王莉娟，張櫻山，張國(guó)霞，曹 盼

（1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅省中藥現(xiàn)代制藥工程研究院，甘肅 蘭州 730010）

姜黃為姜科植物姜黃（Curcuma longaL.）的干燥根莖。性溫，味辛、苦。歸脾、肝經(jīng)，功能破血行氣，通經(jīng)止痛[1]。姜黃中富含姜黃素類、揮發(fā)油、黃酮、糖類、生物堿、有機(jī)酸等多種化合物，其中姜黃素為最主要的藥理活性成分[2]，具有抗腫瘤、抗炎、抗氧化、抗纖維化、降血脂等多種藥理作用[3-4]。姜黃素為姜黃中一種脂溶性多酚類化合物，常溫下呈橙黃色結(jié)晶粉末，味稍苦，不溶于水,易溶于乙醇、二甲基亞砜、丙二醇、冰醋酸和堿溶液等[5-6]，遇光、熱不穩(wěn)定，毒性極小[7]。廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥衛(wèi)生、食品、化妝品、保健品行業(yè)，具有寶貴的開發(fā)利用價(jià)值。

1 姜黃素提取、分離制備

1.1 提取

姜黃素是一種具有二酮結(jié)構(gòu)的色素，其母核為二苯基庚烴，是姜黃的主要活性成分，約占姜黃色素的70%[8]。提取姜黃素的常用方法有有機(jī)溶劑提取法、酸堿提取法、酶提取法、超臨界CO2流體提取法、水楊酸鈉法、閃式提取法等[9]，但因姜黃素化學(xué)性質(zhì)活潑，遇光熱不穩(wěn)定，因此，對(duì)姜黃素提取方法的優(yōu)化是提取分離姜黃中姜黃素的重要內(nèi)容。

單后松等[10]通過(guò)響應(yīng)面法比較浸漬法與超聲波輔助提取法對(duì)姜黃中姜黃素提取率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)超聲波提取法在提取溫度為48 ℃，料液比為1∶30，乙醇濃度為75%時(shí)得最佳提取率2.716 mg/g。說(shuō)明超聲波提取法具有較浸漬法更高的提取率，且溶劑消耗少，操作簡(jiǎn)單。

馬銘研和陳維[11]以超聲輔助離子液體提取姜黃中的姜黃素，并通過(guò)反相高效液相色譜法測(cè)定姜黃素含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示姜黃素平均回收率達(dá)98.31%，說(shuō)明該方法不僅操作簡(jiǎn)捷、綠色無(wú)污染，而且提取效率高，重現(xiàn)性好。

加速溶劑萃?。ˋSE）是一種密閉容器內(nèi)在提高溫度（50～200 ℃）和壓力（6.89～20.7 MPa）的條件下，用溶劑從固體、半固體基質(zhì)中提取分析物的新型萃取技術(shù)，具有省時(shí)、消耗溶劑少、提取效率高、操作模式多樣化、過(guò)程自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。Yadav 等[12]以乙醇、乙酸乙酯、丙酮為提取溶劑，使用ASE 技術(shù)提取姜黃中的姜黃素，結(jié)果表明以丙酮為提取溶劑提取的姜黃素純度最高，達(dá)46.2%。符合ASE 技術(shù)高效、省時(shí)的優(yōu)點(diǎn)。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，姜黃素的提取方法已不再局限于傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑提取法。由于姜黃素化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，且經(jīng)酸堿法提取的姜黃素除雜過(guò)程繁瑣，因此酸堿提取法也不再是姜黃素的最佳提取方法。酶法提取是在酸堿提取法的基礎(chǔ)上通過(guò)加入纖維素酶、果膠酶等以加快提取速率、縮短提取時(shí)間，但由于酶法所需作用條件溫和，此過(guò)程酸堿度難以準(zhǔn)確控制，很難達(dá)到最佳提取率。目前，超聲提取法是提取姜黃中姜黃素的主要方法，具有操作簡(jiǎn)便、提取效率高等優(yōu)點(diǎn)，但此方法不適于大規(guī)模提取。加速溶劑萃取法雖能更好地改善超聲提取法僅適于小規(guī)模提取的局限性，但由于該方法需在高溫條件下進(jìn)行，姜黃素在高溫條件下結(jié)構(gòu)極易被破壞。因此，研制開發(fā)一種高效經(jīng)濟(jì)的提取技術(shù)并應(yīng)用于大生產(chǎn)，是開發(fā)利用姜黃素的首要任務(wù)。

