浅谈黄芪药渣化学成分、药理作用


    浅谈黄芪药渣化学成分、药理作用 目录 摘要 2 第1章 引言 3 第2章 化学成分 4 2.1多糖类 4 2.2黄酮类 4 2.3皂苷类 4 第3章 药理作用 6 3.1抑菌 6 3.2抗氧化 6 3.3抗抑郁 6 3.4抗疲劳 6 3.5调节尿酸 6 3.6增强免疫力、促生长 7 3.7调节血糖 7 第4章 黄芪药渣应用研究 8 4.1工业领域应用 8 4.2农业领域应用 8 4.3畜牧业领域应用 8 4.4发酵工艺 8 总结 9 参考文献 10 致谢 11 浅谈黄芪药渣化学成分、药理作用 摘要 摘要:黄芪在制药、保健品等行业生产过程中产生的药渣大多被直接丢弃或简单转化为低附加值产品。黄芪使用量巨大,若通过合适途径加以利用,其药渣可变成宝贵的再生资源,在多领域具有广阔的应用前景。因此,寻找高效的转化途径对提升资源价值、减少环境污染、维持药材种植及加工基地的生态平衡均有重要的意义。本文从化学成分、药理作用、应用研究方面,阐述黄芪药渣医疗和经济价值,为其综合开发利用提供参考。 关键词:黄芪;药渣;化学成分;药理作用 第1章 引言 中药材在行业生产过程中形成的大量废弃物己成为生态系统和可持续发展的重大问题,因此,寻找高效的转化途径有着重要的意义。黄芪在临床、制药和保健等方面均有广泛的应用,用于生产饮片、中成药、提取物及其制剂。研究表明,黄芪药渣残留大量有效成分和营养成分,这些成分具有增强机体免疫功能、促进机体代谢、抗氧化、调节激素等作用,具有较高利用价值。黄芪药渣具有十分广阔的应用前景,可用于轻化工、药品、化妆品、动物饲料及饲料添加剂等领域,但目前黄芪药渣再利用相关报道较少。本文从化学成分、药理作用、应用研究方面,阐述黄芪药渣医疗和经济价值,为其综合开发利用提供参考。 第2章 化学成分 研究有报道,黄芪药渣的主要成分为纤维素和半纤维素,占药渣总质量的42.74%,同时含有大量可溶性糖(12.36%)和植物蛋白质(8.92%),还含少量还原糖、脂肪、甘露醇、水分和粗灰分;主要有效成分为黄酮类、皂苷类、多糖类及氨基酸类化合物等 2.1多糖类 黄芪多糖是黄芪药材主要有效成分之一,药材经提取后仍有部分黄芪多糖残留,水解处理黄芪药渣中的纤维素和半纤维素也可得到多糖。杨国辉等选用内切型-β-葡聚糖酶、外切型-β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶将黄芪药渣中的纤维素酶解为小分子纤维素及纤维二糖等小分子糖类,得到黄芪多糖达38.71%。张英等用纤维素酶和木聚糖酶处理黄芪药渣,将药渣中的纤维素和半纤维素分别降解为葡萄糖和木糖;此外,通过发酵法得到黄芪药渣纤维素和半纤维素糖类水解物,包括葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖、木糖及纤维二糖。郝霞等对黄芪药渣中提取的粗阿拉伯木聚糖进行分离纯化,得到8种水溶性多糖组分。刘磊等分析黄芪药渣中的4种半纤维素组分,发现其中AX-I-1为杂多糖,包括鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖。 2.2黄酮类 黄芪总黄酮是黄芪重要的有效成分。马宏军采用色质联机法分别定量分析黄芪和黄芪药渣中的黄酮类物质,发现黄芪药材所含的5种黄酮类物质有3种出现在黄芪药渣中:2-[4-羟基-3-甲氧亚苄基]-5-羟基-苯丙二氢呋喃-3-酮(coumaran-5-ol-3-one,2-[4-hydroxy-3-methoxybenzylidene]-),7-羟基-2-(4-甲氧基苯)-4H-1-苯吡喃-4-酮(4H-1-benzopyran-4-one,7-hydroxy-2-(4-methoxyphenyl)-),3,4-二羟基-3(3-羟基-2,4-二甲氧基苯)-2H-苯吡喃-7醇(2H-1-benzopyran-7-ol,3,4-dihydro-3-(3-hydroxy-2,4-dimethoxyphenyl)-),含量依次为50.2%、35.1%、27.1%。