天然产物绿原酸的研究进展

Ｎｏ．２．２００８图１绿原酸的结构绿原酸（ｃｈｌｏｒｏｇｅｎｉｃａｃｉｄ）是植物体在有氧呼吸过程中合成的一种苯丙素类物质，分子式为Ｃ１６Ｈ１８Ｏ９，分子量为３４５．３０，结构式如图１所示。

它是许多中草药如金银花、杜仲、茵陈等的主要有效成分之一，也是众多水果蔬菜中的重要活性成分。

绿原酸具有清除自由基、抗菌消炎、抗病毒、降糖、降脂、保肝利胆等多种功效。

近年来发现绿原酸类物质有抗癌、抗艾滋病的作用，可作为先导设计开发抗癌、抗艾滋病药物。

同时，作为良好的抗氧化剂，绿原酸不仅应用于医药行业上，在日用化工、食品等领域都有广泛的应用。

当前国内外在绿原酸分布、合成、提取分析及生物活性等方面的研究成果层出不穷，本文将从这些方面概述绿原酸的研究进展，以期作为合天然产物绿原酸的研究进展陈绍华，王亚琴＊，罗立新（华南理工大学生物科学与工程学院，广州５１０６４０）摘要：绿原酸作为植物的一种次生代谢物，具有清除自由基、抗菌消炎、抗病毒、降糖、降血脂、保肝利胆等多种功效。

提高绿原酸生产效率，加深对其药理活性机制的认识，是当前研究的热点。

从绿原酸的性质、分布、合成、提取方法、测定方法、药理活性及应用等方面概述了其研究进展，展望了通过植物生物反应器大规模生产绿原酸的工艺，为绿原酸和绿原酸类物质的研究开发提供了参考。

关键词：绿原酸；合成；提取；测定；药理活性中图分类号：Ｑ９４文献标志码：Ｂ文章编号：１００５－９９８９（２００８）０２－０１９５－０４ＡｄｖａｎｃｅｓｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｈｌｏｒｏｇｅｎｉｃａｃｉｄＣＨＥＮＳｈａｏ－ｈｕａ，ＷＡＮＧＹａ－ｑｉｎ＊，ＬＵＯＬｉ－ｘｉｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＢｉｏｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＢｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｈｌｏｒｏｇｅｎｉｃａｃｉｄ，ａｓｅｃｏｎｄａｒｙｍｅｔａｂｏｌｉｔｅ，ｗａｓｌｉｎｋｅｄｗｉｔｈｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｓｃａｖｅｎｇｉｎｇｆｒｅｅｒａｄｉｃｌｅ，ａｎｔｉｂｉｏｓｉｓ，ａｎｔｉｉｎｆｌａｍｍａｔｉｏｎ，ａｎｔｉｖｉｒｕｓ，ａｎｔｉｔｕｍｏｒ，ｅｔｃ，ｗｈｉｌｅａｓａｍｅｄｉｃｉｎｅｉｎｃｕｒｉｎｇｄｉａｂｅｔｉｃ，ｈｙｐｅｒｌｉｐｅｍｉａａｎｄｈｅｐａｔｉｔｉｓ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｓｔｕｄｉｅｓｏｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｃｈｌｏｒｏｇｅｎｉｃａｃｉｄａｎｄｅｘｐｌｏｒｉｎｇｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｉｔｓｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｗｅｒｅｖｅｒｙｐｏｐｕｌａｒ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｒｅｖｉｅｗｅｄｔｈｅａｄｖａｎｃｅｓｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｈｌｏｒｏｇｅｎｉｃａｃｉｄｆｒｏｍｉｔｓｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎａｎｄｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｉｃａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｍａｓｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｃｈｌｏｒｏｇｅｎｉｃｉａｃｉｄｔｈｒｏｕｇｈｐｌａｎｔｃｅｌｌｃｕｌｔｕｒｅｉｎｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ．Ａｌｌｏｆｔｈｅｓｅｗｅｒｅｔｒｉｅｄｔｏｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｆｏｒｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｃｈｌｏｒｏｇｅｎｉｃａｃｉｄａｎｄｉｔｓａｎａｌｏｇｕｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｈｌｏｒｏｇｅｎｉｃａｃｉｄ；ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ；ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｉｃａｃｔｉｖｉｔｙ收稿日期：２００７－０８－０７＊通讯作者基金项目：广州市科技计划项目（２００４ＪＥ－Ｃ０２３１）。

