熊果酸的生物活性及其提取工藝的研究進展

劉柯彤, 陶亮亮, 馬雄, 劉軍海

（陜西理工學院化學與環境科學學院，陜西 漢中 723001）

熊果酸的生物活性及其提取工藝的研究進展

劉柯彤, 陶亮亮, 馬雄, 劉軍海

（陜西理工學院化學與環境科學學院，陜西 漢中 723001）

介紹了熊果酸的生物活性，綜述了近年來熊果酸提取工藝的研究進展，重點討論了提取工藝的研究熱點及存在的問題，探討了其今后的發展趨勢。

熊果酸; 生物活性; 提取工藝

熊果酸(Ursolic acid)，又名烏蘇酸、烏索酸、α-香樹脂醇，是一種弱酸性五環三萜類化合物。熊果酸純品為白色針狀結晶(乙醇中結晶)，味苦，其基本骨架是多氫蒎的五環母核，分子式為C30H48O3，分子量為 456.68，熔點為 285～287℃，不溶于水和石油醚，易溶于乙醇、甲醇、吡啶等[1～2]。

熊果酸在自然界分布很廣，如苦丁茶、冬凌草、車前草、枇杷等植物中均含有，是多種天然產物的主要活性成分。熊果酸具有多種生物活性，日本等國家已經將其作為天然抗氧化劑應用于食品中。本文簡介了熊果酸的生物活性，綜述了熊果酸提取工藝的研究進展，重點討論了提取工藝研究中存在的問題，并指出其今后的發展方向，旨在為熊果酸生產與研究提供參考。

1 熊果酸的生物活性及其應用

熊果酸具有廣泛的生物活性，尤其在抗癌、抗腫瘤、抗氧化、保肝和降血脂等方面有顯著作用，因此熊果酸越來越引起科研人員的關注。隨著對熊果酸研究的逐漸深入，其應用范圍不斷得到拓展。

1.1 抗腫瘤作用

熊果酸具有顯著的抗腫瘤作用，對腫瘤形成和生長階段具有預防和抑制作用，對多種致癌、促癌物有抵抗作用，對多種惡性腫瘤細胞有顯著的毒副作用，對多種腫瘤細胞體內、外均有抑制作用，對癌細胞分化具有誘導作用[3～5]。可以預見，熊果酸可能會成為很有前景的抗腫瘤新藥。

1.2 抗氧化作用

熊果酸的抗氧化作用對人體的抗衰老、皮膚祛斑和祛色素等都有顯著作用。1983～2004年，日本有關熊果酸的29篇專利中，有10篇就是關于熊果酸在皮膚美容保健方面的應用。作為生產化妝品的原料，熊果酸性質穩定，顏色和氣味可保持很久，而且有很好的觸摸感，因此，在美容、護膚等領域應用潛力巨大。

1.3 對肝炎的作用

熊果酸對急性實驗性肝損傷有明顯的保護作用，臨床表現為血清谷丙轉氨酶含量下降、肝細胞變性、壞死等生理現象明顯減輕；對于恢復肝功能具有見效快、療程短、效果穩定等特點。熊果酸在制備治療病毒性肝炎藥物中不論單獨使用，還是與其它藥物配合使用，在治療病毒性肝炎方面效果都很顯著。

熊果酸可有效治療病毒性肝炎，是抗病毒性肝炎藥的主要活性成分之一。如熊筱娟等[6]研究了熊果酸抗急性肝損傷的作用，結果發現急性肝損傷模型組與正常對照組比較，各項指標差異均有顯著性；熊果酸組與模型組比較，血清ALT、AST、MDA明顯降低，光鏡下肝細胞脂肪變性，水樣變性明顯減輕，表明熊果酸對D-氨基半乳糖(D-Ga1N)誘導的急性肝細胞損傷的保護作用與其阻止肝細胞壞死、抗氧化作用有關。

1.4 抗菌抗病毒作用

熊果酸能導致細胞生存能力下降，抑制 G+和G-菌以及真菌生長，并對殺滅和抑制變形鏈球菌組及牙周病原菌具有明顯的效果。熊果酸還能抑制HIV-1蛋白酶活性，增強免疫功能，發揮抗HIV的作用。

