白芷揮發(fā)油提取方法及藥理作用的研究進(jìn)展Δ

任星宇，羅敏，鄧才富，羅川，羅舜，徐廣（重慶市藥物種植研究所土壤與藥用植物營養(yǎng)實驗室，重慶408435）

·綜述講座·

白芷揮發(fā)油提取方法及藥理作用的研究進(jìn)展Δ

任星宇＊，羅敏，鄧才富，羅川，羅舜，徐廣#（重慶市藥物種植研究所土壤與藥用植物營養(yǎng)實驗室，重慶408435）

目的：了解白芷揮發(fā)油的研究進(jìn)展，為其進(jìn)一步開發(fā)、應(yīng)用提供參考。方法：查閱近年來國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，就白芷揮發(fā)油的提取方法和藥理作用進(jìn)行歸納和總結(jié)。結(jié)果：白芷揮發(fā)油提取方法主要為水蒸氣蒸餾法，其操作簡便、成本低廉，所得白芷揮發(fā)油雜質(zhì)少、純度高；但白芷含淀粉量大，極易糊化，提取過程不易操作，且較長時間暴露易氧化變質(zhì)，某些不穩(wěn)定成分易分解而影響揮發(fā)油品質(zhì)。超臨界CO2萃取法收率高、生產(chǎn)周期短、操作溫度低，能有效保護白芷揮發(fā)油成分；但成本和操作要求較高，且白芷揮發(fā)油中極性大、結(jié)合能力強的成分不易被提取出來。白芷揮發(fā)油具有抑制黑色素、抗氧化、鎮(zhèn)痛、抗過敏、抗驚厥、抗痙攣等藥理作用，毒副作用小，但其相關(guān)研究尚處于基礎(chǔ)階段，其作用機制、作用部位、發(fā)揮效能過程和臨床應(yīng)用等都有待更深入的研究。結(jié)論：白芷揮發(fā)油有著較大的開發(fā)潛力和應(yīng)用前景，亟需探尋一種高效、低耗、易操作的白芷揮發(fā)油提取方法。。

白芷；揮發(fā)油；提取；藥理作用

白芷為傘形科植物白芷[Angelica dahurica（Fisch.ex Hoffm.）Benth.et Hook.f.]或杭白芷[Angelica dahurica（Fisch.ex Hoffm.）Benth.et Hook.f.var.formosana（Boiss.）Shan et Yuan]的干燥根，氣芳香，味辛、微苦，具有散風(fēng)祛濕、通竅止痛和消腫排膿之功效[1]。白芷為中醫(yī)臨床常用藥，據(jù)統(tǒng)計，在2015年版《中國藥典》（一部）、原衛(wèi)生部藥品標(biāo)準(zhǔn)《中藥成方制劑》第1～20冊及1995－2015年的文獻(xiàn)資料中記錄和收載的含白芷的藥物共423個。白芷的有效成分復(fù)雜，主要含有香豆素類和揮發(fā)油成分，其中白芷揮發(fā)油在藥品、護膚品、香料等方面的開發(fā)和利用均具有巨大的市場潛力。鑒于此，筆者查閱近年來國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，就白芷揮發(fā)油的提取方法和藥理作用進(jìn)行歸納和總結(jié)，以期為白芷揮發(fā)油的進(jìn)一步開發(fā)、應(yīng)用提供參考。

1 提取方法

常用的揮發(fā)油提取方法有壓榨法、溶劑提取法、水蒸氣蒸餾法和超臨界CO2萃取法[2]。壓榨法主要用于揮發(fā)油含量較高的中藥材揮發(fā)油的提取，但所得揮發(fā)油純度不高，且不易提取完全；壓榨后可利用水蒸氣蒸餾法繼續(xù)提取、壓榨殘渣中所含揮發(fā)油。溶劑提取法是利用有機溶劑（如石油醚、正己烷、乙酸乙酯和丙酮等）進(jìn)行連續(xù)回流、冷浸、熱浸等方法提取，提取液蒸餾或者減壓蒸餾即可得到粗提揮發(fā)油；常與其他提取方法配合使用，得到的揮發(fā)油含雜質(zhì)較多，必須進(jìn)一步精制提純。目前，白芷揮發(fā)油的提取主要采用水蒸氣蒸餾法和超臨界CO2萃取法。

