抗菌抗病毒大黄素型蒽醌类成分提取分离技术的研究与应用
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(1.南京中医药大学；2.南京中医药大学 江苏省中药炮制重点实验室，江苏 南京 210029)
摘 要：经研究发现大黄素型蒽醌类化合物对细菌和病毒有明显的抑制作用。该类化合物的分离和提纯近年来取得了不少进展，发现了一些新技术、新工艺，使得提取、分离更加快速、有效。对国内外抗病毒大黄素型蒽醌类成分提取分离技术及其应用作一概述，并展望其开发应用前景。
关键词：大黄素型蒽醌衍生物；抗菌；抗病毒；提取分离技术
中图分类号：R284.2文献标识码：A文章编号：1673-2197(2009)01-0042-04
大黄素型蒽醌类衍生物通常呈黄色，系由C15至C16组成的由8单位的醋酸-丙二酸形成的多酮棕榈酸经闭环、脱羧生成的一类化合物。常见的有大黄酸、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚、芦荟大黄素(结构式如图1所示)。其羟基分布于两个苯环上，具有泻下作用[1]。近年来发现的大黄酸、大黄素、大黄酚、芦荟大黄素等4种游离大黄素型蒽醌类化合物对幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)均有较强的抑制生长作用，而大黄提取物(Rheum officilale extracts)有中等程度的抑制生长作用(见表1)[2]。大黄蒽醌类化合物抗流感病毒的半数有效浓度(IC50)为122.4μg/mL，治疗指数(TI)为1.9，且对流感病毒抑制作用存在明显的量效反应关系[3]。Andersen DO等对多种蒽醌及其衍生物进行抗病毒筛选，结果显示，具有羟基和甲基取代的大黄素型蒽醌衍生物对膜病毒如：疱疹性口炎病毒、单纯疱疹病毒(HSV-1，2)、副流感病毒等均有抑制作用[4]。另有研究表明，芦荟大黄素对带状疱疹病毒、假狂犬病毒、流感病毒有灭活作用。电镜复制检验发现，HSV膜受到部分破坏。因而提示了大黄蒽醌类对膜病毒有直接的杀灭作用。大黄素在光照影响下，对HSV-1显示较强的灭活作用，它的衍生物对人巨噬细胞病毒也有抑制作用[5]。该类成分通常以游离或苷的形式存在于蓼科大黄属(rheum)、酸模属(Rumex)和蓼属(Polygonum)，豆科决明属(Cassia)等植物中。有关大黄素型蒽醌类衍生物的分离纯化，除采用常规法外，近年来又出现了一些新技术，使得提取分离更加有效、快速。现就一些常规提取技术与新技术在大黄蒽醌类成分分离上的应用作一综述。
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1 常规系统溶剂提取法
常规溶剂提取法是先用大量加热乙醇反复多次提取，减压浓缩后再用溶剂如苯、乙醚、戊醇、甲基丁酮或氯仿提取大黄中各种游离状态的蒽醌衍生物，残渣再以稀酸(硫酸或盐酸)和溶剂(苯或氯仿)水解提取，不但费时，而且要消耗大量溶剂。改进的常规系统溶剂提取法见图2[6]。
2 新技术的应用
2.1 微波提取技术
微波萃取是利用微波来提高萃取率的一种最新发展起来的新技术。微波加热属内部加热过程，经过微波辐射后能富集药材中有效成分。具有选择性高、操作时间短、溶剂耗量少、有效成分得率高的特点，被应用于中药及天然化合物的生物活性成分提取等方面。
郝守祝等比较了微波提取法与常规提取方法的提取效率，考察了微波输出功率、药材粒径、浸出时间对提取效率的影响，确定微波输出功率为480W，60目大黄粉，微波提取20 min后，其所得游离蒽醌的含量明显高于常规的水煎煮法，与95%乙醇回流提取法相当[7]。沈岚等在研究微波提取时，以大黄中总蒽醌的含量为评价指标，从提取率与提取速度两方面进行了微波萃取与常用提取方法的比较研究，结果表明用微波萃取大黄 5 min的提取率已超过超声提取法 60 min的提取率，15 min已达到或接近索氏提取法2h和水煎法的提取效果[8]。胡秀丽等研究了大黄总蒽醌的微波辅助提取、超声提取和索氏提取方法，并利用分光光度法测定了提取液中总蒽醌的含量。结果表明微波辅助提取法的提取率最高(达1.91%)，是超声法的1.13倍，是索氏提取法的1.29倍[9-10]。2.2 超声提取技术
