甘草的研究概況

馬鴻雁，鄧雨嬌，馬倩，王靜宜，許潤(rùn)春

1 甘草的基本概況

2010版《中國(guó)藥典》收錄了豆科植物甘草GlycyrrhizauralensisFisch.、脹果甘草Glycyrrhizainflata Bat.或光果甘草Glycyrrhizaglabra L.的干燥根和根莖。甘草的種質(zhì)資源具有多樣性（甘草及其近緣植物的總和），全世界甘草屬植物29種6變種，中國(guó)分布14種2變種，其分布范圍也很廣泛[1]，多生長(zhǎng)在干旱、半干旱的草原、沙漠或丘陵地帶，我國(guó)野生甘草植物,從東北的黑龍江、遼寧、吉林,華北的河北、山西、內(nèi)蒙古,西北的陜西、甘肅、寧夏、青海直到新疆的拜城均有分布,主產(chǎn)區(qū)在寧夏、甘肅及內(nèi)蒙古。另外,在我國(guó)云南、山東、四川等地也有少量野生甘草分布[2]。

2 甘草的化學(xué)成分

甘草的主要成分為三萜皂苷類（主要是甘草酸）、黃酮類、香豆素類、生物堿類、多糖類和氨基酸等，三萜皂苷和黃酮類是其主要活性成分[3]。

2.1 三萜皂苷類

甘草的根和根莖中存在多種三萜皂苷，如：甘草酸、甘草次酸、甘草內(nèi)酯及異甘草內(nèi)酯等[4]。

甘草酸是甘草的甜味成分，主要存在于甘草的根莖和根部，是甘草的主要成分，由甘草次酸及2分子葡萄糖醛酸所組成。甘草甜素可能以鉀鹽或鈣鹽形式存在于甘草中。不同產(chǎn)地甘草中以新疆產(chǎn)烏拉爾甘草、光果甘草含甘草酸量最高，而其他產(chǎn)地相對(duì)較低。甘草酸量在不同種類中也不同，烏拉爾甘草中含量最高，并與光果甘草、脹果甘草和黃甘草呈顯著差異[5]。

劉育辰等[6]分別采用體積分?jǐn)?shù)為95%、50% 的乙醇水溶液對(duì)甘草GlycyrrhizauralensisFisch.藥材進(jìn)行提取得到浸膏，利用硅膠、Sephadex LH－20 凝膠、RP－18、MCI等柱色譜分離純化，根據(jù)理化性質(zhì)和波譜學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，共得到分離鑒定了33種化合物，并首次從甘草中分離得到白樺脂酸和齊墩果酸。

2.2 黃酮類

甘草中的黃酮大致可分為水溶性黃酮和脂溶性黃酮。甘草黃酮類成分因連有異戊烯基后會(huì)使得其脂溶性增加。目前，從甘草屬植物中已發(fā)現(xiàn)黃酮及其衍生物300多種，它們的基本母核結(jié)構(gòu)類型有15種，其中包括黃酮、異黃酮、查爾酮、雙氫黃酮、黃酮醇、雙氫黃酮醇、雙氫異黃酮、異黃烯、異黃烷等[7]。

李寧等[8]采用反復(fù)硅膠柱色譜、聚酰胺柱色譜、Sepha-dexLH-20凝膠柱色譜等方法進(jìn)行分離純化,并通過理化常數(shù)測(cè)定與光譜分析鑒定等方法，測(cè)定了新疆脹果甘草化學(xué)成分中含有大量黃酮類。

2.3 其他類

孫潤(rùn)廣等[9]用原子力顯微鏡(AFM)對(duì)甘草多糖的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察, 發(fā)現(xiàn)甘草多糖主要由葡萄糖、阿拉伯糖和半乳糖組成。

孫鵬[10]用回流法提取甘草中的有效成分，并通過采用硅膠柱色譜和Sephadex LH-20 柱色譜分離化合物，運(yùn)用理化性質(zhì)和波譜技術(shù)確定所得化合物的結(jié)構(gòu)，得出結(jié)論唯一甘草中富含黃酮、香豆素類成分。

3 甘草的藥理作用

甘草的藥用歷史悠久，在臨床應(yīng)用上素來就有“十方九草”的說法，可見甘草的應(yīng)用之廣泛[11]。

甘草是一味常用大宗藥材,來源于烏拉爾甘草、光果甘草和脹果甘草的干燥根和根莖,其主要活性成分是三萜皂苷和黃酮類化合物,具有抗?jié)?、抗炎、解痙、抗氧化、抗病毒、抗癌、抗抑郁、保肝、祛痰和增強(qiáng)記憶力等多種藥理活性[12]。

