作用国外亦有报道。胡毅等在地榆鞣质抗肝癌细胞s m m c 7 7 2 1 的m t t 及 f c m 分析中研究地榆鞣质及其化疗药物m m c 联合用药后的抗癌活性显示各用药组活细 胞数明显少于阴性对照组，说明对肿瘤细胞活性均有抑制作用，再次说明地榆鞣质对人 肝肿瘤细胞具有很强的杀伤能力。 1 3 地榆的研究现状 1 3 1 地榆资源状况及药理作用 地榆( s a n g u 捃o r b ao f f i c i n a l i sl ) 是蔷薇科( r o s a c e a e ) 地榆属( s a n g u i s o r b al ) 植物的根及根状茎，为多年生草本植物。主要分布于中国东北、华北、西北、华东、中 南及广西，广布于欧洲和亚洲北温带【l7 1 。而尤以在我国的黑龙江、吉林、内蒙的东部分 布最为集中，是一种常用中药。地榆属全世界约有3 5 种，分布于北温带【l 引。据报道【1 8 地榆在我国有7 个种和6 个变种，东北有7 种，即：地榆( s a n g u i s o r b ao 妒c i n a l i s l ) 、长叶地榆s 1 0 n g i f o l i ab e r t l 、长穗地榆s g r a n d i f o l i a ( m a x i m ) m a k i n o 、大白花地 榆s a n g u i s o r b as i t c h e n s i sc a m e y 、细叶地榆s t e n u i f o l i af i s c h e xl i n k 、小白花地榆s p a r r i f l o r a ( m a x i m ) t a k e d a 、粉花地榆s o f f i c i n a l i sl v a r c a m e a ( f i s c h ) r e g e lc xm a x i m 【， 其中地榆s a n g u i s o r b ao 沛c i n a l i sl 在全国分布最广【2 0 j 。 地榆中含有丰富的营养物质和生理活性成分，具有凉血止血，解毒敛疮之功效，临 床上可用于便血、痔血、血痢、崩漏、水火烫伤及痈肿疮毒的治疗。据现代药理研究， 该药能明显地收缩血管、缩短凝血时间，有止血作用。特别在抗病毒、抗氧化、抗肿 瘤、治疗心血管疾病方面，引起国内外学者的注意和重视。药理作用具体表现在以下几 方面：抑菌作用。地榆对伤寒杆菌、脑膜炎球菌、福氏痢疾杆菌、已型链球菌、金 黄色葡萄球菌及肺炎双球菌有抑制作用；地榆的乙醇浸液，在试管内对大肠杆菌、枯草 杆菌及金黄色葡萄球菌有抑制作用，所含鞣质有抗霉菌作用【2 1 1 ，地榆、苦参合用治疗急 性菌痢有较好的疗效田】。对消化系统的影响。地榆水煎液能减轻乙醇所致的急性胃粘 膜损伤，对胃瘘手术后大鼠蛋白质的消化作用有明显提高。对d n a 酶的抑制作用。 地榆中提出的成分s a n g u i i nh 6 ( 一- 聚鞣花鞣质) ，实验证实据有细胞毒性，对d n a 拓扑 异构酶有抑制作用，s a n g u i i nh 6 能广泛地抑制细胞内裂解物的形成，对癌症具有抑制 作用。对心血管系统的作用。低浓度的地榆煎液可使离体蛙心收缩加强，频率减慢， 心脏排出量增加，高浓度时则呈抑制作用。实验显示，对麻醉兔有暂时性的轻度降压作 用。地榆叶的甾族羧基化合物对兔有降压作用 2 3 】。用于改善由内毒素引起的肾功能不 全。细菌性内毒素引起的肾功能不全是由于一氧化氮生成增多和继而引起的细胞毒性作 用，而预先给予地榆的动物能显著减轻由l p s ( 脂多糖) 引起的肾功能损害。地榆能抑 制一氧化氮和i n o s ( 一氧化氮合酶) 对内毒素引起的肾损害发挥了重要的防护作用。 增白作用。地榆具有相当高的对酪氨酸酶的抑制率，改善皮肤中色素细胞的酪氨酸酶的 代谢，限制酪氨酸向黑色素的转化，抑制酪氨酸酶的活性i 川。其它作用。a 体外试验 显示，地榆对人子宫颈癌细胞培养株系j t c 2 6 有明显的抑制作用，抑制率在9 0 以 上，对迟发型过敏反应( d t h ) 有增强作用【2 1 1 。b 有报道【2 5 1 ，地榆提取液有活性氧消除 剂的作用，对如超氧阴离子自由基( 0 2 一) ，羟基自由基( o h ) ，脂质过氧化物 ( l p o ) 等均有显著的消除活性。