劉芬，李寧*，倪慧，孟大利，張娟，賈曉光*

（1.沈陽(yáng)藥科大學(xué)中藥學(xué)院沈陽(yáng)藥科大學(xué)基于靶點(diǎn)的藥物設(shè)計(jì)與研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 沈陽(yáng) 110016；2.新疆維吾爾自治區(qū)中藥民族藥研究所，新疆 烏魯木齊 830002）

綜述

甘草藥渣的研究進(jìn)展△

劉芬1，李寧1*，倪慧2，孟大利1，張娟2，賈曉光2*

（1.沈陽(yáng)藥科大學(xué)中藥學(xué)院沈陽(yáng)藥科大學(xué)基于靶點(diǎn)的藥物設(shè)計(jì)與研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 沈陽(yáng) 110016；2.新疆維吾爾自治區(qū)中藥民族藥研究所，新疆 烏魯木齊 830002）

甘草藥渣是工業(yè)化生產(chǎn)甘草酸過(guò)程中排出的廢棄物，是一種寶貴的可再利用資源。為了進(jìn)一步闡明甘草藥渣這一工業(yè)生產(chǎn)廢料的醫(yī)療價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，對(duì)甘草藥渣的化學(xué)成分、藥理活性、提取工藝及相關(guān)成分含量測(cè)定方法進(jìn)行綜述。

甘草藥渣；化學(xué)成分；藥理活性；提取工藝；含量測(cè)定方法

甘草為豆科甘草屬植物甘草Glycyrrhiza uralensis Fisch.、脹果甘草Glycyrrhiza inflata Bat.或光果甘草Glycyrrhiza glabra L.的干燥根及根莖。富含三萜和黃酮類(lèi)成分，其中五環(huán)三萜類(lèi)化合物甘草酸是主要有效成分之一。醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)常采用水提、含水醇提、堿提等方法從甘草藥材中提取甘草酸，提取后所剩余的甘草藥渣通常作為工業(yè)廢料棄去［1］。

進(jìn)一步的研究表明甘草藥渣中富含大量的黃酮類(lèi)化合物，其結(jié)構(gòu)與甘草原藥材中所含黃酮類(lèi)化合物基本相似，同時(shí)在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中也有新類(lèi)型的化合物產(chǎn)生。這些黃酮類(lèi)成分具有廣泛的生物活性，如抑菌、抗真菌、增強(qiáng)機(jī)體免疫功能、抗HIV、抗腫瘤、抗?jié)儭⒖寡趸?、保肝及降血糖等。因而，甘草藥渣是一種寶貴的可再利用資源，其可廣泛應(yīng)用于藥品、食品及化妝品等領(lǐng)域［2-5］。對(duì)于甘草藥渣這一工業(yè)生產(chǎn)廢料的醫(yī)療價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的進(jìn)一步闡明，有利于解決工業(yè)上生產(chǎn)廢物處理的難題，更加充分合理利用甘草植物資源［5］和保護(hù)生態(tài)環(huán)境?；诖?，結(jié)合文獻(xiàn)資料和本課題組的研究工作，我們對(duì)甘草藥渣的化學(xué)成分、部分藥理活性、相關(guān)化合物的提取工藝及含量測(cè)定方法進(jìn)行綜述。

1 化學(xué)成分

目前已有文獻(xiàn)對(duì)甘草藥渣的有機(jī)成分進(jìn)行了定性鑒定，表明甘草藥渣中含有黃酮、糖、氨基酸、甾體和三萜、有機(jī)酸、香豆素等化合物［6］。

1.1 黃酮類(lèi)

楊琳等［7］從甘草渣中分離并鑒定了甘草查耳酮A（1）、甘草查耳酮B（2）、刺甘草查耳酮（3）、甘草黃酮（4）、4′，7-二羥基黃酮（5）和4′，5，7-三羥基-8-異戊烯基黃酮（6）（結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1）。張娟等［8］對(duì)甘草藥渣中黃酮類(lèi)化合物進(jìn)行分離并鑒定為脹果香豆素甲（7）、氫化甘草查爾酮甲（8）、甘草查爾酮甲（9）、異芹糖甘草苷（10）、芹糖甘草苷（11）、柚皮苷（12）（結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1）。

