人参皂苷的提取与分
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人参皂苷的提取与分离
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首先认识人参和人参皂苷,了解人参皂苷的详细作用和功效,接着研究了人参茎叶
总皂苷含量提取方法,用详细的工艺提取人参皂苷,并且用对显色反应和薄层层析对提
取物进行鉴定,为以后的人参茎叶的开发利用奠定基础。
关键词:皂苷;人参茎叶;鉴定。
Abstract
.
Thefirstginngandginngsaponin,understandingtheroleandefficacy
ofginngsaponinindetail,thenstudytheeffectofginngstemleaf
totalsaponinextractionmethod,withthedetailedprocessofextractionof
ginngsaponin,andudforcolorreactionandthin-layerchromatography
toextractwereidentified,forthefutureofginngstemandleaf
developmentlaysafoundation.
keywords:saponin;ginngstemsandleaves;appraisal;
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目录
摘要...............................................................................................................................3
1.3.4增强学习和记忆能力................................................................................8
1.3.5保护心血管系统..........................................................................................8
4结论.........................................................................................................................16
1绪论
1.1人参概述
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人参系五加科植物人参(PanaxginngC.A.Mey.)的干燥根,人类对人参的利用
在《神农本草经》中已有记载,据今已有2000多年的历史,但人们偏向于对人参根的利
用,而对人参茎叶的开发从近几年才开始。人参茎叶是人参的地上部分,比根具有更高
的人参总皂苷含量,具有补气益肺,祛暑,生津的功能,用于气嘘咳嗽,冒热烦躁,津
伤口渴,头目不清,四肢倦乏等症。
我国是人参的故乡,人参是我国的传统名贵中药,具有对多种疾病防治效果和对人
体滋补强壮作用,已久为世界上驰名中药。其应用历史相当久远,在我国医药史上具有
特殊的地位。人参为五加科人参属植物,通常所说的商品人参是指该植物的干燥根。始
载于《神农本草经》,列为上品,享有“中药之王”的美誉,居东北三宝之冠。在我国
主产于吉林及其周边的东北三省,我国在世界上也是人参重要的主产国和输出国之一。
近年来,无论在人工栽培、采收加工、组织培养,还是有效成分的提取、分离,含量测
定,活性成分,生理机能以及新产品的研制开发等方面,都进了较深入的研究工作,也
取得了一定进展。
1.2人参的化学成分
人参主要含人参皂苷、人参多糖、人参蛋白等生物活性成分,是人参具有“百草之王”美
誉的物质基础。
1.2.1人参皂苷
人参皂苷是人参、西洋参、三七等五加科人参属植物的主要活性成分,主要包括三
种类型:达玛烷型四环三萜皂苷(包括原人参二醇型皂苷和原人参三醇型皂苷)、奥克
