1 木犀草素简介
1.1 木犀草素的结构及性质 木犀草素化学结构见图1。木犀草素为黄色针状结晶,熔点228℃~230 qc,分子式为C。 H 。0 ,分子量为286.24,木犀草素的化学名为3’,4’,5,7一四羟基黄酮(3’,4’,5,7-Tetralydroxyflanone)O因最初从木犀草科(Resedaceae)木犀草属(Reseda)的草本植物木犀草(英文名Reseda,植物分类拉丁文名 R.odorataL.)叶、茎、枝中所分离出而得名,是一种天然色素组分。可溶于甲醇、乙醇、乙醚等有机溶剂及碱f生溶液,微溶于热水,溶于浓硫酸生成锌盐,呈暗红黄色。 木犀草素分子上因存在着酚羟基,故其水溶液显示微弱的酸性。木犀草素能够与铁、镁、钙、铜、铝、锆等金属离子生成带色的络合物。
1.2 木犀草素的分布 木犀草素是一种重要的黄酮化合物,这类化合物在自然界中以糖甙型或游离型存在。木犀草素在自然界中分布广泛,可从多种天然药物、蔬果实中分离得到。目前发现主要存在于金银花、菊花、荆芥、白毛夏枯草、洋蓟、紫苏属、黄芩属等天然药物中和芹菜、甜椒、辣椒、落花生等蔬菜果实中,其他如橄榄油和红酒等植物产品以及野凤仙花、百里香草、唇形科植物筋骨草等也含有木犀草素。
2 木犀草素的生理功能
2.1 抗氧化作用
自由基和许多生命现象的疾病密切相关,例如细胞的老化、癌症的发生及动脉粥样硬化、血栓的形成等,生物体的自由基来自两方面,其一为内源性的,即主要是与氧代谢有关的几种自由基,如: 02-·,OH一,RCOO一等;其二为外源性的,主要是从污染的大气及烟雾中吸人的,如:O,一,NO:一等。体内存在许多清除自由基和抑制自由基的物质,如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶 (CTA)、过氧化物酶和谷胱甘肽酶(GSn—Px)等,使体内自由基生成和消除维持相对平衡。而以木犀草素等为代表的黄酮类化合物可以有自由基清除剂的作用,他主要通过酚羟基与自由基反应生成较稳的半辊式自由基,从而终止自由基链式反应。
标准程序的化学分析研究表明,等摩尔浓度条件下的木犀草素与槲皮素及辣椒素相比,木犀草素 具有最强的抗氧化活性。TBA快速测定法结果表明,木犀草素在芝麻油中显示良好抗氧化性,有效质量分数为0.02%,在此质量分数下,木犀草素在芝麻油和猪油中抗氧化效果与BHT相近,在猪油中抗氧化能力比茶多酚强。
2.2 抑菌作用
一定浓度的木犀草素可抑制葡萄球菌、枯草杆菌、啤酒酵母和大肠杆菌的生长,对卡他菌、白色念珠菌、变形杆菌也有抑制作用,可用作食品防腐保鲜剂,如延长月饼、桃酥的货架期,抑制含油脂食品的劣变等。
使用花生壳乙醇提取物对食品中常见的10种污染菌和食物中毒菌的抑制作用显著,其抗菌活性随着其质量分数增加而增强,对细菌和真菌的最低抑制质量分数分别为0.028%和0.05% ,抗菌活性具有热稳定性,能忍受高温短时的热处理,并且在 pH5—9的范围内均具有抗菌活性。
陈春涛等对花生壳中的木犀草素进行了分离,明确了花生壳中抗菌组分是包括木犀草素在内的3 种黄酮类化合物,这些研究表明花生壳具有作为食品天然防腐剂的开发潜力。
2.3 抗炎作用
木犀草素具有抗炎症作用,炎症的发生与体内的T细胞、B细胞、NK细胞、巨噬细胞等密切相关,木犀草素等黄酮类化合物主要通过影响细胞的分泌过程、有丝分裂基细胞问的相互作用及减少杀伤性T细胞产生而起效。
2.4 抗肿瘤作用
木犀草素诱导肿瘤细胞凋亡的作用主要是通过靶向调节细胞生长中的信号转递、基因表达、酶的活化或抑制实现,有较广的抗癌谱。木犀草索的抗肿瘤机制,既可直接作用于肿瘤细胞干扰细胞代谢,抑制细胞生长,诱导或增敏细胞凋亡;还可通过增强机体免疫功能,发挥抗肿瘤作用,是一种非常有前途的潜在抗肿瘤药物。
2.5 降血脂降胆固醇及提高免疫功能作用
有关药理及临床试验的结果表明,木犀草素具有降低血脂与胆固醇,降压及免疫双向调节的药理作用。
2.6 促凝血作用
都述虎等对仙桃草的主要化学成分木犀草素的体外促凝血作用进行了初步的探讨,结果表明,木犀草素有较好的促凝血作用。
2.7 抗过敏作用
木犀草素可抑制免疫球蛋白的肥大细胞的产生,具有治疗哮喘的作用,可减轻支气管炎,并可用于治疗干燥性皮肤瘙痒。