1.1 水蒸氣蒸餾法

水蒸氣蒸餾法是揮發(fā)油提取最常用的方法，具有設(shè)備簡單、操作容易、成本低和環(huán)境污染小等優(yōu)點。采用水蒸氣蒸餾法處理植物原料所得揮發(fā)油的質(zhì)量較好。馬逾英等[3]采用不同溶劑超聲處理白芷藥材后，再用水蒸氣蒸餾法提取揮發(fā)油。結(jié)果顯示采用乙醚進(jìn)行超聲輔助處理所得揮發(fā)油的產(chǎn)油量最高（100 g干白芷可提取揮發(fā)油0.22 mL）；可鑒定出36種化學(xué)成分，主要為酯類、碳烯類和烷類。劉培等[4]采用正己醇超聲輔助處理杭白芷藥材后，再采用水蒸氣蒸餾法提取白芷揮發(fā)油，運用氣質(zhì)聯(lián)用（GC-MS）法分析其化學(xué)成分及含量。結(jié)果顯示，不同干燥加工方法對杭白芷藥材中揮發(fā)油化學(xué)成分有一定影響：杭白芷產(chǎn)地初加工方法以傳統(tǒng)帶皮石灰掩埋干燥處理為宜，揮發(fā)油含量達(dá)7.0%；次之為鮮白芷去皮硫熏干燥，揮發(fā)油含量達(dá)5.8%。郭耀杰等[5]采用乙醇超聲法對8個川白芷品種/系進(jìn)行處理，以水蒸氣蒸餾方法提取揮發(fā)油，運用GC-MS法對各品種/系揮發(fā)油組分進(jìn)行分析，分別鑒定出40、33、36、38、38、42、33、36種化合物，主要成分為醇類（24.981%～47.372%）和烯烴類化合物（22.448%～57.526%）?？梢姶ò总撇煌贩N/系揮發(fā)油組分和含量相對穩(wěn)定，但也存在一定差異。舒任庚等[6]運用微波輔助水蒸氣蒸餾提取白芷揮發(fā)油，結(jié)果顯示微波輔助比單純水蒸氣蒸餾提取所得揮發(fā)油成分更多（59種vs.37種），且提取時間從5 h縮短至4 h。但是，白芷含淀粉量大，極易糊化，提取過程不易操作，且揮發(fā)油因較長時間暴露在空氣中，易氧化變質(zhì)；揮發(fā)油在水蒸氣蒸餾提取的高溫環(huán)境中某些不穩(wěn)定成分容易分解而影響揮發(fā)油品質(zhì)[3-4]。

1.2 超臨界CO2萃取法

超臨界流體萃取是近60年來發(fā)展迅速的一種高新提取分離技術(shù)，其主要工作原理是將超臨界流體控制在超臨界溫度和超臨界壓力的條件下，從目標(biāo)物中萃取目標(biāo)成分；當(dāng)恢復(fù)至常溫、常壓時，溶解在超臨界流體中的目標(biāo)成分即與超臨界流體分開。其中CO2是研究得最多的一種流體。超臨界CO2萃取法具有萃取能力強、收率高、生產(chǎn)周期短、有效成分不被破壞、工藝簡單、操作參數(shù)容易控制和無溶劑殘留等優(yōu)點[7-8]。崔秋兵等[9]的研究認(rèn)為，超臨界CO2萃取法是白芷揮發(fā)油提取的最佳工藝方法；并運用GC-MS法分析其成分有86種，其中香豆素類占46.15%，醇類占23.08%，脂肪酸類占15.38%，其他約占15.39%。楊祖金等[10]利用GC-MS法分析超臨界CO2萃取的白芷揮發(fā)油，共分離出71種成分。該研究還對超臨界CO2萃取法與其他萃取法進(jìn)行了比較，認(rèn)為超臨界CO2萃取法收率高、操作溫度低、可有效保護高溫下易氧化的揮發(fā)性組分等；但也存在一定局限性，如高壓操作對設(shè)備、操作技術(shù)的要求均較高，且白芷揮發(fā)油中極性大、結(jié)合能力強的成分不易被提取出來。

2 藥理作用

2.1 抑制黑色素

皮膚黑色素含量及其合成能力決定了膚色的深淺。酪氨酸酶是黑色素合成的關(guān)鍵酶，機體所含的銅離子能特異性地與酪氨酸酶結(jié)合，一個位點的銅結(jié)合可以促進(jìn)另一個位點的銅結(jié)合，組氨酸在銅B位點協(xié)調(diào)其結(jié)合。酪氨酸酶的多肽鏈的適當(dāng)折疊對銅結(jié)合及其催化活性具有關(guān)鍵作用，酪氨酸酶突變可中斷銅結(jié)合并使其喪失催化活性，能一定程度預(yù)防和抑制黑色素形成[11]。研究顯示，部分中藥可通過促進(jìn)血液循環(huán)、減少黑色素含量和抗氧化等途徑發(fā)揮美白功效，其取材天然、安全性高和作用明顯等優(yōu)勢使中藥美白劑呈現(xiàn)出一定的市場潛力[12-13]。白芷具有長肌膚、潤澤顏色之功效，可用作面脂，是古代美容方的常用中藥?，F(xiàn)代中藥研究顯示，白芷可抑制酪氨酸酶活性，具有美白、護膚之功效[14-16]。高彤彤等[17]的研究對白芷揮發(fā)油抑制酪氨酸酶活性的作用機制進(jìn)行了初步探討，結(jié)果顯示白芷美白液對酪氨酸酶的抑制作用是可逆的，可通過降低酪氨酸酶的催化效率來抑制其活性。Lin S等[18]的研究顯示，白芷揮發(fā)油能擴張動脈，使血行于面部，改善血液循環(huán)，從而達(dá)到改善皮膚色素沉著和淡斑的作用。

