鱼腥草有效成分的提取探究进展
基金项目:天津市级大学生创新创业训练计划资助项目(202310859022)。
鱼腥草(学名:Houttuynia cordata Thunb)作为三白草科内的一员,是蕺菜属草本植物的一种,并散发着其特有的芳香。它已由中国卫生部正式鉴定为实际可作为药材,亦可作为食物的资源,并且其开发前景极为明朗。鱼腥草主要药用成分为挥发油和黄酮类化合物。从传统医学角度来看,其具有去热解毒、强化免疫机能、止痛止血的功效。此外,药理学研究表明,鱼腥草还有对抗多种细菌和病毒,及抗氧化的作用[1]。
1 鱼腥草中的主要有效成分
1.1 挥发油成分
挥发油是植物次生代谢产物,是工业上重要的天然产物[2]。挥发油在鱼腥草中是最主 要的具有生物活性的物质之一,挥发油被用于制药和其他相关医学领域。据研究指出,该成分拥有抗菌、抗炎及抗氧化的功能。[3]新鲜的鱼腥草内含有大约0.049%的挥发油,关键成分就是让鱼腥草有鱼臭味的状元红(也就是鱼腥草素),还含有月桂醛、甲基正壬酮。
1.2 黄酮类成分
许多保养品含有黄酮类化合物,其是以苷类形式存在的。我们可以根据糖的类型、数量、连接的位置及方式,将黄酮类化合物的苷类成分进行多样化的分类。[4]鱼腥草中黄酮类化合物具有明显的抗炎作用,并能抑制脂肪的合成。黄酮类化合物本身就是天然的 抗氧化剂,可以延缓衰老过程,预防老年病的发生。
2 有效成分的提取方法
2.1 鱼腥草挥发油提取方法
2.1.1 水蒸气蒸馏法
根据张壮丽等人的研究结果表明,将干鱼腥草磨成粗粉后,以1:10的药材和液体比例,浸泡10小时,再加热循环10小时,是使用水蒸气法提取挥发油的最好条件。这种操作方式的提取效果能达到0.10512%,该方法不仅提取效果好,且具有良好的结果一致性,具有很高的实用价值。运用水蒸气的提炼方案,能达成设备简单、作业安全稳定、不污染环境、省钱,并且避免提炼过程中有机溶剂的剩余对油质产生影响,这使它更为适应大规模的工业生产。但该方法有温度条件的限制,一些化学性质不稳定的组分会被破坏。
2.1.2 溶剂浸提法
溶剂浸提法不需要复杂的操作和器械,操作工艺简单,不仅适用于挥发油浸泡提取还可用于固体物质的提取。薛青松和他的团队在冷的环境下,采用溶剂浸泡法从鱼腥草中提取挥发油。在这个过程中,他们使用了正己烷、乙醇和乙酸乙酯等不同的溶剂进行了试验。结果发现,正己烷在室温下浸泡得到的挥发油种类最少,但乙酸乙酯浸泡鱼腥草456小时后,他们成功地实现了0.294%的高提取效率。这一发现对于鱼腥草的未来研究和使用具有巨大的实践意义和价值。
2.1.3 二氧化碳超临界萃取法
在过去二十年的时间内,超临界流体萃取技术作为一个新型的化学分离手段在全球范围内已迅速落地发展,并在医药、食品、香料等多种行业中得到了广泛地应用。据曾虹燕以及她的团队在试验中发现,利用超临界萃取工艺,当原料粒度为40目、萃取压力为20mPa、温度为35℃、CO2流量为40kg/h、萃取时间为80min时,鱼腥草挥发油的总萃取率将能达到较高的1.76%,所有组件都表现出良好的萃取效果。使用超临界二氧化碳萃取手段比传统方法有更多的优势,比如更低的温度和更高的分离效率,且不会留有溶剂残余,这极其有利于推动中国药品的现代化并具有巨大的应用潜力。
2.1.4 微波辅助萃取法
微波辅助提取法在中药的活性成份提取和分离过程中受到了广泛重视,主要是由于其快速的提取速度、少量的溶剂需求、广泛的适用范围和优异的效率。尽管如此,其在鱼腥草挥发性成分提取的应用实例较少。薛青松发现,使用微波辅助提取鱼腥草的最佳条件是温度80℃,功率1000W,时间12分钟。相较于水蒸气蒸馏和溶剂浸提法提取鱼腥草挥发性油,微波辅助提取法的优点体现在更好的提取效果,更短的时间,以及更高的癸酰乙醛含量。
2.1.5 酶法辅助提取
有些纤维素酶可以用来破坏植物的细胞壁结构,从而使挥发油在鱼腥草中更充分地溶解,这为提升抽取率和稳定性提供了可能性。张道英和他的团队使用纤维素酶协助提取鱼腥草干品和鲜品中的挥发油,其研究结果显示,挥发油的相对含量依次是:鲜品加酶、鲜品、干品加酶、干品,即鲜品的含量大于干品。这表明,在挥发油的提取过程中,添加恰当的酶可以增加挥发油的含量,证实了添加酶在提取挥发油中的重要性,并且有助于优化挥发油的提取过程。
2.2 鱼腥草黄酮类化合物提取方法
2.2.1 微波提取法
叶春等人利用微波提取法提取鱼腥草总黄酮,并利用正交试验进行优化,成功地实施了一项优化的工艺,通过使用半数浓度的乙醇,1:50的固液比值,预先浸泡半个小时,微波热力30秒,使用540瓦的微波功率,以及总的提取时间30.5分钟,从而使得总黄酮的提取率高达95.93%。这种方法相比于常规的溶剂提取手段,不仅增进了提取效能,而且大幅度地减少了所花费的时间。但微波提取操作需要一定的专业知识和能力的支撑,对微波参数的灵活控制是该方法的关键。
2.2.2 超声波提取法
