红景天甙的提取及检测方法综述1

PAGE9红景天甙的提取及检测方法的综述08级食品科学与工程专业朱冰清0843091119摘要：据文献记载，红景天甙获得方法有生物合成法、组织培养法、有机溶剂回流法、有机溶剂萃取法、超声提取法、超临界CO2萃取提取法等，而其测定方法主要有树脂吸附洗脱-紫外分光光度法和HPLC-紫外分光光度法法等。关键字：红景天、红景天甙、提取、检测红景天，拉丁文学名Rhodiolarosea，英文名Roseroot，系景天科红景天属植物，藏语称“苏罗玛布”。红景天是草本或亚灌木植物，因其含原花青素[4]，根及根茎呈红色，浸液亦呈红色，又系景天科植物，故名红景天。红景天属植物生长在低温高湿的环境中[13]，大部分分布于欧亚大陆北部、阿巴拉契亚山区及大部分亚洲、远东欧亚沿海岸和北大西洋沿岸美国等地区的高山环境[2]。我国的红景天资源主要分布在东北、西北、华北及西南的一些地区。目前已确认的红景天超过二百个品种[13]，当中大约二十多种为亚洲传统医学的常用药，例如小花红景天、大花红景天、蔷薇红景天、圣地红景天等。尤其是蔷薇红景天，已被广泛研究。红景天中的有效成分红景天甙，英文名salidroside，是众多保健品中的功效成分之一。其性味甘、苦、平。具有益气活血、通脉平喘、延年益寿[3]、抗抑郁[12]、抗焦虑、抗疲劳[8]等功效,可用于治疗气嘘血瘀、中风偏瘫等[5]。它对生理状况、心理状况和心理健康状况都有一定作用，且无副作用[10]。它是一种含氧苷[6],结构式为:目前,红景天甙获得方法有生物合成法、组织培养法、有机溶剂回流法、有机溶剂萃取法、超声提取法、超临界CO2萃取提取法等，而其测定方法主要有树脂吸附洗脱-紫外分光光度法和HPLC-紫外分光光度法法等。本文主要对红景天甙的提取和测定方法进行总结，以利于后期的研究。1.红景天甙的提取1.1生物合成法酪胺作为红景天甙合成的前体物质，可以先用酪氨酸脱氢酶将酪氨酸氧化为酪胺，再用酪胺氧化酶将酪胺氧化为4-羟基苯乙醛，酚羟基脱氢酶氧化酚羟基得酪醇，与葡萄糖单糖合成红景天甙（salidroside）。此工艺中最关键的因素是酪氨酸脱氢酶，通过基因工程反转录酪氨酸脱氢酶的cDNA,通过PCR技术扩大培养，再目的基因表达得所需的含320个氨基酸的蛋白质，即酪氨酸脱氢酶。酪氨酸脱氢酶是多种植株中次级代谢产物合成中的重要的酶，尤其是在红景天甙合成中有重要地位[1]。生物合成法采用高科技原理，对一些自然界中含量少或提取困难的对人类有重要作用的有效成分进行生物合成，可以大大满足现在越来越高的生活水平，但目前仍未广泛运用，只处于研究室阶段，此方法必将是以后大规模发展的首选方式。但是鉴于其科技含量高，原理复杂。1.2组织培养法植物组织培养概念（狭义）指用植物各部分组织，如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植株，也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成再生植物。其原理简单而言就是红景天甙是红景天中有效成分之一，属于次级代谢产物，所以可以采用从红景天的愈伤组织中分离红景天甙[9]。在组织培养细胞水平下，次生代谢产物的含量受多种因素影响,如温度、光长、光质、蔗糖浓度等对次生代谢物质的合成都有一定的作用。南桂仙,、许明子的研究表明，红景天甙的合成受光温条件的影响,在24℃,14h光照条件下培养的愈伤组织红景天甙的含量最高.；红景天甙的合成受蔗糖含量的影响,在3.5%浓度培养基中红景天甙的含量最高，但不同继代数(1,2,3代)对愈伤组织红景天甙的含量无明显差异[14]。组织培养可以快速繁殖某些稀有植物或有较大经济价值的植物依靠自然条件在较短时间内繁殖稀有植物和经济价值较高的植物。此法不受到地理环境和季节的限制，可达到快速、高效的目的；特别对于在短时期内需要达到一定数量，才能创造应有价值的植物，时间就是效益，只有通过组织培养的方法才能满足这一要求。1.3有机溶剂回流法将红景天样品用乙醇含量70%乙醇溶液溶解，料液比7∶1,热回流时间1.5h,热回流1次,其中乙醇含量对红景天甙收率影响最显著[15]。有机溶剂回流在实验室设备缺乏时，是一种极其有效的方法，回流可以提高有效成分在有机溶剂中的提取率，且可以防止热敏物质的破坏，是传统方法中比较高效的方法之一。但是其耗时耗能，且有机溶剂用量大，此种传统方法必将被高新技术所代替。1.4超声提取法超声提取法是利用超声波增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，提高药物溶出速度和溶出次数，缩短提取时间的浸提方法，它在溶剂和样品之间产生声波空化作用，导致溶液内气泡的形成、增长和爆破压缩，从而使固体样品分散，增大样品与萃取溶剂之间的接触面积，提高目标物从固相转移到液相的传质速率。将红景天样品用甲醇、乙醇等溶解红景天甙的有机溶剂溶解,并进行超声处理30min,过0·45μm滤膜后即可得到样品溶液[7、18]。