【背景及概況】[1][2] 茯苓為多孔菌科真菌茯苓 Poria cocos(Schw.)Wolf 的干燥菌核,寄生于松科植物赤松或馬尾松的根莖部位,埋于土壤下 20~30 cm 繁衍而成。茯苓核內(nèi)側(cè)的部分為白茯苓,外側(cè)部分為茯苓皮,帶有松樹根的菌核為茯神。茯苓屬多孔菌科真菌類,茯苓皮是在加工茯苓菌核時剝下的干燥表皮。茯苓作為傳統(tǒng)藥食同源物品,有著悠久的應(yīng)用歷史,其味甘、淡,性平,具有利水滲濕、健脾寧心的作用,常用于水腫尿少,痰飲眩悸,脾虛食少,便溏泄瀉,心神不安,驚悸失眠。茯苓可與多種中藥配伍,代表方有:桂枝茯苓湯、五苓散和四君子湯等,故中醫(yī)有“十藥九茯苓”之說。 茯苓提取物主要化學(xué)成分為:多糖、三萜、脂肪酸、甾醇、酶等。70年代以來,中外學(xué)者對茯苓的化學(xué)成分及生物活性進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)其所含的大量三萜類物質(zhì)具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗炎拮抗醛固酮,誘導(dǎo)分化白血病細(xì)胞系HL- 60等有很好的藥理活性?,F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,茯苓提取物中的三萜類化合物和多糖作為天然活性物質(zhì)具有多種生理活性,如提高機(jī)體免疫力、抗菌、降糖、抗腫瘤等作用。茯苓的美白功效,如茯苓提取物中三萜類化合物對酪氨酸酶具有抑制作用也有報道。茯苓作為中醫(yī)的常用藥物,被廣泛應(yīng)用于各種方劑中,與不同藥物配伍。據(jù)統(tǒng)計(jì),在我國常見中藥處方中,70%使用到茯苓。茯苓具有滲利痰濁、利水滲濕、寧心安神、利濕健脾等功效,這在諸多經(jīng)典傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)著作中均有所體現(xiàn)。值得注意的是,現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對于茯苓提取物的生物活性研究卻主要集中在提高免疫力、抗腫瘤、抗炎等方面,這可能由于中西醫(yī)理論體系的差別造成的。當(dāng)然對于茯苓的傳統(tǒng)功效,如利水(泌尿系統(tǒng))、安神(抗驚厥)等,也得到一部分現(xiàn)代研究結(jié)果的支持。 【成分】[3] 茯苓提取物化學(xué)成分豐富,包括多糖類、三萜類、甾體類、蛋白質(zhì)類、礦物質(zhì)等,其中含量較豐富、活性較明顯的主要是多糖類和三萜類化合物,故大部分的分離鑒定研究也是針對這兩類成分展開。 1. 多糖類化合物 茯苓多糖屬于真菌多糖,為茯苓的標(biāo)志性成分,占茯苓干重的 70%~90%。由于多糖組成和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,不同研究人員從茯苓中分離得到的多糖從分子量到組成到結(jié)構(gòu)有所不同。根據(jù)茯苓多糖的組成可以將其分為兩大類:一類為葡聚糖的均多糖,主要由 β-(1→3) 糖苷鍵連接,其中含有少量(1→6)鏈接的葡聚糖支鏈,也即通常所稱的茯苓聚糖(Pachyma),這一類多糖占據(jù)絕大部分。茯苓聚糖經(jīng)過衍生化可以提高水溶性和生物活性,常見的有羧甲基化、羥乙基化、羥丙基化、硫酸酯化等,其中羧甲基化衍生物(CMP)的生物活性明顯。另一類多糖為由果糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖等組成的雜多糖 。 