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甙与皂甙
力元心语050324
一、甙
1、甙类简述
甙类是一类可用稀酸或酶水解后产生糖和非糖两部分的化合物,非糖部
分称为甙元。甙类多数是无色、无臭的晶体,能溶于水,可溶于乙醇、甲醇,难溶于醚或苯中,有些甙可溶于乙酸乙酯、氯仿中。而甙元则难溶于水,易溶于有机溶剂。
力元提示:①避免与稀酸或酶接触,是保存甙类的重要条件;②甙类的溶解特性,是提取甙类的重要依据。
甙类(glycosides)又称配糖体,生物化学中多称为苷,是由糖和非糖物质结合而成。在植物体内,糖是普通存在的重要物质,而与糖同时存在的各种类型的天然成分都有可能与糖结合成甙,所以甙类在植物界的分布非常广泛。甙的种类繁多、结构不一,其生理活性也多种多样,在心血管系统、呼吸系统、消化系统、神经系统以及抗菌消炎、增强机体免疫功能、抗肿瘤等方面都有不同的活性。许多常见的中草药如人参、甘草、柴胡、黄芪、黄芩、桔梗、芍药等都会有甙类。
2、甙的分类
按甙键原子分类常有氧甙、硫甙、氮甙、碳甙,其中氧甙最常见。
① 氧甙
根据甙元结构又分为醇甙、酚甙、酯甙、氰甙、吲哚甙等。其中以酚甙
居多,如熊果中的熊果甙、天麻中的天麻甙、丹皮中的丹皮甙、虎杖中的白藜芦醇葡萄糖甙、何首乌中的葡萄糖甙及土大黄甙等。
毛莨甙、白头翁的葡萄糖甙、红景天甙、龙胆苦甙等则属于氧甙中的醇甙。苦杏仁甙则属氧甙中的氰甙。
② 硫甙
在十字花科植物中的黑芥子甙、白芥子甙、萝卜甙都属硫甙。
③ 氮甙
如巴豆中的巴豆甙则属氮甙。
④ 碳甙
如芦荟中的芦荟甙即为碳甙,碳甙溶解度小,难于水解。
3、甙的溶解度
甙的分子中由于含有糖基,与甙元相比,具有一定程度的亲水性,而甙元一般呈亲脂性。甙类的亲水性与糖的数目和性质有关。糖基数目的增多,甙元比例相应变小,则甙的亲水性也随之增大,在水中的溶解度也增加。
碳甙与氧甙不同,无论在水或其它溶剂中的溶解性都较小。
4、甙的提取
提取甙时,首先应考虑甙的水解特性。在植物体内,甙类常常与能水解的酶共存,如果在潮湿空气中碾碎中药原材料,或用冷水浸泡原料药粉末,都会使甙与酶发生接触而产生酶解,生成了次级甙或甙元。所以提取甙类时,必须设法抑制或破坏酶的活性,才能提得原存在植物中的原生甙。抑制酶活性的作法包括对新鲜的植物材料迅速干燥(晒干或晾干),若为中药材应避免高温处理。在提取时宜用沸水、甲醇、60%以上的乙醇等溶剂提取,亦可在中药材料中加入一定量的碳酸钙拌匀后再用沸水提取。新鲜的植物材料还可以加硫酸铵水溶液研磨以促使酶变性,达到抑制或破坏酶活性的目的。在提取过程中还要防止与酸、碱的接触以免甙类水解。
力元提示:甙类提取应①在沸水或有机溶剂中进行,避免在冷水中进行;②防止与酸、碱接触;③如果辅以超声提取时,避免过度,因超声的力化学反应虽然能导致酶的灭活,也容易导致甙的水解。但是也有超声法提取甘草皂甙的报道;④沸水提取时,会带来较多杂质,特别是糖类。
二、皂甙
皂甙是存在于植物中比较复杂的甙类化合物。它的水溶液易引起肥皂样
泡沫,且多数具有溶血等特性。
皂甙可分为两大类:甾体皂甙及三萜皂甙。重要的中草药如人参、甘草、
柴胡、商陆、牛膝、桔梗、麦门冬、木通等都属于三萜皂甙。
1、皂甙的性质
(1)性状
在甙类中,皂甙分子量较大,不易结晶,大多为无色或乳白色粉末。多
数皂甙有苦而辛辣味,对粘膜有强烈刺激性。皂甙大多具有吸湿性。
(2)溶解度
大多数皂甙极性较大,易溶于水、热甲醇和乙醇,难溶于丙酮、乙醚。皂甙在含水丁醇中有较大的溶解度,所以丁醇常作为提取皂甙的溶剂。
皂甙有助溶性能,可促进其它成分在水中的溶解。
(3)发泡性
皂甙有降低水溶液表面张力的作用,多数皂甙的水溶液振荡后产生持久性泡沫,如取1g中药粉末,加水10ml,煮沸10min后滤出水液,振荡后产生持久性泡沫(15min以上)则为阳性。
(4)溶血性
皂甙有使红细胞破裂的作用,例如薯蓣皂甙溶血指数为1﹕400000,洋拔葜皂甙为1﹕125000,甘草皂甙为1﹕4000。
皂甙在高等动物的消化道中不被吸收,故口服无溶血毒性。单皂甙溶血作用一般较显著;双皂甙,尤其是中性三萜类双皂甙溶血作用较弱或没有溶血作用;酸性皂甙显示中等程度溶血作用。可见,并不是所有皂甙都破坏红细胞而产生溶液血作用,例如人参皂甙无溶血现象。
2、皂甙的提取
(1)正丁醇提取法是目前提取皂甙的通法,如人参皂甙的提取
甲醇冷浸
甲醇液
浸膏
水液 乙醚液
水液 正丁醇液
总皂甙
(2)甲醇或乙醇提取—丙酮或乙醚沉淀法
由于皂甙在醇中溶解度大,在丙酮、乙醚中溶解度小而被沉淀出来,如远志皂甙提取。
(3)人参皂甙提取实例
人参具有大补元气、复脉固脱、补脾益肺、生精、安神之功能。用于体虚欲脱、肢冷脉微、脾虚食少、肺虚喘咳、津伤口渴、内热消温、久病虚弱、惊悸失眠、阳萎宫冷、心力衰竭、心源性休克。
人参皂甙为人参的主要有效成分之一。
人参皂甙的提取如下:
MeOH提取
回收甲醇,加水
减压回收丁醇
人参总皂甙
减压回收乙醇
正丁醇萃取
活性炭柱,氧化铝柱
人参叶总甙
力元提示:
重庆大学的工作(超声波提取甘草酸的研究)及其参考文献表明:
1、用超声波提取甘草酸(甘草皂甙)有较高的提取率(87.4%)。
2、超声波提取并非能提高所有天然植物有效成分的提取率。
力元050324