2.2 抗氧化

氧化應(yīng)激學(xué)說認(rèn)為在生命活動過程中產(chǎn)生的自由基對生物大分子、細(xì)胞器可產(chǎn)生累積性氧化損傷，導(dǎo)致組織損傷和器官功能衰退，誘導(dǎo)并加速機體衰老。健康機體的自由基產(chǎn)生和清除處于動態(tài)平衡，體內(nèi)產(chǎn)生的自由基過量或者清除過慢均會對機體產(chǎn)生損傷，進(jìn)而加速機體衰老。傳統(tǒng)中醫(yī)藥學(xué)認(rèn)為白芷能通竅行表、祛風(fēng)除濕、通利血脈；現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究顯示其能提供質(zhì)子給過氧化物自由基（活性氧自由基、羥基自由基和過氧化氫自由基等），抑制自氧化進(jìn)程，從而發(fā)揮抗氧化、延緩衰老之功效。通常白芷可作為主藥應(yīng)用于美容和延緩衰老的方劑中；白芷水煎劑對多種致病菌具有一定的抑制作用，能改善微循環(huán)，促進(jìn)皮膚新陳代謝，延緩衰老。白芷揮發(fā)油延緩皮膚衰老的相關(guān)機制研究顯示，其在體內(nèi)外均表現(xiàn)出較強的抗氧化活性；白芷抗衰老的作用機制可能是其能有效清除活性氧自由基和羥基自由基，阻止產(chǎn)生自由基的氧負(fù)離子，且能消除氧化作用最強的氫氧根離子[19-20]。

2.3 鎮(zhèn)痛

白芷在傳統(tǒng)中醫(yī)藥治療各類疼痛的方劑中出現(xiàn)的頻率也較高，尤其在治療頭、面部疼痛和瘡瘍腫痛方面，更是不可或缺的一味中藥，作為我國40種大宗常用中藥材品種之一，占世界白芷產(chǎn)量的90%以上[21-22]。王衛(wèi)華等[23]的研究采用熱板法和扭體法比較了白芷揮發(fā)油、白芷香豆素和嗎啡的鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜效果，結(jié)果顯示白芷揮發(fā)油各劑量組的起效時間較快、作用時間更長、扭體次數(shù)更少，其中白芷揮發(fā)油中劑量組（0.1 mL/kg）的鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜效果顯著好于低劑量組（0.05 mL/kg）和高劑量組（0.2 mL/kg）。高小坤[24]的研究采用熱板法、輻射熱刺激法、甩尾法、扭體法比較白芷揮發(fā)油與白芷總香豆素按不同比例配伍后的鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜和抗炎效果，結(jié)果顯示白芷揮發(fā)油與白芷總香豆素按質(zhì)量比1∶3配伍時作用最強、效果最佳，但其鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜作用的物質(zhì)基礎(chǔ)及機制尚不清楚，尚有待進(jìn)一步研究探討。隨后有研究對白芷總香豆素和白芷揮發(fā)油的鎮(zhèn)痛、抗炎效果進(jìn)行進(jìn)一步的研究，結(jié)果顯示兩者均表現(xiàn)出一定的鎮(zhèn)痛、抗炎作用。作用特點和強度雖不明顯，但兩者聯(lián)用可顯著增強鎮(zhèn)痛、抗炎效果，表明白芷總香豆素和揮發(fā)油具有“相須”的抗炎、止痛機制[25-26]。崔秋兵等[27-28]通過高效液相色譜法對含白芷水煎液和白芷揮發(fā)油的大鼠血清進(jìn)行成分對比研究，結(jié)果顯示白芷鎮(zhèn)痛的主要成分為水合氧化前胡素和佛手柑內(nèi)酯，但其血清代謝成分表達(dá)并不明顯，血清中的其他化學(xué)成分的藥理機制及其吸收代謝過程仍有待進(jìn)一步研究。白芷揮發(fā)油對神經(jīng)中樞作用明顯，有研究采用免疫組化和原位雜交相結(jié)合的方法探討白芷揮發(fā)油對神經(jīng)遞質(zhì)、基因表達(dá)前阿片-促黑素細(xì)胞皮質(zhì)素原（POMC）細(xì)胞數(shù)量的影響，結(jié)果顯示空白對照組大鼠的POMC細(xì)胞為0個、模型組（11.3±4.4）個、嗎啡組（395.4±295.1）個、揮發(fā)油組（85.2±29.7）個[29]。另一項研究則運用放射免疫法測定β-內(nèi)啡肽、促腎上腺皮質(zhì)激素（ACTH）以及一氧化氮含量。結(jié)果顯示，白芷揮發(fā)油組與空白對照組比較，前者β-內(nèi)啡肽和一氧化氮的含量分別提高了53.46%、27.53%，與嗎啡組相關(guān)指標(biāo)相似，但白芷揮發(fā)油對血液中ACTH并無影響[30]。由此推論，白芷揮發(fā)油在體內(nèi)可能通過增加中樞腦干POMC信使RNA表達(dá)的陽性細(xì)胞數(shù)量以及內(nèi)源性鎮(zhèn)痛物質(zhì)的含量，進(jìn)而激發(fā)內(nèi)源性鎮(zhèn)痛機制而產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用。

