谷維素的研究進展

Research Advance of Oryzanol

文獻標志碼:A

文章編號:1672－688X( 2015)03－0237－04

基金項目:浙江醫(yī)學高等專科學校自然科學研究基金( 2011XZA01)浙江省教育廳科研項目( Y201226142)

收稿日期:2015－04－07

作者單位: 1.浙江工業(yè)大學藥學院，浙江杭州310014

2.浙江醫(yī)學高等專科學校藥學系，浙江杭州310053

作者簡介:劉瑞菊( 1988－)，女，山東菏澤人，從事藥物合成與生物活性研究工作。

通信作者:褚建波，女，高級實驗師，Emial: cjb0118@126.com

谷維素是一類脂溶性的維生素，米糠中的含量很高，尤其是在發(fā)芽的糙米中，故又稱米糠素 ［1］。谷維素是一種廣泛存在谷類植物種子中的天然有機化合物，其是阿魏酸酯的混合物，主要由菜油甾醇阿魏酸酯、環(huán)木菠蘿烯醇阿魏酸酯和24－亞甲基環(huán)木菠蘿醇阿魏酸酯組成 ［2］。

由于谷維素源自天然產(chǎn)物，對人體不僅沒有毒害，還有益于身體健康，故受到了人們的廣泛關(guān)注，更受到了臨床醫(yī)學的青睞。通過大量的臨床實踐得知，谷維素具有以下作用:保護皮膚，降低血糖，抑制機體膽固醇的合成及降低血清膽固醇的含量，調(diào)節(jié)植物神經(jīng)和改善胃腸功能等 ［3－6］。在化妝品中，谷維素對于雀斑療效顯著。作為食品添加劑，谷維素具有較好的抗氧化作用，并且其安全性遠遠高于合成抗氧劑(如丁基羥茵香醚)，因而其可作為合成抗氧劑的替代品在食品領(lǐng)域廣泛使用 ［7］。由于谷維素的廣泛用途，也使研究者們對其制備、分析研究更加重視，進而滿足社會對谷維素的需求。

1　谷維素的用途

1949年美國Oconnor首次從米糠中發(fā)現(xiàn)了谷維素，隨后各國研究者都對其展開了相關(guān)研究，尤其是在醫(yī)藥方面進行了大量的實驗研究 ［8］。而我國谷維素首次試制成功是在1971年，并且近幾年對谷維素的研究也取得了重大進展。

1.1谷維素在醫(yī)藥方面的用途　谷維素在醫(yī)藥領(lǐng)域有著廣泛的應用，并且仍有較大的發(fā)展前景，本文主要從神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、血液及消化系統(tǒng)等方面來概述谷維素的臨床用途。

1.1.1神經(jīng)系統(tǒng)　首先抗炎作用，谷維素對LPO 和COX均具有一定的抑制作用，對弗氏佐劑誘發(fā)引起的大鼠關(guān)節(jié)炎有一定的療效 ［9］。Islam等 ［10］通過葡聚糖硫酸鈉佐劑誘導小鼠結(jié)腸炎癥的模型，證明了谷維素可能是通過抑制NF-κB(在促炎因子基因表達中，其是非常重要的轉(zhuǎn)錄因子，在炎癥發(fā)生時，可以誘導炎癥因子基因的表達)核轉(zhuǎn)移及巨噬細胞中NF-κB的活性，從而顯著降低了炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-6、COX-2 mRNA的表達水平。此外，Sakai等 ［11］采用脂多糖( LPS)刺激人臍帶靜脈內(nèi)皮細胞( HUVEC)誘導炎癥模型，研究了谷維素的抗炎作用，證明谷維素可能是通過抑制血管內(nèi)皮細胞中的NF-κB活性而產(chǎn)生抗炎作用。再者，谷維素對于神經(jīng)衰弱患者和失眠癥患者也有一定的作用，如張朝霞等 ［12］具有睡眠障礙的76例患者為研究對象，將其隨機分為觀察組(給予維生素B和谷維素)和對照組(維持原來的生活狀態(tài)和治療方案)，觀察兩組患者睡眠狀況，該研究結(jié)果是觀察組患者睡眠質(zhì)量的改善率為89.47%，而對照組只有21.05%。此外，實驗觀察發(fā)現(xiàn)，西比靈、心得安聯(lián)合谷維素使用，對于治療神經(jīng)性頭痛的療效要比單獨使用前兩個藥物要好，并且不良反應較少，能夠有效改善患者的臨床癥狀及預后情況 ［13］，由此可知谷維素對于治療神經(jīng)性頭痛也具有一定的療效。

