大孔树脂分离富集葛根素及大豆苷元的工艺研究

第一章 文献综述

1.1 葛根简介

葛根是豆科植物野葛Pueraria lobata(Willd.) Ohwi的干燥根，是一种常用中药材，始载于《神农本草经》，具有发表解肌、开阳透疹、解热生津、升阳止泻等作用[1]。葛根全世界约有20余种，主要分布于热带及亚热带地区，常见于森林边缘或河溪边的灌木丛中，成片生长于向阳坡面上。我国有着丰富的葛根资源，尤以野葛的分布最为广泛，全国各省市均有见，且异黄酮类化合物含量高，常作药用。粉葛次之，主要分布在广西、广东等地，以人工驯养栽培为主 [2]，以其块根中淀粉和纤维素含量高而常作食用。

1.1.1黄酮类化合物

异黄酮类化合物是葛根中最主要的药用成分，是一种具有2-苯基色原酮（flavone）结构的化合物[3, 4]。异黄酮类化合物具有多种生理活性, 如抗菌[5]、抗炎[6]、抗氧化[7]、抗癌[6]、治疗心血管疾病、植物雌激素[8]作用等。

图1-1 葛根中的黄酮类物质结构

表1-1 不同取代基代表不同物质

葛根素，又名葛根黄酮、葛根苷元，化学名：8-β-D-葡萄吡喃糖-4#8217;-7-二羟基异黄酮，分子量416.38。葛根素成品为白色针状结晶，易溶于甲醇，略溶于乙醇，微溶于水。由于其对肝组织免疫损害具有保护作用[9]，能扩张血管、降低血压、改善微循环[10]，减慢心率和抗心律失常等功效，故而葛根素的药用价值很高。市场上的葛根素药物包括针剂和片剂等，主要用于治疗糖尿病、高血压、脑梗等疾病。

大豆苷元的化学名称为7，4#8217;一二羟基异黄酮，其结构与17-B-雌二醇相似，属多酚类化合物。大豆苷元在常温下呈白色粉末状，无毒、无味、不溶于水，在醇和酮类溶剂中有一定的溶解度，极易溶于二甲基亚砜(DM-SO)[5]。大豆苷元具有抗实验性心律失常、局麻、影响心房肌电生理特性、心肌缺血再灌注损伤保护及抗过氧化损伤等作用，被广泛应用于药品、食品和化妆品中。此外大豆苷元具有类雌激素和抗雌激素活性的双重作用, 且具有抗氧化、调节机体免疫系统及内分泌系统等多种生物学功能, 在畜牧业中有着极其广泛的用途[8]，其应用前景非常广阔,是目前国内外研究的热点。

1.1.2 黄酮类化合物的药物活性

黄酮类化合物多具有C6-C3-C6的共同母核，广泛存在于药用植物、蔬果中，因其毒副作用小而成为时下研究的热点。研究已表明，黄酮类化合物具有抗炎抑菌、抗氧化抗衰老、抗癌抗肿瘤、抗心脑血管疾病以及调节免疫活性等作用[11]。尤以其对心脑血管疾病的独特疗效，广泛运用于临床研究中，具有较大的开发和应用前景。近年来，随着分离提取技术的发展，开发了数种含有该物质成分的产品。在医药方面，根据其在心血管系统、内分泌系统、抗肿瘤方面的药理作用，很多以黄酮类成分为主的制剂已经上市。如以葛根素为主的愈风宁心片、天宝银杏制剂等，还有许多中药中含有黄芭、淫羊蕾、银杏叶、黄荃等成分。黄酮类化合物的生物活性如此广泛，目前临床广泛应用的醋柳黄酮片、灯盏花素片及注射液等已显示出广泛的应用前景。

1.2 大孔树脂分离纯化技术

大孔树脂是一类高分子有机聚合吸附剂，由于其物理化学性质稳定、吸附选择性独特、吸附解析条件温和、使用周期长、安全无毒等优点，近年来广泛应用于天然产物的分离纯化[12]。国内，大孔树脂主要用于医药工业领域，如药物及生物活性物质的提取，特别是药用植物中有效化学成分的提取分离。

1.2.1 大孔树脂分类

大孔树脂属于功能高分子材料，主要以苯乙烯、 -甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙腈等为原料加一定量致孔剂（二乙烯苯）聚合而成，多为球状颗粒，直径一般在0．3～1．25mm之间。聚合物形成后，致孔剂被除去，在树脂中留下了大大小小，形状各异、互相贯通的孔穴，因此大孔树脂在干燥状态下其内部具有较高的孔隙率，且孔径较大，在100-1000nm之间，从显微结构上看，为微观小球的网状孔穴结构。

按其表面性质，大孔树脂可分为非极性、弱极性、中极性和极性几种类型，常用的为苯乙烯型、丙烯腈型及丙烯酸酯型等[13]。大孔树脂主要通过分子间作用力(即范德华力)对被吸附的分子进行吸附作用；另一种作用力是氢键，树脂上的H与一些化合物的F，N，0原子的未共用电子对作用而形成氢键。另一方面各树脂具有一定的孔径，不同分子大小的化合物经过树脂柱时，树脂又有一定的选择作用。不同极性、不同孔径的树脂对不同种类的化合物的选择性不同，从而达到分离纯化的目的。