梯隆型四环三萜皂苷和齐墩果酸型五环三萜皂苷。
在人参根中的人参皂苷主要分布在表皮上,但人参植株的不同部位总皂苷含量也不
同。
1.2.2人参蛋白
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人参蛋白也是人参的主要成分,蛋白质和多肽在人参的生长、发育及生物功能表达
等方面都起着重要的作用。主要包括:类RNA酶蛋白、核糖核酸酶、几丁质样蛋白、
木聚糖酶、皂苷β-葡萄糖苷酶。
1.2.3人参多糖
人参的化学成分很丰富,除了人参皂苷、人参蛋白外,还含有多种糖类,其总糖含
量为4%-6%。包括单糖、低聚糖和多糖。人参含有丰富的人参多糖,多糖中含多肽,结
合成糖肽。
低聚糖,又称寡糖,根据寡糖的生物学功能可分为功能性寡糖和普通寡糖两大类。
普通寡糖如麦芽糖、蔗糖等可被人体消化吸收,产生能量。而功能性寡糖,因不能被人
和动物肠道吸收,决定了它们独特的生理功能。近年来,国内外对功能性寡糖的研究十
分活跃,其主要生理功能体现在抑制肠道病原菌的生长繁殖,减少有毒发酵产物及有害
细菌酶,预防、治疗便秘、腹泻,清除有害物质、保护肝脏功能,降低血清胆固醇和血
压,增强免疫功能,抗衰老作用等。
1.2.4无机元素
人参含有人体必需的铜、锌、铁、钙、镁、锰、纳、钾等无机元素。近几年来很多
学者认为中草药无机成分与有机成分具有协调作用,已引起人们的关注。
氨基酸
人参中含有丰富的天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨
酸、亮氨酸、赖氨酸、精氨酸、酪氨酸、组氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、胱氨酸、异亮氨
酸等人体必需的氨基酸。
1.2.5其他成分
人参中还富含维生素类、生物碱及核苷类、酮类及黄酮类、聚乙炔醇类、甾醇
类、酶类、木质素类、脂肪酸以及挥发性等有效成分。人参含大量的挥发油,是人参的
特有香气。红参含有微量的人参麦芽醇,具有抗氧化作用。
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1.3人参的生理功能及药理活性
1.3.1增强免疫功能
人参具有调节人体免疫功能的作用,包括增强体内吞噬细胞的活性,刺激机体对
各种抗原产生相应的抗体,促进T淋巴细胞转化增殖等多种形式。
1.3.2抗衰老
人参抗衰老作用是目前颇受重视的研究课题,这是由于自古以来人们就认为人参具
有延年益寿作用[11,12]。另一方面乃由于老龄人口的急剧增加,研究抗衰老药物己是社会
和人们的潜在要求,药理学研究证明[13,14],人参的抗衰老作用是通过增强物质代谢、
提高抗体免疫功能、调节内分泌、抗氧化等多种作用形式来实现的。
1.3.3抗肿瘤
虽然人参抗肿瘤作用研究始于60年代初,但近些年来这项研究才受到学者们的重
视,中国学者最初发现人参多糖对免疫功能具有促进作用,进一步发现人参多糖对多种
动物移植肿瘤有抑制作用[15,16],这种人参多糖制剂,现己正式用于临床治疗。临床实践
证明,人参多糖注射液对胃癌病人有增强免疫功能和延缓病情进展的作用,特别是将其
与放疗和化疗合并应用时,可对抗放疗和化疗引起的造血和免疫功能的抑制,使放疗和
化疗的疗程延长,从而增强了放疗和化疗的疗效。
人参皂苷对人体骨肉瘤U2
OS细胞增殖的抑制作用。研究表明人参皂苷R
f
-R
g1
-
F
1
、PPT显著地促进了U
2
OS细胞的凋亡。其作用通过抑制细胞周期或促进细胞凋亡来
阻止U2OS细胞的增殖[23,25]。
人参皂苷抗癌抗转移作用,主要基于人参皂苷肠内菌代谢物。人参皂苷肠内菌代谢物
及其脂肪酸酯可能是人参皂苷在体内抗癌的真正活性成分[2,4]。人参皂苷Rb1
被结肠内细
菌代谢为MI、MI逐渐水解为20(S)-原人参二醇皂苷[29,30]。如Rb1
、R
b2
、R
c
由结肠内细
菌代谢为MI。MI在肝中进一步生物转化为脂肪酸酯。脂肪酸酯抑制肿瘤作用比MI强,
EMI可能是人参皂苷在体内的真正活性成分。EMI的药代动力学和生理学需要进一步
深入研究。
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1.3.4增强学习和记忆能力