此外，熊果酸還具有抗瘧、抗高血脂、抗血管形成、降血壓、降血糖、利尿，以及減少放化療之后對造血系統的損害等作用，因此在醫藥、保健食品、飲料、護發素和頭發生長劑等方面應用廣泛。可以預見，熊果酸開發、利用的前景十分廣闊，很有可能成為一種有前途的抗腫瘤、抗肝炎藥物。

2 熊果酸提取工藝研究進展

2.1 回流提取法

回流提取法是用乙醇等易揮發的有機溶劑提取原料成分，將浸出液加熱蒸餾，其中揮發性溶劑餾出后又被冷卻，重復流回浸出容器中浸提原料，這樣周而復始，直至有效成分回流提取完全。

回流提取分單次和多次提取，采用單次提取得到的提取率不高，而多次提取可以很好地解決這個問題。如蒙大平等[7]研究了苦丁茶老葉中熊果酸的提取工藝，結果表明采用85℃水浴溫度，液固比為16∶1，乙醇濃度為80 %，水浴提取2次，每次2.15h，熊果酸得率可達 45.65μg·g-1。谷芳芳[8]等以山楂為原料，得到最佳提取參數為：乙醇體積分數95%，提取溫度85℃，提取時間110 min,液固比5∶1，提取次數3次,在該條件下,熊果酸提取率為 93.47%。

回流提取法需消耗大量的溶劑，提取液在蒸發鍋中受熱時間較長，而藥液長時間受熱，很容易使其中的有效成分發生改變。如何有效解決好這些問題以減少提取過程溶劑的消耗及其中有效成分的損失，將是今后回流提取法發展亟待解決的問題。

2.2 超聲波提取法

超聲波傳遞過程中存在著正負壓強交變周期，在正相位時，對介質分子產生擠壓，增加介質原來的密度；負相位時，介質分子稀疏、離散，介質密度減小。也就是說，超聲波并不能使樣品內的分子產生極化，而是在溶劑和樣品之間產生聲波空化作用，導致溶液內氣泡的形成、增長和爆破壓縮，從而使固體樣品分散，增大樣品與萃取溶劑之間的接觸面積,提高目標物從固相轉移到液相的傳質速率。

用超聲波提取法提取熊果酸，提取率要高于傳統的溶劑提取法。如相延英等[9]用95%乙醇超聲波提取3次，浸膏分別用石油醚、1%氫氧化鈉溶液和水洗滌，再用無水乙醇加熱溶解，加活性炭回流脫色，過濾后用熱乙醇反復洗滌殘渣，得白色片狀結晶，用熱甲醇重結晶得純品。結果，從 200g枇杷葉原藥材中得到0.85g熊果酸結晶，所得熊果酸純度為94.0%。劉素君等[10]以優選肉果秤錘樹葉中熊果酸的提取工藝為目的，以熊果酸得率為指標,采用正交試驗法對提取過程中提取方法、乙醇濃度、料液比3個因素進行考察,并測定其含量，得出最佳工藝為：95%的乙醇、1∶8的料液比、超聲提取。可以看出，該工藝提取肉果秤錘樹葉中熊果酸省時省力,且含量和收率都較高。李坤平等[11]以齊墩果酸和熊果酸得率為指標,對超聲波強化溶劑提取姜味草中齊墩果酸和熊果酸工藝進行了研究,結果表明,以乙醇為溶劑,超聲波強化提取的最佳條件是：體積分數為 90%的乙醇、固液比 1∶15、功率 360W、頻率40 kHz、超聲波提取2次，每次20min，齊墩果酸和熊果酸總得率為0. 732%。

超聲波提取可以利用超聲波振動的能量強化擴散過程，使溶劑容易浸入固體，固體溶質容易從固體內部擴散到固液界面，從而加速了萃取過程，且超聲波具有絮凝作用，使浸出液容易澄清過濾。但缺點是受超聲波功率限制，大規模生產的經濟性不好，大功率超聲波的安全性也有待驗證。

