谷维素的研究进展

Research Advance of Oryzanol

文献标志码:A

文章编号:1672－688X( 2015)03－0237－04

基金项目:浙江医学高等专科学校自然科学研究基金( 2011XZA01)浙江省教育厅科研项目( Y201226142)

收稿日期:2015－04－07

作者单位: 1.浙江工业大学药学院，浙江杭州310014

2.浙江医学高等专科学校药学系，浙江杭州310053

作者简介:刘瑞菊( 1988－)，女，山东菏泽人，从事药物合成与生物活性研究工作。

通信作者:褚建波，女，高级实验师，Emial: cjb0118@126.com

谷维素是一类脂溶性的维生素，米糠中的含量很高，尤其是在发芽的糙米中，故又称米糠素 ［1］。谷维素是一种广泛存在谷类植物种子中的天然有机化合物，其是阿魏酸酯的混合物，主要由菜油甾醇阿魏酸酯、环木菠萝烯醇阿魏酸酯和24－亚甲基环木菠萝醇阿魏酸酯组成 ［2］。

由于谷维素源自天然产物，对人体不仅没有毒害，还有益于身体健康，故受到了人们的广泛关注，更受到了临床医学的青睐。通过大量的临床实践得知，谷维素具有以下作用:保护皮肤，降低血糖，抑制机体胆固醇的合成及降低血清胆固醇的含量，调节植物神经和改善胃肠功能等 ［3－6］。在化妆品中，谷维素对于雀斑疗效显著。作为食品添加剂，谷维素具有较好的抗氧化作用，并且其安全性远远高于合成抗氧剂(如丁基羟茵香醚)，因而其可作为合成抗氧剂的替代品在食品领域广泛使用 ［7］。由于谷维素的广泛用途，也使研究者们对其制备、分析研究更加重视，进而满足社会对谷维素的需求。

1　谷维素的用途

1949年美国Oconnor首次从米糠中发现了谷维素，随后各国研究者都对其展开了相关研究，尤其是在医药方面进行了大量的实验研究 ［8］。而我国谷维素首次试制成功是在1971年，并且近几年对谷维素的研究也取得了重大进展。

1.1谷维素在医药方面的用途　谷维素在医药领域有着广泛的应用，并且仍有较大的发展前景，本文主要从神经系统、心血管系统、内分泌系统、血液及消化系统等方面来概述谷维素的临床用途。

1.1.1神经系统　首先抗炎作用，谷维素对LPO 和COX均具有一定的抑制作用，对弗氏佐剂诱发引起的大鼠关节炎有一定的疗效 ［9］。Islam等 ［10］通过葡聚糖硫酸钠佐剂诱导小鼠结肠炎症的模型，证明了谷维素可能是通过抑制NF-κB(在促炎因子基因表达中，其是非常重要的转录因子，在炎症发生时，可以诱导炎症因子基因的表达)核转移及巨噬细胞中NF-κB的活性，从而显著降低了炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6、COX-2 mRNA的表达水平。此外，Sakai等 ［11］采用脂多糖( LPS)刺激人脐带静脉内皮细胞( HUVEC)诱导炎症模型，研究了谷维素的抗炎作用，证明谷维素可能是通过抑制血管内皮细胞中的NF-κB活性而产生抗炎作用。再者，谷维素对于神经衰弱患者和失眠症患者也有一定的作用，如张朝霞等 ［12］具有睡眠障碍的76例患者为研究对象，将其随机分为观察组(给予维生素B和谷维素)和对照组(维持原来的生活状态和治疗方案)，观察两组患者睡眠状况，该研究结果是观察组患者睡眠质量的改善率为89.47%，而对照组只有21.05%。此外，实验观察发现，西比灵、心得安联合谷维素使用，对于治疗神经性头痛的疗效要比单独使用前两个药物要好，并且不良反应较少，能够有效改善患者的临床症状及预后情况 ［13］，由此可知谷维素对于治疗神经性头痛也具有一定的疗效。

