劉柯彤, 陶亮亮, 馬雄, 劉軍海

（陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中 723001）

熊果酸的生物活性及其提取工藝的研究進(jìn)展

劉柯彤, 陶亮亮, 馬雄, 劉軍海

（陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中 723001）

介紹了熊果酸的生物活性，綜述了近年來(lái)熊果酸提取工藝的研究進(jìn)展，重點(diǎn)討論了提取工藝的研究熱點(diǎn)及存在的問(wèn)題，探討了其今后的發(fā)展趨勢(shì)。

熊果酸; 生物活性; 提取工藝

熊果酸(Ursolic acid)，又名烏蘇酸、烏索酸、α-香樹(shù)脂醇，是一種弱酸性五環(huán)三萜類化合物。熊果酸純品為白色針狀結(jié)晶(乙醇中結(jié)晶)，味苦，其基本骨架是多氫蒎的五環(huán)母核，分子式為C30H48O3，分子量為 456.68，熔點(diǎn)為 285～287℃，不溶于水和石油醚，易溶于乙醇、甲醇、吡啶等[1～2]。

熊果酸在自然界分布很廣，如苦丁茶、冬凌草、車前草、枇杷等植物中均含有，是多種天然產(chǎn)物的主要活性成分。熊果酸具有多種生物活性，日本等國(guó)家已經(jīng)將其作為天然抗氧化劑應(yīng)用于食品中。本文簡(jiǎn)介了熊果酸的生物活性，綜述了熊果酸提取工藝的研究進(jìn)展，重點(diǎn)討論了提取工藝研究中存在的問(wèn)題，并指出其今后的發(fā)展方向，旨在為熊果酸生產(chǎn)與研究提供參考。

1 熊果酸的生物活性及其應(yīng)用

熊果酸具有廣泛的生物活性，尤其在抗癌、抗腫瘤、抗氧化、保肝和降血脂等方面有顯著作用，因此熊果酸越來(lái)越引起科研人員的關(guān)注。隨著對(duì)熊果酸研究的逐漸深入，其應(yīng)用范圍不斷得到拓展。

1.1 抗腫瘤作用

熊果酸具有顯著的抗腫瘤作用，對(duì)腫瘤形成和生長(zhǎng)階段具有預(yù)防和抑制作用，對(duì)多種致癌、促癌物有抵抗作用，對(duì)多種惡性腫瘤細(xì)胞有顯著的毒副作用，對(duì)多種腫瘤細(xì)胞體內(nèi)、外均有抑制作用，對(duì)癌細(xì)胞分化具有誘導(dǎo)作用[3～5]?？梢灶A(yù)見(jiàn)，熊果酸可能會(huì)成為很有前景的抗腫瘤新藥。

1.2 抗氧化作用

熊果酸的抗氧化作用對(duì)人體的抗衰老、皮膚祛斑和祛色素等都有顯著作用。1983～2004年，日本有關(guān)熊果酸的29篇專利中，有10篇就是關(guān)于熊果酸在皮膚美容保健方面的應(yīng)用。作為生產(chǎn)化妝品的原料，熊果酸性質(zhì)穩(wěn)定，顏色和氣味可保持很久，而且有很好的觸摸感，因此，在美容、護(hù)膚等領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大。

1.3 對(duì)肝炎的作用

熊果酸對(duì)急性實(shí)驗(yàn)性肝損傷有明顯的保護(hù)作用，臨床表現(xiàn)為血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶含量下降、肝細(xì)胞變性、壞死等生理現(xiàn)象明顯減輕；對(duì)于恢復(fù)肝功能具有見(jiàn)效快、療程短、效果穩(wěn)定等特點(diǎn)。熊果酸在制備治療病毒性肝炎藥物中不論單獨(dú)使用，還是與其它藥物配合使用，在治療病毒性肝炎方面效果都很顯著。

