1 木犀草素簡介
1.1 木犀草素的結(jié)構(gòu)及性質(zhì) 木犀草素化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1。木犀草素為黃色針狀結(jié)晶,熔點228℃~230 qc,分子式為C。 H 。0 ,分子量為286.24,木犀草素的化學(xué)名為3’,4’,5,7一四羥基黃酮(3’,4’,5,7-Tetralydroxyflanone)O因最初從木犀草科(Resedaceae)木犀草屬(Reseda)的草本植物木犀草(英文名Reseda,植物分類拉丁文名 R.odorataL.)葉、莖、枝中所分離出而得名,是一種天然色素組分?扇苡诩状肌⒁掖、乙醚等有機溶劑及堿f生溶液,微溶于熱水,溶于濃硫酸生成鋅鹽,呈暗紅黃色。 木犀草素分子上因存在著酚羥基,故其水溶液顯示微弱的酸性。木犀草素能夠與鐵、鎂、鈣、銅、鋁、鋯等金屬離子生成帶色的絡(luò)合物。
1.2 木犀草素的分布 木犀草素是一種重要的黃酮化合物,這類化合物在自然界中以糖甙型或游離型存在。木犀草素在自然界中分布廣泛,可從多種天然藥物、蔬果實中分離得到。目前發(fā)現(xiàn)主要存在于金銀花、菊花、荊芥、白毛夏枯草、洋薊、紫蘇屬、黃芩屬等天然藥物中和芹菜、甜椒、辣椒、落花生等蔬菜果實中,其他如橄欖油和紅酒等植物產(chǎn)品以及野鳳仙花、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
自由基和許多生命現(xiàn)象的疾病密切相關(guān),例如細(xì)胞的老化、癌癥的發(fā)生及動脈粥樣硬化、血栓的形成等,生物體的自由基來自兩方面,其一為內(nèi)源性的,即主要是與氧代謝有關(guān)的幾種自由基,如: 02-·,OH一,RCOO一等;其二為外源性的,主要是從污染的大氣及煙霧中吸人的,如:O,一,NO:一等。體內(nèi)存在許多清除自由基和抑制自由基的物質(zhì),如超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶 (CTA)、過氧化物酶和谷胱甘肽酶(GSn—Px)等,使體內(nèi)自由基生成和消除維持相對平衡。而以木犀草素等為代表的黃酮類化合物可以有自由基清除劑的作用,他主要通過酚羥基與自由基反應(yīng)生成較穩(wěn)的半輥式自由基,從而終止自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。
標(biāo)準(zhǔn)程序的化學(xué)分析研究表明,等摩爾濃度條件下的木犀草素與槲皮素及辣椒素相比,木犀草素 具有最強的抗氧化活性。TBA快速測定法結(jié)果表明,木犀草素在芝麻油中顯示良好抗氧化性,有效質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%,在此質(zhì)量分?jǐn)?shù)下,木犀草素在芝麻油和豬油中抗氧化效果與BHT相近,在豬油中抗氧化能力比茶多酚強。
2.2 抑菌作用
一定濃度的木犀草素可抑制葡萄球菌、枯草桿菌、啤酒酵母和大腸桿菌的生長,對卡他菌、白色念珠菌、變形桿菌也有抑制作用,可用作食品防腐保鮮劑,如延長月餅、桃酥的貨架期,抑制含油脂食品的劣變等。
使用花生殼乙醇提取物對食品中常見的10種污染菌和食物中毒菌的抑制作用顯著,其抗菌活性隨著其質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而增強,對細(xì)菌和真菌的最低抑制質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.028%和0.05% ,抗菌活性具有熱穩(wěn)定性,能忍受高溫短時的熱處理,并且在 pH5—9的范圍內(nèi)均具有抗菌活性。
陳春濤等對花生殼中的木犀草素進(jìn)行了分離,明確了花生殼中抗菌組分是包括木犀草素在內(nèi)的3 種黃酮類化合物,這些研究表明花生殼具有作為食品天然防腐劑的開發(fā)潛力。
2.3 抗炎作用