1.1.2心血管系統(tǒng)　隨著生活水平的提高，患有高脂血癥的人越來越多，而谷維素作為降脂藥來研究是目前研究的熱點之一。谷維素具有降血脂作用主要是因為其可以抑制膽固醇的合成及吸收，并能加速膽固醇的異化和排泄 ［14－16］。后來，Ghatak等 ［17］通過白鼠急性高脂血癥實驗模型研究，發(fā)現(xiàn)谷維素能顯著降低白鼠血清LDL、VLDL及總膽固醇量，而使血清HDL量及肝臟抗氧化酶活性明顯提高，并且動脈粥樣指數(shù)也下降了。由此可知，谷維素在高血脂和動脈粥樣硬化疾病的治療方面具有很大的發(fā)展前景。其次抗心律失常作用，彭家庚等 ［18］采用臨床研究實驗，以心律失常患者為研究對象，采用口服谷維素片劑方法來治療。通過研究表明，谷維素對患者的總有效率為88.33%，其中對植物神經(jīng)性紊亂引起的心律失常的有效率為100%，房顫有效率為86.11%。由此可知谷維素可能是通過調(diào)節(jié)植物神經(jīng)，減少內(nèi)分泌平衡障礙、改善機體代謝等作用來治療心律失常的。谷維素與其他藥合用時，抗心律失常的療效有時會更好，并且不良反應少，如谷維素與維生素B 1、復方丹參注射液合用，達到了較好的治療效果，并且無抗心律失常藥的副作用，對心肌細胞還有一定的保護作用，進而滿足了了現(xiàn)代人追求高質(zhì)量生活的要求 ［19］。

1.1.3血液及消化系統(tǒng)　首先抗血栓作用，張偉等 ［20］通過小白鼠實驗研究，發(fā)現(xiàn)谷維素可以抑制ADP誘導的血小板凝聚，抑制了血栓的形成。其次，谷維素對潰瘍及胃炎也有一定的作用，特別是與其他藥物合用，對于潰瘍的治療效果更好，例如谷維素與甲硝唑合用，可以降低胃酸對胃腸黏膜的刺激，進而加速潰瘍的愈合 ［21］。此外，臨床研究還發(fā)現(xiàn)谷維素與胃腸動力抑制藥合用可以用于治療腸激癥，如谷維素與馬來酸曲美布汀聯(lián)合使用，能顯著提高臨床治療效果，降低不良反應發(fā)生率 ［22］。

1.1.4內(nèi)分泌系統(tǒng)　降血糖作用，Chou等 ［23］以小鼠為研究對象，用腹腔注射尼克酰和鏈脲霉素( STZ)胺誘導小鼠產(chǎn)生Ⅱ型糖尿病，然后用谷維素治療，結(jié)果小鼠體內(nèi)的血糖降低了，由此說明，谷維素可以增強機體對胰島素的敏感性，而達到降血糖的作用。谷維素的降血糖機制不是增加胰島素的分泌，而是通過調(diào)節(jié)植物神經(jīng)，提高機體免疫力，提高機體對胰島素的敏感性。Ghatak等 ［24］通過細胞實驗，進一步研究了谷維素降血糖的作用，其發(fā)現(xiàn)谷維素抗氧化作用與糖尿病的治療有關(guān)，由此可見，今后谷維素有可能作為抗氧化劑補充物來治療糖尿病。此外，許多研究表明，谷維素還可以用于治療婦女更年期綜合征，因為其可以作用于下丘腦及大腦邊緣系統(tǒng)，平衡內(nèi)分泌系統(tǒng)，影響激素(如黃體生成素、泌乳素等)的合成和釋放 ［25－26］。陶惠忠等 ［27］報道了谷維素與養(yǎng)血清腦顆粒合用來治療更年期綜合征，可以發(fā)揮顯著的協(xié)同作用，并且無不良反應、使用方便、經(jīng)濟實惠，是有效治療方式之一。