前苏联学者报告人参和五味子都能加速条件反射的建立。近些年来,药理学家们用
防御和逃避性条件反射方法证明,人参皂苷对化学药物引起的记忆获得和记忆巩固不良
均有明显改善作用,但对记忆再现缺失影响不明显。在各种皂苷中,以人参皂苷的作用
最佳,其他皂苷也有一定作用,但药效较差[24,26]。
1.3.5保护心血管系统
对人参活性物质的研究结果表明,人参中对心血管起作用的物质是人参皂苷,它具
有明显的强心作用,能增加心肌的收缩力、减慢心率、增加心输出量和冠脉血流量。
人参皂苷对动脉硬化的抑制作用。抑制酪氨酸激酶活性的药物具有抗动脉硬化的活
性。据陈英杰报道;二醇组人参皂苷中R
a1
、R
b1
、R
d
、R
0
、显示有较强的抑制酪氨酸激
酶活性用;人参皂苷R
b1
、人参皂苷R
d
最强,而三七参苷-R
4
、人参皂苷R
b3
、人参皂苷
R
c
、人参皂苷R
g3
、人参皂苷
Rh2
、竹节参苷-L
8
、人参皂苷-Ia、20(R)人参皂苷-R
h1
、
人参二醇及齐墩果酸显示中等强度的抑制作用。人参皂苷抑制酪氨酸激酶活性的构效关
系为PPD-型皂苷->齐墩果酸皂苷>PPT-型皂苷。
人参皂苷对脂蛋白脂肪酶的激活作用。高血脂,是因为乳糜微滴和低密度脂蛋白的
积累和由于心脏中的脂蛋白脂肪酶活性降低造成的。口服人参皂苷抑制乳糜微滴和低密
度脂蛋白的积累。使血浆和心脏中的脂蛋白脂肪酶活性恢复正常。起到降血清甘油三酯
和胆固醇的作用[2,7,8]。
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2实验部分
2.1实验材料
人参茎叶(干)无水乙醇天平、布氏漏斗、烧杯(100ml、250ml、500ml)、
量筒(10ml、50ml、100ml、250ml)、滴管、漏斗、铁架台、玻璃棒、试管、
滤纸、剪刀硅胶G毛细管氨性醇树脂玻璃板浓硫酸等
2.2人参皂苷的提取分离
2.2.1人参皂苷的提取分离原理
人参皂苷元与多个分子糖结合成苷,具有较强的亲水性,易溶于水和低级醇类,实验室
采用热水提取人参皂苷,提取液加碱(CaO)除杂。再用酸调至中性,上大孔树脂柱,
先用水洗去色素至无色,再用70%的氨性醇洗至无色,人参皂苷便溶于乙醇洗脱,回
收乙醇,便得到人参总皂苷。
人参总皂苷和稀HCl在醇液中进行温和酸水解,可得到三种皂苷元,齐墩果酸、
人参二醇和人参三醇。而不能得到原人参二醇和原人参三醇,这是因为在酸水解过程中
侧链的20-位碳原子上的羟基(-OH)与该链上的双键(C=C)易闭环,而形成带
有三甲基四氢吡喃环的人参二醇和人参三醇。水解后,除去醇、氯仿萃取物经硅胶柱层
析分离即可得到三种单体皂苷元,经重结晶获得纯品,分别与已知皂苷的红外光谱相一
致。
2.2.2人参皂苷提取和苷元分离工艺流程
一.人参皂苷提取工艺
人参茎叶粗粉20g
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热水提取1小时,粗滤,(棉花)
提取液药渣
加0.6g是会乳沉淀,并调至PH9-10,放置10分钟,抽滤
沉淀物滤液
浓硫酸调PH7,放置10分钟。
中性提取液
回收后,上大孔树脂柱,先用水洗至无色,再用
70%氨性醇洗至绿色。
乙醇洗脱液
回收乙醇
人参总皂苷(黄白色)
二.参皂苷元的水解和苷元的分离流程
人参总皂苷
加含5%HCl的50%乙醇液,
加热回流2小时
沉淀水解液
(酸性皂苷元部分)加水稀释,水浴蒸去醇,氯仿萃取
3次(10,5,5ml)
水层氯仿层
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无水NaSO
4
干燥,
回收氯仿
总皂苷元
少量苯溶解,硅胶柱
层析,用苯-乙酸乙脂
(8:2)洗脱
组分Ⅰ组分Ⅱ组分Ⅲ
95%乙醇重95%乙醇重丙酮结晶
结晶3次结晶3次2次
齐墩果酸人参二醇人参三醇
mp299-301℃mp245-250℃mp244-246℃
三.操作方法
人参总皂苷的提取:取人参茎叶粗粉20g,放入烧杯用热水(80℃-90℃)提取1小
时,然后用棉花粗滤,在所得滤液中加入0.6g水石灰乳除杂并调PH9-10放置10分钟
左右,过滤,再将滤液用浓硫酸(少量)调PH7,放置10分钟左右,回收提取液至少