木犀草素具有抗炎癥作用,炎癥的發(fā)生與體內(nèi)的T細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等密切相關(guān),木犀草素等黃酮類化合物主要通過影響細(xì)胞的分泌過程、有絲分裂基細(xì)胞問的相互作用及減少殺傷性T細(xì)胞產(chǎn)生而起效。
2.4 抗腫瘤作用
木犀草素誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的作用主要是通過靶向調(diào)節(jié)細(xì)胞生長中的信號轉(zhuǎn)遞、基因表達(dá)、酶的活化或抑制實現(xiàn),有較廣的抗癌譜。木犀草索的抗腫瘤機制,既可直接作用于腫瘤細(xì)胞干擾細(xì)胞代謝,抑制細(xì)胞生長,誘導(dǎo)或增敏細(xì)胞凋亡;還可通過增強機體免疫功能,發(fā)揮抗腫瘤作用,是一種非常有前途的潛在抗腫瘤藥物。
2.5 降血脂降膽固醇及提高免疫功能作用
有關(guān)藥理及臨床試驗的結(jié)果表明,木犀草素具有降低血脂與膽固醇,降壓及免疫雙向調(diào)節(jié)的藥理作用。
2.6 促凝血作用
都述虎等對仙桃草的主要化學(xué)成分木犀草素的體外促凝血作用進(jìn)行了初步的探討,結(jié)果表明,木犀草素有較好的促凝血作用。
2.7 抗過敏作用
木犀草素可抑制免疫球蛋白的肥大細(xì)胞的產(chǎn)生,具有治療哮喘的作用,可減輕支氣管炎,并可用于治療干燥性皮膚瘙癢。
3 木犀草素的測定
3.1 紫外分光光度法
木犀草素一3 一葡萄糖苷含量在353nm波長處用紫外分光光度法可以直接測定,而提取物及制劑中其他成分對測定結(jié)果無明顯干擾,方法簡便快速。張蔚玲等采用紫外分光光度法對木犀草素一3 一葡萄糖苷進(jìn)行了測定,測定效果較好。
3_2 高效液相色譜法
該法具有良好的精確性,簡便、準(zhǔn)確、重復(fù)性好,適用于實驗室以及工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用。高勇等人研究了使用高效液相色譜提取木犀草素的條件為色譜柱:C18 250 mm×4.6 mm不銹鋼柱,柱溫:室溫,流動相:甲醇與水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%醋酸鈉和醋酸的緩沖液)的體積比為70:30,檢測波長:283 nm,流速:0.8 mL/min,進(jìn)樣量:5 。王和平等利用 HPLC法,采用KromasilC18柱為分析柱,流動相為甲醇/水(體積比56:44),流速:1.0 mL/min,檢測波長:349 nm。結(jié)果表明,木犀草素在O.02/zg/ mL~0.1O/zg/mL之間呈良好的線性關(guān)系(r=O.9999),平均加樣回收率為99.13%,RSD為1.82%。
3.3 薄層色譜法
沈雁書等采用薄層掃描法,對不同產(chǎn)地、不同品種菊花中的有效成分木犀草素進(jìn)行了定量測定, 2010表明其結(jié)果將有助于菊花質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定,并為其種植、采購提供理論依據(jù)。
馬承嚴(yán)等也采用薄層掃描法對兩種不同產(chǎn)地的濟菊中的木犀草素的含量進(jìn)行了比較,對比揮發(fā)油含量的結(jié)果,分析出這兩種產(chǎn)地的濟菊的質(zhì)量。
3.4 間接原子吸收法
徐文峰等研究了利用堿式乙酸鉛做木犀草素的絡(luò)合沉淀劑產(chǎn)生難溶的淡黃色沉淀,通過原子吸收法測定上清液中Pbz+的濃度,從而得到一種間接測定花生殼中木犀草素的方法。本法具有簡便、快速、靈敏度高、試劑用量少等優(yōu)點,用于實際樣品測定,結(jié)果滿意。測定結(jié)果與分光光度法的測定結(jié)果無顯著差異性,并且本法還具有簡單、快速的優(yōu)點。
3.5 反相高效液相色譜法(PR—HPLC法)
