黄芪甲苷提取纯化研究进展

2017-03-10张雪

农业科技与装备 2016年9期

张雪

摘要：黄芪甲苷是中药黄芪的主要有效成分，具有免疫调节、器官保护、降糖、调节细胞凋亡、抗炎抗病毒等作用。通过查阅国内相关文献，分析、归纳、总结近年来黄芪甲苷的提取纯化和生物活性两方面的进展，为黄芪甲苷的进一步开发利用提供参考。

关键词：黄芪甲苷；提取；纯化；生物活性

中图分类号：R932 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）09-0036-03

黄芪为豆科植物蒙古黄芪（Astragalus menmbranaceus （Fisch.）Bge var. mongholicus Hsiao、膜荚黄茛Astragalus membranaceus （ Fisch.）Bge.的干燥根，其性温，味甘，具有补气升阳、益卫固表、利水消肿、托疮生肌之攻效。目前，主要采用黄芪皂苷中的黄芪甲苷（astraga bside IV）作为评价黄芪药材质量优劣的标准。国内对于黄芪甲苷的提取纯化、生物活性等进行了大量研究，在查阅收集文献的基础上，综述黄芪甲苷的提取、分离纯化、生物活性等研究进展，为未来研究提供参考。

1 黄芪甲苷的提取纯化

目前，黄芪甲苷的提取方法主要有水提取法、碱水提取法、超声波提取法、微波提取法等。分离纯化方法有大孔树脂分离法、膜分离纯化、溶剂分级萃取法、聚酰胺色谱法、葡聚糖凝胶色谱法等。

1.1 水提取法

水提黄芪甲苷是较为传统的提取工艺，按提取介质分为水提法和醇法，按提取方式分为煎煮法和回流法。水浸提法成本低，不破坏生物活性，方便实用且安全性高，但耗时、提取率低。吴雪钗等采用正交试验法优选的黄芪提取工艺为：16倍量水提取4次，每次1 h；其中加水量、提取时间、提取次数对黄芪甲苷水提提取率都有显著性差异；醇提取时间、乙醇浓度对黄芪甲苷提取率均有显著性差异，而提取次数均无显著性差异。

1.2 碱水提取法

据文献报导，在黄芪甲苷提取过程中加碱液可以将一些环黄芪醇皂转化成黄芪甲苷，增加黄芪甲苷提取率。韩凤波将黄芪药材碱化处理后，采用正交试验优化黄芪甲苷提取工艺：黄芪药材加75%碱性乙醇（NaOH调节pH 11）3倍量，浸泡4 h，促进黄芪皂苷向黄芪甲苷转化（黄芪甲苷含量由0.186%增加到0.257%）；黃芪药材加10倍量pH 11的75%乙醇，每次2 h，回流提取2次，黄芪甲苷提取率（0.264%）较水提法（0.167%）、超声法（0.165%）及未碱化处理回流法（0.186%）均有一定提高。

1.3 超声辅助提取法

超声波辅助提取是在水浸提的同时加超声波辅助，此法不仅缩短提取时间，提高提取率，同时避免高温对有效成分的影响。张宇等将药材粉碎成粗粉，加乙醇浸泡后超声提取，再加正丁醇萃取，显著缩短了浸提时间，提高了黄芪甲苷的浸出率。

1.4 微波辅助提取法

微波辅助提取是在水浸提的同时加入微波。与传统的水浸提法相比，微波辅助提取具有选择性高、操作时间短、溶剂消耗小、有效成分收率高的特点。陈涛等将微波提取与传统工艺进行比较，用均匀试验设计法得到的黄芪甲苷微波提取工艺为：黄芪浸泡6 h后微波回流提取3次，每次加10倍量水提取90 min，黄芪甲苷提取率0.1101%，略高于传统提取工艺，并且比传统提取工艺缩短1/4提取时间。

1.5 纤维素酶解提取

纤维素是黄芪细胞壁的主要成分，亦是胞内多糖等大分子溶出的主要屏障。利用纤维素酶水解细胞壁，利于胞内成分溶出及增加提取率，但由于此方面研究较少，提取后的药效还需进一步研究验证。张华等采用正交实验优化酶解提取条件，确定最佳酶解条件为：纤维素酶用量0.1%、pH值6、酶解温度50 ℃、酶解时间90 min。此法比药典法测定结果增加46.75%，比优选水提工艺增加52.62%。