c 地榆根乙酸乙酯提取物具有抗焦虑活性。1 根水提 取物有抗黑色第状菌作用【2 郇。从其根茎中所提取的( + ) 儿茶酚，( + ) 培儿茶酚，多 元酚混合物( p c ) ，给小鼠5 0 m g k g ，或大白鼠2 5m g k g ，能提高实验动物的抗疲劳能 力【27 1 。 1 3 2 地榆的研究发展趋向 地榆中含有多种药用化学成分，主要为鞣质、皂甙和黄酮类物质。地榆众多药理作 用表明，其作用机理主要与所含的鞣质、黄酮类物质、皂甙的生理活性密切相关。现对 国内外研究的热点鞣质、黄酮类物质研究现状阐述如下：其中鞣质是存在于自然界的一 类比较复杂的多元酚类化合物，在过去植物化学成分研究中常常作为制剂的杂质除去。 随着研究工作的不断深入，鞣质越来越多地受到人们的关注。近几年国外对鞣质药理活 性的研究很多，也取得了有意义的进展。鞣质的药理活性除常见的收敛、抗菌消炎、止 血、驱虫、止泻、抗多种病原虫感染性疾病外，还表现在人们非常关注的抗肿瘤、抗人 类免疫缺陷病毒o w e ) 、抗突变、抗脂质过氧化，抗衰老、心血管病、改善肝肾功能、 预防应激性胃肠损伤、抗白内障、对重金属盐和生物碱中毒有解毒作用等方面有独到功 效i z 2 j 。在抗肿瘤方面，d n a 拓扑异构酶( t o p o i s o m e r a s e ) 是近年来发现的肿瘤化疗的重要 靶点，而有文献报道，体外鞣质抗d n a 拓扑异构酶i i ( t o p i i ) 作用高于常规l 临床化疗 药物，其抑制程度与剂量成正比。此外，目前鞣质的抗艾滋病( a d s ) 研究令人关 注，低分子量的水解鞣质，尤其二聚鞣花鞣质可作为口服剂来抑制a i d s 。 鞣质包括水解鞣质和缩合鞣质，其中原花青素( p c ) 是从缩合鞣质独立出的一大类 物质，受到人们的极其关注。原花青素是由不同数量的儿茶素或表儿茶索结合而成。通 常将二四聚体称为低聚体( p r o c y a n i l l o l i co l i g o m e r s ，简称o p t ) 将五聚体以上的称为高 聚体( p r o c y a r d d o l i cp o l y m e r s ，简称p p c ) 【2 町。据报道，低聚原花青素( o p o 拥有强有力 的抗氧化能力，在体内其抗氧化、消除自由基能力是v e 的5 0 倍v c 的2 0 1 音 2 9 | ，能对自 由基诱发的脂质过氧化及生物大分子损伤起到有效的保护作用。低聚原花青素( o p c ) 不仅 能消除自由基，同时可以再生v c 和v e 。低聚原花青素( o p c ) 还具有预防高血压、抗动脉 硬化娜1 、抗血栓、抗胃溃疡1 、抗菌、抗炎【3 2 】、抗肿瘤【3 3 3 5 1 、抗突变的生物活性1 3 6 ， 及皮肤保健、美容等功能。国外已有多种保健产品上市，1 9 9 5 年曾被美国公众评为最受 欢迎的1 0 种植物药之一。近l o 年来，低聚原花青素( o p c ) 在欧美、日等国家的保健品、 化妆品领域得到广泛的应用，年销售超过l 亿美元【3 ”。并享有“皮肤维生素”和“口服 化妆品”的美誉。在欧洲几乎每个人都把低聚孤花青素看作2 l 世纪抗衰老的物质。而 我国关于原花青素的研究较晚，化妆品中应用更少。 国内外对黄酮类物质的研究很多，具有多方面的生理活性，引起了国内外的广泛重 视。特别在治疗冠心病、降血压、降血脂、降低胆固醇、抗氧化、治疗心脑血管方面疗 效显著。近年来对山楂、银杏、淫羊藿等黄酾成分的生理活性有很多报道。有资料表 明，山楂黄酮类物质对冠心痛、心绞痛病人的总有效率为9 4 4 ，对降低血脂总有效率 为8 5 。有人研究了银杏叶和山楂叶提取物的抗氧化作用，表明银杏叶和山楂叶提取物 对氧自由基都具有较强的抑制作用【3 8 】。尤其心脑血管疾病作为世界三大顽症之一正在威 胁着越来越多的人的生命，人们期待着有效、廉价、低副作用的植物药的出现。 t 3 。