苦瓜降糖活性皂苷研究進展

李月秋，杜光玲，劉興中，李軍，趙燕燕，韓媛媛，劉麗艷

（1.河北大學醫學實驗中心，河北保定 071000；2.河北張家口蔚縣農牧局，河北張家口 075700）

苦瓜降糖活性皂苷研究進展

李月秋1，杜光玲1，劉興中2，李軍1，趙燕燕1，韓媛媛1，劉麗艷1

（1.河北大學醫學實驗中心，河北保定 071000；2.河北張家口蔚縣農牧局，河北張家口 075700）

摘 要：綜述近十年來苦瓜降糖活性皂苷的化學成分﹑降糖作用﹑提取方法及檢測方法的研究進展,并對苦瓜降糖活性皂苷的高效毛細管電泳檢測方法提出了建議和展望。

關鍵詞：苦瓜；降糖活性皂苷；進展

糖尿病是以生命活動的基礎—代謝狀態出現紊亂，以代謝調節的重要激素—胰島素的產生與作用障礙而表現的慢性代謝疾病[1]。隨著糖尿病患者數量增長，糖尿病已成為繼心血管病、腫瘤之后威脅人類健康的第三大病種，成為現代社會的高發病之一，不但群體發病率有升高趨勢，且發病年齡也趨向年輕化。如何有效降低血糖水平，日益成為預防醫學工作者關注的熱點。從天然藥物尤其是植物藥中尋找降血糖的有效成分是一條重要途徑。

在我國民間，苦瓜藥食兩用已有幾千年歷史，隨著現代科學的深入研究，苦瓜皂苷已被證明具有降血糖作用，被譽為“植物胰島素”。本文對苦瓜皂苷（苦瓜皂甙）的當前研究情況進行綜述。

1 苦瓜皂苷化學成分研究進展

皂苷又名皂甙或皂素，是由皂甙元和糖、糖醛酸或其他有機酸組成，結構復雜、極性大，存在同一植物中的皂甙大多結構接近，是一類比較復雜的化合物，由于它的水溶液振搖時產生大量持久性泡沫，與肥皂相似，故稱為皂苷。皂苷分為甾體皂苷和三萜皂苷兩大類。

苦瓜中皂苷種類非常多，關于苦瓜皂苷的結構鑒定，國內外學者做了大量工作。苦瓜的三萜類成分主要存在于苦瓜果實及種子中，包括葫蘆烷型四環三萜和齊墩果酸幾烏蘇烷型五環三萜[2]。Tosbiyuki[3]等從苦瓜新鮮的果實中分離出苦瓜甙-a，-b，-c，-d，-e，-f，-g，-h等8種皂苷。Nakamura S等[4-7]得到了苦瓜皂苷Q、R、S、T 等。李健等[8]應用 HPLC-MS 法表征了八種苦瓜皂苷結構，確定化合物的可能結構為苦瓜皂苷L（分子量 634）、苦瓜皂苷 F2或 I（分子量 618）、7- β，25-三羥基-葫蘆烷-5，（23E）-雙烯-19-醛或苦瓜皂苷Ⅰ。

另外，苦瓜種子、莖葉中也含有一定量的苦瓜皂苷。張玉嬋等[9]從苦瓜莖葉中浸提得到總皂苷的含量分別為2.92%和6.90%。

2 苦瓜皂苷降糖作用研究進展

四氧嘧啶產生超氧自由基而破壞β細胞，導致胰島素合成減少，胰島素缺乏，誘發糖尿病。

苦瓜皂甙降糖機理表現在多個方面，如：王先遠等[10]通過大鼠動物實驗發現苦瓜皂苷不影響禁食大鼠血漿胰島素含量，卻能顯著降低進食后大鼠血糖和膽固醇水平，維持適度的皮質醇水平，肌糖原和肝糖原含量明顯增加。

石雪萍等研究表明[11-12]：苦瓜皂苷對四氧嘧啶糖尿病小鼠具有明顯降低血糖作用，苦瓜皂苷有減弱四氧嘧啶對胰島β細胞損傷或改善受損細胞功能，有益于緩解糖尿病小鼠癥狀。

苗明三等[13]研究發現苦瓜總皂苷對小鼠腎上腺素所致高血糖模型，四氧嘧啶糖尿病模型，抵抗胰島素模型，大鼠鏈脲佐菌素糖尿病模型均有較好療效；苦瓜總皂苷具有與達美康、二甲雙胍兩類陽性對照藥相似的作用，具有兩者降糖的特點。