1.2 分離制備

姜黃經(jīng)有機(jī)溶劑提取所得的姜黃素粗品中含有糖類、谷甾醇、脂肪酸等大量雜質(zhì)，使其純度降低，影響后續(xù)生產(chǎn)使用，故須對(duì)姜黃素粗品進(jìn)一步分離精制。傳統(tǒng)的分離純化方法有有機(jī)溶劑萃取法、酸堿沉淀法、活性炭吸附柱層析法、聚酰胺吸附法、重結(jié)晶法、大孔樹脂吸附法等。

近幾年，分子印跡技術(shù)、S-8 樹脂分離技術(shù)及其他色譜技術(shù)在化合物分離純化中的廣泛使用，為姜黃素的分離純化方法的選擇奠定基礎(chǔ)。陳凌通[13]經(jīng)比較磁力攪拌與機(jī)械攪拌條件下姜黃素的收率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)磁力攪拌的收率高于機(jī)械攪拌，并在以每分鐘10 ℃的速率下降溫，磁力攪拌、加晶種的條件下，進(jìn)行冷卻結(jié)晶分離純化姜黃素，結(jié)果顯示經(jīng)一次結(jié)晶的純度達(dá)93.5%，經(jīng)三次結(jié)晶的純度可高達(dá)99.8%。說(shuō)明緩慢冷卻、加晶種能顯著提高晶體的純度。周培培等[14]經(jīng)一系列實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)S-8 樹脂純化后姜黃素類化合物的純度可提升25.28%，說(shuō)明S-8 樹脂可用于姜黃素類化合物的初步純化。Wang 等[15]通過(guò)考察姜黃素分子印跡聚合膜對(duì)姜黃素、去甲氧基姜黃素及二去甲基姜黃素的選擇識(shí)別能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)印跡膜對(duì)姜黃素選擇識(shí)別能力明顯高于去甲氧基姜黃素、二去甲基姜黃素，說(shuō)明姜黃素分子印跡聚合膜能有效分離富集姜黃素，且高效環(huán)保、成本低。

2 藥理作用

2.1 抗腫瘤

姜黃素為姜黃中發(fā)揮抗腫瘤作用的重要活性成分。據(jù)研究，姜黃素的抗腫瘤作用機(jī)制包括以下3個(gè)方面：（1）抑制腫瘤細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡；（2）抑制腫瘤細(xì)胞遷移和侵襲；（3）抑制腫瘤細(xì)胞血管生成等多種途徑實(shí)現(xiàn)抗腫瘤作用。