作者简介：陈绍华（１９８０—），男，广东汕头人，硕士研究生，研究方向为植物细胞工程。

食品添加剂提取物与应用１９５２００８图３双缩醛化奎尼酸的结构图４双乙酰化咖啡酰氯的结构图５酯化产物的结构构理利用中药资源的依据。

１绿原酸的理化性质绿原酸类物质指由咖啡酸（ｃａｆｆｅｉｃａｃｉｄ）与奎尼酸（鸡纳酸，ｑｕｉｎｉｃａｃｉｄ，即１－羟基六氢没食子酸）组成的缩酚酸类物质，包括单咖啡酰奎尼酸（３－Ｏ－咖啡酰奎尼酸，及４或５位取代的衍生物），双咖啡酰奎尼酸（１，５－双咖啡酰奎尼酸、３，５－双咖啡酰奎尼酸、４，５－双咖啡酰奎尼酸和３，４－双咖啡酰奎尼酸）及三咖啡酰奎尼酸（如３，４，５－三咖啡酰奎尼酸）、绿原酸甲酯、绿原酸乙酯等［１］。

绿原酸即上述的３－Ｏ－咖啡酰奎尼酸（３－Ｏ－ｃａｆｆｅ－ｏｙｌｑｕｉｎｉｃａｃｉｄ），又名咖啡鞣酸。

其半水合物为白色或微黄色针状结晶，在１１０℃时变为无水物，与稀盐酸共热产生咖啡酸，熔点２０６￣２０８℃，比旋光度［α］Ｄ＝３５．２°（Ｃ＝２．８）。

在２５℃时水中溶解度约为４％，易溶于乙醇、丙酮、甲醇等极性溶剂，微溶于乙酸乙酯，难溶于氯仿、乙醚，苯等亲脂性有机溶剂。

绿原酸分子结构中的邻二酚是酚酶催化的最适反应底物，这是许多含有绿原酸活性成分的水果如桃、苹果等褐变的关键原因，研究其对食品保鲜有重要意义［２］。

此外，绿原酸还是粗咖啡中产生苦味的主要物质，去除绿原酸已广泛作为制造多种风味的速溶咖啡的方法［３］。

２绿原酸在植物中的分布及合成２．１绿原酸在植物中的分布绿原酸分布广泛，从高等双子叶植物到较低等的蕨类植物都有分布，主要存在于忍冬科、杜仲科、菊科及蔷薇科等植物中。

含量最高的包括杜仲（树皮中可达５％）、金银花（花中可达５％）、向日葵（籽实中可达３％）、咖啡（咖啡豆中可含２％）、菊花（０．２％）、可可树。

此外，普通水果蔬菜中也含微量的绿原酸成分，例如马铃薯、红白菜、胡萝卜、茄子、甘蓝、老莴苣、菠菜等［４］。

绿原酸的生物学分布受多种因素影响，如土质、气候、器官部位不同都会使绿原酸积累出现差异。

例如不同产地的忍冬藤中绿原酸含量可能相差数百倍［５］。

王亚琴［６］对采自陕西略阳、贵州遵义、湖南慈利等７个地区的杜仲叶进行了分析，结果显示，不同地区杜仲叶中绿原酸含量存在显著差异，以遵义地区的杜仲中绿原酸含量最高。

这主要与杜仲生长地区土质中的Ｍｎ、Ｓｅ、Ｚｎ的含量有关。

樊艳平等［７］的研究结果显示，不同月份采收的元宝枫叶中绿原酸含量差异显著，其中８月份的叶片含量最高。

ＭｏｈａｍｅｄＡＡｗａｄ等［８］发现苹果中绿原酸主要分布在果仁区域及种籽中，果肉中含量其次，在皮中含量最低。

对苹果果实的分析显示，向阳生长面皮层中绿原酸含量与背阴面皮层中的相同。

而金银花情况则有所不同，生长在阳坡的金银花的叶、花蕾、茎和叶花混品的绿原酸含量均高于阴坡的同类样品［９］。

可见绿原酸的积累有其复杂的生物学机制，这有待进一步研究。

２．２绿原酸的合成２．２．１生物合成植物体内的代谢途径，除了生成自身生长发育必需物质的初生代谢途径，如光合作用、碳同化作用和呼吸作用以外，还通过次生代谢途径产生一些能保护其免受环境侵害、具有生物活性的次生代谢物。