3 木犀草素的测定
3.1 紫外分光光度法
木犀草素一3 一葡萄糖苷含量在353nm波长处用紫外分光光度法可以直接测定,而提取物及制剂中其他成分对测定结果无明显干扰,方法简便快速。张蔚玲等采用紫外分光光度法对木犀草素一3 一葡萄糖苷进行了测定,测定效果较好。
3_2 高效液相色谱法
该法具有良好的精确性,简便、准确、重复性好,适用于实验室以及工业生产中应用。高勇等人研究了使用高效液相色谱提取木犀草素的条件为色谱柱:C18 250 mm×4.6 mm不锈钢柱,柱温:室温,流动相:甲醇与水(质量分数3%醋酸钠和醋酸的缓冲液)的体积比为70:30,检测波长:283 nm,流速:0.8 mL/min,进样量:5 。王和平等利用 HPLC法,采用KromasilC18柱为分析柱,流动相为甲醇/水(体积比56:44),流速:1.0 mL/min,检测波长:349 nm。结果表明,木犀草素在O.02/zg/ mL~0.1O/zg/mL之间呈良好的线性关系(r=O.9999),平均加样回收率为99.13%,RSD为1.82%。
3.3 薄层色谱法
沈雁书等采用薄层扫描法,对不同产地、不同品种菊花中的有效成分木犀草素进行了定量测定, 2010表明其结果将有助于菊花质量标准的制定,并为其种植、采购提供理论依据。
马承严等也采用薄层扫描法对两种不同产地的济菊中的木犀草素的含量进行了比较,对比挥发油含量的结果,分析出这两种产地的济菊的质量。
3.4 间接原子吸收法
徐文峰等研究了利用碱式乙酸铅做木犀草素的络合沉淀剂产生难溶的淡黄色沉淀,通过原子吸收法测定上清液中Pbz+的浓度,从而得到一种间接测定花生壳中木犀草素的方法。本法具有简便、快速、灵敏度高、试剂用量少等优点,用于实际样品测定,结果满意。测定结果与分光光度法的测定结果无显著差异性,并且本法还具有简单、快速的优点。
3.5 反相高效液相色谱法(PR—HPLC法)
张洪坤等首次采用反相高效液相色谱法测定了菊花中的木犀草素,并对贵州省上市的不同菊花品种中的木犀草素的含量进行了测定。色谱柱:ODS 柱,流动相: 甲醇、水、乙酸质量比为45:55: 0.4,检测波长:254 nm,流速为1.0 mL/min,柱温为室温。结果表明,木犀草素在0.02~tg/mL ~ 0.20 mg/mL范围内线性关系良好,相关系数r= 0.9991, 保留时间为15.50 min,平均回收率为 99.03% ,精密度CV%≤0.05% ,又放于冰箱4℃下 7 d内测定结果稳定。
3.6 毛细管电泳紫外检测法
荆瑞俊等人采用毛细管区带电泳紫外检测法 (CZE—uV),同时测定中药莲须中槲皮素、木犀草素、山萘酚、异槲皮甙4种有效成分。研究了缓冲溶液的离子浓度、pH值和电压对分离度和迁移时间的影响,得到了最佳分离实验条件。
4 木犀草素的提取
4.1 热回流法
在热回流提取木犀草素的过种中,一般物质的溶解度随着温度的升高而增大,所以温度越高,浸提效果应该越好,但是体积分数80%的乙醇溶液在高温下会剧烈沸腾,所以应以热回流时溶媒微沸状态作为温度的一项控制措施。
4_2 超声提取法
超声波是一种高频率的机械波,超声场主要通过超声空化向体系提供能量。超声波在中药有效成分提取等方面已有了一定的应用。其原理主要是利用超声的空化作用对细胞膜的破坏,有助于溶质扩散。超声波提取与传统的回流提取、索氏提取法等比较,具有提取速度快、时间短、收率高、无需加热等优点。但是因为超声波强烈的振动,易产生噪声,而且在大规模提取时效率不高,常作为一种强化或辅助手段。
4.3 索氏提取
用溶剂将固体长期浸润将所需要的物质浸出来,即长期浸出法。利用溶剂回流及虹吸原理,使固体物质连续不断地被纯溶剂萃取,既节约溶剂,萃取效率又高。但此法花费时间长,溶剂用量大,可在实验室用于木犀草素的提取。
4.4 微波提取
微波萃取(Microwave—Assisted Extraction,简称 MAE)是食品和中药有效成分提取的一项新技术。其原理是微波辐射导致细胞内的极性物质尤其是水分子吸收微波能量而产生大量的热量,液态水气化产生的压力将细胞膜和细胞壁冲破,细胞内部和细胞壁水分减少,出现裂纹,细胞外溶剂进入细胞内,溶解并释放出细胞内的物质。微波技术在中药提取生产中具有高效、快速的特点,同时由于其选择性,可以有效提高被提取物的纯度。
