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蒲公英有效成分提取及应用研究进展 摘要:蒲公英是一种常见中药材,化学成分复杂,含有黄酮、多糖、有机酸等丰富的生理活性成分,在临床、保健品、化妆品中具有很大的应用价值。本文针对蒲公英有效化学成分的提取及应用进行研究,以促进蒲公英的开发利用。 关键词:蒲公英;有效成分;提取;保健品;临床应用;进展 中图分类号:TS201.2 文献标识码: 文章号:1002-1302 (2016) 08-0021-03 蒲公英(Hand.-Mazz.)为菊科蒲公英属多年生草本植物的干燥全草。 又名蒲公英、婆婆英、黄花地丁、乳草等,主产于北半球温带至亚热带地区,少数产于南美洲热带地区。我国蒲公英有70种[1],广泛分布于华北、西北、东北、华东、华中和西南各省,其中西南、西北地区蒲公英相对较多[2]。蒲公英资源丰富,来源广泛,是我国常见的野生蔬菜和中药材,其中用于药用的至少有27种,最常见的有蒙古蒲公英、热河蒲公英、碱蒲公英、东北蒲公英、反鬃蒲公英、兴安蒲公英等[3]。 蒲公英性味苦、寒、无毒,入肝、胃经,具有清热解毒、抑菌消炎、利胆保肝、降血糖、降血脂等良好功效[4-5]。
蒲公英的化学成分复杂,主要含有黄酮类化合物、多糖、色素、有机酸等。研究发现,蒲公英中的化学活性成分具有提高机体免疫力、抗菌、抗病毒、抗寄生虫、抗肿瘤、抗衰老等功效,广泛应用于药理、临床、食品、保健品等领域。本研究主要对蒲公英化学活性成分的提取及应用进行综述,以促进蒲公英的进一步开发利用。1化学成分蒲公英的化学成分复杂,主要含有色素、三萜类化合物、植物甾醇、黄酮类化合物、倍半萜内酯、挥发油、香豆素类化合物、酚酸类化合物、脂肪酸类等物质。 此外还含有胆碱、果糖、维生素、蛋白质、矿物质、氨基酸、果胶等。近年来国外学者相继从蒲公英中分离得到8种三萜化合物、10种胡萝卜素、7种甾醇、4种倍半萜内酯、20种黄酮类化合物、香豆素类化合物、酚酸类化合物以及多种脂肪酸等[6-10]。此外有学者在蒲公英中检测出66种微量元素,其中Cu、Zn、Fe、Mn、Mo含量较高。此外还含有K、Na、Ca、维生素C、维生素B1、维生素B2等物质[11]。从蒲公英根中还分离得到一种苦内酯葡萄糖苷——蒲公英糖苷,其药理作用尚不明确[12]。 2 蒲公英有效成分提取2.1 黄酮类化合物黄酮类化合物具有增强心血管功能、增强免疫力、抗肿瘤、延缓衰老、抗氧化、降血脂、降血糖等功效,还能减少病毒性心肌炎心肌细胞凋亡[13],近年来成为研究的热点,许多学者对蒲公英植物中黄酮类化合物的提取进行了广泛的研究。
顾义静等采用溶剂提取法提取蒲公英黄酮,通过正交试验研究发现,蒲公英黄酮的最佳提取条件为:乙醇浓度40%,最佳提取温度70 ℃,料液比1 g:[KG-*3]20 mL,提取时间30 min,并证实蒲公英黄酮对拟青霉、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母等具有良好的抑菌效果[14],为抗菌剂的研发奠定了良好的基础。周伟等采用超声波辅助提取法对蒲公英中的黄酮进行研究。 通过正交试验和单因素试验,发现超声提取的最佳条件为乙醇浓度60%,超声功率120 W,料液比1 g:[KG-*3]30 mL,反应时间30 min,超声温度70 ℃,黄酮提取率可达4.02%[15]。2.2 多糖化合物多糖化合物具有抗肿瘤、免疫调节、降血糖、降血脂、抗氧化、抗衰老等作用。临床试验表明,蒲公英多糖化合物具有良好的抗肿瘤作用。通过用降血糖仪测定小鼠血糖发现,蒲公英多糖具有良好的抗氧化活性和降血糖作用,能显著提高小鼠免疫器官指数,促进小鼠免疫器官生长发育,增强机体免疫功能。蒲公英多糖化合物的提取迄今为止一直是国内外关注的重要课题。 目前,蒲公英多糖化合物的提取方法很多,主要有酶提取、超声波提取、超声波协同酶提取等方法。
