全 文 ：青篙药用成分提取分离技术现状
中国科学院化工冶金研究所
生化工程 国家重点实验 室
(北京 1 0 0 0 5 0 ) 赵 兵 ’ 王玉春 欧阳藩
摘 要 综述 了 目前有关青篙 主要化学成分及性质 , 对 国内外青篙药用成分提取分离技术进行 了
总结 , 指出 了存在 的主要 问题及今后的研究 前景 。
关键词 青篙 药用成分 提取 分离
青篙 A rt em is l’a a n n u a L . 中含有多种药
用成分 , 它们具有抗 菌 、抗寄生虫 、解热以 及
促进免疫等作用 , 且毒性极低 , 无副作用 。 我
国学者于 7 0 年代初期首次从 中分离 出的青
简 素 (a r t e m isin in )被 W H O 称 为“世界 上 目
前唯一有效的疟疾治疗药物” 。世界上对青篙
素及其衍生物的研究热潮正在兴起 , 某些研
究结果已显示 出它们对艾滋病等有疗效 〔‘ , 2〕 。
青篙为一年生草本植物 , 在我国分布很
广 , 但青篙素含量一般较低 (0 . 1 %一 0 . 6% ) ,
野生或人工栽培的青篙一般在盛叶期和花蕾
期青篙素含量最高〔3 , ‘〕。 应用基因工程 、细胞
工程等手段提高青篙 素含量 、采用生物反应
器技术大规模组织培养生产青篙素成为世界
上研究的热点 。中科院化冶所 , 中科院植物所
等单位承担的国家 “九 · 五 ”攻关项 目“大规
模植物细胞培养生产青篙素 ” , 利用发根农杆
菌诱导出青篙素含量较 高的青篙发根 , 并进
一步提 高青篙素含量 , 同时研究了适用于青
篙发根及芽培养的新型生物反应器及控制技
术 , 为大规模生产青篙素打下了基础 〔5一 “〕。
目前青篙药用成分分离提取虽然已有几
种方法 , 但大规模提 取中仍然采用传统的有
机溶剂提取等方法 。 随着生物技术 的应用发
展以及青篙素等衍生物的不断开发 , 相关 的
分离提取技术将会对青篙资源的有效利用 、
生物培养等有积极促进作用 。
1 主要药用成分及性质
青篙中的药用成分可分为挥发性和非挥
发性两部分 。挥发性成分主要为挥发油 , 包括
篙酮 、异篙酮 、按油精 、左旋樟脑 、 丁香烯 、旅
烯 、龙脑 、石竹烯氧化物 、倍半褚醇等成分 。其
中樟脑 、龙脑 、丁香烯 、篙酮 、异篙 酮等一般
含量较高〔卜12j 。 挥发油具有解热镇痛 、抗菌
消炎 、止咳平喘等功效 。非挥发性成分主要有
青篙素 、青篙甲素 、 乙素 、丙素及青篙酸 、香豆
素 、黄酮 、豆幽醇等 。 其中青篙素 、青篙 甲素 、
乙素 、丙素均为倍半枯内醋 , 它们的生源关系
均属于 a m o r p h a n e 型 , 其特 征是 A 、 B 环顺
联 , 异丙基与桥头氢呈反式关系 。在青篙素及
青篙丙素中 , A 环碳架均被一个氧原子打断 ,
在青篙甲素 中有两个 甲基均已失 去 , 异丙基
氧化程度最高〔,‘, ‘3 , ‘4〕。
2 提取方法
2
.
