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莽草酸的研究新进展

周涛周敏王晓平(中国矿业大学化工学院江苏徐州

【摘要】本文主要综述了八角茴香中莽草酸的产量影响因素,药理功能,作用机制和生产状况,对比分析了几种常见的提取工艺,并对莽草酸的发展前景和提取工艺的改进进行了展望。

【关键词】八角茴香莽草酸应用研究

引言

莽草酸(SA)化学名[3R-(3,4,5)]-3,4,5-三羟基-1-环己烯-1-羧酸,分子式C7H10O5。

相对分子质量:174.15;是合成抗禽流感药物磷酸奥司米韦(商品名达菲)的原料。

莽草酸有着非常重要的药理作用:如它能抗炎、镇痛,是抗病毒和抗癌药物中间体。据北京中医药大学药理研究室前期研究发现:莽草酸有明显抗血栓形成作用;可抑制动、静脉血栓及脑血栓形成。莽草酸的最新应用是用于制造药物“达菲”的重要原料。专家称“达菲”是目前世界上对付禽流感的唯一武器。

1莽草酸的提取

1.1莽草酸的提取工艺

在液相色谱条件下,对于不同提取方法所得到的莽草酸的提取液进行测定其中莽草酸的含量[1],结果表明索氏提取效率最高。另外微波提取以及超声提取效果也稍微优于回流提取。但是可以看出它们之间的差别不是很大。在这几种提取方式中索氏提取装配比较麻烦,微波提取和超声提取的提取成本比较高不便于推广也不便于大规模的运行,所以在实际生产操作中采用回流提取效果不错,而且可以大大节省能源以及资金成本。

1.2影响莽草酸提取率的因素

1.2.1固液比对莽草酸产量的影响

结果表明[1],当液料比为20~25倍时,莽草酸的提取率最高。液固比过小,溶剂不能有效润湿样品则莽草酸的提取效率不高;而液料比过大,会减缓提取液对流的速度,使细胞破碎程度下降,从而降低有效成分的提取率。

1.2.2提取次数对莽草酸产量的影响

莽草酸的提取量随着提取次数的增加而增大。但是提取次数大于3次,莽草酸的提取量的增加微乎其微。所以考虑生产成本以及效率等方面的因素,可以采用3次来提取八角茴香中的莽草酸[1]。

1.2.3其他因素对莽草酸产量的影响

此外,有关温度、原料粒度和提取时间对莽草酸产量的影响,刘永友等[4]学者作出了部分总结,基本可知温度提高,原料粉碎度越高,增加提取时间有利于莽草酸产量的提升。并通过与时间效率,生产成本等因素的综合考虑,得出在100℃,原料粒度40目,提取时间100min的条件下比较适合实际工业化生产。

2莽草酸的药用价值和作用机制[2]

莽草酸(SA)存在于大量高等植物或微生物中。SA分子是合成许多生物碱、芳香氨基酸、吲哚衍生物与手性药物(如抗病毒药)的原料。

2.1抗菌抗肿瘤

1987年日本学者[3]发现由SA甲酯合成乙二醛酶Ⅰ抑制剂的类似物对海拉细胞株和埃希利腹水癌有明显的抑制作用,能延长接种白血病细胞L1210的小鼠的存活时间,且毒性相对较低。另一SA衍生物对须发癣(ATCC9972)有一定的对抗作用。证明SA衍生物具有抗菌、抗肿瘤作用。

2.2抗血栓形成

SA及其衍生物对心血管系统的作用表现在抗血栓形成和抑制血小板聚集的作用。马怡等[4]报道SA对二磷酸腺苷(ADP)诱导大脑中动脉栓塞(MCAT)模型大鼠的血小板聚集率有较强的抑制作用;静注和肌注SA均使小鼠血凝时间延长。胶原引起的血小板聚集与花生四烯酸(AA)的释放和代谢有密切的关系,SA是通过影响花生四烯酸代谢,抑制血小板聚集,抑制凝血系统而发挥抗血栓形成的作用。

2.3抗脑缺血

SA及其衍生物具有改善脑缺血作用,主要表现在缩小大鼠局灶性脑缺血后脑梗死体积、降低神经功能评分、减轻脑水肿程度,增加缺血区脑血流量等指标,表明SA可通过调节自由基的代谢,保护局部性脑缺血损伤。

3莽草酸的市场生产状况

据统计,我国种植品八角茴香年产量约5万t左右,广西为主产区,产量约占全国产量的70%以上。种植八角茴香多用于食品调料,提取八角茴香油生产工业香料等。据报道,全世界90%以上的八角茴香资源源于我国。野生八角有一定的毒性,不能直接食用,由于其莽草酸的含量高达10%以上,故多用于工业提取莽草酸。[5]

4莽草酸的前景展望

近年来,利用生物工程从微生物的代谢中获取莽草酸也取得了很大的进展,比起从植物中提取分离莽草酸具有更高效、更经济的优势,如酶法和半仿生提取法等,这样可解决达菲的主要中间体来源。另外学者邬浩杰[6]提出将超临界超临界流体萃取法应用于中药的提取,此法具有能同时完成萃取和蒸馏两步操作,分离效率高,操作范围广,便于调控,选择性好传导速率快,操作温度低,不发生氧化变质等优点。

综上所述,这些新技术具有传统方法无法比拟的优点对提高中药制剂质量、减少服用剂量、提高生产效率、降低环境污染等方面起到积极的推动作用,我们可以尝试将其应用于莽草酸的分离和提取,并对各种不同新技术的提取效率作出对比,研究不同条件对实验结果的影响,总结出危害最少,效率最高,成本最低的提取途径。

参考文献

[1]刘永友,廖晓峰,于荣.八角茴香中莽草酸的提取工艺研究[J].食品研究与开发,2008,29(5):88-93.

[2]吕圭源,倪竹南等.莽草酸及其衍生物的药理作用和机制研究[J].中华中医药学刊,2008,25(2):386-387.

[3]JungM.Conversionofshikimicacidinto2-crotonyloxymethyl-(4R,5R,6S)-4,5,6-trihydroxy-cyclohex-2eneanalogousⅠinhibitor[J].Ibid,1987(40):720.

[4]MaYi,SunJianning,XuQiuping,etal.InhibitoryEffectsofShikimicAcidonPlateletAggregationandBloodCoagulation[J].ActaPharmaceuticaSinica(药学学报),2000,35(1):1-3.

[5]张中朋.八角茴香、莽草酸生产市场概况[J].中国现代中药,2006,8(4):41-42.

[6]邬浩杰.新技术在中药提取中的应用进展[J].浙江中西医结合杂志,2008,18(7):461-463.