3.1 抗炎作用

抗炎是甘草酸類最主要的藥理作用,其抗炎機(jī)制與抑制前列腺素等介質(zhì)的作用有關(guān)。主要是通過選擇性地抑制與花生四烯酸發(fā)生級(jí)聯(lián)反應(yīng)的代謝酶—磷脂酶A2和脂加氧酶的活力,使得前列腺素E2、白三烯等炎性介質(zhì)無法產(chǎn)生以及選擇性地抑制補(bǔ)體系統(tǒng)的激活途徑,直接發(fā)揮抗炎作用[13]。

3.2 抗病毒作用

有關(guān)研究表明，甘草酸能抑制病毒復(fù)制,還能抑制病毒的吸附和穿透功能，對(duì)抗病毒有一定作用，在針對(duì)艾滋病毒、乙型肝炎病毒、SARS病毒等的抗病毒研究中取得了較好的效果[14]。甘草多糖對(duì)多種病毒有明顯抑制作用。甘草多糖不僅可直接殺滅病毒，而且可阻止病毒的吸附與進(jìn)入細(xì)胞，抑制細(xì)胞感染病毒; 不但對(duì)體外病毒有抑制作用，而且對(duì)體內(nèi)的病毒也有抑制作用。實(shí)驗(yàn)證明，甘草多糖抗病毒作用主要是增強(qiáng)免疫細(xì)胞的活性，使巨噬細(xì)胞吞噬致病微生物的能力提高所致[15]。

3.3 抗腫瘤作用

甘草中多種化學(xué)成分都具有抗腫瘤作用。甘草酸機(jī)制主要通過抑制核苷酸還原酶和降低 DNA合成限速酶的活性，使腫瘤細(xì)胞由DNA合成前期向DNA合成期移行階段受阻，從而誘導(dǎo)癌細(xì)胞分化，抑制了癌細(xì)胞增殖。有研究表明，甘草黃酮可激活巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的具有殺傷作用的細(xì)胞毒因子，從而誘導(dǎo)對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用[14]。很多實(shí)驗(yàn)研究表明甘草多糖具有抗腫瘤作用[15]，許多學(xué)者多認(rèn)為多糖類的抗腫瘤作用是通過增強(qiáng)機(jī)體免疫功能和激活免疫監(jiān)視系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，有人認(rèn)為是多糖清楚羥基自由基的作用，有人認(rèn)為甘草多糖主要是通過調(diào)節(jié)免疫，抑制變態(tài)反應(yīng)起到抗腫瘤作用。但由于實(shí)驗(yàn)研究方法不同，導(dǎo)致結(jié)果不同，所以甘草多糖抗腫瘤的作用應(yīng)是多種機(jī)制共同作用的結(jié)果。

3.4 免疫調(diào)節(jié)作用

甘草多糖類化合物主要是由葡萄糖及葡萄糖醛酸組成的有機(jī)大分子多糖，史珅等[16]研究表明不同濃度的甘草多糖對(duì)免疫細(xì)胞的增殖具有一定刺激作用，適當(dāng)濃度的甘草多糖溶液使 NK 細(xì)胞的活性有顯著提高（P＜0.01）。

4 甘草的表面活性作用

一直以來對(duì)于甘草藥理作用的報(bào)道一直很多，今年來關(guān)于甘草物理作用的研究也越來越多。杜薇[17]通過甘草中的主要成分甘草酸在不同濃度下對(duì)板蘭根沖劑的溶解性測(cè)定,證明甘草具有很好的增溶性。并在利用甘草酸表面活性物質(zhì)對(duì)板藍(lán)根沖劑的增溶性實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)沖劑溶解的量隨甘草酸的加入量而遞增,且甘草酸的表面張力隨其濃度增加而降低[18]。魯冰等[19]通過實(shí)驗(yàn)證明甘草酸對(duì)黃芩苷有增溶作用，并且在黃芩甘草配伍體系中，甘草酸的最佳臨界膠束濃度為0.22 mg﹒L-1。馬鴻雁等[20]利用甘草水煎液、甘草酸單銨鹽溶液和甘草皂苷溶液，在不同溫度下，采用Wilhelmy吊片發(fā)測(cè)定溶液的表面張力和溶液的臨界膠束濃度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明3種溶液均具有表面活性作用，其中甘草水煎液表面活性最為明顯。