本課題組對(duì)新疆脹果甘草藥渣的醇提物化學(xué)成分進(jìn)行了研究，利用各種色譜手段和波譜方法，從新疆甘草藥渣中分離鑒定了19個(gè)化合物，其中既包括新疆甘草中的常見(jiàn)成分如光甘草酮、光甘草酚、甘草查耳酮A、甘草黃酮C等，還有一些首次從本植物中分離得到的化合物，如2′，4，4′-三羥基查耳酮，α，2′，4，4′-四羥基查耳酮，α，2′，4，4′-四羥基雙氫查耳酮，kanzonol E，甘草黃酮B等。其詳細(xì)的分離和鑒定過(guò)程將在后續(xù)發(fā)表的研究論文中論述。

1.2 糖類(lèi)

王岳五等［9］對(duì)甘草藥渣進(jìn)行處理得到純的水溶性物質(zhì)GPS，DNS法監(jiān)測(cè)和IR分析為多糖；PC、元素分析、IR、13C-NMR確定其基本結(jié)構(gòu)為α-（1，4）鍵連接的單一葡聚糖。

1.3 氨基酸類(lèi)

高發(fā)奎［10］用薄層色譜法和化學(xué)法對(duì)甘草藥渣進(jìn)行研究證實(shí)，甘草藥渣提取物中含有氨基酸；再經(jīng)IEC法和化學(xué)法測(cè)定含18種氨基酸（THR、SER、GLU、GLY、ALA、VAL、MET、ILE、LEU、TYR、PHE、LYS、HIS、ARG、PRO、CYS、TRP、ASP），其含量在0.04%～0.79%，其中有8種人體必需氨基酸，還有4種是治療十二指腸潰瘍以及強(qiáng)化飼料的氨基酸。

圖1 甘草藥渣中黃酮類(lèi)化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)

2 藥理活性

甘草藥渣中富含大量的黃酮類(lèi)化合物且現(xiàn)代研究表明其具有甘草黃酮相似的藥理活性，如抗氧化、抗真菌［11］、抗HIV、抗?jié)儭⒖鼓[瘤、增強(qiáng)機(jī)體免疫功能、保肝及降血糖等。

2.1 甘草藥渣抽提物防腐活性

尤秀蘭［12］用醋酸乙酯－苯從甘草藥渣中萃取得到甘草藥渣抽提物，并通過(guò)霉菌生長(zhǎng)和酵母菌生長(zhǎng)的試驗(yàn)證明，甘草藥渣抽提物對(duì)霉菌及在較寬pH范圍介質(zhì)中的酵母菌的生長(zhǎng)均有較強(qiáng)的抑制活性。甘草藥渣抽提物對(duì)酵母菌生長(zhǎng)的抑制活性隨其濃度的增大而增強(qiáng)，且在酸性條件下抑菌活性更為明顯。

2.2 甘草藥渣中多糖的抗腫瘤活性

王岳五等［13］通過(guò)S-180及艾氏腹水瘤動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，甘草藥渣中GPS對(duì)S-180及艾氏腹水瘤有明顯的抑制活性，其抑制率分別高于80%和30%。且劑量過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響其抑瘤效果。此外，還得出GPS對(duì)雄性小鼠的抑瘤活性?xún)?yōu)于雌性小鼠。

2.3 甘草黃酮的抗氧化活性

彭雪萍等［14］對(duì)95%乙醇粗提，索氏梯度提取所得甘草藥渣提取物進(jìn)行抗氧化活性研究。結(jié)果表明，各種甘草提取物均有很強(qiáng)的抗氧化活性，抗氧活性為醋酸乙酯提取物＞乙醚提取物＞石油醚提取物＞95%乙醇提取物＞二氯甲烷提取物，以醋酸乙酯提取物活性最強(qiáng)，是合成抗氧劑BHT的1.28倍，當(dāng)它與BHT復(fù)配（1∶1）后其抗氧化活性升高為原來(lái)的2.5倍。

3 提取方法

3.1 甘草藥渣中多糖和甘草酸的提取方法

李炳奇等［15］采用正交設(shè)計(jì)法，確定超聲聯(lián)合醇提法提取甘草藥渣中的多糖和甘草酸的最佳條件：提取溫度45℃，固液比1∶10，提取時(shí)間75（25，25，25）min，并且得出在最佳條件下提取的多糖和甘草酸的含量為2.3%和6.6%。祖元?jiǎng)偟龋?6］應(yīng)用超聲提取技術(shù)超臨界提取甘草藥渣中的甘草酸，使甘草酸的收率達(dá)到1.45%。