侯莉等从蒲公英中提取多糖化合物的工艺步骤为:蒲公英根→粉碎→石油醚(80%乙醇回流脱脂脱寡糖)→50 ℃热风干燥→称取10 g进行提取,将提取液浓缩至总体积的1/3→除蛋白→大孔吸附树脂脱色→95%乙醇沉淀→低温干燥,得粗蒲公英多糖。超声波协同酶提取的最佳工艺条件为:酶用量为底物的3%,pH值为5.0,最适温度为50 ℃,提取时间为25 min,料液比为1 g∶[KG-*3] 10 mL。陈福星等。 从蒲公英中提取多糖的工艺步骤为:500 g蒲公英→粉碎,加1 g∶[KG-*3]8 mL水溶解→80 ℃热水提取两次→浓缩提取→除去蛋白质→沉淀,得粗多糖[17]。王辉等采用热水提取法提取多糖,用蒽酮浓硫酸法测定其含量,结果表明,蒲公英根中多糖占蒲公英根干质量的52.06%[18]。2.3 花青素花青素是一种天然色素,含有一定叶黄素,无毒,有一定营养价值。花青素的提取方法有溶剂浸泡和超声波提取,方便易行,提取剂可回收利用。曹晓峰等介绍了从野生蒲公英中提取天然花青素的工艺流程。 工艺步骤为:称量→冷冻→粉碎→浸泡(搅拌)8h→过滤2次→收集滤液→减压浓缩→完全沉淀→过滤→干燥。通过正交试验,醇提的最佳工艺条件为:乙醇浓度75%、最佳温度70℃、料液比1g∶[KG-*3]8mL、提取时间2h。水提的最佳工艺条件为:100℃、浸泡时间3h、料液比1g∶[KG-*3]10mL[19]。用该方法提取的花青素可作为食品添加剂。
刁海鹏等通过正交试验获得了超声波提取花青素的最佳工艺条件:温度55 ℃、提取时间1.5 h、超声波功率60 W,花青素提取率可高达10.3%,远高于传统方法[20]。2.4 有机酸蒲公英中含有的有机酸主要有绿原酸、咖啡酸、齐墩果酸等,这些酸具有抗菌、抗炎、抗病毒、利胆保肝、降脂等临床药理作用。绿原酸的提取方法很多,常用的方法有浸泡提取、乙醇回流、超声波提取、超滤、大孔树脂吸附、酶提取、减压内煮、超临界提取、微波提取、水提取石灰乳法、逆流提取等。尹青等张建军等采用超声波提取绿原酸的工艺流程为:蒲公英粉→粉碎→超声波提取→过滤→层析→测定。通过正交试验获得的最佳提取工艺为:乙醇浓度60%、料液比1 g∶[KG-*3]14 mL、pH值2、反应温度50 ℃、反应时间50 min[21]。王鹏等采用响应面法提取绿原酸,最佳工艺条件为:提取温度97 ℃、提取时间6 min[22]。尹淑萍等采用乙醇提取法从巨型蒲公英中提取绿原酸,最佳工艺条件为:乙醇质量分数80%、最佳提取温度60 ℃、料液比1 g∶[KG-*3]17 mL、提取时间1.5 h,绿原酸提取率为1.5%[23]。