2. 三萜類化合物 三萜類化合物為茯苓中另一主要活性成分,雖然含量遠(yuǎn)不如多糖高,但其對于茯苓的生物活性也有重要的作用。至今已從茯苓中分離到數(shù)十種三萜類成分,包括茯苓酸、依布里酸等。茯苓三萜類化合物的結(jié)構(gòu)基本上以羊毛甾烷為骨架衍生而成,根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異可以分為以下 6 種結(jié)構(gòu)類型:①羊毛甾烷型;②羊毛甾-8-型三萜,母環(huán) 8(9)位有一雙鍵;③羊毛甾-7,9(11)-二烯型三萜,其母環(huán) 7(8)和 9(11)位各有一雙鍵;④3,4-開環(huán)-羊毛甾烷型,其母環(huán)的 3、4 位 C-C 鍵斷開;⑤3,4-開環(huán)-羊毛甾-8-烯型三萜,是羊毛甾-8-烯型三萜類物質(zhì)3,4 位開環(huán)所形成的;⑥ 3,4 - 開環(huán)-甾 -7,9(11)-二烯型三萜,其母環(huán) 7(8)和 9(11)位各有一雙鍵。 3. 其他 茯苓中還有其他多種化合物,如甾醇、脂肪酸、樹膠、卵磷脂、蛋白質(zhì)等,但其數(shù)量和種類均較少,且缺少明顯的品種特異性,因此對這些化合物的深入研究較少。 1. 免疫調(diào)節(jié) 茯苓的免疫調(diào)節(jié)功能是目前得到最多認(rèn)可的功能,針對這一方面的研究較多。如以茯苓提取物進(jìn)行成分鑒定和體外動物細(xì)胞實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)其中所含的 2-N-乙酰氨基-D-葡萄糖和 6-0-α-D-吡喃甘露糖-D-葡糖糖具有增強(qiáng)免疫的生物活性,可以促進(jìn)小鼠淋巴細(xì)胞的增殖,而三萜類物質(zhì)具有免疫雙向調(diào)節(jié)功能。從茯苓提取物成分中,以 T、B 淋巴細(xì)胞增值模型作為篩選平臺,以淋巴細(xì)胞為靶點(diǎn),應(yīng)用活細(xì)胞檢測方法測定細(xì)胞存活率,對具有免疫調(diào)節(jié)功能的成分進(jìn)行篩選,確定了茯苓多糖降解產(chǎn)物、羧甲基化衍生物和茯苓乙酸乙醋提取物為主要有效部位。且進(jìn)一步的成分鑒定和免疫功能研究結(jié)果表明,茯苓酸等 4 個化合物具有免疫抑制的生物活性。如何提高茯苓免疫調(diào)節(jié)功能也是目前的一個研究方面。茯苓提取物中的水溶性多糖含量較低,對其生物功能造成一定的限制,因此將茯苓多糖進(jìn)行一定的結(jié)構(gòu)修飾后,如羧甲基化、硫酸酯化、羥丙基化、羥乙基化、甲基化等,可得到茯苓多糖多種衍生物,不同程度的改善了其水溶性和生物活性。 2. 抗腫瘤活性 新近的研究發(fā)現(xiàn),茯苓提取物中多糖對腫瘤細(xì)胞有著直接作用,其可以通過影響腫瘤細(xì)胞的信號內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)、抑制腫瘤細(xì)胞 RNA 和 DNA 合成、改變腫瘤細(xì)胞生長周期等方式抑制腫瘤。但是未經(jīng)修飾的多糖生物活性低,對腫瘤的抑制率僅為 0~3%,而修飾后的多糖則有良好的抗腫瘤活性。有研究表明,羧甲基茯苓多糖對小鼠艾氏腹水癌細(xì)胞有直接的細(xì)胞毒作用,其抑制作用是通過抑制 DNA 合成而實(shí)現(xiàn)的,而且抑制作用具有劑量效應(yīng)。從茯苓的菌絲體中提取多糖,然后經(jīng)分子剪裁和硫酸酯化得到硫酸酯化茯苓多糖(SP)。