陳佳權(quán)等[16]經(jīng)研究不同濃度梯度的姜黃素對(duì)卵巢癌細(xì)胞SKOV3 細(xì)胞增殖及細(xì)胞遷移活性的影響，并通過(guò)ELISA 試驗(yàn)測(cè)定姜黃處理后卵巢癌細(xì)胞培養(yǎng)液MMP-9 含量，結(jié)果顯示姜黃素對(duì)卵巢癌細(xì)胞呈時(shí)間與濃度依賴性抑制。推測(cè)姜黃素對(duì)卵巢癌細(xì)胞增殖、遷移的抑制作用可能與誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡，抑制MMP-9 表達(dá)有關(guān)。據(jù)報(bào)道，姜黃素對(duì)乳腺癌細(xì)胞增殖、遷移及侵襲的抑制作用，可能與其下調(diào)miR-7641促進(jìn)PTPN14 的表達(dá)有關(guān)[17]。Tang 等[18]實(shí)驗(yàn)研究姜黃素與黃芪多糖聯(lián)合干預(yù)HepG2 來(lái)源裸鼠HCC 原位移植瘤，結(jié)果顯示干預(yù)后腫瘤組織血管稀疏，分支較少，形態(tài)規(guī)則有完整血管壁，血管內(nèi)皮細(xì)胞排列緊密，腫瘤組織血管趨于正?；Ｕf(shuō)明姜黃素不僅能抑制血管的生成，還能誘導(dǎo)腫瘤血管趨于正?；纳颇[瘤血管形態(tài)結(jié)構(gòu)。此外，姜黃素還可通過(guò)與塞來(lái)昔布聯(lián)合用藥，抑制NF-KB 和STAT3的激活從而抑制腫瘤生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)抗腫瘤活性[19]。

2.2 抗炎

炎癥的發(fā)生主要源于生物或化學(xué)因素不同程度的刺激誘導(dǎo)，如燒燙傷、感染、化學(xué)試劑的刺激腐蝕等[20]。Sordllo 和Helson[21]研究表明姜黃素可通過(guò)抑制促炎細(xì)胞因子白介素-1、白細(xì)胞介素-6 和腫瘤壞死因子-α 活性，阻斷細(xì)胞炎癥因子的釋放，實(shí)現(xiàn)抗炎作用。鮑彩彩等[22]通過(guò)觀察姜黃素對(duì)小鼠實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎（EAE）的抗炎作用結(jié)果表明，姜黃素可通過(guò)緩解EAE 病程中的神經(jīng)功能損傷,下調(diào)EAE 病程中外周及中樞炎癥反應(yīng)，同時(shí)上調(diào)中樞Atg-5、LC3-Ⅱ的表達(dá)及中樞神經(jīng)細(xì)胞的自噬水平，實(shí)現(xiàn)姜黃素對(duì)EAE 病程炎癥反應(yīng)的抑制作用。Qian等[23]經(jīng)制備一系列新的姜黃素雙羰基類似物（DACS），并評(píng)價(jià)其抗炎性能，初步結(jié)果表明絕大多數(shù)化合物均能有效抑制LPS 誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子（TNF）-α 和白細(xì)胞介素-6（IL-6）的產(chǎn)生，從而抑制炎癥反應(yīng)的發(fā)生。此外，姜黃素還可通過(guò)改善風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎大鼠異常的血液流變性及抑制炎癥因子的表達(dá)而實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎大鼠的抗炎作用[24]。

2.3 抗纖維化

姜黃素還可通過(guò)不同途徑發(fā)揮抗肺纖維化、肝纖維化、心纖維化及腎纖維化作用，且在臨床治療中被廣泛應(yīng)用[25]。據(jù)報(bào)道，姜黃素可通過(guò)促進(jìn)線粒體釋放凋亡誘導(dǎo)因子而誘導(dǎo)肺成纖維細(xì)胞凋亡，從而實(shí)現(xiàn)抗肺纖維化作用[26]。韓剛等[27]研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素固體分散體可有效抑制小鼠血清中丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT）和天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）活性，能有效降低四氯化碳所致的小鼠急性肝損傷，改善肝損傷程度，保肝作用顯著。姜黃素還可通過(guò)下調(diào)iNOS 表達(dá)，實(shí)現(xiàn)姜黃素對(duì)硒誘導(dǎo)的肝、腎毒性的保護(hù)作用[28]，從而預(yù)防肝損傷進(jìn)一步向肝纖維化方向發(fā)展[29]。姜黃素也能通過(guò)平衡心肌梗死后膠原降解與合成發(fā)揮抗心肌纖維化作用[30]。此外，姜黃素對(duì)腎小管上皮細(xì)胞的作用呈劑量雙向性。姜黃素在3.125～25.000 μmol/L 濃度范圍內(nèi)，能顯著促進(jìn)人腎小管上皮細(xì)胞（HKC）增殖并維持其表型，能對(duì)抗TGF-β1 誘導(dǎo)的HKC 向梭形細(xì)胞轉(zhuǎn)化，抑制細(xì)胞上皮TGF-β1 和Ⅰ型膠原的表達(dá)，而促進(jìn)骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP-7）表達(dá)，有效預(yù)防腎纖維化；但高濃度姜黃素（100.000 μmol/L）則對(duì)HKC 增殖表現(xiàn)為抑制作用[31]。