2.4 抗過敏

在過敏性鼻炎中，特異性抗原（花粉、霉菌、動物皮毛和塵螨等）誘發(fā)免疫球蛋白E（IgE）介導(dǎo)的免疫應(yīng)答，促使肥大細(xì)胞釋放組胺等炎癥介質(zhì)，炎癥細(xì)胞在鼻腔黏膜中聚集和活化，導(dǎo)致局部炎癥和后期臨床癥狀[31]。杜紅光等[32]的研究顯示，空白對照組、醋酸潑尼松組和白芷揮發(fā)油組對過敏反應(yīng)中肥大細(xì)胞脫顆粒的抑制率分別為0、75.4%、66.5%，推斷白芷揮發(fā)油抗過敏機制可能是通過抑制肥大細(xì)胞脫顆粒來阻斷炎癥反應(yīng)的發(fā)生。另一項研究測定了大鼠血清IgE含量的波動情況，結(jié)果顯示空白對照組、模型對照組和白芷揮發(fā)油組的IgE水平分別為50.5、90.9、65.2 IU/mL，從而推斷白芷揮發(fā)油能減少IgE的產(chǎn)生，從而調(diào)節(jié)機體免疫功能，改善過敏體質(zhì)[33]。

2.5 其他

白芷揮發(fā)油還具有抗驚厥、抗痙攣、平喘等功效。權(quán)迎春等[34]的研究對白芷采用90%乙醇滲濾提取，所得提取物依次用石油醚、二氯甲烷、醋酸乙酯和正丁醇萃??；采用最大電驚厥法（MES）對各萃取部位的抗驚厥活性進(jìn)行篩選，結(jié)果顯示白芷二氯甲烷萃取部位在300、150 mg/kg劑量下具有抗驚厥活性。另外，白芷對豚鼠離體子宮的正常收縮具有松弛作用，表現(xiàn)為張力下降、收縮幅度變小等，提示其具有一定的抗痙攣作用[35-36]。在臨床應(yīng)用中，白芷揮發(fā)油多與其他中藥配伍使用，毒副作用小，其在藥物組方中的有效成分及作用機制有待更深入的研究。

3 結(jié)語

綜上所述，白芷揮發(fā)油提取方法主要為水蒸氣蒸餾法，其操作簡便、成本低廉，所得白芷揮發(fā)油雜質(zhì)少、純度高；但白芷含淀粉量大，極易糊化，提取過程不易操作，且較長時間暴露易氧化變質(zhì)，某些不穩(wěn)定成分易分解而影響揮發(fā)油品質(zhì)。超臨界CO2萃取法收率高、生產(chǎn)周期短、操作溫度低，能有效保護白芷揮發(fā)油成分，但成本和操作要求較高，且白芷揮發(fā)油中極性大、結(jié)合能力強的成分不易被提取出來。白芷揮發(fā)油具有抑制黑色素、抗氧化、鎮(zhèn)痛、抗過敏、抗驚厥、抗痙攣等藥理作用，毒副作用小，但其相關(guān)研究尚處于基礎(chǔ)階段，其作用機制、作用部位、發(fā)揮效能過程和臨床應(yīng)用等都有待更深入的研究。白芷揮發(fā)油有著較好的開發(fā)潛力和應(yīng)用前景，亟需探尋一種高效、低耗、易操作的白芷發(fā)揮油提取方法。

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1001-0408（2017）29-4167-04

DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.29.38

重慶市基本科研業(yè)務(wù)費計劃項目（No.2016cstc-jbky-01301）

＊研究實習(xí)員。研究方向：中藥化學(xué)。電話：023-71480782。E-mail：cqurenxy@163.com

#通信作者：助理研究員。研究方向：藥物化學(xué)、中藥材開發(fā)與應(yīng)用。電話：023-71480782。E-mail：442023823@qq.com

2016-12-20

2017-08-03）

（編輯：陶婷婷）