甘草在對(duì)難溶性成分增溶、提高有效成分生物利用度以及增效減毒等方面作用顯著，而且它們是相互聯(lián)系和互相推動(dòng)的[21]。

楊璇等[22]采用 HPLC 測(cè)定葛根素和甘草酸的含量，采用Wilhelmy吊片法測(cè)定溶液的表面張力，對(duì)葛根、甘草單煎液和其不同配伍比例的合煎液進(jìn)行測(cè)定，得出結(jié)論為甘草酸具有表面活性，達(dá)到臨界膠束濃度可以增加葛根素的溶解度，并且指出在甘草和葛根的比例為3:5時(shí)，葛根素的溶出度最大，此時(shí)甘草酸的臨界膠束濃度是 0.18 g﹒L-1（臨界膠束濃度與加入藥物的結(jié)構(gòu)和溶液的pH值有關(guān)）。

蔡書茵等[23]運(yùn)用進(jìn)行改良的最大氣泡法，測(cè)定茯苓酸在甘草皂苷溶液中的表面張力，確定最佳甘草皂苷濃度；采用平衡溶解度法和搖瓶法，分別測(cè)定了表觀溶解度和表觀油/水分配系數(shù)，得出甘草皂苷可以增加茯苓酸在水溶液中的溶解度，從而提高茯苓酸的生物利用度。

韓剛等[24]也通過實(shí)驗(yàn)得出甘草中的甘草酸是提高姜黃素提取率的主要活性物質(zhì)。陳璐等[25]將甘草與青黛、甘草酸與靛藍(lán)、甘草酸與靛玉紅、檸檬酸與青黛進(jìn)行配伍，并測(cè)定各試驗(yàn)品中靛藍(lán)、靛玉紅的含量，得出結(jié)論甘草配伍青黛可達(dá)到增溶目的，甘草酸起主要作用，為中藥藥對(duì)配伍應(yīng)用提供理論依據(jù)。

5 甘草的鑒別[26]

5.1 顯微鑒別

本品橫切面：木栓層為數(shù)列棕色細(xì)胞。栓內(nèi)層較窄。韌皮部射線寬廣，多彎曲，常現(xiàn)裂隙；纖維多成束，非木化或微木化，周圍薄壁細(xì)胞常含草酸鈣方晶；篩管群常因壓縮而變形。束內(nèi)形成層明顯。木質(zhì)部射線寬3～5列細(xì)胞；導(dǎo)管較多，直徑約至160 μm；木纖維成束，周圍薄壁細(xì)胞亦含草酸鈣方晶。根中心無髓；根莖中心有髓。

粉末淡棕黃色。纖維成束，直徑8～14μm，壁厚，微木化，周圍薄壁細(xì)胞含草酸鈣方晶，形成晶纖維。草酸鈣方晶多見。具緣紋孔導(dǎo)管較大，稀有網(wǎng)紋導(dǎo)管。木栓細(xì)胞紅棕色，多角形，微木化。

5.2 薄層鑒別

取本品粉末1 g，加乙醚40 mL，加熱回流1小時(shí)，濾過，棄去醚液，藥渣加甲醇30 mL，加熱回流1小時(shí)，濾過，濾液蒸干，殘?jiān)铀?0 mL使溶解，用正丁醇提取3次，每次20 mL，合并正丁醇液，用水洗滌3次，棄去水液，正丁醇液蒸干，殘?jiān)蛹状? mL使溶解，作為供試品溶液。另取甘草對(duì)照藥材1 g，同法制成對(duì)照藥材溶液。再取甘草酸單銨鹽對(duì)照品，加甲醇制成每1 mL含2 mg的溶液，作為對(duì)照品溶液。照薄層色譜法(附錄Ⅵ B)試驗(yàn)，吸取上述三種溶液各l～2 μL，分別點(diǎn)于同一用1%氫氧化鈉溶液制備的硅膠G薄層板上，以乙酸乙酯-甲酸-冰醋酸-水(15∶l∶1∶2)為展開劑，展開，取出，晾干，噴以10%硫酸乙醇溶液，在105℃加熱至斑點(diǎn)顯色清晰，置紫外光燈(365 nm)下檢視。供試品色譜中，在與對(duì)照藥材色譜相應(yīng)的位置上，顯相同顏色的熒光斑點(diǎn)；在與對(duì)照品色譜相應(yīng)的位置上，顯相同的橙黃色熒光斑點(diǎn)。