張洪坤等首次采用反相高效液相色譜法測定了菊花中的木犀草素,并對貴州省上市的不同菊花品種中的木犀草素的含量進(jìn)行了測定。色譜柱:ODS 柱,流動相: 甲醇、水、乙酸質(zhì)量比為45:55: 0.4,檢測波長:254 nm,流速為1.0 mL/min,柱溫為室溫。結(jié)果表明,木犀草素在0.02~tg/mL ~ 0.20 mg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)r= 0.9991, 保留時間為15.50 min,平均回收率為 99.03% ,精密度CV%≤0.05% ,又放于冰箱4℃下 7 d內(nèi)測定結(jié)果穩(wěn)定。
3.6 毛細(xì)管電泳紫外檢測法
荊瑞俊等人采用毛細(xì)管區(qū)帶電泳紫外檢測法 (CZE—uV),同時測定中藥蓮須中槲皮素、木犀草素、山萘酚、異槲皮甙4種有效成分。研究了緩沖溶液的離子濃度、pH值和電壓對分離度和遷移時間的影響,得到了最佳分離實驗條件。
4 木犀草素的提取
4.1 熱回流法
在熱回流提取木犀草素的過種中,一般物質(zhì)的溶解度隨著溫度的升高而增大,所以溫度越高,浸提效果應(yīng)該越好,但是體積分?jǐn)?shù)80%的乙醇溶液在高溫下會劇烈沸騰,所以應(yīng)以熱回流時溶媒微沸狀態(tài)作為溫度的一項控制措施。
4_2 超聲提取法
超聲波是一種高頻率的機械波,超聲場主要通過超聲空化向體系提供能量。超聲波在中藥有效成分提取等方面已有了一定的應(yīng)用。其原理主要是利用超聲的空化作用對細(xì)胞膜的破壞,有助于溶質(zhì)擴散。超聲波提取與傳統(tǒng)的回流提取、索氏提取法等比較,具有提取速度快、時間短、收率高、無需加熱等優(yōu)點。但是因為超聲波強烈的振動,易產(chǎn)生噪聲,而且在大規(guī)模提取時效率不高,常作為一種強化或輔助手段。
4.3 索氏提取
用溶劑將固體長期浸潤將所需要的物質(zhì)浸出來,即長期浸出法。利用溶劑回流及虹吸原理,使固體物質(zhì)連續(xù)不斷地被純?nèi)軇┹腿,既?jié)約溶劑,萃取效率又高。但此法花費時間長,溶劑用量大,可在實驗室用于木犀草素的提取。
4.4 微波提取
微波萃取(Microwave—Assisted Extraction,簡稱 MAE)是食品和中藥有效成分提取的一項新技術(shù)。其原理是微波輻射導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的極性物質(zhì)尤其是水分子吸收微波能量而產(chǎn)生大量的熱量,液態(tài)水氣化產(chǎn)生的壓力將細(xì)胞膜和細(xì)胞壁沖破,細(xì)胞內(nèi)部和細(xì)胞壁水分減少,出現(xiàn)裂紋,細(xì)胞外溶劑進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),溶解并釋放出細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)。微波技術(shù)在中藥提取生產(chǎn)中具有高效、快速的特點,同時由于其選擇性,可以有效提高被提取物的純度。
4.5 熱浸法提取
熱浸提過程是將溶劑通過細(xì)胞孔隙逐步滲透進(jìn)入原料內(nèi)部,使有效成分從固相轉(zhuǎn)移到液相的相轉(zhuǎn)移過程。提取溶劑如果與有效成分有相同或相近的官能團,會有利于有效成分?jǐn)U散轉(zhuǎn)移到溶劑中,而且提取溶劑極性與有效成分越接近,提取效果越高,熱浸法是一種簡單易行且經(jīng)濟的提取方法。
4.6 滲漉提取
滲漉法是在被提取物上添加浸出溶劑使其滲過被提取物,自下部流出浸出液的一種浸出方法。其浸出效果優(yōu)于浸漬法。滲漉提取是屬于動態(tài)浸出,溶劑的利用率高,有效成分浸出完全。故適用于貴重藥材、毒性藥材及高濃度制劑,也可用于有效成分含量較低的藥材的提取。
4.7 酶輔助提取
