甘草黄酮 甘草黄酮类活性成分的化学转化研究

　　摘要：以甘草总黄酮提取物为原料，采用正交设计实验方案，在碱性条件下进行超声反应，以甘草苷及异甘草素的含量为指标，优化得到异甘草素的最佳转化条件为，加入碱的浓度为２．０ ｍｏｌ／Ｌ，甘草总黄酮提取物原料的质量浓度为３０ ｇ／Ｌ，在７０ ℃下超声反应１．５ ｈ。在此条件下，提取异甘草素的含量可达０．８４％。该方法简单、易行，重复性好。
　　关键词：甘草黄酮；甘草苷；异甘草素；转化
　　中图分类号：Ｒ２８４．３文献标识码：Ａ 文章编号：0439－８114（２０11）11－2321-02
　　
　　Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｏｆ Ｇｌｙｃｙｒｒｈｉｚａ Fｌａｖｏｎｏｉｄｓ
　　
　　ＣＯＮＧ Ｊｉｎ－xｉａｎｇ１，ＴＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｄａｎ１，ＷＡＮＧ Ｓｈａｏ－ｙａｎ１，ＺＨＵ Ｌｅｉ１，ＨＵ Ｊｉａｎ－ｊｉａｎｇ２
　　（１．Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ａｎｓｈａｎ １１４０５１， Ｌｉａｏｎｉｎｇ， Ｃｈｉｎａ；
　　２．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ， Ｓｉｎｏｓｔｅｅｌ Ａｎｓｈａｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｈｅｒｍｏ－ｅｎｅｒｇｙ Ｃo．， Ｌｔｄ．，Ａｎｓｈａｎ １１４０４４， Ｌｉａｏｎｉｎｇ， Ｃｈｉｎａ）
　　
　　Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｇｌｙｃｙｒｒｈｉｚａ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｂｙ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ａｌｋａｌｉｎｅ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔ ｏｆ ｇｌｙｃｙｒｒｈｉｚａ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ａｓ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｗｅｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ with the concentrations of liquiritin and isoliquiritigenin as the indices． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｉｓｏｌｉｑｕｉｒｉｔｉｇｅｎｉｎ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ， ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｋａｌｉ ｗａｓ ２．０ ｍｏｌ／Ｌ； ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｗａｓ ３０ ｇ／Ｌ； ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｔｉｍｅ ｗａｓ １．５ ｈ； ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗａｓ ７０ ℃． Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｉｓｏｌｉｑｕｉｒｉｔｉｇｅｎｉｎ ｒｅａｃｈｅｄ ０．８４％． Ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ ｓｉｍｐｌｅ， ｅａｓｙ， ａｎｄ ｒｅｐｒｏｄｕｃｉｂｌｅ．
　　Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｇｌｙｃｙｒｒｈｉｚａ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ； ｌｉｑｕｉｒｉｔｉｎ； ｉｓｏｌｉｑｕｉｒｉｔｉｇｅｎｉｎ； ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ
　　
　　甘草黄酮（Ｇｌｙｃｙｒｒｈｉｚａ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ，ＦＧ）是从甘草提取物中得到的一类生物活性较强的成分。迄今为止，国内外学者已从甘草中分离鉴定出３００多个黄酮类化合物［１］。甘草黄酮类化合物成分不仅结构复杂，药效活性差别也很大，一些苷元类成分的活性远高于其苷的活性。如甘草素与甘草苷，异甘草素与异甘草苷等。然而，在甘草原料中，苷元的含量很低。据报道，甘草中甘草苷含量约为３．６％，而甘草素、异甘草素的含量仅为０．１％左右［２］，有些甘草甚至检不出这两种成分。如何有效地利用甘草资源，分离提取这些低含量但高药效的活性成分已成为研究中普遍关注的问题。
　　异甘草素是甘草黄酮中重要的药物活性成分，具有抗氧化、抗病毒、抗肿瘤等多种重要的药理作用［３，４］，应用前景广泛。在酸或碱存在的条件下，黄酮类物质中的苷可转化成苷元，从而提高某些成分的含量［５］。为此，本研究在碱性条件下，采用正交实验设计和超声辅助提取技术，研究了甘草苷向异甘草素的转化，优化异甘草素的提取条件，从而为快速有效地提取异甘草素活性成分提供参考。
　　１材料与方法
　　１．１仪器与试剂
