芦荟的成分及应用

化学信息学化学信息学 论文论文 题 目 芦荟的主要化学成分及应用 学 院 化学与材料科学学院 专 业 化 学 师范 姓 名 麻 鹤 学 号 105703020021 任课教师 郭 军 芦荟的主要化学成分及应用 摘 要 芦荟中含有蒽醌类化合物 糖类 氨基酸和各种有机酸 活性酶 矿物质与微 量元素等多种化学成分 具有对免疫系统 愈伤 抗癌保肝 抗菌 抗炎症 抗胃溃疡 降血糖等作用 对其有效成分进行分离和提取 将为其工 业化生产 提供理论基础 也可作为产品质量检测技术的参考 随着芦荟的化学 成分及药 理作用不断被发现 以及人们的不断探索 其必将在医药 化妆品 食品及美 容保健等领域发挥重要的作用 给社会带来可观的经济效益 关键词 芦荟 化学成分 探索研究 发展 芦荟为百合科植物芦荟或同属植物的叶汁干燥品 别名老芦荟 新芦荟 肝色芦荟 透明芦荟 好望角芦荟 夏末秋初将叶自基部切断 收集流出汁液 干燥可得 1 现在芦荟分布几乎遍及世界各地 在我国沿江地区 也有野生 状态的芦荟存在 芦荟中包含多种具有药理活性和生物活性的化学成分 性寒 味苦 具有清肝热 通便秘之功效 现在芦荟及其制品己在医药 美容 保健 食品和其它工业领域 如 染料 农药等 有广泛的研究应用 本文主要对芦 荟的化学成分以及在实践生活中的应用 1 芦荟的化学成分 芦荟的化学成分十分复杂 据有关研究资料报道 到目前为止被测知的化 学成分已超过 160 种 其化学成分又常因产地不同和品种不同而在成分的数量 方面表现出差异性 不同的保存条件和加工方法 对芦荟的化学成分也有很大 影响 其化学成分主要有 1 1 蒽醌类化合物 蒽醌类化合物是芦荟有机活性成分中的最主要部分 在渗出液的干燥物中 约占 9 30 它包括芦荟大黄素甙 也称芦荟素 芦荟大黄素 芦荟大黄 酚 蒽酚等 20 余种 其中绝大部分属于大黄素型蒽醌 即羟基分布在两侧的苯 环上的蒽醌 2 它是最基本的成分之一 芦荟中大量存在 不是很苦 有致泻 作用 但致泻性较弱 只有当芦荟大黄素甙被氧化并转化为芦荟大黄素时 不 但其苦味增加 而且致泻功能也明显增强 芦荟大黄素能促进大肠部位蠕动 而对小肠无影响 发挥其刺激性泻下作用 该作用对便秘和痔疮有特殊疗效 特别是对老年性便秘 治疗效果明显 1 2 糖类 糖类是芦荟凝胶部分除去水分外的主要成分 芦荟凝胶干燥后所得固形物 中有大约一半是糖类 其中大部分是具有重要生物活性作用的多糖 经分析还 含有一些单糖如甘露糖 阿拉伯糖 鼠李糖 果糖 葡萄糖等 3 据有关资料 报道 芦荟多糖对癌症和艾滋病的防治都有一定作用 它主要是通过提高人体 免疫功能而发挥作用的 1 3 氨基酸和各种有机酸 研究表明 以干物质计算 在芦荟叶片中蛋白质含量约为 9 5 芦荟蛋白 质经水解后可产生 19 种氨基酸 其中有些氨基酸如精氨酸 亮氨酸 苏氨酸 赖氨酸等是人体不能合成的 必须通过食物供给的必需氨基酸 而芦荟叶汁中 的各种氨基酸含量的组成却比较平衡 因此芦荟被人们誉为 21 世纪最有希望的 保健食品 在芦荟的根 茎 叶中 含有多种有机酸 苹果酸 柠檬酸 酒石 酸 丁二酸 辛酸 壬烯二酸 月桂酸 十二烷酸 十三烷酸 肉豆蔻脂酸 十五烷酸 十七烷酸 硬脂酸 油酸 亚油酸 花生四烯酸和棕榈酸等 这些 有机酸大多与钾 钠 钙等离子或生物碱结合 以盐的形式存在 