熊果酸可有效治療病毒性肝炎，是抗病毒性肝炎藥的主要活性成分之一。如熊筱娟等[6]研究了熊果酸抗急性肝損傷的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)急性肝損傷模型組與正常對(duì)照組比較，各項(xiàng)指標(biāo)差異均有顯著性；熊果酸組與模型組比較，血清ALT、AST、MDA明顯降低，光鏡下肝細(xì)胞脂肪變性，水樣變性明顯減輕，表明熊果酸對(duì)D-氨基半乳糖(D-Ga1N)誘導(dǎo)的急性肝細(xì)胞損傷的保護(hù)作用與其阻止肝細(xì)胞壞死、抗氧化作用有關(guān)。

1.4 抗菌抗病毒作用

熊果酸能導(dǎo)致細(xì)胞生存能力下降，抑制 G+和G-菌以及真菌生長(zhǎng)，并對(duì)殺滅和抑制變形鏈球菌組及牙周病原菌具有明顯的效果。熊果酸還能抑制HIV-1蛋白酶活性，增強(qiáng)免疫功能，發(fā)揮抗HIV的作用。

此外，熊果酸還具有抗瘧、抗高血脂、抗血管形成、降血壓、降血糖、利尿，以及減少放化療之后對(duì)造血系統(tǒng)的損害等作用，因此在醫(yī)藥、保健食品、飲料、護(hù)發(fā)素和頭發(fā)生長(zhǎng)劑等方面應(yīng)用廣泛?？梢灶A(yù)見(jiàn)，熊果酸開(kāi)發(fā)、利用的前景十分廣闊，很有可能成為一種有前途的抗腫瘤、抗肝炎藥物。

2 熊果酸提取工藝研究進(jìn)展

2.1 回流提取法

回流提取法是用乙醇等易揮發(fā)的有機(jī)溶劑提取原料成分，將浸出液加熱蒸餾，其中揮發(fā)性溶劑餾出后又被冷卻，重復(fù)流回浸出容器中浸提原料，這樣周而復(fù)始，直至有效成分回流提取完全。

回流提取分單次和多次提取，采用單次提取得到的提取率不高，而多次提取可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。如蒙大平等[7]研究了苦丁茶老葉中熊果酸的提取工藝，結(jié)果表明采用85℃水浴溫度，液固比為16∶1，乙醇濃度為80 %，水浴提取2次，每次2.15h，熊果酸得率可達(dá) 45.65μg·g-1。谷芳芳[8]等以山楂為原料，得到最佳提取參數(shù)為：乙醇體積分?jǐn)?shù)95%，提取溫度85℃，提取時(shí)間110 min,液固比5∶1，提取次數(shù)3次,在該條件下,熊果酸提取率為 93.47%。

回流提取法需消耗大量的溶劑，提取液在蒸發(fā)鍋中受熱時(shí)間較長(zhǎng)，而藥液長(zhǎng)時(shí)間受熱，很容易使其中的有效成分發(fā)生改變。如何有效解決好這些問(wèn)題以減少提取過(guò)程溶劑的消耗及其中有效成分的損失，將是今后回流提取法發(fā)展亟待解決的問(wèn)題。

2.2 超聲波提取法

超聲波傳遞過(guò)程中存在著正負(fù)壓強(qiáng)交變周期，在正相位時(shí)，對(duì)介質(zhì)分子產(chǎn)生擠壓，增加介質(zhì)原來(lái)的密度；負(fù)相位時(shí)，介質(zhì)分子稀疏、離散，介質(zhì)密度減小。也就是說(shuō)，超聲波并不能使樣品內(nèi)的分子產(chǎn)生極化，而是在溶劑和樣品之間產(chǎn)生聲波空化作用，導(dǎo)致溶液內(nèi)氣泡的形成、增長(zhǎng)和爆破壓縮，從而使固體樣品分散，增大樣品與萃取溶劑之間的接觸面積,提高目標(biāo)物從固相轉(zhuǎn)移到液相的傳質(zhì)速率。

