花椒生物碱提取、含量测定及药理作用研究概述

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边甜甜,辛二旦,张爱霞,司昕蕾,李越峰甘肃中医药大学,甘肃省中药质量与标准研究重点实验室,甘肃 兰州 730000摘要:花椒性温味辛,药食两用,其生物碱成分具有广泛药理作用,在药品及食品方面有较好的开发前景。我国花椒资源丰富,深入研究其有效成分将推动产业经济的转型及提升。本文对花椒生物碱的提取、含量检测及药理作用研究现状进行梳理,为花椒的高效利用提供参考。关键词:花椒;生物碱;提取;含量测定;药理作用;综述DOI:10.3969/j.issn.1005-5304.2018.11.033中图分类号:R285.5;R284.2 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2018)11-0135-03 Review of Extraction, Content Determination and Physiological Activity of Alkaloids from Zanthoxyli Pericarpium

BIAN Tian-tian, XIN Er-dan, ZHANG Ai-xia, SI Xin-lei, LI Yue-feng Gansu University of Chinese Medicine, Key Laboratory of Standard and Quality of Chinese Medicine Research of Gansu, Lanzhou 730000, China

Abstract: The property of Zanthoxyli Pericarpium is warm and the taste is spicy, which can be used as food as well as medicine. Its alkaloids have a wide range of pharmacological activity and have good prospects for development in medicine and food. The resources of Zanthoxyli Pericarpium in China are abundant, and the intensive research on its active ingredients can promote the transformation and upgrading of industrial economy. This article reviewed the research status of extraction, content determination and physiological activity of alkaloids from Zanthoxyli Pericarpium, in order to provide references for efficient use of Zanthoxyli Pericarpium.

Keywords: Zanthoxyli Pericarpium; alkaloid; extraction; content determination; physiological activity; review 花椒为芸香科植物青椒 Zanthoxylum schinifolium Sieb. et Zucc.或花椒 Zanthoxylum bungeanum Maxim.的干燥成熟果皮,主要功效为温中止痛、杀虫止痒[1]。目前,花椒药效物质研究主要集中在挥发油、酰胺和生物碱方面。生物碱作为花椒主要活性物质,其组成丰富,主要有喹啉衍生物、异喹啉衍生物、喹

诺酮衍生物及苯并菲啶衍生物[2],具体包括白屈菜红

碱、白鲜碱、茵芋碱、香草木宁碱等[3-4],具有抗炎、镇痛、抗病毒、抗肿瘤、抗血小板凝结、抗氧化等药理作用[5]。兹就花椒生物碱的提取、含量检测及药理作用研究现状进行梳理,为花椒的高效利用提供参考。

基金项目:国家自然科学基金(81460611);教育部科学技术

研究重点基金(212186);甘肃省自然科学基金(1010RJZA212、

145RJZA076);甘肃省财政厅高校基本科研业务费专项基金

(2013-2);兰州市科技局项目(2014-1-188);甘肃省中医药

管理局科研课题(GZK-2015-57)

通讯作者:李越峰,E-mail:[email protected] 1 提取提取是中药有效成分研究的基础,选择合理的提取方法将获得更多的目标产物,对后期研究具有重要的意义。花椒生物碱的提取多采用乙醇作为溶剂。关荣琴[6]设计单因素和正交试验对乙醇提取花椒生物碱的各因素进行比较,发现提取因素对花椒生物碱提取率影响作用为乙醇浓度>pH 值>提取温度>

提取时间,并得出最优条件为70%乙醇溶剂、料液比

1∶20、温度 60 ℃、pH值为3、提取 3 h,得率可达

0.889 8%。王雅等[7]采用超声波辅助法,响应面法考察花椒生物碱提取率的影响因素,得出最优条件为

79%乙醇、料液比 1∶16 g/mL、超声功率 233 W、提取时间 11 min,得率可达 1.19%。张丙云等[8]采用响应面法对花椒果皮中生物碱的提取条件进行优化,发现在液固比22∶1、超声功率 250 W条件下用超声辅助双水相体系提取花椒果皮46 min最优,生物碱得率为 18.87 mg/g,在得率和纯度方面均高于回流提取法,提示超声波辅助溶剂提取效果较好,可将二者结合用于花椒生物碱提取。

一些研究将花椒生物碱和挥发油作为指标,探索同时提取2 种有效物质。石雪萍等[9]采用水蒸气蒸馏法同时提取花椒精油和水溶性生物碱,得出料液比1∶15、浸泡时间 3h、pH 值为2、提取 3 h条件下花椒精油和生物碱得率最高,分别为3.25 mL/g、4.36%。吴素玲等[10]将漂烫杀青处理后的新鲜青花椒和干花椒作为原料,对其生物碱和精油采用3种方法同步提取,酸性染料比色法测定提取液的总生物碱含量,发现 3种方法花椒精油得率无明显差异,而采用不同的方法提取生物碱得率存在差异,其中微波干法提取精油后用75%乙醇渗漉法提取生物碱较为理想。

此外,花椒生物碱的提取方法还有索氏提取法[11]、超临界 CO2 萃取法、大孔树脂法[12]等。上述研究提示,若目标产物仅为花椒生物碱,可采用超声提取法,该方法简单方便且提取率高;若目标产物包括花椒挥发油等多种有效成分,可将挥发油和生物碱的提取方法相结合。此类研究提高了花椒有效成分的综合提取率,使资源得到高效利用。