植物体内的绿原酸是由ＥＭＰ途径产生的磷酸烯醇式丙酮酸（ｐｈｏｓｐｈｏｇｌｙｃｅｒａｔｅａｃｉｄ）与ＰＰＰ循环产生的４－Ｐ－赤藓糖（ｅｒｙｔｈｒｏｓｅ４－ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）合成得到的莽草酸（ｓｈｉｋｉｍｉｃａｃｉｄ）经一系列生物转化得来。

该途径又称为桂皮酸途径。

２．２．２化学合成［１０］半个世纪以前已有关于化学合成绿原酸的报道，但因未保护易水解基团，产率不到５％。

近年Ｍｉｃｈａｅｌ改进了这种方法：通过以奎尼酸起始的四步化学反应合成了绿原酸，总产率达到６５％。

该法的关键中间产物是选择性修饰得到的双缩醛化奎尼酸（见图３），在其３号位上与被保护的咖啡酰氯（见图４）酯化，所得产物（见图５）在酸性条件下水解去提取物与应用Ｎｏ．２．Ｎｏ．２．２００８除保护性基团就得到了绿原酸。

３绿原酸的提取分离由于绿原酸结构中有酯键、不饱和双键及多元酚等不稳定因素，在提取过程中，因水解和分子内酯基迁移易发生异构化。

因此提取时应避免高温、强光及长时间加热。

根据其理化性质可用乙醇、丙酮、甲醇等极性溶剂从植物中提取绿原酸。

３．１石硫醇法这是提取绿原酸粗品的一种传统方法。

向药材水提液中加入石灰乳，与绿原酸形成钙盐沉淀，过滤后将沉淀悬浮于乙醇中，加入硫酸，使钙盐分解，产生硫酸钙沉淀析出。

取滤液中和、浓缩、干燥，即得绿原酸粗品。

由于绿原酸结构中存在酯键，在碱性条件下易分解，采用该法绿原酸收率偏低。

３．２铅盐沉淀法先用氯仿或乙醚回流除去样品中的油脂，然后乙醇回流提取，向提取液中加入碱性Ｐｂ（ＯＡｃ）２溶液至不产生沉淀为止。

Ｈ２ＳＯ４溶液溶解沉淀，乙酸乙酯萃取，萃取液浓缩重结晶得粗品。

由于此法使用了有毒重金属铅的盐，会对产品造成污染，生产中已越来越少采用。

３．３醇沉法向水提液中加入乙醇，使提取液中蛋白质、黏液质、多糖等杂质沉淀，然后将滤液浓缩得到粗品。

多次醇沉，并逐步增加醇浓度的方法可得到较纯的产品。

此法较简单经济，在科研、生产中广泛采用。

３．４聚酰胺柱层析法聚酰胺是通过酰氨基聚合而成的一类高分子化合物，分子中含有丰富的酰氨基，能与酚类、酸类、醌类等以氢键结合而被吸附，使这些有机物与不能形成氢键的化合物分离。

故可以用于吸附样品溶液中的绿原酸，达到分离目的。

但此法产率不高、洗脱时间长，不适于工业化生产。

３．５大孔树脂吸附法与聚酰胺不同，大孔树脂是一种不含交换基团的具有大孔结构的吸附剂，有亲脂性。

此法选择性高、机械强度高、再生方便，适合分离水溶性混合物。

刘军海［１１］对６种大孔树脂做了静态吸附实验，结果显示较适用于绿原酸分离纯化的是ＮＫＡ－Ⅱ树脂。

３．６超声辅助提取大多数天然药物的有效成分为胞内产物，提取时需要破碎细胞，用传统机械方法往往效果不佳。

将超声波用于提取绿原酸是新兴的方法。

超声波可以产生强烈振动、高加速度、强烈空化作用及搅拌作用，因此用于溶剂辅助提取时，可以加速绿原酸进入溶剂，从而缩短提取时间、节约溶剂，避免高温导致绿原酸分解［１２］。

３．７其他新方法目前许多新型技术应用在绿原酸的提取中，如超临界ＣＯ２萃取［１３］、超滤（ＵＦ）［１４］、制备型高效液相色谱等。

ＨｕｉＬｉ等［１５］还采用了分子印迹技术从杜仲叶提取物中分离纯化绿原酸。

４绿原酸的测定方法绿原酸的测定方法较多，有紫外分光光度法、薄层层析法［１６］、高效液相色谱法等。

前两种方法检测灵敏度不高，对大多数绿原酸含量甚微的物质难以精确测定。

薄层层析是一种定性分析的良好方法，定量检测则一般采用反相高效液相色谱法（ＲＰ－ＨＰＬＣ），该法简便高效、重现性好，已广泛用于食品［１７］、中成药等方面的检测。