黄芪药渣中还含有毛蕊异黄酮、芒柄花素等黄酮类成分。 2.3皂苷类 皂苷类是黄芪药材有效成分之一,其中黄芪甲苷是黄芪质量检定的指标成分,为一种三萜皂苷。研究表明,黄芪药渣仍含有大量黄芪甲苷。黄亚非等通过HPLC分别测定黄芪药材和药渣中黄芪甲苷含量,结果表明,黄芪甲苷在药渣中的含量为药材的72.08%。周萍等采用高效液相色谱-蒸发光散射法测得黄芪药渣中黄芪甲苷含量为0.74mg/g。竺利红等测定黄芪药渣不同发酵时间发酵液中黄芪甲苷含量,发现发酵96h得到的黄芪甲苷含量最高,达(0.57±0.027)%。 第3章 药理作用 研究黄芪药渣及其发酵产物具有抗菌、抗炎、镇痛、抗癌、抗氧化、增强免疫力、促生长等药理作用。 3.1抑菌 朱振元等研究黄芪药渣虫草发酵粉的抑菌作用,结果表明,黄芪药渣虫草发酵粉对沙门氏菌(G-)、金黄色葡萄球菌(G+)、枯草芽孢杆菌(G+)、大肠杆菌(G-)均具有抑制作用,作用强度依次降低;对部分真菌也具有抑菌效果,其中对曲霉Aspergillusspp.和青霉Penicilliumspp.的抑制作用最强。竺利红等[25]研究发现,黄芪药渣经棘孢木霉发酵后,对变形杆菌、沙门氏杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有抑制作用。 3.2抗氧化 刘磊等研究发现,黄芪药渣中多糖AX-I的各组分对超氧阴离子均具有清除作用。马宏军研究表明,黄芪药渣中的黄酮类成分可显著提高金鲫鱼肝脏内超氧化物歧化酶(SOD)活性。闫先超研究黄芪药渣发酵制剂对青脚麻鸡生长性能及部分血清生化指标的影响,结果显示,发酵黄芪药渣发酵制剂可显著增加鸡血清总SOD含量。 3.3抗抑郁 陆明鸣等采用灵芝菌发酵黄芪药渣,并进行开场实验、悬尾试验和强迫游泳实验,发现芝芪菌质水提物可显著缩短悬尾和游泳不动时间,提示黄芪药渣发酵物具有一定的抗抑郁作用。 3.4抗疲劳 陈玉胜等采用芝芪菌质水提物灌胃30d后测定小鼠负重游泳持续时间、运动后血清尿素氮水平、肝糖原含量、血清乳酸脱氢酶活力及平均体质量的增加量。结果显示,芝芪菌质水提物可使血清尿素氮水平显著降低,其他各项指标均显著提高,提示黄芪药渣发酵物具有抗疲劳作用。 3.5调节尿酸 陆潭等用黄芪药渣发酵产物对高尿酸血症模型小鼠进行试验,考察黄芪药渣发酵物抗高尿酸血症活性,结果显示,与模型对照组相比,给药组小鼠血清尿酸、肌酐和尿素氮水平均显著降低,而尿液尿酸、肌酐排泄量及尿酸排泄分数显著提高,提示黄芪药渣发酵产物具有抗高尿酸血症的作用,可能是通过促进尿液中尿酸的排泄实现的。 3.6增强免疫力、促生长 黄芪药渣对白羽野鸭有增强免疫力、促进生长的作用。张瑞等[31]研究发现,黄芪药渣可明显增加白羽野鸭体质量,其中高剂量组可显著增加白羽野鸭免疫器官质量。张登辉发现,添加5%黄芪药渣的基础日粮可显著提高肉鸡日粮中粗蛋白质的表观代谢率。吴华等用肉鸡进行了类似研究,结果表明,黄芪药渣可提高肉鸡生产性能,表现为显著提高肉鸡的日增重、降低料肉比,饲粮中粗蛋白质的表观代谢率显著提高,粗脂肪的表观代谢率降低,进一步研究发现黄芪药渣能提高鸡肉的品质,减少鸡肉的水分含量,增强鸡肉的系水力,降低鸡肉中脂肪含量而提高瘦肉率。霍光明等用灵芝菌发酵黄芪药渣所得的芝芪菌质多糖喂养肉鸡,使肉鸡的全期平均增重、料肉比均显著提高;在结合疫苗使用情况下,实验组新城疫抗体滴度、血清α-干扰素含量均显著高于对照组;芝芪菌质多糖还能改善肉色、降低失水率;提示芝芪菌质多糖能促进肉鸡生长,提高体免疫力,改善肉品质。