當(dāng)歸揮發(fā)油的藥理作用及提取工藝研究進(jìn)展

孫玉虹,鄭明善*,金 瑛

(1.延邊大學(xué)藥學(xué)院,吉林 延吉 133002;2.吉林醫(yī)藥學(xué)院藥學(xué)院,吉林 吉林 132013)

當(dāng)歸為傘形科植物當(dāng)歸的干燥根,兼具營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值[1]。現(xiàn)代臨床藥理研究表明,當(dāng)歸具有補(bǔ)血活血、調(diào)經(jīng)止痛等功效[2]。當(dāng)歸的化學(xué)成分眾多而復(fù)雜,揮發(fā)油是其發(fā)揮作用的主要成分之一。優(yōu)化提取工藝對(duì)當(dāng)歸揮發(fā)油組分的大規(guī)模開(kāi)發(fā)有重要意義。因此,本文對(duì)當(dāng)歸揮發(fā)油的藥理作用及提取工藝進(jìn)行歸納,以期為當(dāng)歸揮發(fā)油的未來(lái)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供參考。

1 化學(xué)成分

當(dāng)歸揮發(fā)油成分復(fù)雜,種類繁多,藁本內(nèi)酯是其主要成分。馮媛[3]等采用水蒸氣蒸餾法正交設(shè)計(jì)試驗(yàn),氣相色譜質(zhì)譜法(GC-MS)分析,得到了多種化合物,包括Z-藁苯內(nèi)酯、正丁基苯酞、丁烯基苯酞、Z-亞丁基苯酞等,其中Z-藁苯內(nèi)酯相對(duì)百分含量為73.05%。李潤(rùn)虹[4]采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用,分析得出四川平武地區(qū)(1.16%mL/g)當(dāng)歸揮發(fā)油含量較西藏林芝地區(qū)(1.22%mL/g)低,其造成地區(qū)間含量差異的原因有待進(jìn)一步探究。

2 藥理作用

2.1 抗菌作用

當(dāng)歸揮發(fā)油的主要成分藁本內(nèi)酯在抗菌活性方面具有重要作用。Korpinen[5]等研究顯示,當(dāng)歸揮發(fā)油對(duì)革蘭陽(yáng)性菌和革蘭陰性菌均有抗菌活性。對(duì)金黃色葡萄球菌的MIC值為14.2 mL/L,對(duì)大腸桿菌為28.4 mL/L。楊海雁[6]等通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定抑菌圈的大小來(lái)反應(yīng)藁本內(nèi)酯的抑菌能力。結(jié)果顯示,藁本內(nèi)酯對(duì)革蘭陽(yáng)性菌和真菌的抑制作用比革蘭氏陰性菌和細(xì)菌好。此研究為食品防腐保鮮提供了思路。

2.2 抗炎作用

Yao[7]等通過(guò)GC-MS結(jié)合多變量數(shù)據(jù)分析,比較正常大鼠和急性炎癥模型大鼠血漿代謝特征。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)歸揮發(fā)油主要通過(guò)調(diào)節(jié)以甘氨酸和花生四烯酸為中心的代謝發(fā)揮抗炎作用。Yang[8]研究發(fā)現(xiàn)Z-藁本內(nèi)酯通過(guò)抑制VEGF-α通路抑制糖尿病大鼠視網(wǎng)膜炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡。推測(cè)當(dāng)歸揮發(fā)油是一種潛在的糖尿病性視網(wǎng)膜病變治療藥物。

2.3 抗阿爾茨海默病

東紅[9]等研究表明當(dāng)歸揮發(fā)油可分別使細(xì)胞凋亡基因bax和神經(jīng)保護(hù)基因bcl-2的表達(dá)減弱和增強(qiáng),從而抑制認(rèn)知障礙。Zhu[10]等通過(guò)衰老模型SAMP8小鼠的物體識(shí)別任務(wù)、開(kāi)闊場(chǎng)地實(shí)驗(yàn)及迷宮實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)藁本內(nèi)酯可以改善線粒體功能障礙,減少神經(jīng)炎癥和細(xì)胞凋亡,從而保護(hù)小鼠的學(xué)習(xí)和記憶。王虎平[11]通過(guò)研究當(dāng)歸揮發(fā)油對(duì)阿爾茨海默病模型大鼠學(xué)習(xí)記憶的改善作用。將模型組,假手術(shù)組,當(dāng)歸揮發(fā)油低、中、高劑量組連續(xù)給藥4周,進(jìn)行Morris水迷宮行為學(xué)測(cè)試。結(jié)果表明,當(dāng)歸揮發(fā)油組阿爾茨海默病模型大鼠學(xué)習(xí)記憶能力有所提高,推測(cè)其機(jī)制與調(diào)節(jié)膽堿能神經(jīng)遞質(zhì)、自由基氧化等介導(dǎo)的β淀粉樣蛋白代謝有關(guān)。

