植物绿原酸的研究进展

植物绿原酸的研究进展

摘要介绍了绿原酸的性质、作用、提取、应用，揭示了绿原酸具有潜在的、广阔的应用前景。

关键词绿原酸抗氧化性微波辅助提取生物合成自由基

绿原酸(Chlorogenic acid)是植物在有氧呼吸过程中形成的一种苯丙素类物质，在植物界广泛存在，但含量较高的植物不多，研究表明杜仲叶中绿原酸含量丰富。我国杜仲的栽植十分广泛，每年可产叶约400万吨，从杜仲叶中提取绿原酸有重要的理论和实际意义。

1 绿原酸的性质

绿原酸又叫咖啡鞣酸，化学名为3-咖啡酰奎尼酸，其结构式如图1。绿原酸是一种多酚类化合物，由一分子咖啡酸(Caffeic acid)和一分子奎尼酸(Quinic acid，1-羟基六氢没食子酸)缩合脱水而成的缩酚酸，是植物体在有氧呼吸过程中经莽草酸途径产生的一种苯丙素类化合物。它的物理性状：半水合物为针状结晶(水)。110℃变为无水化合物，熔点208℃，25℃水中溶解度为4%，热水中溶解度更大；绿原酸易溶于乙醇及丙酮，极微溶于乙酸乙酯。

图1 绿原酸的结构式

绿原酸是由咖啡酸与奎尼酸形成的酯，其分子结构中有酯键、不饱和双键及多元酚3个不稳定部分。在从植物提取过程中，往往通过水解和分子内酯基迁移而发生异构化。由于绿原酸的特殊结构，决定了其可以利用乙醇、丙酮、甲醇等极性溶剂从植物中提取出来，但是由于绿原酸本身的不稳定性，提取时不能高温、强光及长时间加热。绿原酸的供试液放置于棕色瓶、冰箱(2℃)保存时最为稳定。

2 绿原酸的作用与用途

绿原酸是抗菌、止血[1]、消炎、利胆、增高白血球、抗病毒药物的重要原料，具有肾上腺素类似的作用；绿原酸对人有致敏作用，吸入含有绿原酸的植物尘埃后，可发生气喘、皮炎等，但食入后可经小肠分泌物作用，变为无致敏性物质；绿原酸具有降压[1]及抗肿瘤作用：蔬菜、水果中的多酚类如绿原酸、咖啡

酸等可通过抑制活化酶来抑制致癌物黄曲霉毒素B 1和苯并[a]芘的变异原性；

绿原酸还可通过降低致癌物的利用率及其在肝脏中的运输来达到防癌、抗癌的效果[1]；绿原酸具有补肾、利尿、增强机体免疫作用。

许多试验研究表明，绿原酸是有效的酚型抗氧化剂，其抗氧化活性强于咖啡

酸、对羟基苯甲酸、阿魏酸、香豆酸等酚类物质[3,4,5]。

绿原酸对DDPH自由基清除作用比维生素E、维生素C和咖啡酸要强，可有效清除DDPH自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基。在由过氧化氢诱发的小鼠血红细胞的溶血抑制实验中，比较几种有机多酚酸的抑制作用，以绿原酸的抑制作用最强[6]。绿原酸对自由基的有效清除，能维持机体细胞正常的结构和功能，防止和延缓诸如肿瘤、突变、衰老等病理生理现象的发生[7]。

3 绿原酸的生物合成

绿原酸是植物中的葡萄糖经过一系列的酶促反应生物合成的。葡萄糖在酶的催化下转化成莽草酸，后者再转化成苯丙氨酸，最后经合成酶的作用得到绿原酸[2]，其可能的生物合成途径如图2。

图2 绿原酸的生物合成途径

植物中的绿原酸往往是几种异构体共存的，所以通常得到的是绿原酸类物质。也有人用化学方法合成绿原酸，如德国的Michael等从奎尼酸经4步反应得到绿原酸，总产率为65%。但是绿原酸的主要来源为从天然植物中提取。从经济的角度来看，由于可供提取绿原酸的植物大多廉价易得，所以从植物中提取绿原酸比用化学方法合成绿原酸更有研究开发的前景。

