草化学成分及其生物活性研究概况

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[摘要] 根据我国近几年来关于草化学成分的研究成果，本研究列举了其提取分离技术，分析了其化学成分（多糖类、黄酮类、挥发油等多种化学成分）的组成，综述了其生理活性（抗氧化、抗炎、止痒、抗肿瘤、抑菌等），并提出了今后的研究方向，为开发、利用有价值的草化学成分提供参考。草的药用价值有待进一步开发利用。

[关键词] 草；化学分析；生理活性

[中图分类号] R282.71 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2014）11（b）-0187-03

中药草为桑科植物草的全草，生命力极强，资源非常丰富。据《唐本草》记载：“律草，味甘、苦、寒，主五淋，利小便，止水痢，除疟虚热渴”。煮汁及生汁服之，具有清热解毒，利尿消肿之功效。现代医学研究表明，草具有治疗肺结核潮热，肠胃炎，痢疾，肾盂肾炎及外用治疗毒蛇咬伤等功效和作用[1]。为了进一步研究、提取，并利用草，笔者结合国内最近几年的研究成果，对草的提取技术、化学结构和生理活性等方面的内容综述如下。

1 草化学成分的提取工艺

1.1 溶剂提取工艺

尹海波等[2]以有效成分木犀草素的含量为考察指标，优化草的提取工艺，具体方法为：样品石油醚回流提取过滤弃去滤液乙醇回流提取抽滤回收乙醇2%H2SO4水解热滤乙酸乙酯萃取3次供试品。结果表明，最佳提取工艺为用90%乙醇6倍量，提取2次，每次1 h为最佳，而浓度差异为主要影响因素。蒋益花等[3]确立了草中黄酮的最佳提取条件及其产率。提取步骤为：新鲜草地上部分清洗干燥粉碎精密称取干燥、粉碎的草粉末0.5000 g置于锥形瓶中按选择的因素和水平进行水浴加热过滤提取液用相应提取剂定容至50 ml，即得黄酮提取液。结果表明，用1∶15（g/ml）的50%乙醇水溶液，提取温度80℃，提取时间1 h，提取效率较好，最佳工艺条件下黄酮产率为0.6563%。

1.2 超声辅助提取工艺

利用超声波的空化作用、热效应、机械作用，加速细胞壁的破碎，促进细胞内容物的溶出，可以缩短提取时间。超声波辅助提取草多糖方法可行，得率高。褚衍亮等[4]以多糖中的葡萄糖含量为指标，对超声波功率、料液比和超声时间进行正交实验，确定超声辅助提取草粗多糖的最佳工艺为：料液比1∶28（g/ml），超声功率为120 W，超声90 min提取2次，草多糖的得率为0.755%。陈伟光等[5]建立草叶总黄酮的测定方法，确定最佳提取条件，所考察的因素中，草总黄酮的超声提取工艺各因素影响程度为：乙醇体积分数>提取时间>料液比，草中黄酮类成分提取的最佳工艺为75%乙醇，料液比1∶60，超声提取50 min。

1.3 微波提取工艺

从细胞破碎的微观角度看，微波加热导致细胞内的极性物质，尤其是水分子吸收微波能，产生大量的热量，使胞内温度迅速上升，水气化产生压力使细胞膜破裂，产生微孔或裂纹，从而使细胞内物质更容易被溶剂溶出，达到萃取目的[6]。微波辐射可以大大加快反应速度，有效地提高得率。草叶中多糖的微波提取工艺中各因素影响程度为：液料比>微波时间>微波功率。张小灵等[7]利用微波提取草叶中多糖成分，提出提取的最适宜工艺为：液料比40∶1，微波功率为425 W，微波时间90 s。微波提取草叶中多糖所需时间短、提取率高，多糖提取率达12.3556%。草多酚常规法提取吸光度范围集中在0.025～0.053，超声法0.047～0.105，微波法0.093～0.211，微波法是最佳的提取方法。实验表明[8]，草多酚最佳提取方法是微波法，其最优工艺是：提取时间30 s、料液比1∶10、微波功率为80 W、乙醇浓度30%。在具体的提取操作中发现，微波法的操作性比较差，原因是由于微波法属于内加热，容易产生暴沸现象，所以在实际生产中，应选择性采用。

1.4 超声-微波协同提取工艺

董江涛等[9]采用超声-微波协同辅助乙醇提取草中的总黄酮，应用响应曲面法对提取得率的各影响因素进行拟合，从而优化工艺参数。通过单因素试验确定了编码因子及水平，采用响应曲面法对微波功率、超声波功率和超声时间/间隔时间的影响作用进行研究。结果表明，超声-微波协同辅助乙醇提取草总黄酮的最佳工艺为：微波功率为424.590 W，超声功率为624.000 W，超声时间/间隔时间1/0，此时草总黄酮的得率达1.899%。

2 草的化学成分

2.1 草多糖的化学结构

草粗多糖分离纯化后，通过气相色谱、分光光度法等进行分析，并测定各纯化多糖的中性糖、糖醛酸、蛋白质的含量，证实草多糖是一种蛋白杂多糖[10]。

草经热水提取乙醇沉淀得多糖组品，经脱蛋白、透析、DEAE-纤维素柱和Sephadex G-100层析进行纯化，纯化多糖通过色谱等方法进行分析。粗多糖主要含HSW1、HSW2、HSW3、HSW4四个组分。各组分经高效凝胶色谱、薄层层析、气相色谱等分析得知：HSW1由葡萄糖（Glu）、半乳糖（Gal）组成，其摩尔比为1.00∶0.21，HSW2～3均由鼠李糖（Rha）、阿拉伯糖（Ara）、甘露糖（Man）、Glu、Gal，其摩尔比分别是0.73∶0.99∶0.69∶0.80∶1.00及0.51∶0.31∶0.48∶1.00∶0.45，HSW4主要包含Man、Glu、Gal[11]。