　　ＬＣ－１０ＡＴｖｐ高效液相色谱仪（日本岛津公司），ＳＰＤ－１０Ａｖｐ紫外检测器（日本岛津公司），Ｎ２０００色谱数据工作站（浙江大学智达信息工程有限公司）。ＨＨ－５数显恒温水浴锅（江苏省金坛市医疗仪器厂），ＢＳ２１０Ｓ电子天平（德国Ｓｔａｒｔｏｒｉｕｓ公司），ＡＴ－８３０色谱柱恒温箱（天津自动科学仪器公司），ＳＢ２２００超声器（上海申波超声公司）。
　　甘草总黄酮提取物购于内蒙古自治区伊泰药业圣龙分公司。甘草苷及异甘草素标样对照品为实验室自制，ＨＰＬＣ检测纯度均为９９％。乙腈、氢氧化钠均为分析纯；水为双蒸水。
　　１．２实验方法
　　１．２．１色谱分析条件色谱柱：Ａｇｉｌｅｎｔ ＸＤＢ Ｃ１８柱；流动相：体积比为１∶４的乙腈－水混合溶液，流速为０．７ ｍＬ／ｍｉｎ；甘草苷的紫外检测波长为２７６ ｎｍ，异甘草素的紫外检测波长为３６０ ｎｍ；检测温度为２５ ℃，进样体积为１０ μＬ。
　　１．２．２标准曲线的制作准确称取异甘草素及甘草苷对照品各１０．００ ｍｇ，分别用流动相定容于１０ ｍＬ容量瓶中，作为储备液。分别吸取异甘草素储备液或甘草苷储备液２，４，６，８，１０，１５和２０ μＬ，在１．２．１的色谱检测条件下进行分析。根据浓度与峰面积的关系绘制甘草苷及异甘草素的标准曲线。
　　１．２．３转化实验称取一定质量的原料，在一定的碱浓度及温度下，进行超声反应，测定反应后料液中甘草苷及异甘草素的含量变化情况。按Ｌ９（３４）的正交设计表进行实验，考察加入碱浓度、超声反应时间、反应温度及原料质量浓度４个因素对甘草苷和异甘草素含量的影响，各因素的各水平如表１所示。
　　１．3含量的测定
　　正交实验中，甘草苷或异甘草素的含量（ｗ）通过下式计算：
　　ｗ＝×１００％ （１）
　　式中，Ｃ为通过标准曲线计算得到的甘草苷或异甘草素浓度，Ｖ为实验配置的溶剂体积，ｍ是称取样品的质量。
　　２结果与分析
　　２．１异甘草素及甘草苷的标准曲线
　　以异甘草素的峰面积Ｙ为纵坐标，以其浓度Ｃ为横坐标，经线性回归，得到异甘草素的标准曲线方程为：Ｙ＝２０７．００Ｃ＋２．２８，相关系数ｒ＝０．９９５。使用同样方法得到甘草苷标准曲线的回归方程为：Ｙ＝２１７．００Ｃ＋４．４８，相关系数ｒ＝０．９９９。所得结果表明在所选范围内，两种样品的浓度与各自峰面积呈良好的线性关系，可用于定量分析。
　　２．２正交实验结果
　　通过色谱分析检测不同实验条件下得到的甘草苷及异甘草素浓度，进而通过式（１）求得其含量，见表２。
　　由极差Ｒ的分析结果可知，各因素对甘草苷含量的影响大小次序为Ａ、Ｃ、Ｂ、Ｄ，若以提取甘草苷为目标，则最佳方案为Ａ２Ｂ１Ｃ２Ｄ１。而对异甘草素含量的影响因素中，因素Ａ的影响最大，其次为Ｄ、Ｃ，因素Ｂ影响最小，提取异甘草素的最佳方案为Ａ３Ｂ２Ｃ２Ｄ３。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 　　图１是不同因素水平对甘草苷及异甘草素含量的影响图，从图中可以看出，甘草苷含量少的因素水平所对应的异甘草素含量并不是最高，这说明在相应的碱性条件下，甘草苷没有完全转化为异甘草素。甘草总黄酮提取物原料成分十分复杂，其他成分也有可能转化为异甘草素。转化过程中，使用超声波辅助提取可以有效地破坏细胞壁，大大减少转化反应时间，提高异甘草素的提取效率。
　　２．３验证实验及结果
　　分别按正交设计得到的最佳条件进行验证实验，每个实验重复３次，结果见表３。验证实验结果表明，甘草苷和异甘草素两种活性成分检测的含量相对误差均小于１．３％，说明实验结果的重复性较好。
　　３结论
　　在碱性条件下，使用超声提取技术，研究了甘草总黄酮原料的转化条件，以苷元异甘草素的含量为目标，采用正交设计优化转化条件，得到了异甘草素的最佳提取工艺条件为：原料浓度为３０ ｇ／Ｌ，在７０ ℃下超声反应提取１．５ ｈ，加入碱的浓度为２．０ ｍｏｌ／Ｌ。异甘草素在最佳提取条件下，含量得到了提高，可达０．８４１ ２。该法简单、效率高，为异甘草素的进一步精制奠定了基础。
　　参考文献：
　　［１］ ＬＩ Ｗ，ＡＳＡＤＡ Ｙ，ＹＯＳＨＩＫＡＷＡ Ｔ． Ｆｌａｖｏｎｏｉｄ ｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｓ ｆｒｏｍ Ｇｌｙｃｙｒｒｈｉｚａ ｇｌａｂｒａ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔ ｃｕｌｔｕｒｅｓ［Ｊ］． Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０００， ５５（５）：４４７－４５６．
　　［２］ 何三民，石森林． ＨＰＬＣ法测定甘草中甘草素、异甘草素、甘草苷的含量［Ｊ］． 中草药，２００３，３４（７）：６１８－６１９．
　　［３］ ＨＳＵ Ｙ Ｌ，ＫＵＯ Ｐ Ｌ，ＣＨＩＡＮＧＡ Ｌ Ｃ，ｅｔ ａ１． Ｉｓｏｌｉｑｕｉｒｉｔｉｇｅｎｉｎ ｉｎｈｉｂｉｔｓ ｔｈｅ ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｄｕｃｅ ｔｈｅ ａｐｏｐｔｏｓｉｓ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｎｏｎ－ｓｍａｌｌ ｃｅｌｌ ｌｕｎｇ ｃａｎｃｅｒ Ａ５４９ ｃｅｌｌｓ［Ｊ］． Ｃｌｉｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，２００４，３１（７）：４１４－４１８．
　　［４］ 李德芳，王振华，罗锋，等． 异甘草素的药理作用研究［Ｊ］． 时珍国医国药，２０１０，２１（２）：３６２－３６４
　　［５］ 韩博，赵海娇，阿吉艾克拜尔・艾萨，等． 利用酸水解法提高甘草粉末中甘草素的提取效率［Ｊ］． 中国实验方剂学杂志，２０１０， １６（１５）：７５－７７．
　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
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