1.6 其他提取方法

除以上常用的提取方法外，有很多研究采用了其它提取技术，如超临界CO2萃取技术、超高压提取、加速溶剂萃到技术等，均取得了较好的提取效果。

2 黄芪甲苷的纯化

黄芪甲苷提取物内含有多糖、黄酮类、蛋白质等杂质，在做进一步研究前需将这些杂质去除，纯化大多采用大孔树脂。

韩凤波采用不同类型大孔吸附树脂（HPD100、HPD300、HPD700、AB-8、D-101）选择分离黄芪甲苷的工艺（乙醇浓度、洗脱剂量、速度）条件，研究所得的大孔吸附树脂分离物（黄芪甲苷纯度达89.3%）。该分离物用甲醇（45）洗涤纯化，黄芪甲苷收率达0.25%、纯度达97.8%，洗涤法损失率（7.14%）比结晶法（13.92%）低。

赵月芬等比较4种不同型号大孔吸附树脂对黄芪中黄芪甲苷的吸附性质，结果表明，HPD100树脂对黄芪甲苷具有很好的吸附特性。对其吸附动力学特性进行系统研究发现，工艺参数为上样液浓度1 g生药/mL、吸附时间不低于3 h、吸附速度1～2 BV/h、洗脱速度1～3 BV/h、80%乙醇洗脱6 BV。

3 生物活性

大量的研究表明，黄芪甲苷具有广泛的生物活性，如器官保护、免疫调节、抗炎抗病毒、降糖改善胰岛素抵抗活性等。

3.1 对器官的保护作用

黄芪甲苷具有心肌保护、肺保护、肝脏保护、脑保护等器官保护作用。曹琼丹等的研究表明，黄芪甲苷能通过减少NOX4表达抑制高糖对乳鼠心肌细胞造成的氧化损伤。赵建军等的研究表明，AS能减轻LPS致大鼠肺炎症损伤反应，其机制与上调肺AQP1的表达有关。韩冬等研究提示黄芪甲苷对实验性糖尿病大鼠具有保护作用，其作用机制可能与其能够有效改善肝脏组织抗氧化酶活性、降低氧化应激损伤有关。曲友直等认为，黄芪甲苷可下调脑缺血再灌注后MPO活性及TNF-α，IL-1β含量，从而减轻炎症反应，发挥脑保护作用。

3.2 免疫调节作用

丁贺田等的研究表明，细胞表型分析显示黄芪甲苷既能抑制T淋巴細胞增殖，也能抑制B淋巴细胞增殖，对免疫功能具有抑制作用。李金凤等的研究结果表明，不同剂量ASTⅣ在体外均可拮抗HMGB1对小鼠Treg免疫功能的影响，呈剂量依赖性，提示其对HMGB1介导的促炎效应具有显著抑制作用。

3.3 抗炎、抗病毒作用

李祎群等的研究结果表明，AS Ⅳ干预可以改善CAG模型SD大鼠的胃黏膜病理病变，其作用机制可能是其抑制CAG大鼠血清NO和iNOS，增加SOD活力，从而促进机体清除氧自由基，减轻或阻断组织的脂质过氧化反应，保护胃黏膜。

商蕾等的研究结果表明，黄芪甲苷在体外具有抗腺病毒作用，黄芪甲苷抗腺病毒作用可能与其在生物合成阶段抑制hexon蛋白的表达有关。

贾贞超等的研究结果表明：黄芪甲苷纯品对雌、雄性小鼠的急性经口最大耐受剂量（MTD）均大于15 g/kg；3项致突变试验结果均为阴性；黄芪甲苷对小鼠的经口急性毒性属无毒级，对鼠伤寒沙门氏菌组氨酸缺陷型菌株以及小鼠体细胞和雄性生殖细胞无致突变作用。

3.4 降糖、改善胰岛素抵抗活性

刘必旺等的研究结果表明：黄芪甲苷可以使模型动物血糖降低、免疫力增强，是黄芪功效发挥的重要成分之一。韩冬的研究结果表明，黄芪甲苷能够有效降低实验性糖尿病大鼠血糖、血脂水平，改善抗氧化酶活性，抑制氧化应激损伤。吕琳的研究结果表明，黄芪甲苷能降低高脂饮食联合STZ诱导的C57BL/6J糖尿病小鼠的血糖、甘油三酯和胰岛素水平，但对总胆固醇水平无明显影响。黄芪甲苷降血糖作用的机制是，通过抑制肝脏的糖原灰分酸化酶和肝葡萄糖-6-磷酸酶的活性，来抑制肝糖原的分解和葡萄糖的氧化。

3.5 其它生物活性

除上述研究提到的生物活性外，黄芪甲苷还具有促进细胞增殖、抗细胞凋亡、抗癌等作用。

4 结语

黄芪作为传统中药，对机体具有广泛作用，是国家第一批药食兼用植物，具有极高的营养价值和保健作用，而其有效成分黄芪甲苷是发挥作用的主要成分。关于黄芪甲的研究还需进一步深入，需要做大量的试验研究，使黄芪能更大规模用于制药生产和新型保健用品开发。

参考文献

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