用超聲波提取法提取熊果酸，提取率要高于傳統(tǒng)的溶劑提取法。如相延英等[9]用95%乙醇超聲波提取3次，浸膏分別用石油醚、1%氫氧化鈉溶液和水洗滌，再用無(wú)水乙醇加熱溶解，加活性炭回流脫色，過(guò)濾后用熱乙醇反復(fù)洗滌殘?jiān)?，得白色片狀結(jié)晶，用熱甲醇重結(jié)晶得純品。結(jié)果，從 200g枇杷葉原藥材中得到0.85g熊果酸結(jié)晶，所得熊果酸純度為94.0%。劉素君等[10]以優(yōu)選肉果秤錘樹(shù)葉中熊果酸的提取工藝為目的，以熊果酸得率為指標(biāo),采用正交試驗(yàn)法對(duì)提取過(guò)程中提取方法、乙醇濃度、料液比3個(gè)因素進(jìn)行考察,并測(cè)定其含量，得出最佳工藝為：95%的乙醇、1∶8的料液比、超聲提取?？梢钥闯?，該工藝提取肉果秤錘樹(shù)葉中熊果酸省時(shí)省力,且含量和收率都較高。李坤平等[11]以齊墩果酸和熊果酸得率為指標(biāo),對(duì)超聲波強(qiáng)化溶劑提取姜味草中齊墩果酸和熊果酸工藝進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,以乙醇為溶劑,超聲波強(qiáng)化提取的最佳條件是：體積分?jǐn)?shù)為 90%的乙醇、固液比 1∶15、功率 360W、頻率40 kHz、超聲波提取2次，每次20min，齊墩果酸和熊果酸總得率為0. 732%。

超聲波提取可以利用超聲波振動(dòng)的能量強(qiáng)化擴(kuò)散過(guò)程，使溶劑容易浸入固體，固體溶質(zhì)容易從固體內(nèi)部擴(kuò)散到固液界面，從而加速了萃取過(guò)程，且超聲波具有絮凝作用，使浸出液容易澄清過(guò)濾。但缺點(diǎn)是受超聲波功率限制，大規(guī)模生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性不好，大功率超聲波的安全性也有待驗(yàn)證。

2.3 微波提取法

微波萃取的機(jī)理是：由于吸收微波能，細(xì)胞內(nèi)部溫度和壓力迅速上升，細(xì)胞破裂，有效成分自由流出。微波所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)加快被萃取部分成分向萃取溶劑界面擴(kuò)散速率，從而使萃取速率提高數(shù)倍，同時(shí)還降低了萃取溫度，最大限度保證萃取的質(zhì)量。

如高岐等[12]用微波加熱的方法，從中藥材蛇舌草中提取了熊果酸。通過(guò)正交試驗(yàn)，確定了微波提取蛇舌草中熊果酸的最佳工藝條件：料液比1∶20、提取功率為440W、提取時(shí)間3min，得率為2.288%。曾小明[13]以獼猴桃為原料，采用二次回歸通用旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,探討了微波提取獼猴桃熊果酸的工藝參數(shù),得出最優(yōu)萃取工藝為：乙醇濃度72. 82%、萃取時(shí)間 18. 92 min、萃取溫度 90℃、固液比4.22∶25(W∶V)。此萃取條件下,熊果酸得率達(dá)到5.66%±0.01%, RSD=0.43%(n =5)。

微波提取可有效地保護(hù)有效成分，提取速率快，大大縮短了操作時(shí)間；具有產(chǎn)率高，溶劑用量少，無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，所以具有很大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。微波提取技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)比較成熟，但用于規(guī)?；a(chǎn)尚存在一定的問(wèn)題，原因是對(duì)提取工藝放大過(guò)程的研究不夠，需引起研究者的注意。此外，對(duì)微波提取機(jī)理以及動(dòng)力學(xué)等方面的研究也亟待解決。

2.4 超臨界萃取法

超臨界萃取法是利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關(guān)系，即利用壓力和溫度對(duì)超臨界流體溶解能力的影響而進(jìn)行的。在超臨界狀態(tài)下，將超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地把極性大小、沸點(diǎn)高低和分子量大小不同的成分依次萃取出來(lái)。萃取過(guò)程一般分為：流體壓縮→萃取→減壓→分離四個(gè)階段。