2.4 抗心血管疾病

心血管疾病是當(dāng)今社會(huì)人類健康面臨的重要問(wèn)題。Luo[12]等研究發(fā)現(xiàn)藁本內(nèi)酯可抑制動(dòng)脈粥樣硬化性自發(fā)性高血壓大鼠的血管病理性內(nèi)膜增厚,并能降低血壓和血脂,可能成為心血管疾病的有效治療劑。江華[13]等通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定大鼠尾動(dòng)脈收縮壓及胸主動(dòng)脈蛋白的表達(dá)水平。結(jié)果顯示,當(dāng)歸揮發(fā)油組的大鼠收縮壓明顯下降,表明有降壓作用。同時(shí)發(fā)現(xiàn)PI3K、AKT、eNOS蛋白表達(dá)水平增高,推測(cè)當(dāng)歸揮發(fā)油可能是通過(guò)調(diào)節(jié)PI3K/AKT/eNOS信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)降壓的。壽曄[14]等通過(guò)試驗(yàn)考察當(dāng)歸揮發(fā)油對(duì)缺血再灌注致心肌損傷大鼠的心肌保護(hù)作用。結(jié)果顯示,大鼠心肌損傷和心肌梗死面積減少,炎癥反應(yīng)降低,P-NF-κBP65、P-IκBα蛋白的表達(dá)水平也降低,表明當(dāng)歸揮發(fā)油對(duì)心肌有保護(hù)作用。陳瓊[15]等通過(guò)試驗(yàn)建立小鼠動(dòng)脈粥樣硬化模型,給藥8周后進(jìn)行血脂指標(biāo)、肝臟指標(biāo)及脂質(zhì)代謝蛋白表達(dá)水平檢測(cè)。結(jié)果顯示,當(dāng)歸揮發(fā)油可以使肝臟總膽固醇、甘油三酯、游離脂肪酸、游離膽固醇含量減少,血清中的血脂及肝臟中的膽固醇含量下降;肝臟脂質(zhì)代謝蛋白表達(dá)提高。推測(cè)其可能通過(guò)調(diào)節(jié)脂代謝相關(guān)蛋白的表達(dá)水平來(lái)發(fā)揮作用。

3 提取工藝

3.1 水蒸氣蒸餾法

水蒸氣蒸餾法工藝簡(jiǎn)便,環(huán)保無(wú)污染[16],是目前提取當(dāng)歸揮發(fā)油最常用的方法。張小飛[17]等通過(guò)水蒸氣蒸餾法及響應(yīng)面對(duì)法研究,通過(guò)考察料液比、提取時(shí)間、浸泡時(shí)間等因素優(yōu)化工藝,顯示最優(yōu)提取工藝為1∶10、1.82 h、8.55 h。曲艷國(guó)[18]等通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究,采用正交設(shè)計(jì)方法,以藁本內(nèi)酯得率為指標(biāo),考察其最佳提取工藝條件。研究顯示,加水倍數(shù)8倍,浸泡12 h,提取16 h為最佳工藝,且重現(xiàn)性好。郭田甜[19]等通過(guò)單因素及響應(yīng)面分析法發(fā)現(xiàn),當(dāng)歸揮發(fā)油的最佳提取工藝為粉碎粒徑24目、藥材加6倍量的水、提取時(shí)間7 h。揮發(fā)油提取率最高達(dá)0.538%,此研究為揮發(fā)油提取提供科學(xué)指導(dǎo)。