3 地榆的化学成分 按结构分类如下：1 2 1 0 2 1 ( 1 ) 三萜皂甙类地榆苷i 、i i 、i i ( z i y u g l y c o s i d ei 、i i 、m ) 地榆皂甙a 、b 、 e ( s a n g u i s o r b i n a 、b 、e ) 、坡膜醇酸2 8 1 5 d 吡喃葡萄糖甙( p o m o l i ca c i d - 2 8 - o 1 3 d g l u c o p y r a n o s i d e ) 、山香醇酸糖甙f l ( s u a r i s s i m o s i d e f l ) ( 2 ) 鞣质类水解类鞣质：a 没食子酸类鞣质b 鞣花酸类鞣质地榆素( s a n g u i i n ) h 1 一 h l l 缩合鞣质：( + ) 儿茶素( ( + ) - c a t e c h i n ) ，t - o 一没食子酸基( + ) 儿茶素( t - o _ g a l l o y l - ( + ) c a t e c h i n ) ，原矢车菊甙元b 一3 ( p r o - c y o n i d i n e b 一3 ) ，原矢车菊甙元一2 ( p r o c y o n i d i n c c 2 ) ，棕儿茶素a 1 ( g a m b i d i n a 1 ) ，棕儿茶素b - 3 ( 3 ) 黄酮类山奈素3 ，7 二鼠李糖苷( k a e m p f e m l 3 ，t - o - c l i h a m n d i d e ) ，槲皮素一3 - 中乳糖- 7 埔萄糖苷( q u e r c e t i r - 3 一g a l a c t o s i d e - t - g l u c o s i d e ) 和金丝桃甙 ( 4 ) 有机酸类没食子酸( g a l a c i d ) ，鞣花酸( e l l a g i ca c i d ) ，阿魏酸( f e r u l i ea c i d ) ，3 , 4 , 4 - 三一 甲氧基鞣花酸( 3 ，4 ，4 - t d m e t h o x ye l k 唔i ca c i d ) 。 ( 5 ) 其他地榆酸双内酯( s a n g u i s o r b i ca c i dd i l a e r o n e ) ，t 3 谷甾醇、胡萝h 苷。此外，地 榆中还有c a 、f e 、m g 、z n 、c a 、m n 、c r 、g e 、s i 、a i 等3 3 种微量元素。 1 4 超声波在植物有效成分提取中的应用 天然植物药用成分大多为细胞内产物，提取时往往需要将细胞破碎，而现有的机械 或化学破碎方法有时难以取得理想的破碎效果，超声波在植物药用成分的提取中已显示 出了明显的优势。 超声波是能的一种形式，它可以在气态、液态或固态介质中传播。将植物材料和提 取溶剂放入超声波发生器中，在超声波的作用下，原料细胞部分被破坏，有效成分可很 容易地扩散到提取液中，加之超声波震荡液可使原料颗粒不停运动，并使浸提温度升 高，有利于扩散，提高浸提效率。 目前，超声波用于植物中有效成分的提取研究也较多。一些研究成果如下：用 2 0 k h z 超声波处理茶叶 0 r a i n , 茶多酚及儿茶酚的总量均比水提法提取3 0 m i n 的提高 4 0 以上，所得茶多酚样品的性状无差异、也不改变茶多酚及儿茶酚各组分的结构【3 9 l 。从 黄连根茎中提取小檗碱，将2 0 k h z 超声波处理3 0 m i n 比浸泡2 4 h 提出率高1 8 5 。用核磁 共振波谱仪对提取物进行比较、将提取产物经紫外分光光度法和高效液相色谱法的检验， 证明超声波对提取物的结构没有影响，杂质含量亦较少1 4 0 , 4 1 】。 据报道，用1 9 5 8 k h z 超声波处理银杏叶，在相同温度、相同时间下提取黄酮苷，其提 出率与常规水浸提法相比大大提高，两者相差2 6 倍左右【4 2 】。从黄芩根茎中提取黄芩苷， 应用2 0 k h z 、o 。5 w e r a 2 超声波处理1 0 r a i n 的提出率就高于煎煮3 h 的提出率，且黄芩苷成 分不变 4 3 , 4 4 。郭孝武从槐米中提取芸香苷，用2 0 k h z 超声波处理3 0m i n 与热碱提取一酸 沉淀相比，提出率提高了4 7 6 【4 5 删；王昌利同样也从槐米中提取芸香苷，用超声波提取 4 0 m i n 的提出率为2 2 5 3 ，是目前大生产提出率的1 7 2 倍，可节约原药材3 0 4 0 ，而用 浸泡4 8 h 的提出率仅1 2 2 3 4 7 1 。