1.2.2 大孔树脂在医药领域的应用

大孔吸附树脂分离技术作为一种方便、高效的分离技术在医药工业多个领域，特别是在对中草药有效成分、有效部位的提取分离。方面应用范围广阔目前大孔树脂已经成功用于皂苷、黄酮、内脂、生物碱等大分子化合物的提取分离。Xiang[14]等用Dl01型、D20l型、AB-8型3种大孔吸附树脂对葛根总黄酮进行吸附纯化，以总黄酮收率、纯度为评价指标，综合考察了3中树脂的吸附和解析性能。试验结果以 AB-8型树脂综合性能最好，总黄酮收率最高可达93.1%。

参考文献

1. Prasain, J.K., et al., The Chinese Pueraria root extract (Pueraria lobata) ameliorates impaired glucose and lipid metabolism in obese mice. Phytomedicine, 2012. 20(1): p. 17-23.

2. Wiriyakarun, S., et al., Discrimination of the Thai rejuvenating herbs Pueraria candollei (White Kwao Khruea), Butea superba (Red Kwao Khruea), and Mucuna collettii (Black Kwao Khruea) using PCR-RFLP. J Nat Med, 2012.

3. Li, G., Q. Zhang, and Y. Wang, Chemical constituents from roots of Pueraria lobata. China journal of Chinese materia medica, 2010. 35(23): p. 3156-60.

4. 潘洪平, 葛根总黄酮和葛根素的药理作用和临床应用研究进展. 广西医学, 2003. 25(10): p. 1941-1944.

5. Zhang, D., et al., [Isoflavones from vines of Pueraria lobata]. Zhongguo Zhong Yao Za Zhi, 2009. 34(24): p. 3217-20.

6. Cherdshewasart, W., et al., The mutagenic and antimutagenic effects of the traditional phytoestrogen-rich herbs, Pueraria mirifica and Pueraria lobata. Braz J Med Biol Res, 2009. 42(9): p. 816-23.

7. Bebrevska, L., et al., In vivo antioxidative activity of a quantified Pueraria lobata root extract. J Ethnopharmacol, 2010. 127(1): p. 112-7.

8. Manonai, J., et al., Effects and safety of Pueraria mirifica on lipid profiles and biochemical markers of bone turnover rates in healthy postmenopausal women. Menopause, 2008. 15(3): p. 530-5.

9. McGregor, N.R., Pueraria lobata (Kudzu root) hangover remedies and acetaldehyde-associated neoplasm risk. Alcohol, 2007. 41(7): p. 469-78.

10. Malaivijitnond, S., Medical applications of phytoestrogens from the Thai herb Pueraria mirifica. Front Med, 2012. 6(1): p. 8-21.

11. 昝丽霞, 葛根的药理作用与综合利用研究进展. 亚太传统医药, 2010. 6(12): p. 161-162.

12. Yang, F.J., et al., Enrichment and purification of deoxyschizandrin and gamma-schizandrin from the extract of Schisandra chinensis fruit by macroporous resins. Molecules, 2012. 17(3): p. 3510-23.

13. ，杨开华, 白., 大孔吸附树脂分离纯化技术及应用. Strait PharmaceuticaI JournaI, 2007. 19(9): p. 96-99.

14. Lu, C., et al., Preliminary extraction of tannins by 1-butyl-3-methylimidazole bromide and its subsequent removal from Galla chinensis extract using macroporous resins. J Sep Sci, 2013. 36(5): p. 959-64.

大孔树脂分离富集葛根素及大豆苷元的工艺研究

第一章 文献综述

1.1 葛根简介

葛根是豆科植物野葛Pueraria lobata(Willd.) Ohwi的干燥根，是一种常用中药材，始载于《神农本草经》，具有发表解肌、开阳透疹、解热生津、升阳止泻等作用[1]。葛根全世界约有20余种，主要分布于热带及亚热带地区，常见于森林边缘或河溪边的灌木丛中，成片生长于向阳坡面上。我国有着丰富的葛根资源，尤以野葛的分布最为广泛，全国各省市均有见，且异黄酮类化合物含量高，常作药用。粉葛次之，主要分布在广西、广东等地，以人工驯养栽培为主 [2]，以其块根中淀粉和纤维素含量高而常作食用。

1.1.1黄酮类化合物

异黄酮类化合物是葛根中最主要的药用成分，是一种具有2-苯基色原酮（flavone）结构的化合物[3, 4]。异黄酮类化合物具有多种生理活性, 如抗菌[5]、抗炎[6]、抗氧化[7]、抗癌[6]、治疗心血管疾病、植物雌激素[8]作用等。

图1-1 葛根中的黄酮类物质结构

表1-1 不同取代基代表不同物质