1.2谷維素在食品方面的用途　許多研究表明，谷維素在食品方面也有著廣泛的用途，特別是在功能性食品中，因為谷維素具有降低血脂、防止機體節(jié)律的失調(diào)作用，目前作為功能性食品使用的谷維素產(chǎn)品有谷維素膠囊或丸、谷維素營養(yǎng)油和谷維素飲料。其次，谷維素的抗氧化性可以用于食品添加劑，如面包、餅干、乳制品及肉制品等，防止食品的酸敗、霉變及延長保質(zhì)期，另外谷維素對蔬菜水果還有保鮮的作用 ［2，28］。

1.3谷維素在化妝品方面的用途　1960年日本東京制藥公司生產(chǎn)含谷維素化妝品的問世，是谷維素首次在化妝品中的應用。隨后，許多公司開始研制含谷維素的化妝品。現(xiàn)在谷維素被公認為是皮膚的特殊美容素材，主要是其可以吸收紫外線，可以用于防曬品;并且具有抗氧化作用，對化妝品中易氧化成分起到了保護作用;谷維素還可以抑制黑色素的形成，故其可以用于生產(chǎn)祛斑、淡斑及美白的化妝品;此外谷維素還用于潔面乳、潔面水及珍珠光澤化妝品中。由此可知谷維素備受化妝品界人士的青睞 ［1，7］。

2　谷維素的制備

文獻報道了許多制備谷維素的方法，Rao等 ［29］應用六步法提取米糠油皂腳中的谷維素，其工序中也有柱層析、結(jié)晶及重結(jié)晶，制得純度為90% ( w/ w)、產(chǎn)率為56%～70% ( w/w)谷維素。Indira等 ［30］采用浸提法，以米糠油皂腳為原料，經(jīng)過二次皂化和脫水后，再浸提，純度為40%～45% ( w/w)，產(chǎn)率為80% ( w/w)，該方法優(yōu)點操作減少、反應條件溫和、宜放大。在2007年和2009年分別發(fā)表了有關(guān)谷維素制備的方法研究的綜述，本文在此不再贅述，只對常用的方法進行概述。

2.1弱酸取代法　是利用谷維素溶于堿性甲醇、乙醇而不溶于酸性甲醇、乙醇的性質(zhì)，來分離得到目標化合物谷維素。溶解在米糠油中的谷維素經(jīng)過兩次堿煉后，富集于皂腳中，然后用堿性甲醇溶解皂腳，使妨礙谷維素沉淀的雜質(zhì)沉淀析出，然后再將濾液的pH值調(diào)至弱酸性，谷維素鈉鹽則被還原為谷維素沉淀析出。該方法具有工序少、花費時間短、所用設(shè)備簡單及成本低的優(yōu)點，但是產(chǎn)率較低 ［31］。

2.2甲醇提取法　該方法是將毛糠油直接溶解于堿性甲醇中，進行皂化，然后濾除不溶性非皂化物，將濾液調(diào)為弱酸性，將谷維素鈉鹽還原為谷維素沉淀析出。與上種方法相比，該方法省去了堿煉的工序，避免了堿煉與皂化過程中谷維素的損失，提高了谷維素的回收率 ［32］。