2.4 降血脂

血脂異常是冠心病發(fā)生的主要危險(xiǎn)因素。研究表明，姜黃素能明顯降低血漿總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）含量，增加高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）的含量[32]。據(jù)報(bào)道，姜黃素具有顯著的降膽固醇作用，其作用機(jī)制可能與抑制機(jī)體對(duì)膽固醇的吸收，促進(jìn)機(jī)體對(duì)膽固醇的降解有關(guān)[33]。竇曉兵[34]研究表明姜黃素的降血脂作用機(jī)制與上調(diào)肝酞基輔酶A 還原酶活性，增強(qiáng)脂肪酸代謝有關(guān)。

2.5 心肌保護(hù)

經(jīng)大量心血管疾病研究顯示，姜黃素抗心肌損傷作用明顯。Liu 等[35]研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素能明顯改善冠狀動(dòng)脈微栓塞（CME）誘導(dǎo)的心肌損傷，其作用機(jī)制可能與抑制TLR4/MyD 88/NF-KB 信號(hào)通路介導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡和心肌炎反應(yīng)的發(fā)生有關(guān)。馬榕禎等[36]通過(guò)小鼠盲腸結(jié)扎穿孔法建立膿毒癥模型，探究姜黃素預(yù)處理對(duì)膿毒癥小鼠心肌保護(hù)作用，結(jié)果顯示姜黃素預(yù)處理可以通過(guò)激活SIRT1 信號(hào)通路抑制心肌組織氧化應(yīng)激損傷和凋亡，改善膿毒癥引起的心肌損害。說(shuō)明姜黃素可通過(guò)激活SIRT1 信號(hào)通路抑制氧化應(yīng)激損傷和凋亡實(shí)現(xiàn)心肌保護(hù)。姚博華和蔣衛(wèi)紅[37]經(jīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)姜黃素后處理可明顯上調(diào)血紅素氧合酶1（HO-1）的活性和表達(dá),并能顯著抑制心肌缺血/再灌注損傷（I/R）后的心肌氧化應(yīng)激損傷反應(yīng)，說(shuō)明姜黃素可通過(guò)抗氧化作用減輕I/R，其作用機(jī)制可能與上調(diào)HO-1 蛋白的活性和表達(dá)有關(guān)。此外，姜黃素還可通過(guò)抑制全身炎癥反應(yīng)，減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)，降低Ca2+水平，從而有效改善機(jī)械性創(chuàng)傷所致的心功能障礙[38]。

2.6 其他

現(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素除上述抗腫瘤、抗炎、抗氧化、抗纖維化、心肌保護(hù)、降血脂作用外，有抗氧化、抗焦慮、神經(jīng)保護(hù)、保肝、改善腸道菌群失調(diào)等多種藥理作用[39-46]。

3 應(yīng)用研究

姜黃素不但能防治多種疾病，而且在食品添加劑、保健品、化妝品等行業(yè)也有很好的發(fā)展前景[47-49]。

姜黃素是一種綠色天然的食品保鮮劑，無(wú)毒無(wú)害，而且具有抗菌、抗氧化等保鮮效果[50]。王一鑫等[51]研究姜黃素與胡椒堿聯(lián)合抑菌作用，結(jié)果表明姜黃素-胡椒堿在40∶1 時(shí)抑菌圈最大，最低抑菌濃度（MIC）降低，抑菌pH 范圍更廣，防腐時(shí)間顯著延長(zhǎng)。說(shuō)明姜黃素是一種天然食品防腐劑。