超声萃取法适用于中药材有效成份的萃取，是中药制药彻底改变传统的水煮醇沉萃取方法的新方法、新工艺。与水煮、醇沉工艺相比，超声波萃取具有突出特点,如无需高温、常压萃取；安全性好，操作简单易行，维护保养方便；萃取效率高；具有广谱性；可供选择的萃取溶剂种类多、目标萃取物范围广泛；减少能耗；药材原料处理量大。1.5微波加热法微波是一种频率极高的电磁波，照射在大部分物质上能穿透到介质内部，并在内部逐渐被介质吸收，极性分子极化而转变为热能，提高了温度，使得有效成分的提取率增加。次仁吉、卫敏等人[19]对微波加热处理提取西藏长鞭红景天愈伤组织中红景天甙，得率随着微波处理时间的延长而增加,处理时间为1·5min时红景天甙得率达到最大,再增加微波处理的时间,由于随着处理时间的延长,愈伤组织层内局部区域温度过高,导致一些副反应的发生,如糖类在高温条件下可转化成焦糖等原因，红景天甙的得率反而会下降，所以最适处理时间为1.5min。并且，结果表明以纯水作为提取溶剂对细胞红景天甙的提取效果最佳。微波加热提取法以纯水作为提取溶剂，从经济角度上讲,可提高商品的经济回报率.且提取时间亦较传统工艺更为省时,浸提时间约在10min左右目标产物即可达到最大得率。且微波加热处理30s后的样品溶液中红景天甙的提取量比超声提取15min后的高[15]。但此法要工艺过程控制严格，不然则适得其反。1.6超临界CO2萃取提取法超临界二氧化碳萃取分离过程的原理是利用超临界二氧化碳对某些特殊天然产物具有特殊溶解作用，利用超临界二氧化碳的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界二氧化碳溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将超临界二氧化碳与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。张志强等人的研究表明[16]，采用超临界CO2萃取技术提取红景天中的甙元酪醇,正交实验结果;红景天颗粒为细粉（越细越好）、萃取压力20MPa、携带剂乙醇浓度为80%、红景天和乙醇量之比为1∶1,获最佳结果。应用超临界CO2萃取技术提取红景天中的甙元酪醇,具有成本低、时间短、无毒副作用、在室温下萃取、萃取纯度高等优点。但超临界CO2萃取对甙元酪醇的提取率低于溶剂提取法,萃取后的残渣中还含有一定量的红景天甙和甙元酪醇等有效成分。因此,这种方法也有一定的局限性,与其他方法结合才能更有效地发挥出它的优势。1.7有机溶剂萃取法有机溶剂萃取是最简单的有效成分的提取方法，原理是相似相容，即记性相同的2种物质可以相互溶解，所以用甲醇、乙醇等能够溶解红景天甙的有机溶剂萃取红景天甙的方法。称取经60℃干燥、粉碎、过425μm(40目)筛的红景天均匀粉末、干燥均匀提取物粉末(红景天生药粉）以45%乙醇、60℃浸提两次,每次12h,滤液经60℃以下干燥,并粉碎、过180μm。分别置于容量瓶中,加20%甲醇至刻度,生药冷浸24h,提取粉冷浸1h,饮料取适量,用0.45μm孔径的针头过滤器过滤,即得到红景天甙的样品溶液[21]。有机溶剂最大的优点就是原理简单，设备不复杂。但是由于其耗时耗材，现以逐渐被高科技的提取方法所取代。2.红景天甙的测定2.1HPCL-紫外分光光度法高效液相色谱法是在经典色谱法的基础上，引用了气相色谱的理论，在技术上，流动相改为高压输送(最高输送压力可达4.9107Pa);色谱柱是以特殊的方法用小粒径的填料填充而成，从而使柱效大大高于经典液相色谱(每米塔板数可达几万或几十万);同时柱后连有高灵敏度的检测器，可对流出物进行连续检测。可分为高效凝胶色谱、疏水性高效液相色谱、反相高效液相色谱、高效离子交换液相色谱、高效亲和液相色谱以及高效聚焦液相色谱等类型。用不同类型的高效液相色谱分离原理基本不同。其具有高压、高速、高效、高灵敏度、适应范围宽等特点。

大多数文献采用高效液相色谱法对红景天甙的含量进行检测。即将预处理后的红景天样液注入HPCL分析仪中，色谱条件:AgilentC18柱(4·6×250mm,5μm),流动相:甲醇-0·25mol/L磷酸二氢钾水溶液(20∶80,pH5·8),流速1·0ml/min,柱温40℃,测定波长220nm，即可得到红景天甙的含量[7]。色谱柱可以采用不同种类，流动相以实验结果为准，且红景天甙在紫外条件下200~400nm选择。此法样品回收率高、稳定性好、红景天甙标准溶液浓度与峰面积呈良好线性关系,且方法简便快速、准确可靠,高效液相色谱灵敏、分辨率高、重复性好，可有效监控保健品的质量,防止不法商贩制造假冒伪劣产品。但设备费用高[7]。2.2树脂吸附洗脱-紫外分光光度法吸附树脂是以吸附为特点，具有多孔立体结构的树脂吸附剂。它是最近几年高分子领域里新发展起来的一种多孔性树脂，由二乙烯苯等单体，在甲苯等有机溶剂存在下，通过悬浮共聚法制得的鱼籽样的小圆球。广泛用于废水处理、药剂分离和提纯，用作化学反应催化剂的载体，气体色谱分析及凝胶渗透色谱分子量分级柱的填料。