1 水蒸气蒸馏 : 主要用于青篙挥发油 。 厦
门产青篙经水蒸气蒸馏 , 脱水得淡黄色油状
液 , 产率 0 . 2 %一 0 . 5 % , 经气相色谱测 定含
有 16 种成分 , 主要为左旋樟脑 (2 4 % ) 、异篙
酮 (1 6 . 7 % ) 、 p一丁香烯 (1 2 . 7 % )等 〔‘2〕。另有报
道 , 出油率为 0 . 2 %一 0 . 25 % , 除含上述成分
外 , 还有 a 一旅烯 、月桂烯 、柠檬烯等 20 余种成
分 〔的 。 将四川产青篙切碎 、 经水蒸气蒸馏得绿
黄色油状物 , 产率 0 . 29 % , 含 26 种元 素 , 主
要 成 分 为 樟 脑 (2 3 . 2 5 % ) 、 龙 脑 (2 1 . 3 0 % )
等〔‘2〕 。 提取荷兰产青篙挥发油主要成分为篙
酮 (6 3 . 9 % ) 、篙醇 (7 . 5 % ) 、 a 一愈创烯 (4 . 7 % )
,
A d d r e s s Zha o B in g
, 副研究员
,
In s tit u t e o f C he m ie a lM e ta llu r g y
,
Ch in e s e A e a d e m y o f S e ie n e e s
,
B eijin g
, 负责和参加完成 了多项 中科院重大项 目 , 并 已取得 专利 4 项 、中科院院级鉴定成 果 2 项 。 目前正· 五 ”攻关项 目“植物细胞大规模培养生产青篙 素研究 ” , 主要从 事新 型生物 反应器及青篙中药用成分提取研男九兵家国赵行进。在究
.
7 8 4
.
等 〔‘5 , ‘6〕 。
2
.
2 有机溶剂浸提法 : 是 目前广泛使用的提
取方法 。 有机 溶剂 主要有 醇类 (甲醇 、 乙醇
等 ) 、醚类 (乙醚 、石油醚等 ) 、烷类 (正己烷 、环
己烷 、二氯 甲烷 、氯仿等 ) 。
以北京市售 的青篙叶末为原料 , 加乙醇
浸泡 , 浓缩后用 2 % N a O H 除去酸性部分 , 立
即用水洗至中性 , 脱水浓缩至膏状 , 加聚酞胺
粉用 4 7 % 乙醇浸泡 , 浸取液浓缩后用乙醚提
取 〔“〕。 P a m ie g o 等 〔‘, 〕将新鲜的组织培养产物
破碎后 , 用甲苯提取 , 过滤后减压浓缩物用 甲
醇 溶解 , 再 用 0 . 2 % N a OH 在 50 ℃溶解 30
m in
, 接着用醋酸中和 。 V o n w ille r 等 〔‘8〕用干
燥 的青篙茎及叶为原料 , 在室温下用 甲醇提
取 , 机械搅拌 24 h 后过滤 , 滤液减压蒸馏 , 用
乙醇提取 2 次 , 加碳酸钠溶液提取 , 用浓盐酸
调至 p H 一 l , 在室温下再用乙醚提取 3 次 , 提
取物用无水硫酸钠脱水 , 减压蒸发至干 。浓缩
物用含苯磺酸的甲醇液溶解 , 搅拌反应 3 d 。
实验中发现青篙中含有的脂肪酸室温下在有
酸催化剂存在时易被 甲醇醋化 , 而其 中的青
篙酸却保持不变 。 上述方法不仅可 以单独提
取青篙酸 , 而且可以 同时提取青篙素 。用沸 乙
醇提取青篙素及青篙酸 , 蒸发除去乙醇后 , 浓
缩物用溶剂洗涤 , 去除其中的非极性物质 , 但
在提取洗涤过程中青篙酸损失近半 , 同时亦
给青篙酸的进 一 步纯化造成困难 〔1 9 ’2的 。
K la y m a n 等〔21, 2 2〕用 乙醚 、石油醚等提取
得到含青篙素等多种成分的粗品 。 Bro w n 〔2 3〕
将组织培养产物在液氮下破碎 , 然后在索 氏
提取装置中用乙醚提取 ,减压蒸发除去溶剂 。
K la ym a n 等〔绷将从 中国引种在美 国生长 的
青篙破 碎后 , 以低 沸点溶剂提取 , 如二氯 甲
烷 、 氯仿 、 乙 醚 、 丙酮 、石 油醚 (3 O℃ 一 60 C )
等 , 结果表 明石油醚效果最好 。干青篙用沸腾
的石油醚提取 48 h , 减压蒸发得到的黑色糖
浆状物 , 再用氯仿溶解 , 并同时加入乙睛去除
其中的蜡状物 , 过滤 , 减压蒸发得到膏状青篙
素粗品 。
Si ng h 等 〔24j 进行了半工业规模分离提取
《中草药》1 9 9 8 年第 2 9 卷第 H 期
试验 。 以 50 k g 欧洲产青篙叶末为原料 , 用正
己烷为溶剂在室温下提取 , 减压浓缩 , 用硅胶
柱层析进一步分离纯化 。 E ls o hly 等〔2 5 , 2 6 , 进
行了大规模提取青篙素研究 。 以干青篙叶末
为原料 , 正己烷为溶剂 , 置索 氏提取器中提取
48 h
, 蒸发脱 除有 机溶剂后 的浓缩物在 正己
烷 一乙睛体系 中提取 3 次 , 用 N a CI 将 乙睛提
取物 甲的水脱除 , 减压蒸发去乙睛得到 黄色
浓缩物用于进一步分离精制各种成分 。 试验
共处理 40 O kg 青篙叶末 , 得到青篙素 ,4 85 9 ,
产率 0 . 12 % ;青篙酸 2 . 12 k g , 产率 0 . 53 % ;
青篙素 B 1 7 o g , 产率 0 . 0 4 % 。
2
.