實(shí)驗(yàn)表明,SP 能增強(qiáng)凋亡相關(guān)基因 Fas、Bax 的表達(dá),減少凋亡抑制基因 Bcl-2的表達(dá),對小鼠 S180 腫瘤細(xì)胞有誘導(dǎo)凋亡的作用。三萜類化合物對于抗腫瘤也有較明顯的作用,但與多糖一樣,大部分的研究同樣表明需要對三萜類化合物進(jìn)行一定的修飾,才能提高其抗腫瘤作用。 3. 抗炎消炎 茯苓提取物對于各種不同的炎癥均有較好的抗炎效果,大部分的研究表明茯苓中的三萜類物質(zhì)是抗炎作用的主要成分,其通過抑制磷脂酶(PLA2)而達(dá)到抗炎效果。也有部分研究認(rèn)為茯苓多糖對于抗炎也有一定的作用。 4. 抗氧化 茯苓的抗氧化作用在最近得到越來越多的關(guān)注。氧化作用與多種疾病相關(guān),如腫瘤、炎癥、免疫力下降等,因此抗氧化作用可能是茯苓其他功能的作用機(jī)理之一。茯苓提取物中三萜類化合物,能有效清除超氧陰離子自由基(O2-)、羥自由基(·OH)和過氧化氫(H2O2),且清除率與質(zhì)量濃度存在劑量依賴關(guān)系;進(jìn)一步體外抗氧化實(shí)驗(yàn)表明,茯苓皮三萜具有抑制家雞紅細(xì)胞溶血作用,對小鼠肝脂質(zhì)過氧化產(chǎn)生的丙二醛(MDA)有較好的清除效果。除了三萜類化合物,茯苓多糖也被證明具有抗氧化功能。茯苓在中藥中常作為降糖藥配伍使用。用茯苓粗提物以及其中部分純化組分對 2 型糖尿病小鼠模型進(jìn)行了灌胃處理,茯苓粗提物以及三萜類化合物可以通過加強(qiáng)胰島素的作用而起到降血糖的功效。 5. 對泌尿系統(tǒng)的作用 中醫(yī)認(rèn)為茯苓具有利水滲濕,可治小便不利、水腫脹滿等癥。現(xiàn)代研究表明,這主要與茯苓多糖有關(guān),且對于腎炎、前列腺疾病等都有一定的效果。早在 20世紀(jì) 90 年代,就發(fā)現(xiàn)茯苓多糖對于小鼠的腎小球性腎炎具有抑制作用,其主要是通過抑制腎小球中 C3 沉積。從茯苓中分離得到茯苓酸(Pachymic acid,PA),研究了其對人類前列腺腫瘤細(xì)胞的作用,觀察到 PA 可以顯著減緩腫瘤細(xì)胞的增殖并引起細(xì)胞凋亡,進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn) PA 是通過抑制前列腺素的生成和 AKT活性達(dá)到降低從而引起細(xì)胞凋亡。新近研究分析了茯苓對于腎臟的高滲透壓誘導(dǎo)的水通道 AQP2 表達(dá)的抑制作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn),茯苓可以增加其 m RNA 和蛋白的轉(zhuǎn)錄和表達(dá),表明茯苓可以保持腎細(xì)胞在滲透壓下的水平衡,并且抑制高滲透壓下的細(xì)胞凋亡,從分子理論上解釋了傳統(tǒng)藥物茯苓對于泌尿系統(tǒng)的。 6. 其他作用 目前也有部分研究指出,茯苓具有抑菌、抗乙肝病毒(HBV)、抗移植排斥等作用。 【提取工藝】[2][3] 1. 茯苓多糖的提取:茯苓多糖包括水溶性和堿溶性多糖,傳統(tǒng)上分別采用熱水浸提法和稀堿浸提法。浸提法的工藝流程一般為:茯苓粉碎、脫脂、浸提離心、上清液濃縮、醇沉、除雜、干燥。但水提法多糖的提取率較低,而稀堿浸提方法易抑制茯苓多糖的生物活性。目前常采用新技術(shù)輔助提取,如超聲波、微波、酶法等,或各種技術(shù)的組合應(yīng)用,以提高多糖得率。 1)超聲波輔助提?。撼暡ㄝo助提取技術(shù)主要是在浸提步驟時同時進(jìn)行超聲波處理,以提高細(xì)胞破壁效果。采用超聲波輔助熱水浸提法提取茯苓菌核中的水溶性多糖,得出最佳工藝組合為:固液比 1∶60,超聲時間 25 min,提取溫度 80℃,在此條件下提取率為2.73%,而傳統(tǒng)熱水浸提法的提取率均在2%以下。 