4.5 热浸法提取
热浸提过程是将溶剂通过细胞孔隙逐步渗透进入原料内部,使有效成分从固相转移到液相的相转移过程。提取溶剂如果与有效成分有相同或相近的官能团,会有利于有效成分扩散转移到溶剂中,而且提取溶剂极性与有效成分越接近,提取效果越高,热浸法是一种简单易行且经济的提取方法。
4.6 渗漉提取
渗漉法是在被提取物上添加浸出溶剂使其渗过被提取物,自下部流出浸出液的一种浸出方法。其浸出效果优于浸渍法。渗漉提取是属于动态浸出,溶剂的利用率高,有效成分浸出完全。故适用于贵重药材、毒性药材及高浓度制剂,也可用于有效成分含量较低的药材的提取。
4.7 酶辅助提取
植物有嫒成分大都被包含在植物材料(如细胞壁、果胶等)中,而酶在植物提取中能使植物材料降解形成疏散结构,有时甚至能完全溶解植物材料达到最高提取收率。应用酶法可以明显提高中药材中有效成分的提取率,但该技术同时也存在着一定的局限性。酶法提取对实验条件要求较高,为使酶发挥最大作用,需先通过实验确定最适温度、pH、加酶量及最适作用时间等。此外,能否将酶法用于工业化的提取中,还需综合考虑酶的浓度、底物的浓度、抑制剂和激动剂等对提取物有何影响,此有待进一步深入研究探讨。
5 木犀草素的纯化
5.1 溶剂萃取法
利用木犀草素与混入的杂质极性的差异,用乙酸乙脂萃取得到初步纯化的木犀草素制品。丁爱风等采用此方法可将提取物中木犀草素的纯度(以质量分数计)由2.47%提高到19.50%。
5.2 柱色谱法
常用的吸附剂或载体有聚酰胺、大孔树脂、纤维素粉和硅藻土等,聚酰胺和大孔树脂是较为理想的吸附剂。
聚酰胺特别适合分离酚类、醌类、黄酮类化合物,该法能获得较好的分离和提取,吸附剂聚酞胺可反复使用,反复层析可以纯化,纯化度高;但操作麻烦,产量低,洗脱耗费时间长,主要用于分析研究中。大孔树脂吸附特别适合水溶性化合物纯化分离。该法具有吸附容量大,选择性好,易于解吸,机械强度高,再生处理简单,吸附速度快,操作简单,得率恒定,产品质量稳定,生产成本低等特点,且吸附法仅用少量溶媒洗脱树脂就能达到浓缩目的,但耗用时间长,吸附树脂清洗困难。
5.3 结晶法
结晶法是分离和精制固体成分的重要方法之一, 是利用混合物中各成分在溶剂中的溶解度不同来达到分离的方法。可将已经初步分离纯化后的木犀草素精制,得到纯度较高的产品。如果粗提取部分的纯度很差,则很难得到结晶。
6 木犀草素的合成
木犀草素的合成主要分为两个方面,一是半合成,就是先从含有木犀草素的植物或麓果中提取出 木犀草素,但是由于提取率较低,故而进行近一步合成;二是全合成,是完全采用工业合成的方法得到木犀草素。
孙志忠等报道了采用自陈皮中提取的橙皮苷为原料半合成了木犀草素,总收率为35%。并在以前研究的基础上又采用了新的合成路线经橙皮苷水解、脱甲基,脱氢三步半合成木犀草素.其总收率为45.9%。该工艺原料易得、工艺简单、收率高。
卢玉华等采用Hierhammer等报道的全合成路线合成木犀草素,总收率为3%一4%。是以间苯三酚为原料,按Hoesch法制得2,4,6一三羟基苯乙酮,用甲基保护4,6一二羟基后与异香草醛缩合生成相应的查尔酮,再经二氧化硒氧化、氢碘酸脱甲基得木犀草素。耗时6 d,且收率偏低。 7 木犀草素的应用及现状 木犀草素因具有镇咳和祛痰等药理作用,在医学上已被制成药剂服用,用于慢性支气管炎和其他呼吸道疾病的痰多咳嗽者,在医药行业较为常见。
在食品中使用木犀草素的报道很少,木犀草素 应用于食品防腐和延长食品货架期的报道有一些,但未见其相关产品上市。食品工业是我国的支柱产业,随着经济的发展,抗氧化剂和防腐剂的需求量越来越大,木犀草素因具有良好的抗氧化和抗菌性能,作为食品天然抗氧化剂和防腐剂开发,具有广阔的开发与应用前景。但是木犀草素天然品提取率较低,虽然利用合成途径能够得到木犀草素,但得率和安全性不是很理想,也很少有关于木犀草素工业化生产的报道。
由此说来,现在一方面应加强对木犀草素含量高的植物资源的开发,另一方面,也要加强对木犀草素提取、合成工艺的研究,以提高木犀草素的得率。此外还应加强对木犀草素在医药、食品等工业中的应用研究 |