3 超临界流体提 取 : 葛 发欢等 〔2 , · 28j 对 黄
花篙化学成分进行研究 , 表 明青篙素的超临
界 C O : 萃取提取率较传统工业生产 中的溶
剂法 (汽油及稀乙醇 )提高 n %一 59 % , 较传
统汽油法提高 2 倍以上 , 提取时间大大缩短 ,
成本降低 , 控制不同温度 、压力 、时间 , 还可得
到十八醇等成分 。
3 分离及精制
青篙素粗品一般 采用重结 晶 、柱层 析等
方法加 以分离 〔2 9〕 。 将乙醚提取粗品用硅胶柱
层析分离 , 采 用石油醚 一 乙酸 乙醋为洗脱剂 , ’
分别得到了青篙甲素 、 乙素 。酸性粗品中还得
到了黄酮 甲 、香豆素 、及黄酮乙 。 青篙汽油提
取后的残渣 , 加乙醚提取 , 提取液用硅胶柱层
析得到了 青篙丙素 。 水蒸气蒸馏得到的挥发
油通过减压分馏 (1 8 m m ) 、硅胶柱层析 , 分别
得到 了左旋樟脑 、异篙酮 、俘一丁香烯 、茨烯 、 p-
旅烯 〔, ‘, 。 用稀 乙醇提取 、氯仿处理得到了淡
黄色针状蓑若亭结晶 。 又从氯仿液 中得到了
香豆素无 色结晶 、 3 , 5 二经基 一 6 , 7 , 3 , 4 一四 甲
氧基黄酮结晶 、万寿菊甲醚柱状结晶 。氢氧化
钠液提取后的中性部分经氧化铝及硅胶柱层
析 , 再经薄层法制备得到 5 经基 一 3 , 6 , 7 , 3 , 4 -
五 甲基黄酮结晶 〔” 。 将含青篙素及青篙酸的
粗品 中的脂肪酸转化为非极性脂 , 然后用乙
醚提取 , 碳酸钠溶液提取 , 得到的粗青篙 酸通
过短 闪烁 硅胶柱 (S ho r t fla s h s ilie a e o lu m n )
去除有色极性物质 , 再用 乙睛 一 乙醚结晶得到
一
7 8 5
.
青篙酸纯品 。 这种方法大大地提高了青禽酸
的 回收率 。 第一次碱 、醚提取后 残液用柱层
析 、重结晶得到 了青篙素纯品〔1 8〕。 用硅胶柱
层析 、重结 晶得青篙 酸无色结晶 、青篙素 B 、
青篙素 , 再用结晶 、重结晶方法得到了青篙素
纯品〔2 5〕 。
4 结语
目前青篙药用成分提取收率低是造成资
源浪费的重要原因 。大规模生产 中 , 挥发油主
要采用水蒸气蒸馏提取 , 减压蒸馏分离 ;非挥
发性成分主要采用有机溶剂提取 、柱层析及
重结晶分离 。 尽管进行 了一些其它提取分离
方法研究 , 如超临界萃取 , 但 由于投资大 、难
于工业放大 、成本高等 问题未能用于大规模
生产 。
青篙药用成分多为胞 内产物 , 提取时有
效成分从胞内释放 , 扩散进人提取介质的快
慢是影响回收率和操作成本的主要因素 。 如
果在提取时采用超声波破碎 、强化传质等方
法 〔30j , 同时采用生化反应工程原理提高传质
性能 , 仍有可能在改进现有设备及工艺的基
础上大大提高回收率以及经济效益 。
由于青篙组织培养技术的迅速发展 , 研
究从各种细胞 , 组织培养产物 中直接提取分
离青篙素等药用成分亦有重要意义 。
参 考 文 献
1 谢德玉 , 等 . 植物学报报 , 1 99 5 ; 12 (4 ) : 28
2 王存志 , 等 . 中草药 , 1 9 9 6 ; 2 7 (4 ) : 25 3
3 李 典鹏 , 等 . 广西植物 , 1 9 9 5 ; 1 5 (3 ) : 2 54
4 钟凤林 , 等 . 中国 中药杂志 , 1 9 9 7 ; 2 2 (7 ) : 4 0 5
5 L iu C
,
et a l
.
