甘草的研究概況

馬鴻雁，鄧雨嬌，馬倩，王靜宜，許潤春

1 甘草的基本概況

2010版《中國藥典》收錄了豆科植物甘草GlycyrrhizauralensisFisch.、脹果甘草Glycyrrhizainflata Bat.或光果甘草Glycyrrhizaglabra L.的干燥根和根莖。甘草的種質資源具有多樣性（甘草及其近緣植物的總和），全世界甘草屬植物29種6變種，中國分布14種2變種，其分布范圍也很廣泛[1]，多生長在干旱、半干旱的草原、沙漠或丘陵地帶，我國野生甘草植物,從東北的黑龍江、遼寧、吉林,華北的河北、山西、內蒙古,西北的陜西、甘肅、寧夏、青海直到新疆的拜城均有分布,主產區在寧夏、甘肅及內蒙古。另外,在我國云南、山東、四川等地也有少量野生甘草分布[2]。

2 甘草的化學成分

甘草的主要成分為三萜皂苷類（主要是甘草酸）、黃酮類、香豆素類、生物堿類、多糖類和氨基酸等，三萜皂苷和黃酮類是其主要活性成分[3]。

2.1 三萜皂苷類

甘草的根和根莖中存在多種三萜皂苷，如：甘草酸、甘草次酸、甘草內酯及異甘草內酯等[4]。

甘草酸是甘草的甜味成分，主要存在于甘草的根莖和根部，是甘草的主要成分，由甘草次酸及2分子葡萄糖醛酸所組成。甘草甜素可能以鉀鹽或鈣鹽形式存在于甘草中。不同產地甘草中以新疆產烏拉爾甘草、光果甘草含甘草酸量最高，而其他產地相對較低。甘草酸量在不同種類中也不同，烏拉爾甘草中含量最高，并與光果甘草、脹果甘草和黃甘草呈顯著差異[5]。

劉育辰等[6]分別采用體積分數為95%、50% 的乙醇水溶液對甘草GlycyrrhizauralensisFisch.藥材進行提取得到浸膏，利用硅膠、Sephadex LH－20 凝膠、RP－18、MCI等柱色譜分離純化，根據理化性質和波譜學數據進行結構鑒定，共得到分離鑒定了33種化合物，并首次從甘草中分離得到白樺脂酸和齊墩果酸。

2.2 黃酮類

甘草中的黃酮大致可分為水溶性黃酮和脂溶性黃酮。甘草黃酮類成分因連有異戊烯基后會使得其脂溶性增加。目前，從甘草屬植物中已發現黃酮及其衍生物300多種，它們的基本母核結構類型有15種，其中包括黃酮、異黃酮、查爾酮、雙氫黃酮、黃酮醇、雙氫黃酮醇、雙氫異黃酮、異黃烯、異黃烷等[7]。

李寧等[8]采用反復硅膠柱色譜、聚酰胺柱色譜、Sepha-dexLH-20凝膠柱色譜等方法進行分離純化,并通過理化常數測定與光譜分析鑒定等方法，測定了新疆脹果甘草化學成分中含有大量黃酮類。

2.3 其他類

孫潤廣等[9]用原子力顯微鏡(AFM)對甘草多糖的微觀結構進行觀察, 發現甘草多糖主要由葡萄糖、阿拉伯糖和半乳糖組成。

孫鵬[10]用回流法提取甘草中的有效成分，并通過采用硅膠柱色譜和Sephadex LH-20 柱色譜分離化合物，運用理化性質和波譜技術確定所得化合物的結構，得出結論唯一甘草中富含黃酮、香豆素類成分。

3 甘草的藥理作用

甘草的藥用歷史悠久，在臨床應用上素來就有“十方九草”的說法，可見甘草的應用之廣泛[11]。

甘草是一味常用大宗藥材,來源于烏拉爾甘草、光果甘草和脹果甘草的干燥根和根莖,其主要活性成分是三萜皂苷和黃酮類化合物,具有抗潰瘍、抗炎、解痙、抗氧化、抗病毒、抗癌、抗抑郁、保肝、祛痰和增強記憶力等多種藥理活性[12]。

3.1 抗炎作用

抗炎是甘草酸類最主要的藥理作用,其抗炎機制與抑制前列腺素等介質的作用有關。主要是通過選擇性地抑制與花生四烯酸發生級聯反應的代謝酶—磷脂酶A2和脂加氧酶的活力,使得前列腺素E2、白三烯等炎性介質無法產生以及選擇性地抑制補體系統的激活途徑,直接發揮抗炎作用[13]。

3.2 抗病毒作用

有關研究表明，甘草酸能抑制病毒復制,還能抑制病毒的吸附和穿透功能，對抗病毒有一定作用，在針對艾滋病毒、乙型肝炎病毒、SARS病毒等的抗病毒研究中取得了較好的效果[14]。甘草多糖對多種病毒有明顯抑制作用。甘草多糖不僅可直接殺滅病毒，而且可阻止病毒的吸附與進入細胞，抑制細胞感染病毒; 不但對體外病毒有抑制作用，而且對體內的病毒也有抑制作用。實驗證明，甘草多糖抗病毒作用主要是增強免疫細胞的活性，使巨噬細胞吞噬致病微生物的能力提高所致[15]。