2 含量测定 关荣琴等[13]采用酸碱滴定法测定不同品种花椒中的生物碱含量,并建立花椒生物碱提取液的紫外扫描图谱,比较花椒和青椒生物碱差异,推测出2 种花椒中的生物碱成分部分相同,为不同来源花椒指纹图谱的建立研究奠定了基础。李洋等[14]将完整花椒颗粒作为研究对象,采用近红外光谱分析技术对其所含生物碱及挥发油进行定量分析,对花椒品质评价及质量标准的建立具有一定意义。

酸性染料比色法常用来检测花椒中生物碱的总量,较酸碱滴定法操作简单,且能在一定程度上控制人为因素所导致的误差。任振华[15]采用该方法对不同种质的花椒生物碱含量进行测定,发现韩城的大红袍花椒总生物碱含量最高,达2.951 mg/g,得出花椒生物碱在果实发育初期含量处于较高水平,而在果实成熟后期会有所降低,并采用高效液相色谱法对花椒中的生物碱单体吴茱萸次碱、小檗红碱和乙氧基白屈菜红碱进行测定。吴素玲等[16]对酸性染料比色法测定花椒中生物碱含量方法进行改进,通过测定本底的吸收值校正测定结果,排除生物碱外的化合物在紫外区产生强吸收的干扰,使结果更准确。

此外,还可采用薄层荧光扫描法、高效毛细管电泳法等进一步测定花椒中生物碱含量。目前,花椒生物碱含量测定研究多立足于生物碱总量的测定,而对于其具体药效单体指标的含量测定研究报道较少,可作为今后研究的重点。 3 药理作用3.1 抗炎镇痛花椒生物碱具有抗炎镇痛作用。Tsunozaki M 等[17]发现花椒可用于治疗牙疼和类风湿关节炎,通过抑制Aδ机械痛觉感受器来达到止痛的作用而被称为“牙疼树”。石雪萍等[18]研究花椒生物碱的镇痛和抗炎作用,发现中浓度花椒生物碱对小鼠因热刺激而引起的疼痛具有较强抑制作用,高浓度花椒生物碱对热刺激引起的疼痛和二甲苯所致小鼠耳肿胀均有较强的治疗效果。刘宏超[19]研究花椒水煮液对炎症大鼠的镇痛作用,发现花椒水煮液可明显延长炎症大鼠后爪缩爪反应潜伏期,从而达到镇痛效果,其中茵芋碱等生物碱成分可促进其镇痛作用。提示花椒生物碱抗炎镇痛作用较明显,可考虑用于抗炎镇痛类新药开发。

3.2 抗肿瘤

叶白宽等[20]发现,青花椒中的青花椒碱具有抗肿

瘤作用。白锦雯等[21]采用药物诱导肝癌造模,流式细胞术观察青椒碱对肝细胞 DNA 合成的影响,得出青椒碱可通过抑制癌前病变肝细胞的 DNA 合成,阻止细胞分裂,对实验性肝癌具有治疗作用。另有研究报道,花椒对白血病有一定的治疗效果,抗癌效果较强,尤其对病毒所引起的癌症效果显著[22]。3.3 选择性抑菌杨纯瑜[23]发现,花椒果皮中含有茵芋碱、青椒碱和白鲜碱,药理实验结果表明,花椒水提物可抑制星形奴卡氏菌的生长。关荣琴[6]选用滤纸片法对花椒生物碱的抑菌作用进行了研究,结果表明,当浓度低于

5.9 mg/mL时花椒生物碱的抑菌活性相对较弱,当其浓度达到 23.6 mg/mL 时抑菌效果较好,抑菌圈直径可达到 20.2 mm,提示花椒生物碱对金黄色葡萄球菌具一定敏感度。上述研究提示,花椒生物碱具选择性抑菌作用,对防腐剂等产品开发具有一定意义。3.4 抗氧化

王雅等[7]研究花椒生物碱抗氧化和抑制酪氨酸酶的活性,发现花椒生物碱对 DPPH 自由基清除和抑制酪氨酸酶活性的半抑制浓度分别为 0.059 9、

1.212 mg/mL,提示花椒生物碱可在一定程度上对DPPH自由基清除和抑制酪氨酸酶活性产生作用。3.5 其他

花椒生物碱具有止痒[18]、抗血小板凝集作用[24]。

此外,Yang G H等[25]发现,花椒属植物所含白屈菜生物碱和喹啉类生物碱可对乙肝病毒产生抑制作用。提示花椒生物碱所含的相同成分可能具有类似作用,尚待进一步研究。

展望我国花椒资源丰富,种类繁多。近年来国内外对于花椒的研究越来越多,其作为传统中药的地位逐渐受到重视,花椒从药用资源和使用安全的角度均具有较大优势。鉴于花椒广泛的药理作用,其医药方面的开发前景良好。生物碱为花椒的主要活性成分之一,对其深入研究有利于充分发挥花椒价值,开发高附加值产品。

花椒主要活性成分挥发油、酰胺和生物碱均具有较好镇痛抗炎、抗菌作用,因此,探索能同时高效提取挥发油、酰胺和生物碱的方法,将成为花椒资源高效利用的新切入点。此外,后续研究可考虑提取、分离、鉴定发挥主要作用的有效物质,从而富集花椒的有效成分,开发出具有相关药效的产品。参考文献:

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(收稿日期:2018-01-31)

(修回日期:2018-02-26;编辑:向宇雁)

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