天然物中草药饲料添加剂的化学成分

日期:2016年2月17日 17:19

  近现代以来,科学家们不断地探索动物机体间和物质间的相互关系的自然基础,使人类对物质的认识以更多的特征来加以判断。于是在国外从17世纪始提出,自然植物类群具有化学成分上的相似性。直到20世纪初,格拉斯柯夫证明产生氰化合物在大枫子科的亚科中存在。之后英国植物化学家斯密奇查明了数百科属植物的成分和科属间的亲缘关系。从此化学特征被人们重视。随着近现代科学的发展,新领域不断开拓,实验技术、设备的革新,

  使天然物中草药化学成分的分离、结构测定技术不断发展。如已用微型电脑设计提取分离方案;用高效液相色谱仪配以三维紫外检测器,可检出任何有紫外及可见光吸收的化合物,不会发生漏检等。各种仪器分析法的使用,如红外光谱、质谱、X射红解析,高磁场核磁场共振仪等,使天然物中草药的传统物性理论及分类(辛、甘、酸、苦、咸)得到了新的补充和更新,从而在分子水平上阐明物性和特征。与此同时,还在扩大药用植物动物和矿物资源和开发新药、新原料、成分方面起重要作用;为天然物中草药质量鉴定、有效成分含量、药材真伪及品质提供依据;在药物毒性分析、化学成分与毒性关系,以及天然物中草药加工炮制研究等方面,均具有重要意义。

  与此同时,我们对于天然物中草药的组方和功效作用,不能只用化药或含成物的唯成分论等同对待。而天然物的单一或组方,都是一个多种成分的复杂有机体,它的功效作用,是一复合整体作用,即是各种成分相互协同和制约的统一作用,并不是组方中每一成分的机械组合或叠加的作用总和,也又不完全是各单一成分的机械总和。故我国有“药有个性之特长,方有合群之妙用”的说法。这种复合整体作用的理论,更已被现代科技接受,并成为科技发展的趋势。如现代用指纹图谱来研究天然物中草药的各单一成分与整体复合作用。从而使唯成分论转向整体复合功效作用观念。

  每种天然物及其组方,均由许多成分或不同化学成分组成。天然物中草药的成分均含有以下成分:①生理活性成分(指被实践证明时动物机体有一定生理作用的成分,而它不一定代表该天然物的全部“有效成分”);②指标成分(指天然物中具一定专属性的生理活性成分,即可以作为某天然物及其复方中的指标或指示成分。此指标成分,从评价和含量测定方面讲,它不仅易确认,且更接近质控指标。如黄连、黄柏,用其所含小檗碱来评价);③大类化合物类(指按现代提取分离出的有效部分。即组方中各天然物中的化学性质相似的总化合物。如总生物碱、总黄酮等);④无效成分(指天然物中在该用途时,属无功效作用的成分。但它可能对浸出有效成分及其稳定性,以及其后效,或在另一用途上,又可在另一组方中成为有效成分有功效成分);⑤组织成分(指天然物或某植物的组成物。如纤维素。石细胞、栓皮等物)。

  有效成分,是现代化学医学所指的具有西药(化药)治疗作用的“药效成分”,也是西药药理作用的评价指标和物质基础。我们认为:化药或化学合成物,都是单一成分物。对它可认为是有效成分,也是毒性成分。而用化药的单一有效成分来评论天然物组方,这是不一定符合中国关于天然物物性理论的。但从现代研究来看,某单一成分却也能反映某天然物的部分功效。故也可从天然物中提取出某单一成分作为添加剂。

  我们研究天然物中草药的成分,目的是为搞清天然物的功效复合整体作用,进而阐明天然物的作用机理,在现代科技水平上使其在世界得到共识和弘扬中国天然物物性理论及应用技术。并不是单为获得某天然物的成分而去研究。另外,到目前为止,我们对天然物的整体及成分研究,还很不够深,尤其“有效成分”,更知之不多。但对其指标成分和大类化合物类,了解还是多些。因此,在这种现实情况下,我们在生产应用中,能列出上述成分,也就也能使产品得到人们的认识。

  天然植物有数十万种,我国中草药有5~6千种,常用的亦有7~8百种,最常用的亦有400昧(传统用药)。其中植物性药约占70%左右,分布各门类植物科属中,如就生物碱成分,分布于植物的50多个科,120多个属。中草药的化学成分就更为复杂,每一种药均含有数种,甚至数十种成分,如山楂所含成分多达70余种;当归所含的挥发油中有十来种化学成分(酸、酯、酮、醇等地革乌含生物碱有30种之多。此外,中草药中还有目前尚未搞清的“未知成分”,还有不少。根据现代科技和实践,通常将中草药所含成分为有效成分和无效成分,前者是具一定生物活性,起治疗作用的成分,后者则为无活性的一般物质。近些年来,随着科学的进展,发现原认为无效成分中又分离出新的生物活性物,因此,所谓有效和无效成分是相对的,并无绝对界限。也可说,现代科学还远未进入中草药领域,还需运用现代先进科技深入挖掘这个宝库。下面就天然植物中草药的化学成分作以简介:

  1.天然植物中草药的化学成分

  1.l 生物碱:

  生物碱,是含氮有机化合物,具有显著的生物活性,广泛存在于植物界,尤双子叶植物毛茛、罂粟、防已、茜草、茄科,少数存在于单子叶的百合、石蒜等科。其有5500多个单体,其中80多个为重要药物,如吗啡(鸦片中),奎宁(金将纳树中)、阿托品(颠沛革中)等。每种含生物碱天然物中草药,常含有数种至几十种生物碱共存。同一种植物可含相同碱,有科属亲缘关系的不同植物,亦可含相似的生物碱。生物碱具碱性,能与酸结合成盐、游离者不溶于水,而溶于醇、醚等有机溶剂;其在植物中常与植物酸结合成酒石酸、苹果酸和鸡纳酸、罂粟酸等,也有以酯、贰存在。生物碱作用广泛,有解热(奎宁即金鸡纳树皮)、镇痛(延胡索)、解痉和解有机磷中毒(颠茄草)、抗消类(小檗碱等)、平喘(麻黄碱)、抗癌(长春新碱、美登木碱、三尖杉酯碱)、抗疟(常山碱)驱虫、兴奋或麻醉中枢等作用。生物碱分为:

  1.1.1 杂环衍生物:

  有罂粟碱(白花罂粟)、厚朴碱、木防已碱、小檗碱(黄连)、巴马丁(黄藤)、槟榔碱、石榴树碱、菸碱(烟草)、毒藜碱(八角枫)、蓖麻碱、半边莲碱、苦参碱、安那吉碱(广豆根)、娃儿藤碱、一叶秋碱、茛菪碱(颠茄)、古柯碱(古柯)、白莲碱、茵芋碱(常山)。喜树碱、山豆根碱、锡藤碱、青藤碱(千金藤)、木兰碱(马兜铃)、原荷叶碱(莲中)、吗啡和可待因(白花罂粟)、莲花宁碱(千金藤)、普托品(延胡索)、白屈菜碱、两面针碱、吐根碱、石蒜碱、长春新碱、相思豆碱、大青素(松兰)、靛青甙(寥兰)、利血平(萝芙木)、钩藤碱、吴萸碱、番木鳖碱(马钱子)、毒扁豆碱、麦角新碱(麦角菌)、山油柑碱、毛果芸香碱(毛果芙香)、常山碱、咖啡碱(茶叶)、香菇嘌呤、虫草素、美登木碱、三尖杉酯碱(粗极)、雷公藤碱、川芎嗪等。

  1.1.2 萜苹衍生物类:

  有缬草碱、肉从蓉碱、石斛碱、小叶黄杨碱(黄杨)等。

  1.1.3 甾衍生物类:

  α-澳洲茄碱(龙葵)、藜芦碱(白藤芦)、贝母碱等。

  1.1.4 有机胺类生物碱:

  秋水仙碱、秋水仙胺、益母草碱,麻黄碱等。

  1.1.5 肽生物碱类:

  有欧鼠李碱(欧鼠李)等。

  1.2 甙类(配糖体、苷):

  为糖或糖醛酸等与另一非糖物质通过其碳原子联接而成的化合物。甙元,亦称配糖基,是指非糖部分。甙类亦比较复杂,在分类上也各说不一,有1).按甙元结构分为氰甙、香豆素甙、木脂素甙、蒽醌甙、黄酮甙、吲哚甙等;2).按在植物内状态分为:原生甙(原存植物体内甙如苦杏仁甙)和次生甙(水解后失去一部分糖);3).按特殊性质分(如皂甙);4).按生理作用分(如强心甙);5).按糖的名称分(如葡萄糖甙)。甙类作用广泛,具有维生素样作用;延长肾上腺素作用;抗菌作用;止咳平喘作用;抗辐射、抗氧化作用;强心利尿消肿作用;解痉和松弛肌肉作用;健胃、止泻、镇痛、抗癌等作用。

  1.3 蒽衍生物:

  是指含醌及其不同还原程度的产物,呈酸性。已知有170多种,其中一半存在于高等植物中,余者存于真菌、地衣、动物以及菌类亦有发现。如大黄、首乌、虎杖等类,是重要的天然色素。含意衍生物的科类复杂,首草一种药中就含有19种意衍生物;大黄素的分布就更为广泛。其生物活性作用有泻下作用(大黄、芦基、番泻叶)、抗菌作用(大黄素、芦套大黄素、柯桠素等)等。

  1.4 香豆素和木脂素:

  香豆素、木脂素、木质素是在植物内由酪氨酸衍生而成的成分。

  香豆素:为苯骈α-毗喃酮母核一类的化合物。秦皮、白茫、独活、前胡、茵陈、补骨脂、续随子。蛇床子等含有香豆素,以游离态或糖结合为甙。香豆素具多方面的生物活性,如抗菌、真菌、滴虫、抗凝血、抗辐射、抗癌等。

  木脂素:因存在植物的木质部和树脂而故名。在五味子、牛蒡子、远志、连翘、细辛、刺五加、厚朴、水飞蓟等药中均含有木脂素。木脂素具镇咳、保肝、抗菌等生物活性。

  1.5 黄铜类化合物:

  黄酮类化合物,来自黄酮,呈黄色和具4位羰基故名。广泛分布于植物界(多以甙形式),已知有2300种(含甙和甙元)。呈酸性。其具有扩冠、降压、止咳化痰、泻下、保肝、解痉、抗菌消炎、抗癌和具卵泡激素作用(刺芒柄花素),以及可作甜味剂(柑橘甙)。

  1.5.1 黄酮类:

  常见者有芹菜素(芫花)、芹菜甙(芹菜)、刺槐素(密蒙花)、刺槐甙(菊花)、木犀草素(金银花、忍各藤)、忍冬甙(忍冬叶)、黄羊素(黄羊)、川陈皮素(橘皮)、高车前甙(车前)、南荛甙(了哥王)、大蓟(柳穿鱼甙)、莞花素(芝花)等。

  1.5.2 黄酮醇类:

  含黄酮醇的中草药有:芦丁(槐花米、桑葚子)。异槲皮甙(问荆、棉叶)、金丝桃式(满山红叶和连翘)、山奈酚和异鼠李素(高良姜、银杏叶)、问荆甙(问荆)、杨梅索(满山红叶)、桑色素(桑枝)、高良姜素(高良姜)、人参黄酮甙(人参)、扁蓄甙(扁蓄)、葛根素(葛根)、紫檀素(广豆根)、鱼藤桐(毛鱼藤)。

  1.6 强心甙:

  其为天然的对心脏具活性的甾体甙类,治心衰、节律不齐等,并有抗癌(主要是细胞毒)作用。现已知有 570多种强心甙,140多种甙元,广泛分布于植物中。含有强心甙的中草药有:黄花夹竹桃、杠柳、毛花洋地黄、紫花洋地黄、铃兰、糖芥、福寿草、羊角拗等。此外,蟾酥中亦含强心成分,但不属甙,而是蟾毒配基的脂肪酸酯类。

  1.7 皂甙:

  皂甙,为植物内比较复杂的甙类化合物。味苦。其水溶液易起肥皂泡,并具溶血和与胆固醇形成复合物等特性。皂甙分为甾体皂甙(作为合成菌体激素及有关药的原料)和三萜皂甙(为药理活性成分)两类。

  1.7.1甾体皂甙:

  其由甾体皂甙元和糖组成。含此成分的中草药有:知母(洋菝葜皂甙元)、洋地黄(提果皂甙元)、剑麻(剑麻、海可皂甙元)、龙舌兰(龙舌兰皂甙元)、铃兰(铃兰甙元A铃兰皂甙B)、万年青(万年青皂甙元)、北重楼好诺皂甙元)。

  1.7.2三萜皂甙(酸性皂甙):

  含有三萜皂甙的中草药有:人参、甘草、柴胡、桔梗、远志、桑寄生、木通、乳香、山植、地榆、白头翁、猪今、花草、叶麻、商陆等。其具有镇静、止痛、解热、镇咳、抗类等作用。

  1.8萜类和挥发油:

  1.8.l萜类:

  萜类,为异戎二烯的聚合物及其衍生物的总称。萜类具消热解毒、抗菌消炎、抗疟、抗癌、止咳平喘、止痛、驱虫、利尿、降血糖和引产等作用。萜类分为单弗和倍半储(存于挥发油中),二萜(形成树脂的主要成分)、三萜以皂甙形式广泛存在,并具多种生物活性)和二倍半该。该类成分有芳香性,可作香料或调味品。含有该类的中草药较多,有人参、远志、柴胡、甘草、地榆、地黄、穿心莲、青蒿、芜花、冬凌草、雷公藤、艾蒿、桔叶、蛇麻(啤酒花)、马鞭草。牛龙牛儿苗、香茅、玫瑰、紫罗兰、薄荷、荆芥、砂仁。香附、紫苏、香薷、芜荽、茴香、鹤虱、姜、芸香草、桔叶、土荆芥、侧柏叶、松枝、桃金娘叶花、缬草、玄参、车前草、鸡矢藤、马钱子、金银花、肉从蓉、桅子、龙胆草、山道年、金合欢花、没药、郁金、檀香、姜黄、满山红、牛蒡、苍术、甜叶菊等。

  1.8.2 挥发油:

  挥发油,是存于植物中可随水蒸气蒸馏得到的不与水混溶挥发性油状成分。其具有止咳平喘、祛痰、发汗、驱风、消炎止痛、抗菌杀虫等生物活性。化学结构分为脂肪族、芳香族、萜类、其它含氧衍生物(醇、酚、醚、醒酮、核酸、醋和内酯入其具易分解变质、低温下形成固体,即“脑”。含挥发油的中草药亦较多,有松柏、橙皮、桔皮、吴莱莫、防风、白茫、川穹、当归、小茴香、薄荷、曹香、紫苏、荆芥、姜、获术。山奈、郁金、砂仁、细辛、丁香、石基蒲、肉豆寇等。

  1.9 天然物中草药的其它成分:

  天然物中草药除含有上述生物碱、甙类、挥发油外,还含有有机酸、蛋白质、多糖等成分。过去一般认为前者为有效成分,但近些年来发现起免疫作用的成分,除生物碱、甙类外,还有多糖类(黄茂、当归、黄精、昂布、银耳和动物多糖)是低毒的免疫促进剂;有机酸(马兜铃酸、斑蝥酸钠、桂皮酸及其钠盐、当归和川穹的阿魏酸、丹参的水溶性酸性成分。白花蛇舌草的羟基桂皮酸等均有增加白细胞、提高吞噬功能,以及抗癌、抗放射等作用,是较好的免疫增强剂。

  1.9.l 有机酸(不含氨基酸):

  有机酸广泛分布于植物中,多与钾、钠、钙或生物碱结合成盐。其作用有:鸦胆子的油酸可抗癌;地龙的丁二酸可止咳平瑞;四季青的原儿茶酸可抗菌;乳酸可扩冠血管;茵陈的氯原酸可利胆;金银花的新氯原酸可抗菌等。

  1.9.2 醌类:

  醌类化合物为蒽醌、苯醌、萘醌化合物。多带有黄色、橙色或橙红色,少呈紫色。生物活性有抗菌。抗癌(胡桃醌等),紫草含有多种萘醌色素,具治疗麻疹等作用。

  1.9.3 植物甾醇:

  植物甾醇,是植物细胞的重要组成物,常与油酯共存于种子和花粒中。其分为谷甾醇类(在人参、天冬、蒲黄、黄柏、黄条、汉防已、白花蛇舌草、半枝莲、乌头、附子等含有)和豆甾醇类(在柴胡、款冬花、鹤虱、青蒿、黄柏、延胡素、木鳖子、白花蛇舌草等含有)。

  1.9.4 昆虫变态激素:

  昆虫变态激素,最初是在昆虫体内发现脱皮自醇,具较强的蜕皮活性,称为“蜕皮激素”。其对动物有促进蛋白质合成作用。后在60年代发现植物中亦“蜕皮激素” 物,如台湾牛膝含有羟基蜕皮甾酮,川牛膝有川牛膝甾酮,白毛夏枯草含有筋骨草甾酮C等。该成分具有活血化瘀,通利关节,泻火解毒,补肝肾,壮筋骨等作用。

  1.9.5 有机合硫化合物:

  含有机含硫化合物的天然物中草药,以大蒜的大蒜辣素最具代表性。它具有很强的抗菌作用,并具广谱性。其1/12万的浓度就可抑葡萄球菌、伤寒、副伤寒、痢疾、霍乱弧菌、大肠、白喉、肺炎、炭疽杆菌等革兰氏阴、阳性菌。此外,焊菜的焊菜素亦为此类化合物,具有止咳、化痰、平喘等作用。

  1.9.6 氨基酸:

  含有氨基酸的天然物中草药很多,其中常见的有使君子氨酸、南瓜子氨酸和鹧鸪菜的海人草酸等为驱虫作用的氨基酸;天冬、玄参、棉花根等的天门冬素是具镇咳、平喘作用;田七氨酸具止血作用;半夏、天南星、蔓荆子-γ-氨基丁酸具降血压等作用。