闫先超研究黄芪药渣发酵制剂对青脚麻鸡生长性能及部分血清生化指标的影响,各试验组采食量和平均日增重均高于对照组,其中黄芪药渣混合益生菌组的日增重效果最为显著。 3.7调节血糖 黄芪药渣发酵产物对血糖有调节作用。研究发现,黄芪药渣发酵产物富硒酵母通过降低空腹血糖和提高胰岛素水平,同时提高白细胞计数、免疫球蛋白G、白细胞介素-2等免疫指标,达到降低免疫力低下糖尿病模型动物血糖的作用。 第4章 黄芪药渣应用研究 黄芪药渣因其有效成分含量较高,且资源丰富、成本相对低廉,可广泛应用于工业、农业和畜牧业。 4.1工业领域应用 在工业领域,黄芪药渣可用于生产乙醇。张英等研制出既能利用葡萄糖又能利用木糖的融合菌株,利用其转化黄芪药渣。黄芪药渣经纤维素酶和木聚糖酶处理后,所含纤维素和半纤维素被降解为葡萄糖和木糖,融合菌株能充分利用而产生乙醇。 4.2农业领域应用 在农业领域,黄芪药渣可用于制作有机肥、栽培真菌。研究表明,黄芪药渣可做成生物有机肥种植油菜,肥效可达无机肥或市售生物有机肥水平,并有提高油菜籽品质的作用。采用温控型堆肥罐系统,对黄芪药渣进行好氧堆肥化,所得的堆肥产品的有机质和总养分(N+P2O5+K2O)含量均比现行有机肥料标准(NY525-2012)高28.5%,表明黄芪药渣可用于生产优质有机肥料或做成土壤改良剂。用黄芪药渣作为鸡腿菇栽培原料的主料,可提高其产量和生物学效率。 4.3畜牧业领域应用 畜牧业为中药药渣的主要应用领域之一,黄芪药渣多用于制备禽、畜饲料或饲料添加剂,通常具有增强禽类免疫力、增产、提高表观代谢率或改善肉质的作用。在饲料中添加黄芪药渣饲养肉羊,可降低羊肉中致膻物质的含量,有利于减轻膻味、改善羊肉风味。 4.4发酵工艺 在对黄芪药渣再利用的研究过程中,尤其是将其用于禽、畜饲料或饲料添加剂的制备时,发现黄芪药渣经发酵后,具有更广泛的药理作用和更强的生物活性,因此,目前大多对黄芪药渣发酵后再进行应用研究。对黄芪药渣的发酵工艺研究主要从发酵菌种、发酵条件、氮源、接种量、发酵基质等方面进行探讨,发酵黄芪药渣常用的发酵菌种有棘孢木霉、中国拟青霉、黑曲霉和芽孢杆菌;发酵温度为20~30℃;除中国拟青霉外,发酵时间多为5d左右;氮源一般采用麸皮、蛋白胨或硫酸铵;碳源采用糖类或富含淀粉的物质;接种量因菌种不同差异较大;培养基多采用固态,部分添加益生菌发酵。 总结 黄芪药渣相关研究已取得初步进展,其中对于已知的有效成分含量研究较多,对其药理活性、生物活性等也进行了探索。为使黄芪药渣得到高效利用,工艺研究较多,并已得出相对成熟的工艺。研究的思路和方向较多元化,黄芪药渣的应用具有广阔前景。然而,黄芪药渣相关基础性研究仍欠缺。目前尚未见对黄芪药渣进行较系统的成分研究,难以确定药渣再利用的研究方向,无法充分利用其价值。对黄芪药渣相关活性研究较少,研究内容较局限,限制了其利用。对于黄芪药渣的工艺研究大多为发酵工艺研究,且研究方法均为传统的同步发酵法,尚未升级到转化效率更高的异步发酵技术。今后对黄芪药渣的研究可逐步完善基础成分和活性的研究,再结合实际,寻找更高效的应用模式,充分开发黄芪药渣的价值;在工艺上,除现有发酵技术进一步改良外,还可进行化学、物理等转化利用途径,将新技术用于黄芪药渣的工艺研究。黄芪药渣虽具有广泛的应用领域,但目前多属于粗放低值资源化模式。应转变思路、改进技术,使黄芪药渣的利用价值或潜在利用价值得到有效挖掘和充分利用,上升到转化增效资源化模式,甚至是精细高值资源化模式。此外,对于黄芪药渣的研究过程中产生的新问题和药渣应用的安全问题也值得关注。黄芪药渣多来源于中成药的制药生产废弃物,不同配方、不同提取过程对黄芪药渣的成分及活性的影响也不同。对于某种来源药渣的研究成果是否适用于其他来源的药渣尚需要更多研究验证;药渣在生产过程中是否有毒性成分的累积,应用的前期处理是否会产生有害物质,微生物发酵过程中未知成分对动物遗传和环境的影响等方面也需进一步研究。 