另外，苦瓜皂苷對糖尿病并發癥也有一定的防治作用。張平平等[14]研究發現苦瓜皂苷對糖尿病模型大鼠腎臟并發癥有一定保護作用，且該品無毒。

3 苦瓜皂苷提取方法研究進展

苦瓜化學成分十分復雜，提取其皂苷成分并進一步加以分離、純化，得到有效單體是苦瓜降糖成分研究領域中的一項重要內容。目前，苦瓜皂苷提取方法多種多樣。

3.1 溶劑提取法

溶劑提取法是依據中草藥或天然植物中各種被提取成分在溶劑中的溶解性質，選用適宜溶劑提取被提成分的方法。

溶劑提取法萃取苦瓜皂苷的報道，目前有采用正丁醇[15]萃取的，萃取相含有45.51%的皂苷成分；有以甲醇-乙醚為溶劑[16]提取皂苷的，皂苷純化物得率為35.27%，總皂苷含量可達62.01%；有人采用乙醇[17]為提取劑對苦瓜莖、葉皂苷進行提取、分離及純化。苦瓜莖、葉提取物中皂苷純度分別達到83.4%和86%。

3.2 水浴振蕩提取法

李健等[18]優選了水浴振蕩提取法，以苦瓜總皂苷含量為考察指標，研究了提取溶劑濃度、提取溫度、固液比、提取時間、提取次數等因素對總皂苷含量影響。通過正交實驗確定苦瓜總皂苷提取的最佳工藝條件。

3.3 加壓液相提取法

加壓液相萃取（pressurised liquid extraction，PLE）是采用有機溶劑，高溫達到200℃、壓力達到20000kPa，保持溶劑在液體狀態的快速萃取方法[19]。Jesada P等[20]用乙醇為提取劑，采用PLE法獲得了苦瓜中降糖皂苷，與索氏提取法相比，PLE法提取效率更佳，提取時間減少了3.75倍，溶劑消耗減少了5倍。

3.4 樹脂吸附法

大孔吸附樹脂分離技術主要利用特殊吸附劑（大孔吸附樹脂）的吸附性和分子篩相結合的原理，從中藥煎液中有選擇地吸附住其中的有效成分，去除雜質[21]。近年來樹脂吸附法在苦瓜皂苷提取中應用見表1。

表1 樹脂吸附法在苦瓜皂苷提取中的應用Table 1 The application of resin adsorption method in extracting of Saponins of Momordica charantia L

3.5 恒溫滲漏提取法

恒溫滲漏提取法提取溫度可通過夾層套管中水浴溫度控制，并使物料一直接觸新鮮的恒溫提取溶劑，提高了提取率，并節省溶劑和時間，有利于實際工業化生產的流水線操作。

姚毅等[26]通過正交實驗對加熱回流提取法和恒溫滲漏提取法工藝參數進行優化，結果證明恒溫滲漏提取法能有效提高苦瓜皂苷的提取率，且能大大減少提取溶劑用量。

3.6 控溫柱提取法

姚毅等[27]研發了控溫柱提取法，提取溫度可由超級恒溫器提供水浴控制，不但可以解決傳統提取法的限制問題，且有利于實際工業化生產的流水線操作，為苦瓜皂甙的工業化生產提供了一定的參考方法和理論依據。

3.7 固相萃取法

固相萃取（SPE）是一種由柱色譜發展而來的樣品預處理技術。李健等[28]以苦瓜為原料，建立了SPE精制方法，表明SPE具有回收率高，分離效果好，避免乳化現象，操作簡單，省時﹑省力等優點。

3.8 超聲波提取法

超聲波提取法的原理主要是利用超聲空化作用對細胞膜破壞，有助于有效成分溶出與釋放，超聲波使提取液不斷震蕩，有助于溶質擴散，同時超聲波的熱效應使水溫基本在57℃，對原料有水溶作用。超聲波提取與傳統的回流提取、索氏提取等比較，具有提取速度快、時間短、收率高、無需加熱等優點。超聲提取的頻率和時間都會影響有效成分的得率，超聲提取能提高有效成分的收率[29]，應用情況見表2。

3.9 微波輔助萃取法

微波輔助萃取法（Microwaveassistedextraction，MAE）是使用適合的溶劑，在微波反應器中從天然藥物、礦物、動物組織中提取各種化學成分的方法。該方法具有選擇性高，重現性好，萃取率高，省時，設備簡單，適用范圍廣，污染小等優點。

表2 超聲波法在苦瓜皂苷提取中的應用Table 2 The application of ultrasonic method in extracting of Saponins of Momordica charantia L

李健等[33]將微波輔助萃取法與水浴振蕩法和超聲提取法進行比較，結果表明，微波輔助萃取法不但大大縮短了萃取時間，而且提高了萃取率。對萃取物用化學法、紅外光譜法檢測，結果其為三萜類皂苷。

王百軍等[34]用微波提取苦瓜中的苦瓜甙，優選出微波提取工藝方案，有效地強化了提取過程，縮短了提取時間，減少雜質。

3.10 超聲-微波協同提取

超聲-微波協同提取工藝充分利用超聲振動的空化作用以及微波的高能作用，使樣品介質內各點受到的作用一致，降低目標物與樣品基體的結合力，加速目標物從固相進入溶劑的過程。

王琪等[35]在單因素比較的基礎上采用二次旋轉正交組合設計法優化了苦瓜皂苷的超聲＿微波協同提取工藝條件，以含水量13%的苦瓜干為原料，超微粉碎成苦瓜粉，在超聲-微波協同處理（70℃，50 W，20 kHz）下，僅973 s，即可使苦瓜皂苷的提取率達2.51%。