6 甘草成分的提取純化

6.1 甘草成分的提取

6.1.1 傳統(tǒng)提取方法 甘草有效成分傳統(tǒng)的提取方法主要為水提法，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，但提取率低，提取雜質(zhì)多、時(shí)間長(zhǎng)，且易霉變，適用于多糖類的極性大的成分[27]。有機(jī)溶劑法也是甘草提取較常用的方法，提取甘草的有機(jī)溶劑主要有甲醇、乙醇、丙酮和氯仿等，可以克服上述方法提取雜質(zhì)多、時(shí)間長(zhǎng)、提取液易腐敗變質(zhì)、后續(xù)過濾操作困難、收率較低等缺點(diǎn)，而且得率還明顯增加。但是此方法使用的有機(jī)溶劑價(jià)格高，用量大，因此會(huì)增加生產(chǎn)成本。

6.1.2 超聲波提取方法 超聲提取法是利用超聲波的空化作用、機(jī)械作用、熱效應(yīng)等以增大物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)頻率和速度，增加溶劑穿透力，從而提高目標(biāo)成分浸出率的方法。超聲波提取法不僅得率高、時(shí)間短、操作過程簡(jiǎn)單方便，而且對(duì)成分破壞性小。謝果等[28]優(yōu)選了超聲法提取甘草酸的工藝參數(shù)，與傳統(tǒng)提取法相比，150min 甘草酸的提取率可達(dá) 87.4% ,體現(xiàn)了超聲提取法的耗時(shí)少，提取率高的優(yōu)勢(shì)。

6.1.3 超臨界CO2萃取法 超臨界流體萃取技術(shù)(簡(jiǎn)稱SFE)是一種以超臨界流體(簡(jiǎn)稱SCF或SF)代替常規(guī)有機(jī)溶劑對(duì)植物有效成分進(jìn)行萃取和分離的新型技術(shù)。付玉杰等[29]采用單因素試驗(yàn)對(duì)甘草地上部分(莖葉)的超臨界CO2提取工藝進(jìn)行了研究, 發(fā)現(xiàn)得率比常規(guī)溶劑法高2.2倍。

6.1.4 微波法 微波輔助提取(Microwave-assisted extraction，MAE)，又稱微波萃取或微波提取，是微波和傳統(tǒng)的溶劑提取法相結(jié)合后形成的一種新型提取技術(shù)。目前，微波輔助提取技術(shù)也應(yīng)用于提取甘草中的有效成分。微波法具有提取快速、節(jié)省時(shí)間、節(jié)省溶劑、操作簡(jiǎn)便、有效成分提取率高、耗能低等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是目前設(shè)備較為昂貴[27]。

6.2 純化方法

6.2.1 有機(jī)溶劑法 趙鐳等[30]以甘草酸和甘草苷的含量和提取率為指標(biāo)，用正交試驗(yàn)優(yōu)選提取工藝，對(duì)不同提取溶劑進(jìn)行篩選，得到佳提取溶劑為氨性乙醇。

6.2.2 大孔樹脂法 大孔吸附樹脂是一類不含離子交換基團(tuán)的交聯(lián)聚合物，理化性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于酸、堿及有機(jī)溶媒，對(duì)有機(jī)物有濃縮、分離作用且不受無機(jī)鹽類及強(qiáng)離子、低分子化合物的干擾大孔樹脂法目前是最常用的純化方法之一，已廣泛應(yīng)用于皂苷類、黃酮類、苷類和生物堿類等各種化學(xué)成分的分離、富集.它在純化甘草酸和甘草黃酮方面有很好的效果[31]。

6.2.3 泡沫分離法 所謂泡沫分離法就是指采用鼓泡的方式,向溶液中通入大量微小氣泡,在一定條件下使呈表面活性的待分離物質(zhì)吸附或粘附于上升的氣泡表面而浮升到液面,從而使某一組分或某些組分得以分離的方法[27]。蘇艷桃等[32]對(duì)間歇式泡沫分離提取甘草中甘草酸的工藝進(jìn)行了研究，泡沫相中甘草酸的回收率為91.9%。

7 結(jié)語

甘草是中醫(yī)最常用的藥物之一，其化學(xué)成分、藥理作用及應(yīng)用方面的研究一直受到廣泛的關(guān)注，不僅本身具有藥理作用，還在中藥配伍中增加其他藥物的溶解度，從而增加藥物的療效。

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