五倍子单宁提取纯化及生理活性的研究进展_江凯

Chinese Gallotannins （CGTs）； extraction； purification； physiological activity
0 引言
五倍子 （Galla chinensis） 为倍蚜科昆虫角倍蚜 或 蛋 倍 蚜 在 其 寄 主 漆 树 科 植 物 盐 肤 木 （Rhus chinensis） 、 青 麸 杨 （P.potaninii） 或 红 麸 杨 （R. punjabensis） 等树上形成的干燥虫瘿。 五倍子产于亚 洲东部和北美洲的美国、 加拿大等国家。 我国是五 倍子主产国， 产量约占世界总产量的 95%， 其中四 川、 贵州、 湖南、 湖北、 陕西和云南 6 省的产量占 全国总产量的 80%左右[1]。
2 五倍子单宁的生理活性
单宁特殊的化学结构和化学特性赋予了单宁特 有的生理活性， 近年来五倍子单宁已成为国内外的 研究热点。
随着工业化程度的不断提高， 各种有机合成物 质的不断增多， 环境致突变物对人类健康造成了严 重威胁， 随着人们对致癌机制认识的不断加深， 人 们意识到化学防癌能有效的抑制突变和癌变， 因此 寻找具有抗突变作用的天然产物成为研究热点。
（Department of Biology and Food， Zhejiang Pharmaceutical College， NingBo， Zhejiang 315100， China） Galla chinens is a traditional Chinese herb. Chinese gallotannins （CGTs） are the main bioactive and the most compounds， which have a research area including extraction， purification， antioxidant， antimutagenicity， bacteriostat， component analysis， and structuralidentification. This paper reviews the methods of extraction and purification， physiological activity of CGTs.
1 五倍子单宁的提取 纯化
单宁属于强极性的有机化合物， 通常使用水— 低级醇、 水—丙酮等较强的溶剂进行提取， 工业上 常选用水作为提取溶剂。 丙酮水溶液是常见的单宁 提取溶剂， 其特点是对单宁的溶解能力强， 能够破 坏植物体内鞣质 - 蛋白质的连接键， 使得单宁大量 浸出， 而且丙酮也易于从浸提液中回收得到单宁的 水溶液。 Chavan U D 等人[6]探讨了不同溶剂对单宁提 取率的影响， 发现 70%酸性丙酮的提取率最高。 甲
五倍子单宁提取后， 浸提液中含有单宁和其他 类型的化合物， 需要进行进一步提纯， 单宁在分离 过程中极易发生氧化、 降解、 聚合等反应， 因而单 宁的分离纯化比较费时， 且有一定的难度。 五倍子 单宁的主要分离纯化方法如下[11]：
（1） 有机溶剂法。 通常将单宁的水溶液先用乙 醚或者氯仿等溶剂萃取， 除去弱极性成分， 然后再 用乙酸乙酯、 正丁醇来萃取得到单宁成品[12-13]。 帅益 武等人[14]比较了溶剂萃取和 Ca2+ 离子沉淀对五倍子单 宁纯化效果， 研究表明有机溶剂法萃取的鞣质纯度 达 到 89.15% ， 而 离 子 沉 淀 法 得 到 的 鞣 质 纯 度 为 46.89%。 沉淀分离法虽然减少了有机溶剂的使用量， 大生产安全性好， 但是， 一方面过滤过程中单宁的 损失较多， 另一方面离子沉时 pH 值波动较大， 很容 易造成单宁被氧化从而影响产品的得率和纯度。 张 强等人[15]用溶剂法提纯工业单宁酸， 通过对萃取温 度、 搅拌时间和粒度等条件探索， 并采用乙酸乙酯、 丙酮、 乙醇的复合有机溶剂以配比的方式萃取单宁 酸粗提液， 使得工业单宁酸的纯度达到 90%以上。
（3） 薄层层析法。 薄层层析常用于混合物的分 离、 提纯及含量的测定[18]。 它是将吸附剂均匀地铺在 玻璃上， 形成薄层， 把分离的样品点在薄层上， 然 后用适宜的溶剂展开， 使混合物得以分开的方法。 该方法用量少、 展开快、 分离能力强， 可用于单宁 的制备型分离。
纤维素薄层层析常用的展开剂有乙酸水溶液和 正丁醇—乙酸—水 （4∶1∶5， 上层）。 在国外， 前 者可用于二聚缩合单宁和可水解单宁的纯化分。 硅胶薄层层析多用苯—甲酸乙酯—甲酸体系作为展 开剂， 不同的比例对应不同聚合体单宁的分离。 李 春远等人[19]研究了五倍子的化学成分， 利用硅胶柱色 谱及薄层色谱对五倍子分离纯化， 得到十种化合物， 分别为棕榈酸、 月桂酸、 2- 羟基 -6- 十五烷基苯甲 酸、 棕榈酸 -1,3- 二甘油酯、 白果酚、 4- 羟基 -3甲氧基 - 苯甲酸、 β- 谷甾醇、 肉豆蔻酸、 没食子酸 和正二十五烷。 刘萍等人[20]分别用硅胶薄层层析和聚 酰胺薄膜层析对五倍子进行鉴别， 由于五倍子单宁 的极性较大， 五倍子的硅胶薄层色谱产生拖尾式的 长条； 而用聚酰胺薄膜层析得到的效果图色泽鲜艳、 斑点整齐规则， 易于观察。
（2） 柱层析法分离。 柱层析是目前分离纯化单 宁的最主要方法， 常用羟丙基葡聚糖凝胶 （Sephadex LH-20） 柱层析法和大孔吸附树脂层析法。