以超臨界CO2為溶劑從原料中提取熊果酸，操作范圍廣，可有針對(duì)性提取有效成分，同時(shí)萃取同蒸餾合為一體；不需要溶劑，無(wú)污染，產(chǎn)品純度高。如劉艷輝[14]采用超臨界技術(shù)萃取車前草中的熊果酸，得出最佳條件：萃取壓力20MPa、粒度420μm、溫度 40℃、 CO2流量 20 L·h-1、萃取時(shí)間 3 h、95 %乙醇用量為物料干質(zhì)量的30 %，產(chǎn)品得率為4.17 %。

與傳統(tǒng)法相比，超臨界流體萃取具有操作簡(jiǎn)便快速、溶劑用量少、提取時(shí)間短、有效成分提取率高、測(cè)定時(shí)無(wú)雜質(zhì)干擾等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)改變萃取壓力、溫度或添加適當(dāng)?shù)膴A帶劑，還可改變萃取劑的溶解性和選擇性。但缺點(diǎn)是操作壓力高、能量消耗大、設(shè)備放大時(shí)制造成本高，如何解決這些問(wèn)題還有待于進(jìn)一步研究。

2.5 常溫超高壓提取法

在超高壓狀態(tài)下不僅能促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)，還可以改變一些物質(zhì)的表面狀態(tài)、分布排列以及物理性能。在生物提取過(guò)程中超高壓能加快反應(yīng)速度，縮短提取時(shí)間，提高產(chǎn)品得率。如縱偉等[15]以大花紫薇為原料，對(duì)2α-羥基熊果酸的提取工藝進(jìn)行優(yōu)選，得到的最佳工藝條件為：超高壓壓力300 MPa、保壓時(shí)間5 min、乙醇體積分?jǐn)?shù)90%、固液比1∶15、提取3次，產(chǎn)品得率為0.415﹪。

常溫超高壓提取法具有提取率高，提取時(shí)間短，節(jié)約溶劑，提取物雜質(zhì)少、生物活性高等優(yōu)點(diǎn)。但是，對(duì)設(shè)備有較高的要求，一次性投資大，對(duì)大型企業(yè)很適用。

2.6 索氏提取

索氏提取法是將粉碎的固體物質(zhì)放在濾紙?zhí)變?nèi)，置于提取器中，提取器的下端與盛有溶劑的圓底燒瓶相連，上接回流冷凝管。然后加熱圓底燒瓶，使溶劑沸騰，蒸氣通過(guò)提取器的支管上升，被冷凝后滴入提取器中，溶劑和固體接觸萃取出部分物質(zhì)，含有萃取物的溶劑經(jīng)虹吸回?zé)?。如此重?fù)，使固體物質(zhì)不斷為純的溶劑所萃取，將萃取出的物質(zhì)富集在燒瓶中。

高曉旭等[16]采用索式提取法，以熊果酸提取率為指標(biāo)，對(duì)提取工藝進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，乙醇體積分?jǐn)?shù)為 85%、提取溫度為 88℃、提取時(shí)間為120 min、液固比為8∶1、提取次數(shù)為2次時(shí)，熊果酸提取率為92.5%。

索氏提取是實(shí)驗(yàn)室常用的一種有效的溶劑回流提取方法，具有節(jié)省溶劑、無(wú)中間反復(fù)濾過(guò)帶來(lái)的損失等優(yōu)點(diǎn)；而且提取較完全，實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好，適合于提取中藥親脂性強(qiáng)、加熱不易變化的成分。但此法花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)、效率不高，因此，它的應(yīng)用還有一個(gè)不斷發(fā)展完善的過(guò)程，對(duì)存在的一些問(wèn)題需要作進(jìn)一步探討和解決。

2.7 其他提取方法

隨著現(xiàn)代分離技術(shù)的發(fā)展，新的熊果酸提取工藝不斷被開(kāi)發(fā)出來(lái)，如滲漉法，微波預(yù)處理-回流提取聯(lián)合工藝法，沉淀法等。