  1.9.7 蛋白质和酶:

  蛋白质,以往视为杂质而除去,但近年来发现蛋白质、多肽显出生物活性。如天花粉蛋白(括楼根)具引产作用;水蛙的水蛙素(多肽)有抗凝血作用;蜂毒肽有抗辐射作用,蜂毒胶有兴奋中枢神经系统作用;半夏蛋白有抑制早期妊娠作用;雷丸的蛋白分解酶治肠虫病等作用。酶,是具催化能力的蛋白,作用广泛。

  1.9.8 多糖:

  天然物中草药多糖包括菊糖、淀粉、树胶、果胶、粘液质、纤维素、甲壳质等。以往视其为杂质,但近年来发现多糖亦具生物活性。如香菇多糖具抗肿瘤作用,黄芪和人参多糖具增强免疫作用等。此外,淀粉虽无疗效作用,但亦为营养物质;树胶,为植物裂口分泌的稠厚液体,可作乳化剂、混悬剂;粘液质类成分(琼脂、果胶、海藻酸钠)、除可作乳化剂、润滑剂外,还具有止血、治痢等作用。

  1.9.9 鞣质(单宁、鞣酸):

  鞣质,为多元酚类化合物,具涩味,有收敛性。因其原用于擦皮革而故名鞣质。具有鞣质的天然物中草药很多,常见的有大黄、五倍子(寄生于植物昆虫的虫瘿)、诃子、地榆、石榴皮、虎杖、四季青、侧柏、扁蓄、仙鹤草、老鹤草、钩藤、槟榔等。鞣质分为:1)可水解鞣质;根据水解后的产物又分为没食子酸鞣质类(如大黄、五倍子等)和逆没食子酸鞣质类(如诃子等);2)缩合鞣质:为不溶于水的高分子化合物,又称鞣酐或鞣仁(如虎杖、四季青、钩藤等)。

  鞣质具有明显的生物活性,如1)鞣质具还原性,可还原斐林等试剂,为强还原剂;2)能与蛋白质结合,而有收敛作用(止泻、止血),亦为酶活性的抑制剂;3)其可与生物碱、重金属结合沉淀,因而可作此方面中毒的鲜毒剂;4)可与菌蛋白结合,而具抗菌作用。

  1.9.10 油脂和蜡:

  油脂,为高级脂肪酸的甘油酯组成的混合物。油(脂肪油),指在常温下为液态的油脂;脂肪,指在常温下为固态或半固态的油脂,理化性质与蜡相似。蜡,为分子量大的高级一元醇和高级脂肪酸结合的酯,为固态。含有油脂和蜡的天然物中草药有火麻仁、蓖麻子、巴豆、杏仁、薏苡仁、大枫子、鸦胆子等。油脂和蜡除用于制作软膏、注射用油外,还有泻下、祛痰、补脾胃、抗菌等生物活性。

  1.9.11 无机盐:

  植物中主要含有钾、钙、镁盐,以结合形式或特殊结晶形式存在,如草酸钙、二氧化硅结晶。天然物中草药含无机盐的量多少不一,有些则含量很高,如夏枯草,含无机盐35%(其中KCL为68%、 K2SO423%、余为NaCL、Fe盐等)。无机盐多数是动物体不可缺少的物质,尤其是微量元素,是维持动物生理功能的重要成分,也是抗癌、抗衰老、防病治病的物质。就中草药来说,其某些生物活性作用是与其所含的无机盐或元素密切相关。如人参的作用与其锰;天仙子和颠茄的作用与其含钙、铜、锰;甘草和刺五加的作用与其含锰、铝、铬;福寿草和毛地黄的作用与其含锰、铝、铬;大黄的作用与其含锰、铜;车前的作用与其含铜、钥有关等。此外,免疫研究发现,微量元素硒可起免疫佐剂作用等等。上述说明对无机盐的研究还待更深的发现。

  1.9.12 植物色素:

  植物色素有红、黄、兰、紫、青绿等色。分布于植物体各个部分,其中根、茎、叶、花果较为集中,含量较高。植物色素分为水、脂溶性两大类,前者有叶绿素、胡萝卜素类等;后者有黄酮类(黄色色素)、花色素(有红、兰、紫各色)和蒽醌类(呈黄色、迂碱呈红色)等。植物色素亦有一定的生物活性,如胡萝卜素为维生素A的原体,可治维生素A缺乏症;叶绿素的水溶剂具一定的抗菌、消炎、促肉芽生长的作用。此外,植物色素还是无毒副作用的天然着色剂等,是一个值得重视开发的领域。

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