Sephadex LH-20 柱层析法主要用于不同聚合度 单宁的分离， 分离效果不受凝胶过滤的影响。 Fang Tian 等人[16]将五倍子的乙酸乙酯提取物溶于乙醇后上 Sephadex LH-20 柱进行分离， 以乙醇—水—丙酮为
在临床上均有较好的疗效[3]。 五倍子的化学成分主要包括单宁、 没食子酸、
五倍子油、 树脂、 蛋白质、 脂肪物质、 淀粉、 蜡质、 矿物质等， 它们的组成随种类、 产地、 成熟程度不 同而有较大差异[4]。 五倍子单宁是五倍子的主要功能 成分和含量最多的成分， 五倍子单宁含量可达 70% 以上， 其中角倍类含单宁 56%~68%； 肚倍类含 70% ~80%[5]。 本文综述了近年来五倍子单宁的主要研究进 展。
五倍子中含量最多的组分。 CGTs 的研究涉及到提取纯化、 抗氧化、 抗突变、 抑菌、 组成成分分析、 结构鉴定等。 综
述了 CGTs 的提取纯化方法及生理活性的研究进展。
关键词： 五倍子单宁； 提取； 纯化； 生理活性
中图分类号： S
文献标志码： A
doi： 10.3969/jissn.1671-9646（X）.2013.05.001
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梯度洗脱， 得到 10 个组分。 其中经无水乙醇洗脱得 到 组 分 F1； 乙 醇 水 （225 ∶225） 洗 脱 得 到 组 分 F2-F6； 经 乙 醇 水 （3 ∶2） / 丙 酮 洗 脱 得 到 组 分 F3-F7。 进一步的 HPLC-ESI-MS 分析得到： F2-F8 依次为 1 GGs， 没食子酸、 2GGs， 二棓酸、 3GGs， 4GGs， 5GGs； F9 为 6-7GGs， 二棓酸乙酯组成的混 合 物 ； F10 为 8-10GGs， 除 2GGs 和 4GGs 外 ， 1-7GGs 均有异构体存在。
收稿日期： 2012-12-10 作者简介： 江 凯 （1985— ）， 男， 人， 硕士， 助教， 研究方向： 食品营养与卫生。
2013 年第 3 期
醇 - 水也是良好的溶剂且可以避免单宁被氧化。 单 宁在提取时应避免使用铁、 铜、 铝等金属容器， 同 时温度控制在 50 ℃以下。
五倍子单宁提取方法包括水浸提、 超声波辅助 提取、 微波提取、 加压提取和超临界萃取等。 孔琪 等人[7]用水作为提取溶剂， 在提取温度 50 ℃， 料液 比 1∶18， 提取时间 1.5 h 条件下， 五倍子鞣质得率 为 43.52%。 柳世萍[8]在五倍子提取单宁酸的工艺研究 中发现， 采用恒温水提， 每次提取 1 h， 提取 6 次以 上， 单宁酸提取率达到 50%左右。 姜萍等人[9]采用超 临界 CO2 萃取五倍子单宁， 在一定的压力、 温度、 时间及 CO2 和夹带剂乙酸乙酯条件下， 连续萃取分 离， 得到最佳工艺条件为： 压力 25 MPa， 萃取温度 44 ℃， 时间 120 min。 在该条件下五倍子单宁得率 为 57.83%， 该方法操作简单， 无毒无害， 适用于热 敏性差的活性物质提取， 但设备要求较高。 姜宁等 人[10]采用 3 因素 4 水平试验设计进行微波辅助提取五 倍子中单宁酸的研究， 结果表明， 在料液比 1∶30， 微波功率中高火， 提取时间 4 min 条件下， 单宁酸得 率达到 61.49%以上。 微波提取省时且效率高， 优于 传统的水提法。
文章编号： 1671-9646 （2013） 05b-0001-04
2013 年第 3 期
No.5 May.
五倍子单宁提取纯化及生理活性的研究进展
江凯
（浙江医药高等专科学校 生物与食品系， 浙江 宁波 315100）
摘要： 五倍子是中国的一种传统中药， 五倍子单宁 （Chinese Gallotannins， CGTs） 是五倍子的主要功能成分， 并且是
网络出版时间：2013-04-25 09:33 网络出版地址：/kcms/detail/14.1310.S.20130425.0933.001.html
农产品加工（学刊）
第 5 期 （总第 317 期） 2013 年 5 月
农产品加工 （学刊） Academic Periodical of Farm Products Processing
陈晓光[21]系统研究了五倍子有效成分的癌化学预
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农产品加工（学刊）
2013 年第 3 期
防作用， 同过建立多个癌化学模型， 验证五倍子有 效成分的抗突变， 抗肿瘤作用。 五倍子对环磷酰胺 引起的小鼠骨髓嗜多染红细胞微核形成有明显抑制 作用， 10 μg/mL 五倍子提取物能明显抑制苯并芘 （B(a)P） 对中国仓鼠肺细胞 V79 的恶性转化， 且量效 关系明显； 在体内能抑制苯并芘诱发 A/J 小鼠肺腺瘤 的形成； 对 B(a)P 引起的 ZBs 细胞增殖 Ki-67 表达亦 呈明显的抑制作用。 实验表明五倍子有效成分能保 护 DNA 染色体免受损伤， 抗突变作用机制在于通过 影响细胞的癌基因， 维持细胞正常增值和代谢平衡。 谢道刚等人[22]发现五倍子的水溶性提取物在 v79 细胞 染色体畸变实验中显示出抑制黄曲霉毒素 B1 的致突 变作用， 当质量浓度在 75， 150， 300 和 600 μg/mL 内， 五倍子提取物对黄曲霉毒素 B1 诱发细胞突变和 细胞染色体畸变和中具有明显的抑制作用， 随着提 取物浓度增加， 细胞突变和染色体畸变数目明显减 少， 显示出一定的量效关系。