3.2 甘草藥渣中黃酮類(lèi)化合物的提取方法

3.2.1 復(fù)合酶法提取甘草藥渣中黃酮類(lèi)化合物 張志東等［17］利用復(fù)合酶法結(jié)合醇提法提取甘草藥渣，通過(guò)改變酶的種類(lèi)、添加量等單因素對(duì)甘草藥渣中甘草黃酮提取條件進(jìn)行優(yōu)化。得到纖維素酶添加量為50 U·mL－1，果膠酶100U·mL－1，反應(yīng) pH 6.0，溫度55℃，作用120min，最終得率達(dá)到2.3%。與直接醇提法比較，該法黃酮得率提高了25%以上。

3.2.2 甘草固體發(fā)酵法提取甘草藥渣中的黃酮類(lèi)化合物 王蕓蕓等［18］通過(guò)黑曲霉菌株的固體發(fā)酵以提高甘草藥渣中甘草黃酮的提取率，確定總黃酮提取率最高的發(fā)酵工藝：甘草藥渣－麩皮（6∶4），發(fā)酵時(shí)間3 d，接種量6.0%，1.2倍的初始含水量。

（2）健全人才優(yōu)先發(fā)展保障機(jī)制。堅(jiān)持人才引領(lǐng)創(chuàng)新發(fā)展，將科技人才發(fā)展列為衡量經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)［1］?？萍既瞬抨?duì)伍建設(shè)工作涉及領(lǐng)域和環(huán)節(jié)較多，進(jìn)一步明確人才工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室總管全市科技人才隊(duì)伍建設(shè)工作，建立各級(jí)黨政領(lǐng)導(dǎo)班子和領(lǐng)導(dǎo)干部科技人才工作目標(biāo)責(zé)任制，將科技人才隊(duì)伍建設(shè)和科技創(chuàng)新能力提升作為年度工作重要考核指標(biāo)。

3.2.3 溶劑法提取甘草藥渣中黃酮類(lèi)化合物 陳振鴻［19］將水提甘草藥渣液濃縮后，分別經(jīng)活性炭和大孔樹(shù)脂色譜處理，將洗脫液濃縮后，用有機(jī)溶劑重結(jié)晶即制得光甘草定。高發(fā)奎等［20］采用溶劑法對(duì)甘草藥渣進(jìn)行提取發(fā)現(xiàn)，甲醇或乙醇提取藥渣中的黃酮類(lèi)物質(zhì)提取率相差不大，分別為10.6%、9.9%；而超臨界CO2萃取法的收率更高［21］。喬仲和等［22］通過(guò)應(yīng)用化學(xué)分離轉(zhuǎn)化法，在pH＞7的條件下將黃酮和木質(zhì)素進(jìn)行分離，得到一種既可以增加甘草藥渣中黃酮的提取率又能回收木質(zhì)素和纖維素的方法。趙麗娜等［23］對(duì)3種甘草藥渣中黃酮含量進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，脹果甘草藥渣和烏拉爾甘草藥渣中總黃酮含量基本相當(dāng)，并明顯高于光果甘草藥渣。張明華等［24］采用微波輔助乙醇提取甘草藥渣中總黃酮，確定最佳工藝為預(yù)泡時(shí)間1 h，固液比1∶18，微波功率420W，乙醇濃度70%（wt），微波時(shí)間50s，微波次數(shù)1次，且采用最佳提取方案使最大黃酮提取率可達(dá)4.1%。李秉等［25］提出了用醋酸乙酯提取甘草藥渣后回收有機(jī)溶劑即可得到甘草黃酮，其收率可穩(wěn)定在4.0%以上，總黃酮含量則可穩(wěn)定在30%以上。苑可武等［26］先將甘草藥渣用有機(jī)溶劑提取，然后將提取物經(jīng)大孔樹(shù)脂柱進(jìn)行分離，水洗除去雜質(zhì)后再以有機(jī)溶劑進(jìn)行洗脫，洗脫液干燥即得甘草總黃酮。

4 含量測(cè)定

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)甘草藥渣的含量測(cè)定方法研究還不深入，僅對(duì)其中的總黃酮、甘草查耳酮A及氨基酸進(jìn)行了含量測(cè)定。

4.1 HPLC法測(cè)定甘草藥渣中的總黃酮

吳濤等［27］采用HPLC法以乙腈-0.1%磷酸水溶液（53∶47）為流動(dòng)相，檢測(cè)波長(zhǎng)254nm，以甘草查耳酮A為指標(biāo)，對(duì)甘草渣中總黃酮含量進(jìn)行了測(cè)定。