量(5-10ml),再上大孔树脂柱(注:此柱应提前洗好,清洗办法略)先用蒸馏水洗
至无色,再用70%的乙醇洗至无色,分别用小瓶接收。便得到了乙醇洗脱液,回收乙
醇,便得到了人参总皂苷(黄白色)。
人参皂苷的水解
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称取人参皂苷4-5g(不足时由老师提供),加20倍量含5%HCl的50%乙醇溶
液,加热回流2小时,放冷,加0.5倍水,水浴去醇,转入分液漏斗中,用氯仿萃取3
此(10,5,5ml),合并氯仿层,加少量无水硫酸钠干燥,回收氯仿即得总皂苷元。
苷元柱层析分离
称取100-200目硅胶(105℃活化30分钟)50g,用苯做洗脱剂湿法装柱,柱顶
放一层脱脂棉,压上数个玻璃球,放出多余的苯(至高于吸附剂1cm),计算保留体
积。总皂苷元用少量苯溶解上柱,用苯-乙酸乙脂(8:2)洗脱,薄层检识(与苷元标
准品对照)相同组分合并,回收溶剂。齐墩果酸、人参二醇用95%乙醇重结晶,人参
三醇用丙酮重结晶,纯品80℃干燥,收集于小瓶中。
注:由于人参花、叶中人参皂苷含量高且廉价,所以本实验可用人参地上部分作原料
进行实验,脱脂3-4次,由绿变棕红即可,其它操作同前。如果用人参根总皂苷元进
行柱层析,要求学生精制人参二醇进行红外光谱鉴定。若用人参花、叶总皂苷元进行柱
层析分离,则要求学生精制人参三醇进行红外光谱鉴定。
2.3人参皂苷的检识
2.3.1显色反应
醋酐—浓硫酸反应(Liebermamm-Burchand反应)取人参皂苷样品少许,溶于冰醋酸
中,加醋酐—浓硫酸试剂(19:1)数滴,混匀,呈红紫色。
泡沫反应:取人参皂苷样品少许于试管中,加水2-3ml溶解,密塞,用力振摇1分
钟,产生大量持久泡沫。
2.3.2薄层层析
一.人参皂苷TLC:
吸附剂:硅胶G板
展开剂:Ⅰ正定醇—乙酸乙脂—水(8:2:10)上层。
Ⅱ氯仿—甲醇—水(13:7:2)下层。
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对照品:根
x
R、叶
x
R、花
x
R甲醇液(10mg/ml)
显色剂:10%
42
SOH乙醇液(V/V),110℃加热10分钟,至棕红色斑点出现。
二.人参皂苷元TLC
吸附剂:硅胶G板
展开剂:苯—乙酸乙脂(1:1)
对照品:人参二醇、人参三醇、齐墩果酸甲醇液
显色剂:同皂苷
三.光谱数据
齐墩果酸:
IR1
max
cmLKBr:3301,1700
NMR(
3
CDCl)δ:5.30,1.85,1.63,1.24,0.91,0.75
人参二醇:
IR1
max
cmLKBr:3301,1626
NMR(
3
CDCl)δ:3.60,3.13,1.88,1.65,1.33,0.90
人参三醇:
IR1
max
cmLKBr:3340,1617
NMR(
3
CDCl)δ:6.32,4.60,3.62,1.95,1.60,1.30,1.16,1.04,0.90,0.82
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3讨论
1.萃取操作时,注意振摇不能过于剧烈,以防止产生乳化现象。
2.人参皂苷的含量测定经典的方法是将其提取、分离、再与标准品(人参皂苷标准品)
对照进行含量研究。通常用纸层析显色、薄层扫描或HPLC方法,这些方法适合于针对
某一个皂苷的含量测定。但皂苷类化合物在结构上或药理活性有相似之处。所以测得某
一单个皂苷的含量,有时并不能说明问题。苷药理作用相近,某种程度上,总皂苷是各
个皂苷的总和。
3.利用试剂检识皂苷比较灵敏,但专属性较差。
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4结论
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本实验使用溶剂提取法提取人参皂苷并对提取物进行鉴定。人参茎叶中的总皂苷含
量是根中的2-3倍,国内外对人参茎叶皂苷提取工艺的报道很多,但由于制得的人参茎
叶皂苷纯度低,农药残毒含量高,致使人参茎叶皂苷的生产和利用受到限制。
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