滲漉法是在藥粉中添加浸出溶劑使其滲過(guò)藥粉，自下部流出浸出液的一種浸出方法。當(dāng)滲出溶劑滲過(guò)藥粉時(shí)，由于重力作用而向下移動(dòng)，上層的浸出溶劑或稀浸液不斷置換濃溶液，形成濃度階梯，使擴(kuò)散能較好地進(jìn)行，故浸出效果優(yōu)于浸漬法。滲漉法在室溫的條件下就可進(jìn)行，操作方法簡(jiǎn)易，沒(méi)有相變發(fā)生，因此比較節(jié)能。如周韻麗等[17]采用滲漉法提取長(zhǎng)春花中的熊果酸，苯滲漉液中加入6%酒石酸作液-液逆相萃取，將長(zhǎng)春堿及長(zhǎng)春新堿從有機(jī)相轉(zhuǎn)移到水相，而熊果酸依然留在苯滲流液中。滲漉法操作所需的時(shí)間很長(zhǎng)，對(duì)藥材的粗細(xì)要求較高，且有一定的污染。

微波預(yù)處理-回流提取聯(lián)合工藝是綜合了微波技術(shù)與傳統(tǒng)提取工藝的優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)工藝提取時(shí)間較長(zhǎng)、所用溶劑量較大等不足之處。為此，楊俊紅[18]等為揭示微波輔助技術(shù)強(qiáng)化中草藥提取過(guò)程的機(jī)理，針對(duì)微波預(yù)處理-回流提取聯(lián)合工藝，建立了提取動(dòng)力學(xué)方程，并利用該方程模擬了山楂提取實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，目標(biāo)成分的提取量比未處理工藝分別提高了 51.0%和47.7%。此方法大大加快回流提取的速度。

沉淀法是指在混合組分的溶液中加入與該溶液能互溶的溶劑，通過(guò)改變?nèi)軇┑臉O性而改變混合組分溶液中某些成分的溶解度，使其從溶液中析出。與傳統(tǒng)的提取方法相比，目前對(duì)于它的研究還不多。因此，其應(yīng)用還有一個(gè)不斷發(fā)展完善的過(guò)程，對(duì)存在的一些問(wèn)題需要作進(jìn)一步探討和解決。

3 結(jié)語(yǔ)

熊果酸具有鎮(zhèn)靜、抗炎、抗菌、抗糖尿病、抗?jié)?、降低血糖等多種生物活性，極有可能成為低毒高效的新型抗癌藥物，在醫(yī)藥、食品和化妝品等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著人們生活水平的日益提高，以及對(duì)綠色化學(xué)品的重視，將會(huì)有更多的研究者從事這方面的工作，有關(guān)熊果酸的提取及其生物活性的研究報(bào)道也會(huì)越來(lái)越多。

回流提取法是比較成熟的工藝，但其消耗溶劑量大的問(wèn)題亟待解決。超聲波提取法、超臨界萃取法和常溫超高壓法是目前提取熊果酸研究較多的工藝，有關(guān)這方面的報(bào)道也很多，這些研究更多的是提取工藝的優(yōu)化；此外，要加大應(yīng)用方面的研究工作；與此同時(shí)，熊果酸的純化需引起研究者的注意，因?yàn)楦呒兌鹊男芄峋哂懈鼜V泛的應(yīng)用。熊果酸作為重要的天然綠色化學(xué)品，其良好的生物活性是無(wú)容置疑的，因而極具發(fā)展?jié)摿Γ_(kāi)發(fā)和利用熊果酸資源將會(huì)產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

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Research Progress on Biological Activity and Extraction Process of Ursolic Acid

LIU Ke-tong, TAO Liang-liang, MA Xiong, LIU Jun-hai
(College of Chemical & Environment Science, Shaanxi University of Technology, Hanzhong723001, China)

The biological activities of Ursolic Acid were introduced briefly, and research progress on extraction process of Ursolic Acid was reviewed. The research focus on extraction process and problems were discussed emphatically, and the development direction was discussed also.

ursolic acid；biological activity；extraction process.

R 284.2

A

1671-9905(2010)08-0041-04

劉柯彤（1988-），女，陜西榆林人，化學(xué)工程與工藝專業(yè)08級(jí)本科生

2010-03-03