邵燕等采用酒精法从蒲公英中提取咖啡酸,最佳工艺条件为:10 倍量 60%乙醇提取 2 次,每次 1 h[24]。李喜峰等采用反相高效色谱法从蒲公英中提取齐墩果酸,该法用料简单,工艺便捷,快速准确[25]。2.5 生物碱生物碱是主要来源于植物的含氮有机化合物。大多数生物碱具有复杂的环状结构,普遍具有生物活性,通常具有抗病原微生物、抗炎、抗肿瘤、抗心律失常、抗过敏、免疫调节等作用。生物碱的提取方法很多,包括溶剂提取、超声波提取等。黄静懿等给出了生物碱的工艺流程。 蒲公英生物碱提取的最佳工艺条件为:蒲公英→提取→减压蒸馏→溶解→过滤→pH调节→提取→蒸发→生物碱。最佳提取工艺条件为:料液比1g∶[KG-*3]12mL、适宜温度50℃、乙醇浓度80%[26]。超声波提取的最佳工艺条件为:料液比1g∶[KG-*3]9mL、适宜温度50℃、乙醇浓度70%、超声波频率60Hz。金艳梅等采用索氏回流提取、常规提取、超声波提取3种方法从蒲公英中提取总生物碱,粗提物的提取率分别为5.17%、2.76%、5.67%,超声波提取的提取率相对最高。 通过正交试验获得超声波提取的最佳条件为:提取时间20 min、粉碎80目、超声波功率200 W[27]。
3 蒲公英的应用 3.1 在保健品中的应用 蒲公英营养丰富,含有蛋白质、碳水化合物、多种矿物质、微量元素和维生素,还具有抗病毒、抗感染、抗肿瘤等作用,是重要的绿色食品来源。近年来,随着科技的发展,蒲公英保健品被广泛应用于饮料、食品、腌制蔬菜中。 3.1.1 蒲公英饮料 蒲公英含有绿原酸,具有降血脂、抗菌、消炎、抗病毒等多种药理作用,具有广阔的开发应用前景。赵建华等以蒲公英干粉为原料,经提取、调配、过滤、灭菌、罐装,制成蒲公英保健饮料,兼具解渴和保健功能。 是一种绿色复合饮料[28],为蒲公英饮料市场的拓展提供了一定基础。3.1.2蒲公英冰淇淋蒲公英冰淇淋以乳制品和乳化剂、稳定剂为主,添加甜味剂和浓缩蒲公英汁,混合后冷冻而成的淡黄色冷冻食品。林正明用蒲公英为原料制作冰淇淋,不仅口感好,而且清爽可口,营养保健功效丰富[29]。3.1.3蒲公英鲜菜蒲公英是自然界中不可多得的富硒植物,且含有人体最容易缺乏的营养成分铁和钙,据测定,蒲公英中钙的含量是番石榴的2.2倍、沙棘的3.2倍,硒含量达147μg/kg,是一种营养价值很高的绿色食品[15]。
单成成研究指出,野生蒲公英类蔬菜具有抗癌作用[30]。中国科学院植物研究所光合作用与环境分子生理重点实验室培育耐海水蔬菜,蒲公英是资源之一[1]。 3.1.4 蒲公英的食品 鉴于蒲公英具有健胃消肿、保肝利胆的功效,赵宇等认为蒲公英可作为食品,主要有蒲公英馒头、蒲公英面条[31],不仅营养丰富、味道鲜美,还有良好的胃肠保健功能。 3.2 临床应用 3.2.1 抗菌消炎 孟志云等研究发现,蒲公英对金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌有较强的杀菌作用,对肺炎球菌、脑膜炎球菌、白喉杆菌、铜绿假单胞菌、变形杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、幽门螺杆菌等均有一定的抑制作用[12]。李景华等研究发现,蒲公英可用于治疗上呼吸道感染、胃肠炎、肝炎、急性扁桃体炎、肺炎、盆腔炎、急慢性阑尾炎等多种炎症,并可预防感冒[10]。宋小勇等采用纸条法测定蒲公英多糖的抑菌圈,琼脂稀释法测定蒲公英多糖的最低抑菌浓度(MIC)。 结果表明,蒲公英多糖对多种细菌均有一定的抑制作用,对大肠杆菌的抑菌效果最强,MIC为2.5 mg/mL,其次是金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌和沙门氏菌,MIC分别为5、10、20 mg/mL,对链球菌的抑菌效果最弱,MIC为30 mg/mL[32]。