2)微波輔助提?。何⒉ㄝo助提取技術(shù)是利用微波加熱導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的極性物質(zhì),尤其是水分子吸收微波能,從而使胞內(nèi)溫度迅速上升,液態(tài)水汽化產(chǎn)生的壓力將細(xì)胞膜和細(xì)胞壁沖破,形成微小的孔洞,進(jìn)而出現(xiàn)裂紋,從而使胞外溶劑容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),溶解并釋放出胞內(nèi)產(chǎn)物,通常也是在浸提步驟輔助利用微波進(jìn)行處理。采用微波輔助提取技術(shù),對茯苓水溶性多糖進(jìn)行提取,采用正交試驗(yàn)優(yōu)化提取工藝,即提取時間 15 min,微波功率 750 W,料液比 1∶30,茯苓多糖得率為 1.80%。 3)酶法輔助提取 酶法提取一般在浸提加入適宜的活性酶輔助細(xì)胞破壁處理,如蛋白酶、纖 維素酶、幾丁質(zhì)酶等。酶法中使用 0.5%木瓜蛋白酶,在 p H6 60℃處理 2 h 后抽率,得到的多糖遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱水浸提法與微波法,可達(dá)到 237 mg·g1。而使用酶法和其他方法的組合方式可進(jìn)一步提高提取率。綜合考慮多糖提取效率提取時間和提取成本等因素的影響,得出提取茯苓多糖的最佳工藝方法為:酶法+微波法。該工藝提取條件溫和,提取方式簡單,提取時間較短,多糖提取效率較高。 4)高效膜分離;有研究利用高效膜分離技術(shù)對茯苓水提液中的多糖進(jìn)行截留,進(jìn)一步干燥得到多糖提取物,但該法得到的多糖含量較低,僅有 0.5%左右。 5) 茯苓多糖發(fā)酵提?。耗壳耙灿性S多研究采用發(fā)酵法培養(yǎng)茯苓菌絲體,從中提取茯苓多糖。該法具有周期短、產(chǎn)量大、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)容易控制等優(yōu)點(diǎn)。 2. 三萜類化合物的提取:三萜類化合物在茯苓中種類較多,但含量相對較少,目前沒有關(guān)于茯苓中三萜類化合物含量的記載,但從文獻(xiàn)中關(guān)于三萜提取物的提取率來看,應(yīng)只占茯苓干重的 1%~2%左右。由于三萜類物質(zhì)的特性,目前經(jīng)常采用有機(jī)溶劑萃取,主要的提取工藝流程為:粉碎-有機(jī)溶劑回流萃取-濃縮。最常見的是采用甲醇或者 95%乙醇進(jìn)行回流萃取,之后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)或加水沉淀。按照上述步驟得到的產(chǎn)物即為粗三萜提取物,也可對粗提物進(jìn)行進(jìn)一步純化,如用氯仿反復(fù)萃取,或乙酸乙酯萃取。采用有機(jī)溶劑萃取一般可以提取到大部分的三萜類物質(zhì),得率可達(dá) 95%。也有一些研究采用其他輔助方法如超臨界 CO2萃取,在最佳工藝條件下,總?cè)苹衔镙腿÷蕿?2.06%,而普通有機(jī)溶劑提取法得總?cè)苹衔镙腿÷?1.39%,萃取率高出 48.2%。 【參考文獻(xiàn)】 [1] 陳宇霞, 張凱, 龔盛昭. 茯苓提取物對酪氨酸酶抑制動力學(xué)及刺激性研究[J]. 日用化學(xué)工業(yè), 2017, 47(6): 317-321. 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