芦荟所含的 有机酸是脂肪和蛋白质代谢的中间产物 是芦荟进行碳水化合物 脂肪和蛋白 质三者代谢联系的重要环节 1 4 活性酶 芦荟鲜汁中 含有多种活性酶 如 过氧化氢酶 淀粉酶 氧化酶 纤维 素酶 脂肪酶 植物凝血素等 植物凝血素能附在人体细胞上 激活人体细胞 中天然的生长因子 刺激细胞内部反应 促进细胞生长和分裂 加快受伤组织 康复和愈合 增强淋巴细胞功能 从而提高人体抵抗各种疾病的能力 提高人 体抗感染能力 白介素是芦荟中的一种重要多肽 其本质也是一种酶 催化免 疫系统的生化过程 可促进免疫功能的恢复 增强对多种疾病的抵抗能力 促 进身体康复 1 5 矿物质与微量元素 在芦荟生叶汁中检测出多种矿物质与微量元素 已发现并加以确定的有 钾 钠 钙 镁等大量元素以及锌 铜 钡 镍 锗等微量元素 这些元素中 钙 锌 磷 锗特别丰富 6 而芦荟中的锗是以有机态的形式存在的 从芦荟 叶汁中提取的抗癌剂 A 羟己基锗三氧化物 对于肺癌 肝癌 子宫癌 血液 病 肝硬化等都有神奇的效果 世界上有数以万计的癌症患者应用有机锗后 病情得到不同程度的缓解 因此芦荟中的有机锗在国外被称为 21 世纪的 救世 主 1 6 奇异的 滑水 除了上述数十种无机和有机物质之外 在新鲜芦荟叶子中还有一种不应被 忽视的重要成份 这就是 滑水 芦荟鲜叶中 水的含量占芦荟鲜叶的 96 0 96 5 据研究 这种水与众不同 它沿着管壁流动时比普通水流速快一倍 是 一种 滑水 在普通水里溶入极少量聚乙烯氧化物极相似的水溶性高分子物质 滑水 使芦荟鲜叶中有效成分粘多糖得以被人体迅速吸收 帮人体加速细胞 分裂 促进组织代谢 因此药学家们推测 这也许是芦荟能治百病的重要原因 之一 2 芦荟的药理作用 2 1 对免疫系统作用 芦荟具有免疫刺激活性 能增强小鼠对单核细胞增多性李司忒氏菌感染的 抵抗力 芦荟中的抗新体多糖也有免疫调节作用 芦荟大黄素则有免疫抑制作 用 此外 芦荟中某种成分能提高艾滋病患者的免疫能力 并能阻断人类免疫 缺陷病毒的扩展 2 2 愈伤作用 芦荟胶可用于治疗创伤 促进损伤组织的再生 新鲜芦荟胶液能加快老鼠 身上的创伤愈合 并缩短结疤时间 其作用机制是芦荟胶增加胶原蛋白之间的 交联以提高其抗张强度 用 50 乙醇提取的芦荟某种成分 其沉降液能促进伤 口愈合 2 3 抗癌保肝作用 芦荟中蒽醌衍生物抗肿瘤活性 从芦荟中提取羟基蒽醌衍生物和蒽酚衍生 物 体外实验证明 对不同肿瘤细胞具有强大杀伤作用 从芦荟中提取蒽醌类 物质 对肿瘤细胞有显著杀伤活性 为芦荟在临床上治疗各种癌症提供了可靠 的理论依据 另有实验结果表明 蒽醌衍生物对小鼠 P388 白血病有抑制作用 蒽醌类化合物对白血病 P388 细胞和 DNA RNA 蛋白质合成有一定抑制作用 对 金黄色葡萄球菌和艾氏腹小癌细胞呼吸 均有明显抑制作用 对白血病 P388 细 胞 DNA 可能影响细胞呼吸 影响供能系统 从而达到抗癌作用 实验证明 芦 荟煎剂对酒精性肝病具有能恢复肝功能 降低甘油三酯 改善肝脏脂肪变性的 作用 而芦荟中的大黄素和大黄酸可通过对肝线粒体呼吸链电子传递和呼吸链 复合体以及对琥珀酸脱氢酶和氧化酶的抑制 使肝细胞糖原及 RNA 含量明显上 升 促进肝血循环 改善肝的供血供氧功能 促进肝细胞的恢复和再生 2 4 抗菌 抗炎症作用 实验证明 芦荟的提取物对大肠杆菌 