植物有嬡成分大都被包含在植物材料(如細(xì)胞壁、果膠等)中,而酶在植物提取中能使植物材料降解形成疏散結(jié)構(gòu),有時甚至能完全溶解植物材料達(dá)到最高提取收率。應(yīng)用酶法可以明顯提高中藥材中有效成分的提取率,但該技術(shù)同時也存在著一定的局限性。酶法提取對實驗條件要求較高,為使酶發(fā)揮最大作用,需先通過實驗確定最適溫度、pH、加酶量及最適作用時間等。此外,能否將酶法用于工業(yè)化的提取中,還需綜合考慮酶的濃度、底物的濃度、抑制劑和激動劑等對提取物有何影響,此有待進(jìn)一步深入研究探討。
5 木犀草素的純化
5.1 溶劑萃取法
利用木犀草素與混入的雜質(zhì)極性的差異,用乙酸乙脂萃取得到初步純化的木犀草素制品。丁愛風(fēng)等采用此方法可將提取物中木犀草素的純度(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計)由2.47%提高到19.50%。
5.2 柱色譜法
常用的吸附劑或載體有聚酰胺、大孔樹脂、纖維素粉和硅藻土等,聚酰胺和大孔樹脂是較為理想的吸附劑。
聚酰胺特別適合分離酚類、醌類、黃酮類化合物,該法能獲得較好的分離和提取,吸附劑聚酞胺可反復(fù)使用,反復(fù)層析可以純化,純化度高;但操作麻煩,產(chǎn)量低,洗脫耗費時間長,主要用于分析研究中。大孔樹脂吸附特別適合水溶性化合物純化分離。該法具有吸附容量大,選擇性好,易于解吸,機械強度高,再生處理簡單,吸附速度快,操作簡單,得率恒定,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)成本低等特點,且吸附法僅用少量溶媒洗脫樹脂就能達(dá)到濃縮目的,但耗用時間長,吸附樹脂清洗困難。
5.3 結(jié)晶法
結(jié)晶法是分離和精制固體成分的重要方法之一, 是利用混合物中各成分在溶劑中的溶解度不同來達(dá)到分離的方法?蓪⒁呀(jīng)初步分離純化后的木犀草素精制,得到純度較高的產(chǎn)品。如果粗提取部分的純度很差,則很難得到結(jié)晶。
6 木犀草素的合成
木犀草素的合成主要分為兩個方面,一是半合成,就是先從含有木犀草素的植物或麓果中提取出 木犀草素,但是由于提取率較低,故而進(jìn)行近一步合成;二是全合成,是完全采用工業(yè)合成的方法得到木犀草素。
孫志忠等報道了采用自陳皮中提取的橙皮苷為原料半合成了木犀草素,總收率為35%。并在以前研究的基礎(chǔ)上又采用了新的合成路線經(jīng)橙皮苷水解、脫甲基,脫氫三步半合成木犀草素.其總收率為45.9%。該工藝原料易得、工藝簡單、收率高。
盧玉華等采用Hierhammer等報道的全合成路線合成木犀草素,總收率為3%一4%。是以間苯三酚為原料,按Hoesch法制得2,4,6一三羥基苯乙酮,用甲基保護(hù)4,6一二羥基后與異香草醛縮合生成相應(yīng)的查爾酮,再經(jīng)二氧化硒氧化、氫碘酸脫甲基得木犀草素。耗時6 d,且收率偏低。 7 木犀草素的應(yīng)用及現(xiàn)狀 木犀草素因具有鎮(zhèn)咳和祛痰等藥理作用,在醫(yī)學(xué)上已被制成藥劑服用,用于慢性支氣管炎和其他呼吸道疾病的痰多咳嗽者,在醫(yī)藥行業(yè)較為常見。
在食品中使用木犀草素的報道很少,木犀草素 應(yīng)用于食品防腐和延長食品貨架期的報道有一些,但未見其相關(guān)產(chǎn)品上市。食品工業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè),隨著經(jīng)濟的發(fā)展,抗氧化劑和防腐劑的需求量越來越大,木犀草素因具有良好的抗氧化和抗菌性能,作為食品天然抗氧化劑和防腐劑開發(fā),具有廣闊的開發(fā)與應(yīng)用前景。但是木犀草素天然品提取率較低,雖然利用合成途徑能夠得到木犀草素,但得率和安全性不是很理想,也很少有關(guān)于木犀草素工業(yè)化生產(chǎn)的報道。
由此說來,現(xiàn)在一方面應(yīng)加強對木犀草素含量高的植物資源的開發(fā),另一方面,也要加強對木犀草素提取、合成工藝的研究,以提高木犀草素的得率。此外還應(yīng)加強對木犀草素在醫(yī)藥、食品等工業(yè)中的應(yīng)用研究 |