3.11 微波輻射誘導萃取法

微波輻射誘導萃取法是近年來發展的從天然物中提取有效成分的一種新技術。鐘平等[36]研究了微波輻射誘導萃取法從苦瓜中提取苦瓜甙，得出了提取苦瓜甙的最佳條件。

3.12 超臨界流體提取法

超臨界流體色譜（SFC）是指以超臨界流體（SF）為流動相，以固體吸附劑（如硅膠）或鍵合到載體（或毛細管壁）上的高聚物為固定相的色譜分離模式，是基于各化合物在兩相間的分配系數不同而得到分離[37]。

謝明勇[38]等采用U11（1110）均勻設計試驗優選超臨界-CO2總皂苷的最佳工藝條件，確定苦瓜皂苷超臨界-CO2流體萃取最佳工藝參數。苦瓜皂苷的最佳萃取條件為萃取壓力25.5 MPa、溫度42.5℃、夾帶劑用量180 mL。

4 苦瓜皂苷檢測方法研究進展

由于苦瓜中各種皂苷在可見光區均有吸收，目前其檢測方法的研究情況介紹如下。

4.1 薄層色譜法

薄層色譜（TLC）是一種常用有效色譜分離技術，在同一薄板、同一展開劑的作用下，不同化合物有不同Rf，這一性質被廣泛應用于定性定量分析植物中有效成分。何新益等[39]以硅膠G60為固定相，氯仿-乙醚-丙酮-冰醋酸-水-吡啶為流動相，建立了苦瓜皂苷的HPTLC分析方法。關鍵等[40]以苦瓜苷為標準品，以硅膠G為固定相，氯仿—甲醇（10∶1）為展開劑進行分離，用島津CS-930型薄層掃描儀建立了標準曲線，并對石家莊、北京、山西等9個地區種植的苦瓜進行了苦瓜皂苷的含量測定，表明薄層色譜法操作簡便、結果準確、推廣可行。

4.2 分光光度法

分光光度法是基于物質對光的選擇性吸收而建立起來的分析方法，具有儀器簡單、價廉，操作簡便，分析速度快等優點，是一種快速測定苦瓜皂苷的方法。

張中偉[41]等采用香草醛-高氯酸為顯色體系，于560 nm測定吸光度，建立了苦瓜總皂苷含量的分光光度測定法。程莉君[42]等對高氯酸和硫酸體系進行比較，選擇香草醛—冰醋酸—高氯酸體系作為測定苦瓜皂苷的合適顯色條件，建立了苦瓜總皂苷含量的測定方法。

陳鋆[43]等以人參皂甙Rgl為對照，以552 nm為最大波長，采用分光光度法對苦瓜中皂甙成分進行了定量分析。張柏瑀[25]等以自制苦瓜皂苷為對照品，以575nm為測定波長，建立了分光光度檢測方法，對樣品中的苦瓜皂苷進行了測定。

4.3 高效液相色譜法

高效液相色譜法（HPLC）在技術上采用高壓輸液泵、新型高效填充劑以及各種高靈敏度檢測器，具有分析速度快、分離效率高、靈敏度高和操作自動化等優點，更適宜苦瓜樣品中皂苷的分離檢測。張瑜等[44]采用HPLC法測定了4個產地苦瓜中苦瓜皂苷元L的含量。張玉嬋等[17]采用HPLC法測定了苦瓜莖葉中皂苷含量。劉金福[45]等建立了苦瓜皂苷HPLC指紋圖譜，為苦瓜鑒別和品質評價﹑質量控制﹑制定質量標準提供參考。

5 展望

綜上可知，苦瓜各部位均含有一定量的皂苷，并具有降糖功效，而且廣泛種植，價格低廉，因此可研究開發為降糖保健食品或藥品，帶來一定的社會效益及經濟效益。目前，苦瓜皂苷的高效毛細管電泳檢測方法尚未見報道，因此我們可研究建立苦瓜皂苷高效毛細管電泳檢測新方法，以降低檢測成本，減少污染。

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Research Progresses of Hypoglycemic Active Saponins from Momordica charantia L

LI Yue-qiu1，DU Guang-ling1，LIU Xing-zhong2，LI Jun1，ZHAO Yan-yan1，HAN Yuan-yuan1，LIU Li-yan1
（1.Medical Expriment Center，HeBei University，Baoding 071000，Hebei，China；2.Agricultural and Animal Husbandry Bureau of Yu County，Zhangjiakou 075700，Hebei，China）

Abstract：Research progresses of some aspects of hypoglycemic active Saponins fromMomordica charantia Lin recent decade were reviewed，which included chemical constituents， hypoglycemic function，extracting method as well as detection method.The new detection method of hypoglycemic active Saponins fromMomordica charantiaL by High-performance Capillary electrophoresis were suggested and prospected.

Key words：momordica charantia L.；hypoglycemic active Saponins；progresses

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2013.15.033

李月秋（1977—），女（漢），講師，碩士，研究方向：食品、天然產物、藥物等分離分析。

2012-11-01