3.2.2 抗氧化作用宋小勇等采用DPPH和FRAP法对蒲公英多糖进行了体外抗氧化研究,结果表明,蒲公英多糖可以降低糖尿病模型小鼠丙二醛含量,增强超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性;蒲公英多糖对正常小鼠血糖水平和抗氧化指标无影响,但能显著降低糖尿病模型小鼠血糖水平,且高剂量降血糖效果相对最好[33]。因此,蒲公英多糖具有良好的抗氧化活性和降血糖作用。陈敬耀等采用NBT法研究了蒲公英中黄酮类化合物的抗氧化活性,结果表明,蒲公英中总黄酮对?OH的清除作用最显著; 蒲公英提取物中黄酮类化合物的活性强于芦丁、槲皮素和阳性对照维生素E,在紫外线诱发的红细胞溶血试验中略低于维生素E。蒲公英黄酮类化合物具有清除活性氧的活性[34]。3.2.3 抗肿瘤作用沈菁华等采用MTT法研究蒲公英对肝癌细胞和大肠癌细胞增殖的抑制作用,发现蒲公英水煎剂醇提取物对肝癌细胞和大肠癌细胞增殖有明显的抑制作用[35]。3.2.4 抗疲劳、降血脂作用王月娇等选取一定数量小鼠,以1g/(kg?d)蒲公英水煎剂灌胃,连续15 d,对照组给予同剂量生理盐水。 经实验结束后分析比较发现,蒲公英水煎剂对小鼠有抗疲劳作用,能提高小鼠肝糖原含量,提高小鼠耐力,还有一定的调节脂代谢和降血脂作用[36]。
梁桂英等取一定数量的小鼠,以同剂量生理盐水为对照,连续21天以1g/(kg?d)灌胃蒲公英煎剂,进行游泳试验,测定运动后的乳酸、血糖、肌糖原、肝糖原、血清尿素氮含量及游泳时间。结果显示,小鼠血糖含量无明显变化,肌糖原和肝糖原含量明显升高,血清尿素氮含量降低,游泳时间延长[37]。3.2.5 胃肠道保护李东明等研究指出蒲公英有治疗胃炎的作用,且具有价格低廉、不良反应少、来源广泛等优点,其治疗作用与甲硝唑对抗幽门螺杆菌和阿莫西林相似[38]。华阳等也报道蒲公英有治疗慢性胃炎的作用[39]。 3.3 在化妆品中的应用张伟明等研究表明,蒲公英具有很强的抗氧化能力,含有丰富的抗氧化物质和抗氧化酯类,可作为护肤品防止皱纹、去除斑点、抑制痤疮、白发、脱发等[40]。随着人的年龄增长,人体组织中SOD活性成分逐渐减少,而人体皮肤组织中的衰老因素增多,严重影响机体的组织细胞、弹性纤维、胶原纤维、血管等,特别是对皮肤组织中的蛋白质、核酸、透明质酸等生物分子产生强烈的氧化损伤,造成透明质酸降解、失去黏度、组织韧性被破坏,皮肤组织失去弹性,出现皱纹。蒲公英提取物中的有效活性成分具有类似SOD活性的作用,能快速清除自由基,从而阻止自由基对皮肤的损伤,起到抗皱的作用。
老年斑、雀斑、黄褐斑等都是体内脂褐素类物质沉积在皮肤表面形成的色素沉着斑。其形成机理是自由基作用于体内不饱和脂肪酸,生成有害代谢产物过氧化物脂质,再分解为丙二醛。丙二醛与蛋白质、核酸、磷脂等发生反应,生成脂褐素沉积于皮肤表面。蒲公英的有效活性成分能渗透到皮肤组织中,刺激SOD活性的增加,从而清除大量氧自由基,抑制不饱和脂肪酸的氧化,减少色素的堆积。痤疮又称粉刺,是一种多因素疾病,其发病主要与性激素水平、皮肤腺体分泌过多、痤疮丙酸杆菌增生、炎症等因素有关。当痤疮感染时,会伴有红、热、肿、痛等症状。 此时,多形核白细胞和吞噬细胞杀死病原微生物,产生超氧自由基并不断蓄积,导致毒性增大,对皮肤组织和黏膜造成强烈的损伤。高建龙等研制出以消炎、保护皮肤、平衡油脂分泌为目的的蒲公英祛痘霜,可用于油性皮肤的保养、治疗痤疮[41]。若进一步制成面膜、爽肤水、面霜等系列化妆品,效果更佳。马世宏等研究发现,蒲公英中含有甾醇和三萜类化合物,可用作儿童沐浴露,不刺激、不过敏,对夏季儿童止痒、治疗皮肤病有特别好的效果[42]。4 前景蒲公英在我国分布广泛,种类繁多,资源丰富,产量大,价格低廉,有效成分含量高。 它们是一种既可入药又可食用的植物。