1.1.2心血管系统　随着生活水平的提高，患有高脂血症的人越来越多，而谷维素作为降脂药来研究是目前研究的热点之一。谷维素具有降血脂作用主要是因为其可以抑制胆固醇的合成及吸收，并能加速胆固醇的异化和排泄 ［14－16］。后来，Ghatak等 ［17］通过白鼠急性高脂血症实验模型研究，发现谷维素能显著降低白鼠血清LDL、VLDL及总胆固醇量，而使血清HDL量及肝脏抗氧化酶活性明显提高，并且动脉粥样指数也下降了。由此可知，谷维素在高血脂和动脉粥样硬化疾病的治疗方面具有很大的发展前景。其次抗心律失常作用，彭家庚等 ［18］采用临床研究实验，以心律失常患者为研究对象，采用口服谷维素片剂方法来治疗。通过研究表明，谷维素对患者的总有效率为88.33%，其中对植物神经性紊乱引起的心律失常的有效率为100%，房颤有效率为86.11%。由此可知谷维素可能是通过调节植物神经，减少内分泌平衡障碍、改善机体代谢等作用来治疗心律失常的。谷维素与其他药合用时，抗心律失常的疗效有时会更好，并且不良反应少，如谷维素与维生素B 1、复方丹参注射液合用，达到了较好的治疗效果，并且无抗心律失常药的副作用，对心肌细胞还有一定的保护作用，进而满足了了现代人追求高质量生活的要求 ［19］。

1.1.3血液及消化系统　首先抗血栓作用，张伟等 ［20］通过小白鼠实验研究，发现谷维素可以抑制ADP诱导的血小板凝聚，抑制了血栓的形成。其次，谷维素对溃疡及胃炎也有一定的作用，特别是与其他药物合用，对于溃疡的治疗效果更好，例如谷维素与甲硝唑合用，可以降低胃酸对胃肠黏膜的刺激，进而加速溃疡的愈合 ［21］。此外，临床研究还发现谷维素与胃肠动力抑制药合用可以用于治疗肠激症，如谷维素与马来酸曲美布汀联合使用，能显著提高临床治疗效果，降低不良反应发生率 ［22］。

1.1.4内分泌系统　降血糖作用，Chou等 ［23］以小鼠为研究对象，用腹腔注射尼克酰和链脲霉素( STZ)胺诱导小鼠产生Ⅱ型糖尿病，然后用谷维素治疗，结果小鼠体内的血糖降低了，由此说明，谷维素可以增强机体对胰岛素的敏感性，而达到降血糖的作用。谷维素的降血糖机制不是增加胰岛素的分泌，而是通过调节植物神经，提高机体免疫力，提高机体对胰岛素的敏感性。Ghatak等 ［24］通过细胞实验，进一步研究了谷维素降血糖的作用，其发现谷维素抗氧化作用与糖尿病的治疗有关，由此可见，今后谷维素有可能作为抗氧化剂补充物来治疗糖尿病。此外，许多研究表明，谷维素还可以用于治疗妇女更年期综合征，因为其可以作用于下丘脑及大脑边缘系统，平衡内分泌系统，影响激素(如黄体生成素、泌乳素等)的合成和释放 ［25－26］。陶惠忠等 ［27］报道了谷维素与养血清脑颗粒合用来治疗更年期综合征，可以发挥显著的协同作用，并且无不良反应、使用方便、经济实惠，是有效治疗方式之一。

1.2谷维素在食品方面的用途　许多研究表明，谷维素在食品方面也有着广泛的用途，特别是在功能性食品中，因为谷维素具有降低血脂、防止机体节律的失调作用，目前作为功能性食品使用的谷维素产品有谷维素胶囊或丸、谷维素营养油和谷维素饮料。其次，谷维素的抗氧化性可以用于食品添加剂，如面包、饼干、乳制品及肉制品等，防止食品的酸败、霉变及延长保质期，另外谷维素对蔬菜水果还有保鲜的作用 ［2，28］。

1.3谷维素在化妆品方面的用途　1960年日本东京制药公司生产含谷维素化妆品的问世，是谷维素首次在化妆品中的应用。随后，许多公司开始研制含谷维素的化妆品。现在谷维素被公认为是皮肤的特殊美容素材，主要是其可以吸收紫外线，可以用于防晒品;并且具有抗氧化作用，对化妆品中易氧化成分起到了保护作用;谷维素还可以抑制黑色素的形成，故其可以用于生产祛斑、淡斑及美白的化妆品;此外谷维素还用于洁面乳、洁面水及珍珠光泽化妆品中。由此可知谷维素备受化妆品界人士的青睐 ［1，7］。

2　谷维素的制备

文献报道了许多制备谷维素的方法，Rao等 ［29］应用六步法提取米糠油皂脚中的谷维素，其工序中也有柱层析、结晶及重结晶，制得纯度为90% ( w/ w)、产率为56%～70% ( w/w)谷维素。Indira等 ［30］采用浸提法，以米糠油皂脚为原料，经过二次皂化和脱水后，再浸提，纯度为40%～45% ( w/w)，产率为80% ( w/w)，该方法优点操作减少、反应条件温和、宜放大。在2007年和2009年分别发表了有关谷维素制备的方法研究的综述，本文在此不再赘述，只对常用的方法进行概述。