参考文献 [1]龙良鲲,寒子纯,林群英,秦秀雯,赵浩源,丁少军.黄芪药渣中多糖的酶法制备及其抗氧化活性[J].江苏农业科学,2018,46(01):137-140. [2]刘磊,李科,郝霞,王桂臻,秦雪梅,杜冠华,张翔.黄芪药渣中阿拉伯木聚糖(AX-Ⅰ-1)的提取纯化、结构分析及体外抗氧化作用[J].高等学校化学学报,2016,37(12):2168-2175. [3]张英,郑清炼,周裕权,周林.融合菌株转化黄芪药渣生产乙醇的工艺[J].中成药,2016,38(06):1421-1424. [4]陈华. 固体发酵黄芪药渣工艺条件优化[D].安徽农业大学,2016. [5]郝霞,李科,王桂臻,刘磊,苗延红,秦雪梅.黄芪药渣中阿拉伯木聚糖提取、分离和结构初步分析[J].山西医科大学学报,2016,47(04):338-343. [6]陆潭,张李阳,陈玉胜.一种黄芪药渣发酵产物的抗高尿酸血症活性[J].江苏农业科学,2013,41(09):288-291. [7]吴华,张辉,兰小定.黄芪药渣对放牧肉鸡肉品质的影响[J].畜牧兽医杂志,2010,29(01):26-28. [8]吴华,张辉,杨玉芳.饲料中添加黄芪药渣对肉鸡生产性能的影响[J].青海大学学报(自然科学版),2009,27(04):65-68. [9]黄亚非,刘杰,黄际薇,张永明.HPLC测定黄芪药渣中黄芪甲苷含量[J].中山大学学报(自然科学版),2009,48(02):146-148. 致谢 在学校在学习理论的地方,在这次论文中我更好的将理论融入到了实践中去,这对于我在我以后的工作之中有很大的帮助,让我也非常自信的去迎接我的工作。再次我要感谢我的老师,是你们在学习生涯中给了我莫大的帮助,是我人生的导师,这次论文能顺利的完成,我的导师也给了我莫大的帮助.同样也非常的感谢我的同学,是他们在学习的时候,给了我很大的帮助。同样也要感谢我的母校,在这里我学到了很多的知识,母校也给了我无微不至的关怀,非常感谢你们。 怀着感恩的心出发,在这次论文的创作中,由于时间的原因,此篇论文的深度还是不够,恳请各位老师的批评指正,促使我能做得更好。 沈阳药科大学成人高等教育毕业论文指导教师评语表 指导教师姓名 教导教师职称 实习单位 实习单位指导教师评语: 论文思路清晰,语句通顺。作者对于论文内容有一定的了解和熟悉。思路清晰,层次清晰,逻辑结构合理。观点表达准确。研究原理采用恰当。在论证过程中能有效的将专业原理与要研究的主题结合起来。个别地方论证的观点不是很明确,总体上达到毕业论文要求。 指导教师签字:(单位公章) 年月日 *指对学生的思想表现、业务技能、论文完成情况和论文水平的全面评定意见。其中思想表现可包括尊敬师长、团结互助、学习和工作态度、科学作风、遵守纪律、对待困难、开拓与创新精神等方面;精力能力包括查阅文献、调查研究、搜集资料的数据与综合分析能力,分析解决实验中出现的问题、处理实验结果与数据、撰写报告的能力,配制试药、安装与使用仪器、实验操作技术、实验记录是否正规与熟练等方面。以该生在达到科学研究工作初步训练各项基本要求时的独立或依靠程度说明之。 沈阳药科大学成人高等教育毕业论文评阅及成绩考核表 学校评审小组意见: 学校负责教师: (签章) 成 绩 论文评审时间 2019 年 月 日 本文档由香当网(https://www.xiangdang.net)用户上传

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    文档贡献者

    王旺今朝

    贡献于2020-08-26

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