姜涛等人用超声波提取法提取鱼腥草总黄酮。理想的实验条件为:提取持续时间60分钟,溶剂浓度70%,以及固液比为1:25。使用这样的方法,可以得到总黄酮含量为12.87(mg/g),同时,回收效率可高达99.3±0.56%。其纯度和产量均非常高,并且完全不含有任何污染物。但通常超声过程中容器内顶部难处理,有可能导致没有充分萃取的问题。
2.2.3 酶解法
酶法提取利用酶反应的独特专一性以及对植物细胞壁构造的深刻认识,选取适宜的酶,将细胞壁的纤维素、半纤维素及果胶物质分解或降解,破损细胞壁,进而使得细胞内物质在溶液中溶解、悬浮或胶化,从而提高了提取的成功率。李佩艳及其团队采用响应面法对实验环境进行了优化,并利用酶解法提取了总黄酮。最优实验条件为:酶用量为0.65%,酶解时间为88分钟,酶解温度为51℃,从而获得176.15mg/g的平均提取率。与理论预测值相比,误差大约为0.004%。因此,其工艺参数准确可靠,具有实用价值。
2.2.4 超临界流体萃取法
超临界流体萃取是一种新型萃取分离技术。它利用超临界流体,即处于温度高于临界温度、压力高于临界压力的热力学状态的流体作为萃取剂。从液体或固体中萃取出特定成分,以达到分离目的。相关方法是将鱼腥草去掉杂质,洗净晾干,用液氨速冻后保存于-20℃的温度下预冻,预冻时间为12~24h,将预冻后的鱼腥草冷冻干燥,冷冻温度为-20℃,冷冻干燥时间为10~50h。接下来把它放进粉碎机以进行粉碎,待准备好后通过40目筛子进行过滤,把鱼腥草的粉状物质加进提取器里,然后加入适当的无水乙醇,粉末与乙醇的比率要控制在1:1~1.5g/ml。在提取器被加热后,把超临界二氧化碳从底部加进去作为溶解剂,然后开始提取,提取所需的压力要控制在10~30Mpa,提取所需的温度要控制在40~50℃,分离所需的温度要控制在40~70℃,提取所需的时间为80~100分钟。然后连接分离器与提取器,在分离器的出口处处理分析出的成分。产物进行收集,将收集到的产物实用旋转蒸发仪浓缩后得到提取物。
3 有效成分的抑菌活性
3.1 挥发油的抑菌活性
挥发油是鱼腥草中的功能成分。谭宝秀以及他的团队分析了鱼腥草中挥发油成份的抗菌性能,研究发现这些成份能够有效控制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草杆菌的生长,需要的最小阻止生长浓度分别为0.6%,0.8%和0.6%。然而,这些仅对青霉和黑曲霉的抑菌效能影响不大。
鱼腥草的挥发油能更有效地抑制革兰氏阴性菌相比于革兰氏阳性菌。
3.2 黄酮类化合物的抑菌活性
鱼腥草黄酮主要的抑菌方式是让从细菌的细胞壁破裂,使细胞内部的内容物泄露,从而实现抑制菌群的目的。霍健聪及其团队运用醇提法从鱼腥草中提取黄酮成分,对其具有的抗菌功能和相关机制进行了深入分析。实验结果表明,鱼腥草内含的黄酮对于金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌以及沙门氏菌等四种待检测的菌群具有明显的限制效果,尤其是对枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圆直径分别能达19.2毫米和18.6毫米,最低的抑菌浓度为0.1g/mL。
4 结语
作为中国的传统药材,鱼腥草的黄酮类化合物和挥发油拥有极大的经济价值和广泛的应用潜力,同时,它的营养价值也相当高,能起到一定的保健医疗效果,因此越来越得到大众的喜爱。随着研究的深入和技术的发展,未来有望发掘出更多关于鱼腥草的潜在作用,为人类健康和生态平衡作出贡献。同时,加强知识产权保护和标准化认证也是推动鱼腥草产业健康发展的重要保障。本文对鱼腥草有效成分的提取工艺和其抑菌活性进行综述,为后续研究提供参考。
参考文献
[1]肖娟,向安萍,张年凤.鱼腥草的化学成分及药理作用研究进展[J].现代中西医结合杂志,2022 ,31(11):1563- 1567.
[2]Rehman R. ,Hanif M.A. , Mushtaq Z. , Mochona B. ,Qi X. Biosynthetic factories of essential oils: The aromatic plants. Nat. Prod. Chem.Res.2016
[3]Lin CH ,Chao LK ,Lin LY ,et al. Analysis of Volatile Compounds from Different Parts of Houttuynia cordata Thunb. Molecules. 2022;27(24)
[4]梁明辉,鱼腥草的化学成分与药理作用研究[J]. 中国医药指南,2019 ,17(02):153- 154.
[5]张壮丽,赵宁,赵志鸿等. 鱼腥草挥发油提取工艺优化[J]. 中国医药科学,2015,5(01):82-85.
[6]薛青松, 殷华茹.溶剂浸提条件下鱼腥草中癸酰乙醛的高效提取[J]. 分析科学学报,2013,29(03):386-390.
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