4.2 RP-HPLC法測(cè)定甘草藥渣中甘草查耳酮A

楊琳等［7］采用RP-HPLC法以甲醇－四氫呋喃－1%冰醋酸（46∶10∶44）作為流動(dòng)相，377nm為檢測(cè)波長(zhǎng)，測(cè)定了甘草渣中甘草查耳酮A的含量。

4.3 IEC法和化學(xué)法測(cè)定甘草藥渣中氨基酸含量

高發(fā)奎［10］用薄層色譜和化學(xué)法分離鑒定了甘草藥渣中的氨基酸類(lèi)成分，再經(jīng)IEC法和化學(xué)法測(cè)定氨基酸的含量在0.04%～0.79%。

5 展望

甘草是一種臨床用量很大的中草藥，大多數(shù)醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)從甘草中提取得到甘草酸后將剩余的甘草藥渣作為廢棄物處理。綜合目前國(guó)內(nèi)外的研究情況，甘草藥渣的深入研究與開(kāi)發(fā)應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。

5.1 化學(xué)成分的系統(tǒng)研究

甘草藥渣的化學(xué)成分研究在國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中報(bào)道很少。由于甘草藥渣中甘草酸含量大大降低，使得黃酮類(lèi)成分相對(duì)含量提升，許多在原藥材中含量很低的黃酮可以被分離鑒定出來(lái)?；瘜W(xué)成分的系統(tǒng)研究可以為進(jìn)一步的活性測(cè)試和分析檢測(cè)工作奠定基礎(chǔ)。

5.2 生物活性的系統(tǒng)研究

甘草藥渣中的黃酮類(lèi)化合物結(jié)構(gòu)類(lèi)型豐富，且主成分含量較高。文獻(xiàn)中甘草藥渣的藥理活性只報(bào)道了防腐、抗氧化和抗腫瘤幾個(gè)方面，研究不夠深入。從甘草藥渣中成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)來(lái)看，可以預(yù)測(cè)甘草藥渣中的黃酮類(lèi)成分可能會(huì)具有較廣泛的生物活性，如：抗炎、抑菌、抗?jié)儭⒈８?、醌還原酶誘導(dǎo)等。隨著化學(xué)成分研究的不斷深入，甘草藥渣的生物活性和作用機(jī)理應(yīng)被深入探討。

5.3 指標(biāo)性成分的指認(rèn)和含量測(cè)定

結(jié)合化學(xué)成分和生物活性的研究結(jié)果，明確甘草藥渣中的生物活性成分，以其為指標(biāo)成分建立快速穩(wěn)定的含量測(cè)定方法可以有效比較不同產(chǎn)地、不同品種原藥材、不同提取方法（甘草酸提取方法）所得的甘草藥渣的質(zhì)量和實(shí)用價(jià)值。

本課題組準(zhǔn)備在前期化學(xué)成分研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步利用HPLC、LC-MS等技術(shù)，指認(rèn)甘草藥渣中15個(gè)主要的黃酮類(lèi)成分，并對(duì)其中的生物活性成分進(jìn)行含量測(cè)定。

5.4 與甘草中黃酮類(lèi)成分的分析比較

甘草藥渣作為甘草的再利用資源，其與甘草生物活性的異同是需重點(diǎn)研究的問(wèn)題。甘草藥渣中富含的低極性黃酮類(lèi)成分與甘草中的總黃酮在成分、含量和生物活性上有共性和差異。在以上的化學(xué)成分、生物活性和含量測(cè)定的基礎(chǔ)上可進(jìn)一步闡明二者的異同。

甘草藥渣作為一種寶貴的可再利用資源，國(guó)內(nèi)外對(duì)其的研究還不夠全面，進(jìn)一步闡明其化學(xué)成分、藥理活性，建立快速、準(zhǔn)確的多組分含量測(cè)定方法，并對(duì)其提取工藝進(jìn)行優(yōu)化研究，將有利于擴(kuò)大藥源。同時(shí)，由于大量的生產(chǎn)甘草酸導(dǎo)致甘草資源的大面積減少，對(duì)甘草藥渣這一工業(yè)廢物的有效再利用不僅可以節(jié)省我國(guó)有限的甘草資源，還可以降低工業(yè)廢料排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

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新疆維吾爾自治區(qū)科學(xué)技術(shù)廳項(xiàng)目（200915122），“十一五”國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目（2009ZX09501-011）

*賈曉光，Tel：（024）23986475，E-mail：xgjia＠vip.sina.com；*李寧，E-mail：liningsypharm＠163.com

2010-05-19）