据有关资料介绍，还可用超声波提取山楂、水芹中的总 黄酮、刺五加的紫丁香昔、侧柏叶的槲皮苷、鹿衔草的熊果苷、淫羊藿苷、白藜芦醇 苷、陈皮苷等等 4 8 4 9 】。 以上内容进一步说明超声提取法是植物中化学成分的一种快速提取的新方法，不但 加快了提取过程，而且也能提高提取效果。是声能量应用兴起的一种新的提取方法。 1 5 本论文研究的内容和意义以及实验总体设计 1 5 1 本论文的研究内容和意义 国内最早将地榆广泛应用于便血、痔血、血痢、崩漏、水火烫伤及痈肿疮毒的治 疗。随着近年来国内外学者对病毒、肿瘤以及心脑血管疾病的研究的深入，经过国内外 学者的药理研究证明，地榆鞣质对抗肿瘤、抗病毒以及抗氧化作用效果显著。 我国中药地榆资源丰富，分布广泛，主要以野生为主，栽培较少。地榆虽然是东北 地区优势药用植物之一，但一直因收购价格偏低，采收不多。大量的野生资源呈原始的 自生自灭状态，是对可再生资源的极大浪费。目前人们对“绿色”无毒、无副作用的天 然药物的青睐，如果对其合理开发利用，在医药、保健品、化妆品以及食品添加剂上得 1 文献综述 以应用，不但有益于民，而且也会给生产者带来高附加值的经济效益。 综上所述，地榆作为一种廉价、丰富的可再生资源，而且具有潜在的应用前景，从 综合开发的角度出发，对实验的主要研究内容如下： ( 1 ) 地榆根茎化学成分分析。 ( 2 ) 采用传统提取方法和超声波提取相对照，探求最佳浸提工艺条件。 ( 3 ) 对地榆根中低聚原花青素和黄酮类物质纯化，并对其含量分析。 ( 4 ) 最后对传统提取和超声提取以及纯化后的产品的特征官能团做红外谱图分 析，探讨超声波对产物结构有无影响。 1 5 2 实验总体设计 原料处理( 粉碎) i厂水分含量测定 ll 蛋白质含量测定 +i 多戊糖含量测定 地榆根茎成分测定 淀粉含量测定 |i 鞣质含量测定 i 低聚原花青素含量测定 总黄酮含量测定等 厂溶剂浓度 j 粒度 地榆根茎中活性成分的提取j 料液比 1 浸提温度i ii 回流时间+ l 回流次数最佳浸提工艺条件( 传统浸提法) i 土 厂粒度产品谱图分析、有效 l 料液比成分定量分析 超声波对地榆根茎中活性成分的提取气超声时间 ii 超声功率l l、超声次数 i最佳浸提工艺条件( 超声浸提法) ， 地榆根中低聚原花青素、总黄酮的纯化+ 产品谱图分析、有效成分定量分析 产品谱图分析、有效成分定量分析 ； 2 1 前言 2 地榆中根、茎、叶化学成分分析 我国中药地榆资源丰富，品种繁多，分布广泛，主要以野生为主。栽培较少。尤其 在内蒙的东部及黑龙江、吉林、辽宁蕴藏丰富，野生蕴藏量占全国7 0 以上。在内蒙的 东部草原上，地榆常以优势种群集中分布。其地榆野生资源蕴藏约有5 0 0 万公斤，占全 国的8 7 u 9 1 。地榆虽然是东北地区优势药用植物之一，但一直因收购价格偏低，采收 不多，大量的野生资源呈原始的自生自灭状态，是对可再生资源的极大浪费。 任何一种物质，要利用它就要了解它，就必须对它的成分进行详细的了解，对地榆的 利用也是一样。地榆中富含纤维素、半纤维素( 多缩戊糖) 、淀粉；以及鞣质、黄酮、 低聚原花青素等活性成分；粗脂肪和有机酸含量较低。不同地区的地榆因其地域的不 同，含量也会有一些差异。 2 2 实验材料与方法 2 2 1 实验原料、仪器及药品 2 2 1 。1 实验原料 地榆采于吉林市二道乡水库，地榆根、茎、叶均风干粉碎筛成4 0 6 0 目，储备备 用。 2 2 1 2 仪器设备 u v - 1 9 0 0 型紫外一可见分光光度计( 北京普析通用仪器有限公司) 、s h z - - 8 2 a 型恒温 振荡器( 常州国华电器有限公司) 、p h s 3 c 型精密p h 计( 上海电磁仪器厂) 、k d y - 9 8 1 0 型凯氏定氮仪( 北京思贝得机电技术研究所) 、x m t d 型数显恒温水浴( 余姚市东方电工仪 器厂) 。 2 2 1 3 实验药品 芦丁标准品购自美国s i g m a 公司，纯度9 5 ；低聚原花青素标准品购自天津尖峰 天然产物有限公司，纯度9 5 ； 丙酮、无水乙醇、正丁醇、苯、醋酸钠、浓硫酸、亚氯酸钠、冰醋酸、浓盐酸、溴 化钠、溴酸钠、硫代硫酸钠、碘酸钾、碘化钾、石油醚( 3 0 - - 6 0 ( 2 ) 、硫酸钾、硫酸铜、 硼酸、甲基红、溴甲酚绿、氢氧化钠、3 、