其特点是容易再生，可以反复使用。如配合阴、阳离子交换树脂，可以达到极高的分离净化水平。树脂吸附的优点有：第一：能缩小剂量，提高中药内在质量和制剂水平。第二：减少产品的吸潮性。第三：树脂吸附技术能缩短生产周期、所需设备简单。红景天样品用有机溶剂萃取后，经过预处理如超声、萃取等，再过聚酰胺树脂柱,用甲醇:0.01mol/L乙酸铵溶液(20:80)作流动相。用水分数次洗脱柱中吸附的红景天甙,收集所有的洗脱液并定容，经0.45μm滤膜过滤,即得到样品溶液[17]。树脂吸附也是种有效的提取方法，有很多的优点。但很多技术问题一定要注意，如树脂型号的选择，树脂自身的规格标准与质量要求对中药提取液的纯化效果和安全性起着决定性作用，不同型号，性能各异；中药复方水提液成分极其复杂，不宜采用一种型号树脂来精致纯化。只有正确的工艺条件，才能保证高效的提取有效成分，得到好的药效。3.总结随着科学技术的发展，人们生活水平的提高，保健药品和保健食品的需求量必将大大增加。红景天以其全能性的功效而越来越被人们推崇，随着科学研究的进一步发展，红景天将会有更多的功效作用被发现利用，因此将红景天作为天然滋补品，在保健食品的开发上将会有更大的潜力和前景；在食品工业上将会有更大的利用价值。本文大概总结了红景天甙的提取与检测方法，包括红景天甙获得方法有生物合成法、组织培养法、有机溶剂回流法、有机溶剂萃取法、超声提取法、超临界CO2萃取提取法等，而其测定方法主要有树脂吸附洗脱-紫外分光光度法和HPLC-紫外分光光度法法等。几种方法中各自有各自的优点及缺点。虽然有机溶剂提取法设备简单，但是其精确度不高，而对于其他提取方法，由于检测量少、设备昂贵而使用受到限制，但是现在的趋势是逐渐向高科技含量的提取方法发展，如超声、超临界CO2流体萃取等。而检测技术则普遍采用HPCL-紫外分光光度法。另外，也还有许多的问题有待于进一步的研究，如红景天植株中红景天甙的含量很少。有研究表明，培养红景天的土壤的营养成分会影响红景天植株内红景天甙的含量，红景天植株生长在高有机物、低PH和高水平的含氮物质的土壤，可以保证植株有高的红景天甙含量[11]。或者还有其他可以通过其他方法提高红景天甙的含量，包括植株自身红景天甙含量提升，或提高提取时红景天甙的提取率、不同种类红景天的提取方法的差异，应如何选择波长等问题。参考文献[1]Isolationandgenotype-dependent,organ-specificexpressionanalysisofaRhodiolaroseacDNAencodingtyrosinedecarboxylaseaDepartmentofProcessandEnvironmentalEngineering,UniversityofOulu,FinlandbDepartmentofBiology,UniversityofOulu,90014Oulu,Finland[2]AnalysisofthegeneticstructureofRhodiolarosea(Crassulaceae)usinginter-simplesequencerepeat(ISSR)polymorphismsMarinaM.Kozyrenkoa,SvetlanaB.Gontcharovab,AndreyA.Gontcharova,aInstituteofBiologyandSoilScience,FarEasternBranchoftheRussianAcademyofScience,Vladivostok690022,RussiabBotanticalGarden-Institute,FarEasternBranchoftheRussianAcademyofScience,Vladivostok690024,Russia[3]Drosophilaasamodelsystemforstudyinglifespanandneuroprotectiveactivitiesofplant-derivedcompoundsSoon-IlKima,Je-WonJunga,Young-JoonAhna,LindaL,Restifob,Hyung-WookKwona,aWCUBiomodulationMajor,DepartmentofAgricultureBiotechnology,SeoulNationalUniversity,Seoul151-921,RepublicofKoreabDepartmentofNeuroscienceandCenterforInsectScience,UniversityofArizona,Tucson,Arizona85721,USA[4]Rosenroot(Rhodiolarosea):Traditionaluse,chemicalcomposition,pharmacologyandclinicalefficacyA.Panossiana,G.Wikmana,J.Sarrisb,caSwedishHerbalInstituteResearchandDevelopment,Askloster,SwedenbTheUnivesityofMelbourne,DepartmentofPsychiatry,Melbourne,AustraliacSwinburneUnivesityofTechnology,BrainSciencesInstitute,Melbourne,Australia[5]国家药典委员会·中华人民共和国药典2005年版一部[M]·北京:北京化学出版社,2005·106·[6]王光亚·保健食品功效成分检测方法[M]·北京:中国轻工业出版社,2002·94-97·[7]HPLC法测保健品中红景天甙文君1,2,缪红2,王鲜俊2,彭喜雨2(1·四川大学公共卫生学院,成都610021;2·成都市疾病预防控制中心,成都610021)[8]Herbalmedicinefordepression,anxietyandinsomnia:AreviewofpsychopharmacologyandclinicalevidenceJeromeSarrisa,b,AlexanderPanossianc,IsaacSchweitzera,ConStoughb,AndrewScholeybaTheUniversityofMelbourne,FacultyofMedicine,DepartmentofPsychiatry,AustraliabSwinburneUniversityofTechnology,CentreforHumanPsychopharmacology,AustraliacSwedishHerbalInstituteResearch&Development,Sweden[9]Simplepreparationofphenylpropenoidβ-D-glucopyranosidecongenersbyMizoroki-HecktypereactionusingorganoboronreagentsMasashiKishidaa,bandHiroyukiAkitaaaSchoolofPharmaceuticalScience,TohoUniversity,2-2-1,Miyama,Funabashi,ChibA274,JapanbTsukubaResearchInstitute,NovartisPhrma,K.K.,8,Ohkubo,Tsukuba-shi,Ibaraki300-2611,Japan[10]TheeffectivenessandefficacyofRhodiolaroseaL.:AsystematicreviewofrandomizedclinicaltrialsShaoKangHung,RachelPerry,EdzardErnstComplementarymedicine,PCMD,UniversityofExeter,,UK[11]SoilnutrientfactorsrelatedtosalidrosideproductionofRhodiolasachalinensisdistributedinChangBaiMountainXiufengYana,ShuangxiuWub,YangWanga,Xinhaishanga,ShaojunDaiaaCollegeofLifeSciences,NortheastForestryUniversity,26HexingRoad,Harbin150040,PRChinabKeyLaboratoryforForestPlantEcologyoftheMinistryofEducation,NortheastForestryUniversity,26HexingRoad,Haibin150040,PRChina[12]CanadianNetworkformoodandanxietytreatments(CANMAT)Clinicalguidelinesforthemanagementofmajordepessivedisorderinadults.V.ComplementaryandalternativemedicinetreatmentsArunV.Ravindrana.RaymondW.Lamb,MarieJ.Filteeauc,FrancoisLesperanced,SidneyH.Kennedya.SagarV.Parikha,ScottB.PatteneaUniversityofToronto,CanadabUniversityofBritishColumbia,CanadacUniversityLaval,CanadadUniversitydemontreal,CanadaeUniversityofCalgary,Canada[13]Geneticdiversityinagermplasmcollectionofroserroot(Rhodiolarosea)inNorwaystudiedb