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超声波是一种弹性机械振动波，能破坏植物药材的细胞，使溶媒渗透到药材细胞中，从而加速药材中的有效成分溶解，以提高有效成分的提取率。
超声技术已经广泛应用于陆地及海洋植物的药用成分的提取[11]，如郭孝武用不同频率的超声波从大黄中提取大黄蒽醌类成分。与常规煎煮法提取相比，超声技术无需加热，且随超声波频率不同而得率不同，尤以频率为20 kHz的超声提取后，大黄蒽醌成分的得率最高[12]。张海晖等采用正交试验设计法，以水为提取溶剂，发现采用超声波强化提取10min，对游离蒽醌的提取率即与水煎煮法煎煮60 min提取效果相当；并且以乙醇为提取溶剂的提取效果明显好于水，几种方法相比较，以乙醇作为提取溶剂的超声波萃取法对大黄蒽醌的提取效果最好，明显优于常规煎煮法和乙醇回流法[13-14]。王佩琪等采用超声提取法以大黄游离蒽醌的提出率为目的，考察了提取时间、药材粒径、溶剂醇浓度3个因素，并经正交试验进行筛选，结果溶剂醇浓度对提取大黄游离蒽醌影响显著，反应时间和颗粒径数对提取大黄游离蒽醌的影响不显著；经与45%及95%乙醇加热回流法进行比较，超声法对大黄游离蒽醌的提取效率要明显优于乙醇加热回流提取法，说明超声提取法对中药活性成分的提取效率较高[15]。李霞等以游离蒽醌得率为指标，探讨了超声波强化大黄蒽醌的双相水解工艺的主要因素；用正交实验优化了用超声波强化大黄蒽醌的双相水解工艺的工艺条件，实验表明影响游离蒽醌得率的主次因素为：提取温度>超声功率>硫酸体积分数>提取时间[16]。
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2.3 超临界CO2流体萃取法
超临界流体萃取(简称SFE)是一种以超临界流体代替常规有机溶剂，对中药有效成分进行萃取和分离的新技术。具有萃取效率高和选择性高、省时、萃取溶剂易挥发、萃取物干净、对环境污染小、操作条件易改变的特点[17]。萃取完成后，改变体系温度和压力，使超临界流体变成普通气体逸散出去。利用超临界CO2流体(SCF)作溶剂，可以从多种液态或固态混合物中萃取出待分离组分[18]。Tateo 等采用纤维素酶处理掌叶大黄后，常压下用乙醇进行提取，发现总蒽醌萃取率与酸水解相比有所提高。当操作条件位于临界点之上时，在夹带剂的存在下，CO2就显出超临界状态的特性，对大黄蒽醌类物质具有较强的溶解能力，从而可以实现萃取分离[19]。未作君等对大黄游离蒽醌的超临界萃取工艺进行了优化，当采用5mol•L-1盐酸、2g•L-1淀粉酶和1g•L-1纤维素酶对大黄结合蒽醌进行水解时，大黄结合蒽醌的糖苷键达到最优水解，此时总蒽醌质量分数分别为2.46%、2.33%和2.23%[20]。陈卫林等通过均匀设计试验确定了超临界二氧化碳流体萃取掌叶大黄中蒽醌类成分的最佳提取工艺条件是萃取压力为 38 MPa，萃取温度为70℃，萃取时间为 60 min，夹带剂用量为 300mL[21]。郑志华等在研究大黄泻下作用时，对大黄有效成分进行了普通水提、醇提等，几种方式提取后，再将提取液过大孔树脂柱进行精制，在以上4种方法中，二氧化碳超临界萃取及提取液用树脂精制工艺泻下作用最强[22]。刘玉敏等用正交设计法和方差分析考察影响超临界流体萃取大黄蒽醌的5个因素及最佳萃取条件，以优化SFE法提取工艺。当SFE最佳萃取温度为70°C、压力35 Mpa、甲醇剂量 0.6 L、静态萃取时间 8 min及动态萃取体积 5 mL时，可用于大黄蒽醌的提取分离[23]。Pyo D认为，对于极性较弱的油脂类物质，采用少量的夹带剂甚至不采用夹带剂就能够很好地被超临界CO2萃取出；但对于大黄游离蒽醌等强极性物质，夹带剂用量的多少则对改善大黄游离蒽醌在超临界CO2中的溶解性能具有决定性的影响[24]。, 百拇医药(余玖霞 吴 超 丁 宁 李 锐 陈建伟)