蒲公英具有良好的药用保健作用,尤其在临床应用方面效果显著,其应用主要有抗炎、抗肿瘤、抗肝损伤、抗疲劳、降血糖、降血脂、抗氧化、保护胃肠道等。蒲公英是药食同源的佳品,不仅具有药用价值,还是一种营养价值很高的野菜,是开发绿色天然植物营养保健品的宝贵资源。目前,各国相继开发了蒲公英饮料、食品、保健品、化妆品等,今后在保健药品和化妆品开发方面会有更为广泛的应用前景。蒲公英的人工栽培正在悄然兴起,中国、日本、法国均有人工栽培蒲公英。从长远看,应通过栽培技术进一步提高蒲公英的产量,保证蒲公英开发利用的可持续性。参考文献:[1]陈华,李银新. 蒲公英研究进展及利用生物技术培育耐盐蒲公英的前景[J].植物学通报,2004,21(1):19-25。[2]季峰,丛晓东,张云,等.蒲公英药理作用研究进展[J].亚太传统医药,2011,7(9):173-175。[3]沈琪,顾希平,吴国荣,等.蒲公英研究进展[J].中国医药生物技术应用杂志,2004(2):6-11。[4]余立恒.蒲公英药理作用研究进展[J].实用中医杂志,2012,28(7):617-620。[5]林云,姜琳,姜健,等. 蒲公英药理作用研究进展[J].现代中药,2013(3):42-47。[6]D.和a.[J].化学与生物学报,1967,49(7):865-869。[7]B V.蒲公英酯[J].化学学报,1964,3(2):229-232。[8]P,J.from[J].Acta,1942(5):1144-1149。[9]Andre D,M.from[J].CR Acad Sci Ser D,1969,269(7):798-800。[ZK)][10]李静?A,刘玉琴,王黎明.蒲公英属植物研究进展[J]. 吉林医学院学报,2011,32(3):160-166。[11]吴晓春,杜胜利,陈海生.蒲公英的研究与应用[J].药学实践杂志,2002,20(4):246-248。[12]孟志云,徐随旭,沈建平.蒲公英的研究进展[J].人民军医杂志,1997(13):83-87。[13]李建红.蒲公英总黄酮对病毒性心肌炎小鼠心肌细胞凋亡的影响[J].中华实验中医杂志,2011,17(10):215-218。[14]顾逸菁,王丽娟.蒲公英总黄酮的提取及其抑菌性能[J]. 东北林业大学学报,2007,35(8):43-45。[15]周伟,邵荣,吴俊,等.超声波辅助提取蒲公英黄酮的研究[J].安徽农业科学,2012,40(5):2696-2698。[16]侯莉,孙丽娜,侯炜,等.蒲公英多糖的提取及其降血糖作用研究[J].黑龙江医学科学,2010(6):36-37。[17]陈福星,陈文英,郝艳霜.蒲公英多糖对小鼠免疫器官的影响[J].动物医学进展,2008,29(4):10-12。[18]王晖.蒲公英热水提取物抗肿瘤作用及其与给药时间的关系[J]. 国外药学:植物药,1982,3(2):33-34。[19]曹晓峰,王宁,刁海鹏,等.