4 绿原酸的提取

4.1 常规提取方法

在常规提取方法中，根据萃取溶剂的不同可分为水提法与有机溶剂提取法。绿原酸为极性较强的有机酸，易溶于乙醇，溶于水，难溶于氯仿、乙醚等弱极性溶剂，因此用水作为溶剂也能较好地将绿原酸提取出来，且叶绿素等脂溶性成分含量较少[8]。但由于水沸点高，提取率偏低，其他物质溶出较多，给分离过程带来了困难。另外，在水提取过程中，可能通过水解等方式而发生异构。因而用水作溶剂时，会出现绿原酸含量降低，新绿原酸和隐绿原酸的含量升高等现象。在用有机溶剂提取时，虽然绿原酸在丙酮、甲醇等溶剂中的溶解度较大，考虑到试剂的价格、安全和工业化的可行性，一般采用乙醇提取，并且在醇溶液中，酶的催化分解作用受到抑制。提取所涉及到的溶剂有水、乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙脂等，一般为回流提取。常用的去杂质方法有氯仿脱杂、活性炭脱色、石油醚除色素或通过低温静置去杂质、叶绿素、多糖等。

4.2 超声波辅助提取

向昌国等[9]采用浸提+超声波法对甘薯叶、茎中的绿原酸进行了提取。对超声波的频率、提取时间、提取温度和料比进行了研究，得到的最佳提取条件是

pH=4，50%乙醇或甲醇为提取溶剂，浸提时间1.0~1.5 h，温度

40℃。分别对6～10月品种为86-21甘薯叶、茎中的绿原酸进行了提取。

4.3 微波辅助提取

利用微波对细胞的穿透性和破碎性，尤其是对提取成分的选择性，另一方面微波加热利用分子极化或离子导电效应直接对物质进行加热，因此热效率高、升温快速均匀，可大大缩短提取时间，提高效率。

顾勤兰，王泽[10]在实验室中，以绿原酸提取率为指标，通过溶剂提取-纸层析分离-紫外分光光度测定法，对杜仲叶绿原酸的微波提取工艺进行研究，考察了提取溶剂、溶剂倍量、辐照时间对微波提取工艺的影响。结果杜仲叶绿原酸的最佳微波提取条件为:水为提取溶剂，溶剂倍量9∶1，辐照时间120 s。结论:在此条件下，

绿原酸提取率为2.98%。

4.4 石硫醇法

用质量分数为20%的石灰乳将浓缩液的pH调至12，过滤沉淀物，加2倍量乙醇混悬，再用体积分数为50%的H 2SO 4将pH调为3～4，充分搅拌、过

滤，滤液用质量分数为40%的NaOH 中和至中性，过滤、浓缩干燥，得绿原酸粗品[11]。粗品中绿原酸含量一般在20%～30%之间，收率约为1%～2%。由于绿原酸结构中存在酯键，在碱性条件下易水解，所以绿原酸的收率低。

此外，绿原酸的提取分离方法还有水提醇沉法、醇提铅盐沉淀法、超滤膜分离法、聚酰胺柱层析法、超临界流体萃取法、大孔树脂吸附法等。但是所采用的方法都未能达到最佳的分离纯化效果，所提取出来的绿原酸不仅含量低，而且回收率也很低。

5 绿原酸的应用

5.1 医药保健行业

卫生部《药品标准》收录具有清热解毒、抗菌消炎的中成药170种，均含有绿原酸且为主要成分。目前，在银黄制剂、双黄连制剂等药品的生产中，已将绿原酸作为质量控制的重要指标之一。绿原酸等多酚类物质被称为“第七类营养素”，被广泛用于保健行业。从植物中提取的绿原酸纯品可作为二类新药开发，此外绿原酸还是重要的化学试剂，在生化分析和化学工业中都具有广泛的应用，所以开发医用甚至纯品绿原酸具有很大的社会和经济效益。

5.2 食品行业