金 葡萄球菌 酿酒酵母米曲霉和 木酶等均有抑制作用 且与蔗糖 食盐存在协同抑菌作用 田兵等通过考查芦 荟抗菌作用与蒽醌化合物的关系 得出芦荟苷的抗菌活性明显高于芦荟大黄素 糖基配体的存在能够显著提高芦荟苷的抗菌活性 芦荟苷是芦荟中的主要抗菌 活性成分之一 利用扫描电镜技术进一步证实了芦荟苷能够改变菌体形态和破 坏菌体结构的功能 芦荟具有明显的抗炎症活性 芦荟素 A 的抗炎症活性通过 治疗大鼠关节炎的角叉菜胶诱发和水肿而得以证实 库拉索芦荟还对糖尿病引 起的炎症有治疗作用 2 5 抗胃溃疡作用 芦荟多糖对拘束水应激性溃疡 消炎痛及乙醇引起溃疡有明显的抑制作用 芦荟素 A 按 10mg kg 静脉给药时 对 能抑制幽门结扎大鼠胃液分泌和胃蛋 白酶活性 shay 溃疡和消炎痛诱导的胃损伤具有显著的抑制作用 还能明显 地抑制幽门结扎大鼠水浸应激性 11 胃损伤 2 6 抗糖尿病作用 芦荟用于糖尿病的防治已有较多的文献记载 其抗糖尿病作用机制包括通 过刺激细胞合成或释放胰岛素 对糖代谢酶的调控来平衡葡萄糖代谢 以及增 强肌体的免疫力等 芦荟能增强糖尿病患者和糖尿病大鼠的葡萄糖耐受性 对 正常大鼠也有降血糖作用 且降血糖作用缓和而持续时间长 此外 芦荟还具 有改善糖尿病并发症的神经 肾脏病变及促进伤口愈合等作用 12 表 1 芦荟 多糖对正常小鼠血糖水平的影响 x SD n10 组别 剂量 血糖水平 mU L 高剂量组 160 4 40 0 44 中剂量组 80 4 96 0 78 低剂量组 40 5 60 0 59 阴性对照组 2u kg 4 06 1 01 空白对照组 等体积生理盐 水 6 62 0 62 注 与空白组比较 P 0 01 P 0 001 实验结果表明 三个 剂量组对正常小鼠血清葡萄糖的降低作用呈剂量依赖性 高 中 经统计学 t 检验 低三个剂量组与空白组比较 差异均有极显著性 阳性对照组与空白 组比较差异极显著 2 7 抗衰老作用 自由基介导性损伤不仅是众多疾病的发病基础或相关因素 其导致的脂质 过氧化也是机体细胞衰老的重要标志 王莉等研究报道 芦荟多糖 ACM 对内毒 素化大鼠和正常高龄大鼠血清及肝组织过氧化脂质产生影响 其具体实验是将 各实验组动物连续灌胃 30 天 给予不同剂量 ACM 于实验开始的第 20 天起 连续 10 天腹腔注射 K03 肺炎杆菌内毒素 LPS 5ug kg 诱发大鼠过氧化脂质产 生 对照组均给予生理盐水 测定各实验组动物血清及体内代谢产物丙二醛 MDA 水平 结果表明口服 ACM 10ug kg 和 50ug kg 均能显著降低内毒素化大 鼠和正常高龄大鼠血清及肝组织的水平 说明 ACM 具有一定的抗脂质过氧化作 用 芦荟中不仅多糖抗衰老 其有效成分黄酮类也有抗衰老成分 据报道 芦 荟的抗氧化活性较 a 生育酚强 且 3 年生芦荟抗衰老活性最好 2 8 其他作用 此外 近年来许多研究表明 芦荟还具有泻下 解毒 带血液以及止血活 血等多方面作用 是一类应用广泛的天然药用植物 3 芦荟的毒副作用 作为一 种保健佳品 芦荟也具有毒副作用 芦荟所致的中毒症状主要有恶心 呕吐 腹痛 腹泻 出血性肠炎 里急后重 血便 结肠黑变病 流产等 此外 也 不乏尿少 蛋白尿 血尿等肾脏损害 如服用芦荟过程中出现上述症状应立即 停药 症状严重的应立即洗胃 