Bi o t e e hn o l L e t t e r s
,
1 9 9 7 ; 19 (9 )
:
9 2 7
6 L iu C
, e t a l
.
P r o e e ed in g s o f th e F o u r th A s ia
一
P a e ifi e
B io e hem ie a l E n g in e e r in g C o n fe r e n e e
,
B ie jin g
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1 9 9 7 :
1 1 5
7 蔡 国琴 , 等 . 生物工程学报 , 19 95 ; 1 1 (4 ) : 3 1 5
8 秦 明波 , 等 . 植物学报 , 19 94 ; 3 6 (增 刊) : 1 6 5
9 刘鸿呜 , 等 . 药学学 报 , 19 8 1 ; 1 6 (1 ) : 6 5
1 0 钟裕冬等 . 中药通报 , 1 9 8 3 ; 8 (6 ) : 3 1
1 1 屠哟哟 , 等 . 药学学报 , 1 9 8 1 ; 1 6 (5 ) : 3 6 6
1 2 彭 洪 , 等 . 中药 材 , 1 9 9 6 ; 1 9 (9 ) ; 4 5 8
1 3 冯文宇 , 等 . 中草 药 , 1 9 9 0 ; 2 1 (8 ) : 38
1 4 谢德玉 , 等 . 中草药 , 1 9 9 5 ; 1 2 (4 ) : 28
1 5 W
o e r e n b ay H J
, e t a l
.
Fla v o u r F r a g r a n e e J
,
1 9 9 3 , 8
(3 )
:
1 3 1
1 6 C h a r ls D J
, e t a l
.
J E s s e n t ial 0 11 R e s
,
1 9 9 1 ; (3 )
:
3 3
1 7 P a n ie g o N B
, e t a l
.
J E n z ym e M ie ro b ial T e eh n o l
,
1 9 9 6 ; 1 8
: 5 2 6
1 8 V o n w ille r S C
, e t a l
.
Pla n ta M ed
,
1 9 9 3 ; 5 9
:
5 6 3
1 9 R o th R J
, e t a l
.
C hem ic al E d u e a tio n
,
19 8 9 ; 6 6
:
3 4 9
2 0 R o r h R J
, e t a l
.
P la n t a M e d 1 9 8 7 ; 5 3
:
5 0 1
2 1 K laym a n D J
.
S e ie n e e
,
1 9 8 5 ; 2 2 8
:
1 0 4 9
2 2 K laym a n D J
.
e t a l
.
J N a t P ro d
,
1 98 4 ; 4 7 (4 )
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2 3 B r ow n G D
, e t a l
.
J N a t P r o d
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1 9 94 ; 5 7 (7 )
: 9 7 5
2 4 S in g h A
, e t a l
.
P la n t a M e d
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J N a t P r o d
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2 6 E ls o hly H N
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Ph a r m a e e u tie a l R e s
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2 5 8
2 7 葛发欢 , 等 . 中药材 , 1 9 9 4 ; 17 (8 ) : 3 1
2 8 葛发欢 , 等 . 中药材 , 1 9 9 5 ; 1 8 (6 ) : 3 1
2 9 安银岭主编 . 植 物化学 . 哈 尔滨 : 东北林业大学出版
社 , 1 9 9 6 : 3 3 9 1
郭孝武 . 中草药 , 19 9 3 ; 2 4 (1 0 ) : 5 4 5
(1 9 9 8
一
0 6
一
1 0 收稿 )
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