4 小結(jié)與展望

姜黃素極性小、穩(wěn)定性差的性質(zhì)顯著降低了其生物利用度，成為姜黃素開發(fā)新劑型的一大難題。因此，結(jié)合現(xiàn)代新技術(shù)對(duì)提高姜黃素生物利用度、增強(qiáng)穩(wěn)定性的研究愈來(lái)愈成為學(xué)術(shù)熱點(diǎn)。據(jù)報(bào)道姜黃素自納米乳（Cur-SNEDDS）在人工胃腸液中分散后產(chǎn)生的沉淀中姜黃素含量約為姜黃素原料的95%，且在未改變化學(xué)結(jié)構(gòu)的情況下達(dá)到晶型的改變，使姜黃素在分散體系中發(fā)生以氫鍵為主的分子間作用力，顯著提高了姜黃素的體外釋放度和腸吸收[52]。

此外，現(xiàn)代制藥新技術(shù)納米技術(shù)、包埋、微囊、脂質(zhì)體、靶向制劑等也能明顯增強(qiáng)化合物穩(wěn)定性，提高藥物生物利用度。文獻(xiàn)報(bào)道，固體自納米乳化給藥系統(tǒng)（S-SNEDDS）也可有效提高姜黃素的口服生物利用度，且能加速預(yù)防大鼠神經(jīng)病理性疼痛[53]。文納川等[54]通過(guò)制備姜黃素二聚體緩釋納米粒，研究不同藥物與聚合物質(zhì)量比等對(duì)納米粒性能的影響，結(jié)果表明姜黃素二聚體緩釋納米粒不僅具備極高的載藥效率，增強(qiáng)了姜黃素的穩(wěn)定性，而且能實(shí)現(xiàn)藥物緩釋作用，為姜黃素新劑型的研究提供科學(xué)依據(jù)。經(jīng)微囊包埋后的姜黃素納米級(jí)微粒不僅穩(wěn)定性好，而且更容易吸收利用和有效著色，為姜黃素開發(fā)制劑提供科學(xué)依據(jù)[55]。蔡美紅和劉向東[56]研究發(fā)現(xiàn)姜黃素聯(lián)合負(fù)載透明質(zhì)酸修飾的乙醇質(zhì)體可通過(guò)調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，調(diào)節(jié)皮損組織中NF-κBmRNA 的表達(dá)、免疫球蛋白IgA 和IgG 和IL-2 和IL-4 的含量，從而有效緩解銀屑病的臨床治療。也有研究表明，粒徑較小、穩(wěn)定性良好、具有良好的線粒體靶向性和“溶酶體逃逸”功能的姜黃素TPP-PEG-PCL 納米膠束，能顯著增強(qiáng)藥物促腫瘤細(xì)胞凋亡作用，姜黃素生物利用度大大提高[57]。

目前，雖有不少報(bào)道研究不同新技術(shù)對(duì)姜黃素穩(wěn)定性及生物利用度的影響，但因姜黃中化學(xué)成分復(fù)雜，現(xiàn)有的提取分離方法很難滿足姜黃素遇光熱不穩(wěn)定的性質(zhì)。因此，亟須研究開發(fā)符合姜黃素特殊化學(xué)性質(zhì)的提取分離技術(shù)，并應(yīng)用于大生產(chǎn)。姜黃素在機(jī)體內(nèi)吸收利用的過(guò)程復(fù)雜，且影響其生物利用度的因素較多，而多數(shù)研究?jī)H限于體外實(shí)驗(yàn)，故對(duì)姜黃素結(jié)合新型制劑技術(shù)在機(jī)體內(nèi)吸收利用機(jī)理的研究有待進(jìn)一步探討。