2.2 草中黄酮的化学结构

草全草含青兰苷、天门冬素、挥发油、鞣质及树脂；草叶含木犀草素葡萄糖苷、大波斯菊苷、牡荆素等黄酮类成分[12]。中药草中主要含大波斯菊苷、木犀草素苷等黄酮类成分，大波斯菊苷在糖上连接上2，3-丁烯酸酯后活性增强[13]。

2.3 草中挥发油化学成分

在草的茎、叶和花中分别鉴定出86、90 和103个组分，分别占挥发油总峰面积的96.697%、96.455%和94.213%；在茎中主要成分是1，3-二甲基双环[3，3，0]辛-3-烯-2-酮（14.010%），百里酚（9.407%），β-石竹烯（6.884%），反式-β-金合欢烯（5.965%），β-甜没药烯（5.798%），香芹酚（5.702%）和α-佛手柑油烯（5.511%）；叶中主要成分是β-石竹烯（12.704%），α-佛手柑油烯（8.588%），1，3-二甲基双环[3，3，0]辛-3-烯-2-酮（7.487%）和反式-β-金合欢烯（6.662%）；在花中主要是反式-β-金合欢烯（11.906%），β-石竹烯（8.201%），草烯（5.515%）和β-蒎烯（4.719%）；而相对质量分数有显著差异[14]。草挥发油的主要成分是二丁基羟基甲苯（11.60%）、十六酸甲酯（5.13%）、十七烷（4.80%）、棕榈酸（4.43%）等，其多种活性成分有一定的抑菌作用[15]。

3 草化学成分的生理活性

3.1 抗氧化活性

草各部位都具有一定的抗氧化作用。王新风等[16]研究证明草多糖对羟自由基和超氧阴离子自由基具有较高的清除能力。8月份嫩头中多糖含量最高，浓度为5 mg/ml的各部位草多糖溶液，对Fenton反应生成的羟自由基具有较强的清除能力，达85.15%～98.52%；对邻苯三酚自氧化法产生的超氧阴离子自由基也有较好的抑制能力，达57.15%～67.54%。丁勇等[17]研究发现不同月份采集草不同部位的黄酮提取液对超氧阴离子自由基（・O2-）和羟自由基（・OH）均具有明显的清除能力，以10月份叶中总黄酮含量最高，提取的总黄酮抑制超氧阴离子自由基能力最高，达到70.3%，清除羟自由基能力最高达74.4%。

3.2 抑菌活性

草对细菌性腹泻常见的细菌――大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌有一定的抑制作用[18]。草叶片多糖对大肠埃希菌、苏云金芽胞杆菌、金黄色葡萄球菌和链球菌均有一定的抑制作用。草粗多糖的抑菌效果具有一定的剂量依赖性，且各组分间表现出协同关系[4]。

草挥发油样本对金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌有一定的抑制作用，而对铜绿假单胞菌没有作用[15]。草的正丁醇萃取部位对结核分枝杆菌标准株H37RV及临床分离的敏感菌株具有较明显的抗菌作用，且有明显的剂量-效应关系，粗提物的MIC为125 μg/ml，高浓度1 mg/ml时有杀灭作用[19]。

3.3 抗炎、止痒活性

草醇乙酸乙酯提取物具有明显的抗炎镇痛作用，对二甲苯致小鼠耳肿胀、棉球诱导大鼠肉芽组织增生和鸡蛋清致大鼠足肿胀均有明显的抑制作用，其抗炎作用可能与其抑制炎性组织中的PGE2合成或释放有关[20]。草水提物可显著抑制4-AP和氯喹诱发小鼠瘙痒反应，降低氯喹诱发小鼠瘙痒反应后血清中IL-4的含量，提高致痒阈，抑制DNFB致小鼠右耳廓肿胀，起到止痒的作用。其止痒机制可能与抑制组胺和IL-4的释放有关[21]。

3.4 抗肿瘤活性

草酮是SGC-7901人胃癌细胞NAT1酶PABA底物的非竞争性抑制剂，通过抑制NAT1的活性和基因表达两个方面减少芳香胺类化合物代谢为乙酰化的芳香胺类致癌物的量，从而预防癌症的发生，防止癌症的进一步恶化[22-23]。

3.5 其他作用

草总黄酮可对抗高糖诱导的血管收缩和舒张功能的下降，一氧化氮合成酶（NOS）抑制剂N-硝基-L-精氨酸甲酯和鸟苷酸环化酶（GC）抑制剂亚甲蓝均可抑制草总黄酮改善高糖所致的血管收缩和舒张功能的下降，说明其作用机制可能是通过增加NOS活性和激动GC完成的[24]。草总黄酮对三硝基苯磺酸诱发大鼠溃疡性结肠炎具有保护作用，还可对抗高糖诱导的血管收缩和舒张功能下降[25]。

4 结语

从草全草中分离出的黄酮类、多糖类等多种化合物，具有多种生物活性，在食品防腐和医药领域的开发前景广阔，草化学成分开发意义重大，但现有的提取方法所得化学成分纯度不高，因此需要选择一种较为经济、快速的方式提高提取物的纯度。草的医药研究所用主要是粗提物，具体是哪种化学成分发挥作用，还需进一步分离其有效成分。

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（收稿日期：2014-09-22 本文编辑：许俊琴）