也可用鸡蛋清或活性炭解毒治疗 4 芦荟有效成分的提取和分离方法 4 1 分离 由于芦荟化学成分的多样性复杂性 而且很多化学成分的性质是非常相近 的 因而分离的难度较大 经典的分离方法如有机溶剂分级沉淀法 有机溶剂 萃取法等很难分离得到纯净的物质 现代分离技术如膜技术 色谱方法 电泳 法等的出现 使得芦荟有效成分的深度分离成为可能 如有研究人士利用毛细 管电泳法和高效液相色谱法以碳酸钠 乙腈缓冲溶液和含有磷酸二氢钾和甲醇的 线性梯度溶液为流动相分离并鉴定了 12 种蒽醌类化合物 对于芦荟体内的生 物大分子化合物如多糖和酶类的分离 普遍采用的是凝胶色谱法 如 QZH 等通 过纤维素酶酶解 透析 乙醇分步沉淀 凝胶色谱法从巴巴多斯芦荟中分离纯 化得到一种具有抗辐射功效的多糖 4 2 提取 芦荟有效成分的提取 一般采用水提法或醇提法 这两种方法各有优缺点 水提法可以把水溶性的成分与脂溶性的成分 如叶绿素 分开 从而简化了后 处理 但得到的提取液很容易变质 醇提法 常用甲醇和乙醇 对脂溶性成分 的提取效果良好 而且提取液不易变质 但对其中的多糖等水溶性的有效成分 的提取效果不佳 采用不同浓度的醇溶液为提取剂 则可以有很好的提取效果 文献资料表明甲醇的提取效果比乙醇为佳 由于一般的化学方法测定的结果还 不是非常准确 所以人们便开始寻求快速 简便且准确率较高的方法 色谱法 便成为人们的第一选择 5 芦荟开发与应用 目前 芦荟作为一种常用且药用价值很高的药用植物 已经广泛的应用于 治疗便秘 烧伤烫伤 对多种慢性疾病如肠胃病 高血压 心脏病 糖尿病 肝脏病 便秘 口腔炎等症 具有独特的疗效 德国的科学研究还发现芦荟除 了能愈合外在的伤口 还能治疗各种内部肠道的溃疡 同时促进消化功能和对 营养的吸收 开发芦荟药物产品大有可为 17 随着人们对芦荟认识的不断深入 我国市场上也出现了大量的芦荟制品 如蜂胶芦荟 芦荟口服液 芦荟排毒胶 囊等 使我国的芦荟产业得到了发展 芦荟多样的化学成分带来了多样的药理 作用 同时在皮肤美容方面也有一定的作用 例如 芦荟有防晒 美白作用 延缓皮肤衰老 保湿 调节水油平衡等美容作用 所以芦荟在各种类型的美容 化妆品中应用极为广泛 国内外大多数化妆品都标明含有芦荟 6 结论 芦荟作为一种集药用 保健 食用 美容为一体的植物已经越来越被人们 所重视 目前 国外芦荟开发的机制已经比较完善 并已逐渐转向科技含量和 附加值高的芦荟制品 种植与产品加工都已形成一种新兴产业 我国的芦荟产 业起步比较晚 开发的芦荟产品大多属于初级产品 并且我国自己的芦荟产品 品种少 数量不足 但我国幅员辽阔 南方大部分地区均有适宜芦荟生长的天 然条件 随着芦荟宣传力度及对芦荟研究和开发的重视程度的加深 当种植业 发展到一定规模后 中华芦荟也必将在医药 化妆品 食品及美容保健等领域 发挥重要的作用 深加工制品的经济效益是非常可观的 参考文献 1 程望兴等 芦荟的化学成分及临床应用研究 J 安徽中医学院药学系 20013 71 72 2 王莲等 植物芦荟的化学成分 药理作用及应用的研究进展 J 天津市医药科学研究所 20092 63 64 3 付小兰等 芦荟化学成分的发展 J 江西九江学院 2008 10 99 100 4 侯冬岩等 芦荟的研究进展 J 辽宁鞍山师范学院 20029 54 55 5 高文远等 芦荟叶片过氧化物