2.1弱酸取代法　是利用谷维素溶于碱性甲醇、乙醇而不溶于酸性甲醇、乙醇的性质，来分离得到目标化合物谷维素。溶解在米糠油中的谷维素经过两次碱炼后，富集于皂脚中，然后用碱性甲醇溶解皂脚，使妨碍谷维素沉淀的杂质沉淀析出，然后再将滤液的pH值调至弱酸性，谷维素钠盐则被还原为谷维素沉淀析出。该方法具有工序少、花费时间短、所用设备简单及成本低的优点，但是产率较低 ［31］。

2.2甲醇提取法　该方法是将毛糠油直接溶解于碱性甲醇中，进行皂化，然后滤除不溶性非皂化物，将滤液调为弱酸性，将谷维素钠盐还原为谷维素沉淀析出。与上种方法相比，该方法省去了碱炼的工序，避免了碱炼与皂化过程中谷维素的损失，提高了谷维素的回收率 ［32］。

2.3非极性溶剂萃取法　非极性溶剂萃取法原理是利用非极性溶剂在不同pH值时对谷维素的溶解度不同特点，来分离纯化谷维素。该方法只需调节溶剂的pH值，就可得到纯度较高的谷维素，同时还可以得到维生素E、甾醇等非皂化物 ［28］。

3　谷维素的分析方法

谷维素最初的分析方法是分光光度法。在1989年，中国药典颁布紫外分光光度法( UV)测定谷维素含量方法标准，到目前此方法仍未更新 ［33］。随着科学技术的发展，一些先进分析技术将逐渐被用来分析检测谷维素。本文主要综述了UV、近红外光谱法( NIRS)和高效液相色谱法( HPLC)在谷维素分析检测中的应用。

3.1 UV　UV是最常用的分析方法，其操作简单、成本低廉，但其专属性较差，故普遍应用于谷维素原药纯度检测、谷维素片中有效成分的测定及米糠油中谷维素含量的粗略测定。刘庚贵等 ［34］采用UV法，吸收波长为315 nm，来测定不同产地和不同精炼工艺的米糠所产生的油脚和皂脚中谷维素的含量，为生产天然阿魏酸的企业提供了参考。

3.2 NIRS NIRS是一种新型的无损检测分析法，其特点是分析速度快、效率高、无污染、无破坏性、成本低、操作方便等，故其在多个领域都获得了广泛应用。Kaewsorn等 ［35］首次采用NIRS来分析测定发芽糙米中的谷维素，所用的样品为浸泡24 h或48 h后再在聚丙烯袋中分别培养0、6、12、18、24、30、36和48 h所得的发芽糙米，将发芽糙米粗处理后进行近红外光扫描，通过偏最小二乘法回归( PLSR)建立预测模型，并用完全交叉验证法进行验证，所建NIRS模型的相关系数( R2)、交叉验证均方根误差( RMSECV)及偏差分别为0.934×10 －5mg·100 g －1、8.84×10 －5mg·100 g －1和1.06×10 －5mg· 100 g －1。该方法用于发芽糙米中谷维素的分析对发芽糙米生产企业及消费者都非常有价值。

3.3 HPLC　该方法是目前应用较多的一种分析法，其测定谷维素含量的原理为以谷维素标准品为外标绘制标准曲线，然后计算样品中谷维素的含量，其特点是灵敏度高、检测限底、专属性强等。徐冉等 ［36］采用HPLC来测定不同品种米糠油中谷维素的含量，色谱条件为ZORBAX NH2柱( 5 m×4.6 mm ×250 mm)，柱温40℃，紫外检测器波长324 nm，流动相为无水乙醇，流速0.8 mL·min －1，进样量10 L;该分析法采用ZORBAX NH 2柱而不用普通的C18键合硅胶柱，因为ZORBAX NH 2柱受样品的污染程度较低，并且还可以使谷维素各成分的保留时间相同。通过对不同品种米糠中谷维素含量的考察，为种植资源的筛选和谷维素的生产提供了参考。

4　展望

综上所述，谷维素的用途非常广泛，对人身体健康的益处颇多。随着生活水平的提高，人们越来越关注养生保健，而谷维素作为一种无毒无害的天然有机化合物会受到越来越多消费者的欢迎，故其在医药、食品及化妆品领域仍具有较大的发展前景，尤其是作为功能性食品。人们对谷维素的需求越来越多，必将影响谷维素制备及分析技术的发展，为了获得质量高、价格低廉的谷维素，其制备和分析技术仍具有很大的发展前景。因此，今后对谷维素用途、制备及分析的研究仍是学者们研究的热点之一。