3.3 抗腫瘤作用

甘草中多種化學成分都具有抗腫瘤作用。甘草酸機制主要通過抑制核苷酸還原酶和降低 DNA合成限速酶的活性，使腫瘤細胞由DNA合成前期向DNA合成期移行階段受阻，從而誘導癌細胞分化，抑制了癌細胞增殖。有研究表明，甘草黃酮可激活巨噬細胞產生的具有殺傷作用的細胞毒因子，從而誘導對腫瘤細胞的殺傷作用[14]。很多實驗研究表明甘草多糖具有抗腫瘤作用[15]，許多學者多認為多糖類的抗腫瘤作用是通過增強機體免疫功能和激活免疫監視系統來實現的，有人認為是多糖清楚羥基自由基的作用，有人認為甘草多糖主要是通過調節免疫，抑制變態反應起到抗腫瘤作用。但由于實驗研究方法不同，導致結果不同，所以甘草多糖抗腫瘤的作用應是多種機制共同作用的結果。

3.4 免疫調節作用

甘草多糖類化合物主要是由葡萄糖及葡萄糖醛酸組成的有機大分子多糖，史珅等[16]研究表明不同濃度的甘草多糖對免疫細胞的增殖具有一定刺激作用，適當濃度的甘草多糖溶液使 NK 細胞的活性有顯著提高（P＜0.01）。

4 甘草的表面活性作用

一直以來對于甘草藥理作用的報道一直很多，今年來關于甘草物理作用的研究也越來越多。杜薇[17]通過甘草中的主要成分甘草酸在不同濃度下對板蘭根沖劑的溶解性測定,證明甘草具有很好的增溶性。并在利用甘草酸表面活性物質對板藍根沖劑的增溶性實驗中,發現沖劑溶解的量隨甘草酸的加入量而遞增,且甘草酸的表面張力隨其濃度增加而降低[18]。魯冰等[19]通過實驗證明甘草酸對黃芩苷有增溶作用，并且在黃芩甘草配伍體系中，甘草酸的最佳臨界膠束濃度為0.22 mg﹒L-1。馬鴻雁等[20]利用甘草水煎液、甘草酸單銨鹽溶液和甘草皂苷溶液，在不同溫度下，采用Wilhelmy吊片發測定溶液的表面張力和溶液的臨界膠束濃度。實驗結果表明3種溶液均具有表面活性作用，其中甘草水煎液表面活性最為明顯。

甘草在對難溶性成分增溶、提高有效成分生物利用度以及增效減毒等方面作用顯著，而且它們是相互聯系和互相推動的[21]。

楊璇等[22]采用 HPLC 測定葛根素和甘草酸的含量，采用Wilhelmy吊片法測定溶液的表面張力，對葛根、甘草單煎液和其不同配伍比例的合煎液進行測定，得出結論為甘草酸具有表面活性，達到臨界膠束濃度可以增加葛根素的溶解度，并且指出在甘草和葛根的比例為3:5時，葛根素的溶出度最大，此時甘草酸的臨界膠束濃度是 0.18 g﹒L-1（臨界膠束濃度與加入藥物的結構和溶液的pH值有關）。

蔡書茵等[23]運用進行改良的最大氣泡法，測定茯苓酸在甘草皂苷溶液中的表面張力，確定最佳甘草皂苷濃度；采用平衡溶解度法和搖瓶法，分別測定了表觀溶解度和表觀油/水分配系數，得出甘草皂苷可以增加茯苓酸在水溶液中的溶解度，從而提高茯苓酸的生物利用度。

韓剛等[24]也通過實驗得出甘草中的甘草酸是提高姜黃素提取率的主要活性物質。陳璐等[25]將甘草與青黛、甘草酸與靛藍、甘草酸與靛玉紅、檸檬酸與青黛進行配伍，并測定各試驗品中靛藍、靛玉紅的含量，得出結論甘草配伍青黛可達到增溶目的，甘草酸起主要作用，為中藥藥對配伍應用提供理論依據。

5 甘草的鑒別[26]

5.1 顯微鑒別

本品橫切面：木栓層為數列棕色細胞。栓內層較窄。韌皮部射線寬廣，多彎曲，常現裂隙；纖維多成束，非木化或微木化，周圍薄壁細胞常含草酸鈣方晶；篩管群常因壓縮而變形。束內形成層明顯。木質部射線寬3～5列細胞；導管較多，直徑約至160 μm；木纖維成束，周圍薄壁細胞亦含草酸鈣方晶。根中心無髓；根莖中心有髓。