蒲公英叶黄素的提取及性质研究[J].过程技术,2004,25(8):127-131。[20]刁海鹏,孙体建,曹晓峰,等.蒲公英叶黄素的超声波提取及叶黄素含量测定[J].食品科技,2009(1):159-162。[21]尹庆,张华.蒲公英中绿原酸的超声波提取[J].食品研究与开发,2009,30(5):23-27。[ZK)][HJ] [22]王鹏,郭莉.响应面法优化蒲公英中绿原酸的提取工艺[J]. 北方园艺, 2010(23): 44-46。[23] 尹淑萍, 梁银库, 徐忠阳. 巨型蒲公英中绿原酸的提取工艺研究[J]. 中国农学通报, 2010, 26(22): 77-80。[24] 邵燕, 闫英, 张慧萍. 蒲公英中咖啡酸的提取工艺研究[J]. 科技食品工程, 2010(7): 132-134。[25] 李喜峰, 郝哲, 邱天宝, 等. 反相高效液相色谱法测定蒲公英中齐墩果酸的含量[J]. 中国实验中医杂志, 2010, 16(5): 52-54。[26] 黄静怡, 钟振生. 蒲公英生物碱提取工艺研究[J]. 广东科技,2009(12):75-76。[27]金艳梅,朱国俊.正交试验法优选蒲公英总生物碱提取工艺研究[J].江苏农业科学,2009(3):329-330。[28]赵建华,全武荣.蒲公英保健饮料的研制及降血脂、血糖作用研究[J].食品科技,2010(11):123-127。[29]林正明.蒲公英冰淇淋的制备[J].食品工业科技,2004(6):84-85。[30]但成成.蒲公英保健价值研究及开发[J].黑龙江科技信息,2010(17):42。[31]赵宇,刘恒,张成贵,等. 蒲公英药用产品开发进展[J].国际药学研究杂志,2012,39(4):311-314,344。[32]宋小勇,刘强,杨蕾,等.蒲公英多糖提取工艺及抑菌活性研究[J].中国药学,2010,21(47):4453-4456。[33]宋小勇,刘强,王子华.蒲公英多糖的药理作用研究[J].中国药学,2009(27):2095-2097。[34]陈敬耀,吴国荣,王希达,等.蒲公英黄酮类化合物的抗氧化活性研究[J].南京师范大学学报:自然科学版,2005,28(1):84-87。 [35]沈菁华,杨利民,张琳娜,等.5种中草药提取物抗肿瘤作用的研究[J].内蒙古医学院学报,2005,27(4):300-303。[36]王月娇,沈明浩.蒲公英对小鼠抗疲劳、降血脂及胃黏膜损伤恢复作用的实验研究[J].毒理学杂志,2009,23(2):143-145。[37]梁桂英,付艳萍,栾天.蒲公英水提取物对小鼠抗疲劳作用的研究[J].安徽农业科学,2011,39(33):20402-20403。[38]李东明。 奥美拉唑联合蒲公英治疗幽门螺杆菌所致慢性浅表性胃炎 58 例临床观察[J]. 中国医学前沿, 2009, 14(12): 28-30。[39] 华杨. 蒲公英粥治疗胃病的效果[J]. 农村新技术, 2008(1): 45-48。[40] 张伟明, 吴国荣, 马世宏, 等. 蒲公英的护肤功效研究[J]. 中国野生植物资源, 2001, 20(3): 15-17。[41] 高建龙, 孔汉文, 余秀华. 蒲公英祛痘霜的研制[J]. 中国野生植物资源, 2001, 20(3): 26-28。[42] 马世宏, 张伟明, 赵波涛, 等蒲公英儿童沐浴露的研制[J].日用化学工业,1995(3):158-160。[FQ)]