2.3非極性溶劑萃取法　非極性溶劑萃取法原理是利用非極性溶劑在不同pH值時對谷維素的溶解度不同特點，來分離純化谷維素。該方法只需調(diào)節(jié)溶劑的pH值，就可得到純度較高的谷維素，同時還可以得到維生素E、甾醇等非皂化物 ［28］。

3　谷維素的分析方法

谷維素最初的分析方法是分光光度法。在1989年，中國藥典頒布紫外分光光度法( UV)測定谷維素含量方法標準，到目前此方法仍未更新 ［33］。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，一些先進分析技術(shù)將逐漸被用來分析檢測谷維素。本文主要綜述了UV、近紅外光譜法( NIRS)和高效液相色譜法( HPLC)在谷維素分析檢測中的應用。

3.1 UV　UV是最常用的分析方法，其操作簡單、成本低廉，但其專屬性較差，故普遍應用于谷維素原藥純度檢測、谷維素片中有效成分的測定及米糠油中谷維素含量的粗略測定。劉庚貴等 ［34］采用UV法，吸收波長為315 nm，來測定不同產(chǎn)地和不同精煉工藝的米糠所產(chǎn)生的油腳和皂腳中谷維素的含量，為生產(chǎn)天然阿魏酸的企業(yè)提供了參考。

3.2 NIRS NIRS是一種新型的無損檢測分析法，其特點是分析速度快、效率高、無污染、無破壞性、成本低、操作方便等，故其在多個領(lǐng)域都獲得了廣泛應用。Kaewsorn等 ［35］首次采用NIRS來分析測定發(fā)芽糙米中的谷維素，所用的樣品為浸泡24 h或48 h后再在聚丙烯袋中分別培養(yǎng)0、6、12、18、24、30、36和48 h所得的發(fā)芽糙米，將發(fā)芽糙米粗處理后進行近紅外光掃描，通過偏最小二乘法回歸( PLSR)建立預測模型，并用完全交叉驗證法進行驗證，所建NIRS模型的相關(guān)系數(shù)( R2)、交叉驗證均方根誤差( RMSECV)及偏差分別為0.934×10 －5mg·100 g －1、8.84×10 －5mg·100 g －1和1.06×10 －5mg· 100 g －1。該方法用于發(fā)芽糙米中谷維素的分析對發(fā)芽糙米生產(chǎn)企業(yè)及消費者都非常有價值。

3.3 HPLC　該方法是目前應用較多的一種分析法，其測定谷維素含量的原理為以谷維素標準品為外標繪制標準曲線，然后計算樣品中谷維素的含量，其特點是靈敏度高、檢測限底、專屬性強等。徐冉等 ［36］采用HPLC來測定不同品種米糠油中谷維素的含量，色譜條件為ZORBAX NH2柱( 5 m×4.6 mm ×250 mm)，柱溫40℃，紫外檢測器波長324 nm，流動相為無水乙醇，流速0.8 mL·min －1，進樣量10 L;該分析法采用ZORBAX NH 2柱而不用普通的C18鍵合硅膠柱，因為ZORBAX NH 2柱受樣品的污染程度較低，并且還可以使谷維素各成分的保留時間相同。通過對不同品種米糠中谷維素含量的考察，為種植資源的篩選和谷維素的生產(chǎn)提供了參考。

4　展望

綜上所述，谷維素的用途非常廣泛，對人身體健康的益處頗多。隨著生活水平的提高，人們越來越關(guān)注養(yǎng)生保健，而谷維素作為一種無毒無害的天然有機化合物會受到越來越多消費者的歡迎，故其在醫(yī)藥、食品及化妝品領(lǐng)域仍具有較大的發(fā)展前景，尤其是作為功能性食品。人們對谷維素的需求越來越多，必將影響谷維素制備及分析技術(shù)的發(fā)展，為了獲得質(zhì)量高、價格低廉的谷維素，其制備和分析技術(shù)仍具有很大的發(fā)展前景。因此，今后對谷維素用途、制備及分析的研究仍是學者們研究的熱點之一。