粉末淡棕黃色。纖維成束，直徑8～14μm，壁厚，微木化，周圍薄壁細胞含草酸鈣方晶，形成晶纖維。草酸鈣方晶多見。具緣紋孔導管較大，稀有網紋導管。木栓細胞紅棕色，多角形，微木化。

5.2 薄層鑒別

取本品粉末1 g，加乙醚40 mL，加熱回流1小時，濾過，棄去醚液，藥渣加甲醇30 mL，加熱回流1小時，濾過，濾液蒸干，殘渣加水40 mL使溶解，用正丁醇提取3次，每次20 mL，合并正丁醇液，用水洗滌3次，棄去水液，正丁醇液蒸干，殘渣加甲醇5 mL使溶解，作為供試品溶液。另取甘草對照藥材1 g，同法制成對照藥材溶液。再取甘草酸單銨鹽對照品，加甲醇制成每1 mL含2 mg的溶液，作為對照品溶液。照薄層色譜法(附錄Ⅵ B)試驗，吸取上述三種溶液各l～2 μL，分別點于同一用1%氫氧化鈉溶液制備的硅膠G薄層板上，以乙酸乙酯-甲酸-冰醋酸-水(15∶l∶1∶2)為展開劑，展開，取出，晾干，噴以10%硫酸乙醇溶液，在105℃加熱至斑點顯色清晰，置紫外光燈(365 nm)下檢視。供試品色譜中，在與對照藥材色譜相應的位置上，顯相同顏色的熒光斑點；在與對照品色譜相應的位置上，顯相同的橙黃色熒光斑點。

6 甘草成分的提取純化

6.1 甘草成分的提取

6.1.1 傳統提取方法 甘草有效成分傳統的提取方法主要為水提法，設備簡單，操作簡便，但提取率低，提取雜質多、時間長，且易霉變，適用于多糖類的極性大的成分[27]。有機溶劑法也是甘草提取較常用的方法，提取甘草的有機溶劑主要有甲醇、乙醇、丙酮和氯仿等，可以克服上述方法提取雜質多、時間長、提取液易腐敗變質、后續過濾操作困難、收率較低等缺點，而且得率還明顯增加。但是此方法使用的有機溶劑價格高，用量大，因此會增加生產成本。

6.1.2 超聲波提取方法 超聲提取法是利用超聲波的空化作用、機械作用、熱效應等以增大物質分子運動頻率和速度，增加溶劑穿透力，從而提高目標成分浸出率的方法。超聲波提取法不僅得率高、時間短、操作過程簡單方便，而且對成分破壞性小。謝果等[28]優選了超聲法提取甘草酸的工藝參數，與傳統提取法相比，150min 甘草酸的提取率可達 87.4% ,體現了超聲提取法的耗時少，提取率高的優勢。

6.1.3 超臨界CO2萃取法 超臨界流體萃取技術(簡稱SFE)是一種以超臨界流體(簡稱SCF或SF)代替常規有機溶劑對植物有效成分進行萃取和分離的新型技術。付玉杰等[29]采用單因素試驗對甘草地上部分(莖葉)的超臨界CO2提取工藝進行了研究, 發現得率比常規溶劑法高2.2倍。

6.1.4 微波法 微波輔助提取(Microwave-assisted extraction，MAE)，又稱微波萃取或微波提取，是微波和傳統的溶劑提取法相結合后形成的一種新型提取技術。目前，微波輔助提取技術也應用于提取甘草中的有效成分。微波法具有提取快速、節省時間、節省溶劑、操作簡便、有效成分提取率高、耗能低等優點，缺點是目前設備較為昂貴[27]。

6.2 純化方法

6.2.1 有機溶劑法 趙鐳等[30]以甘草酸和甘草苷的含量和提取率為指標，用正交試驗優選提取工藝，對不同提取溶劑進行篩選，得到佳提取溶劑為氨性乙醇。

6.2.2 大孔樹脂法 大孔吸附樹脂是一類不含離子交換基團的交聯聚合物，理化性質穩定，不溶于酸、堿及有機溶媒，對有機物有濃縮、分離作用且不受無機鹽類及強離子、低分子化合物的干擾大孔樹脂法目前是最常用的純化方法之一，已廣泛應用于皂苷類、黃酮類、苷類和生物堿類等各種化學成分的分離、富集.它在純化甘草酸和甘草黃酮方面有很好的效果[31]。

6.2.3 泡沫分離法 所謂泡沫分離法就是指采用鼓泡的方式,向溶液中通入大量微小氣泡,在一定條件下使呈表面活性的待分離物質吸附或粘附于上升的氣泡表面而浮升到液面,從而使某一組分或某些組分得以分離的方法[27]。蘇艷桃等[32]對間歇式泡沫分離提取甘草中甘草酸的工藝進行了研究，泡沫相中甘草酸的回收率為91.9%。

7 結語

甘草是中醫最常用的藥物之一，其化學成分、藥理作用及應用方面的研究一直受到廣泛的關注，不僅本身具有藥理作用，還在中藥配伍中增加其他藥物的溶解度，從而增加藥物的療效。

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