3.2 超臨界CO2萃取法

超臨界CO2萃取法[20]是一種通過(guò)改變壓力和溫度對(duì)超臨界流體溶解能力產(chǎn)生影響的提取方法,具有滲透力好、安全等優(yōu)點(diǎn)。金元寶[21]等以當(dāng)歸揮發(fā)油提取率為指標(biāo),改變萃取時(shí)間,壓力,溫度,通過(guò)單因素試驗(yàn)與BBD法相結(jié)合來(lái)優(yōu)化工藝。研究顯示最優(yōu)工藝為1.48 h、32.37 MPa、44.4 ℃,提取率最高達(dá)2.083 3%。李曉寧[22]等通過(guò)正交試驗(yàn)結(jié)合HPLC研究分析,萃取時(shí)間、壓力、溫度分別為2 h、30 MPa、50 ℃時(shí),出油率好,為1.40%,藁本內(nèi)酯含量高,為42.12%。經(jīng)驗(yàn)證該工藝條件穩(wěn)定性良好。楊晶[23]等運(yùn)用梯度提取,GC-MS分析,得到了31種物質(zhì),藁本內(nèi)酯含量占比最高(79.829%)。楊茂華[24]等通過(guò)測(cè)定藁本內(nèi)酯含量,正交試驗(yàn)分析確定了最佳工藝條件:萃取溫度40 ℃,萃取時(shí)間2 h,萃取壓力25 MPa,驗(yàn)證試驗(yàn)RSD為1.2%。工藝穩(wěn)定,有利于工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)施。

3.3 微波輔助技術(shù)

微波輔助技術(shù)[25]是根據(jù)不同物質(zhì)對(duì)微波吸收能力的不同來(lái)提取藥物的一種方法,可以有效提高藥物的提取率,加速細(xì)胞內(nèi)有效物質(zhì)的提取釋放、擴(kuò)散和溶解。李燕[26]等以當(dāng)歸揮發(fā)油提取率為指標(biāo),通過(guò)正交試驗(yàn)研究當(dāng)歸揮發(fā)油的最佳提取工藝為:液料質(zhì)量比4.71∶1、微波輻射時(shí)間150 s、微波功率800 W,溶劑為無(wú)水乙醇時(shí)提取率達(dá)到了11.2%。王希梅[27]等首次比較3種方法(MAE、SD、SFE-CO2)提取當(dāng)歸揮發(fā)油,研究顯示,微波輔助提取速度快,但提取出的揮發(fā)性成分最少,為30種。Yang[28]等建立了一種新的揮發(fā)油提取方法,通過(guò)天然深共晶溶劑輔助微波水蒸餾法提取當(dāng)歸揮發(fā)油,微波功率為600 W、含水量為40%時(shí),揮發(fā)油平均得率為1.39%。

3.4 酶輔助法

酶輔助法目前在當(dāng)歸揮發(fā)油的提取中應(yīng)用較少。張淑丹[29]等通過(guò)單因素和正交試驗(yàn),與GC-MS聯(lián)合分析,以揮發(fā)油得率和Z-藁本內(nèi)酯含量為指標(biāo),優(yōu)化提取工藝。研究表明,最佳提取工藝為:50 ℃,pH 4.5,加入3%的纖維素酶酵解0.5 h,料液比1∶10,浸泡150 min,加熱回流提取10 h。加入酶輔助后揮發(fā)油得率和Z-藁本內(nèi)酯含量均有所提升,分別提高了0.31%和5.6%。

當(dāng)歸揮發(fā)油多樣的藥理作用使其在臨床上有著廣泛的應(yīng)用。當(dāng)歸揮發(fā)油的提取工藝各具特點(diǎn):水蒸氣蒸餾法工藝簡(jiǎn)便但耗時(shí)長(zhǎng);超臨界CO2萃取法環(huán)保無(wú)污染但設(shè)備昂貴;微波輔助技術(shù)設(shè)備簡(jiǎn)單萃取速度快但提取的成分不完全;酶輔助法是一種新興技術(shù),提高了提取效率。總之,當(dāng)歸揮發(fā)油的提取純化技術(shù)還需要持續(xù)創(chuàng)新優(yōu)化,以期進(jìn)一步闡明當(dāng)歸揮發(fā)油發(fā)揮治療作用的物質(zhì)基礎(chǔ),提高有效成分的提取效率,提高中藥材應(yīng)用的安全性等,具有廣闊的研究和應(yīng)用前景。