2.3 微波提取法

微波萃取的機理是：由于吸收微波能，細胞內部溫度和壓力迅速上升，細胞破裂，有效成分自由流出。微波所產生的電磁場加快被萃取部分成分向萃取溶劑界面擴散速率，從而使萃取速率提高數倍，同時還降低了萃取溫度，最大限度保證萃取的質量。

如高岐等[12]用微波加熱的方法，從中藥材蛇舌草中提取了熊果酸。通過正交試驗，確定了微波提取蛇舌草中熊果酸的最佳工藝條件：料液比1∶20、提取功率為440W、提取時間3min，得率為2.288%。曾小明[13]以獼猴桃為原料，采用二次回歸通用旋轉組合試驗設計方法,探討了微波提取獼猴桃熊果酸的工藝參數,得出最優萃取工藝為：乙醇濃度72. 82%、萃取時間 18. 92 min、萃取溫度 90℃、固液比4.22∶25(W∶V)。此萃取條件下,熊果酸得率達到5.66%±0.01%, RSD=0.43%(n =5)。

微波提取可有效地保護有效成分，提取速率快，大大縮短了操作時間；具有產率高，溶劑用量少，無污染等優點，所以具有很大的發展潛力和應用前景。微波提取技術在實驗室已經比較成熟，但用于規模化生產尚存在一定的問題，原因是對提取工藝放大過程的研究不夠，需引起研究者的注意。此外，對微波提取機理以及動力學等方面的研究也亟待解決。

2.4 超臨界萃取法

超臨界萃取法是利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關系，即利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進行的。在超臨界狀態下，將超臨界流體與待分離的物質接觸，使其有選擇性地把極性大小、沸點高低和分子量大小不同的成分依次萃取出來。萃取過程一般分為：流體壓縮→萃取→減壓→分離四個階段。

以超臨界CO2為溶劑從原料中提取熊果酸，操作范圍廣，可有針對性提取有效成分，同時萃取同蒸餾合為一體；不需要溶劑，無污染，產品純度高。如劉艷輝[14]采用超臨界技術萃取車前草中的熊果酸，得出最佳條件：萃取壓力20MPa、粒度420μm、溫度 40℃、 CO2流量 20 L·h-1、萃取時間 3 h、95 %乙醇用量為物料干質量的30 %，產品得率為4.17 %。

與傳統法相比，超臨界流體萃取具有操作簡便快速、溶劑用量少、提取時間短、有效成分提取率高、測定時無雜質干擾等優點。通過改變萃取壓力、溫度或添加適當的夾帶劑，還可改變萃取劑的溶解性和選擇性。但缺點是操作壓力高、能量消耗大、設備放大時制造成本高，如何解決這些問題還有待于進一步研究。

2.5 常溫超高壓提取法

在超高壓狀態下不僅能促進化學反應，還可以改變一些物質的表面狀態、分布排列以及物理性能。在生物提取過程中超高壓能加快反應速度，縮短提取時間，提高產品得率。如縱偉等[15]以大花紫薇為原料，對2α-羥基熊果酸的提取工藝進行優選，得到的最佳工藝條件為：超高壓壓力300 MPa、保壓時間5 min、乙醇體積分數90%、固液比1∶15、提取3次，產品得率為0.415﹪。

常溫超高壓提取法具有提取率高，提取時間短，節約溶劑，提取物雜質少、生物活性高等優點。但是，對設備有較高的要求，一次性投資大，對大型企業很適用。

2.6 索氏提取

索氏提取法是將粉碎的固體物質放在濾紙套內，置于提取器中，提取器的下端與盛有溶劑的圓底燒瓶相連，上接回流冷凝管。然后加熱圓底燒瓶，使溶劑沸騰，蒸氣通過提取器的支管上升，被冷凝后滴入提取器中，溶劑和固體接觸萃取出部分物質，含有萃取物的溶劑經虹吸回燒瓶。如此重復，使固體物質不斷為純的溶劑所萃取，將萃取出的物質富集在燒瓶中。

高曉旭等[16]采用索式提取法，以熊果酸提取率為指標，對提取工藝進行了研究。結果表明，乙醇體積分數為 85%、提取溫度為 88℃、提取時間為120 min、液固比為8∶1、提取次數為2次時，熊果酸提取率為92.5%。

索氏提取是實驗室常用的一種有效的溶劑回流提取方法，具有節省溶劑、無中間反復濾過帶來的損失等優點；而且提取較完全，實驗重復性好，適合于提取中藥親脂性強、加熱不易變化的成分。但此法花費時間長、效率不高，因此，它的應用還有一個不斷發展完善的過程，對存在的一些問題需要作進一步探討和解決。

2.7 其他提取方法

隨著現代分離技術的發展，新的熊果酸提取工藝不斷被開發出來，如滲漉法，微波預處理-回流提取聯合工藝法，沉淀法等。

滲漉法是在藥粉中添加浸出溶劑使其滲過藥粉，自下部流出浸出液的一種浸出方法。當滲出溶劑滲過藥粉時，由于重力作用而向下移動，上層的浸出溶劑或稀浸液不斷置換濃溶液，形成濃度階梯，使擴散能較好地進行，故浸出效果優于浸漬法。滲漉法在室溫的條件下就可進行，操作方法簡易，沒有相變發生，因此比較節能。如周韻麗等[17]采用滲漉法提取長春花中的熊果酸，苯滲漉液中加入6%酒石酸作液-液逆相萃取，將長春堿及長春新堿從有機相轉移到水相，而熊果酸依然留在苯滲流液中。滲漉法操作所需的時間很長，對藥材的粗細要求較高，且有一定的污染。

微波預處理-回流提取聯合工藝是綜合了微波技術與傳統提取工藝的優點，克服了傳統工藝提取時間較長、所用溶劑量較大等不足之處。為此，楊俊紅[18]等為揭示微波輔助技術強化中草藥提取過程的機理，針對微波預處理-回流提取聯合工藝，建立了提取動力學方程，并利用該方程模擬了山楂提取實驗。結果表明，目標成分的提取量比未處理工藝分別提高了 51.0%和47.7%。此方法大大加快回流提取的速度。

沉淀法是指在混合組分的溶液中加入與該溶液能互溶的溶劑，通過改變溶劑的極性而改變混合組分溶液中某些成分的溶解度，使其從溶液中析出。與傳統的提取方法相比，目前對于它的研究還不多。因此，其應用還有一個不斷發展完善的過程，對存在的一些問題需要作進一步探討和解決。

3 結語

熊果酸具有鎮靜、抗炎、抗菌、抗糖尿病、抗潰瘍、降低血糖等多種生物活性，極有可能成為低毒高效的新型抗癌藥物，在醫藥、食品和化妝品等領域有著廣泛的應用。隨著人們生活水平的日益提高，以及對綠色化學品的重視，將會有更多的研究者從事這方面的工作，有關熊果酸的提取及其生物活性的研究報道也會越來越多。

回流提取法是比較成熟的工藝，但其消耗溶劑量大的問題亟待解決。超聲波提取法、超臨界萃取法和常溫超高壓法是目前提取熊果酸研究較多的工藝，有關這方面的報道也很多，這些研究更多的是提取工藝的優化；此外，要加大應用方面的研究工作；與此同時，熊果酸的純化需引起研究者的注意，因為高純度的熊果酸具有更廣泛的應用。熊果酸作為重要的天然綠色化學品，其良好的生物活性是無容置疑的，因而極具發展潛力，開發和利用熊果酸資源將會產生巨大的社會效益與經濟效益。

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Research Progress on Biological Activity and Extraction Process of Ursolic Acid

LIU Ke-tong, TAO Liang-liang, MA Xiong, LIU Jun-hai
(College of Chemical & Environment Science, Shaanxi University of Technology, Hanzhong723001, China)

The biological activities of Ursolic Acid were introduced briefly, and research progress on extraction process of Ursolic Acid was reviewed. The research focus on extraction process and problems were discussed emphatically, and the development direction was discussed also.

ursolic acid；biological activity；extraction process.

R 284.2

A

1671-9905(2010)08-0041-04

劉柯彤（1988-），女，陜西榆林人，化學工程與工藝專業08級本科生

2010-03-03