甘草酸
一、化学结构与理化性质
甘草酸(glycyrrhizic acid),又称甘草皂苷,甘草甜素(glycyrrhizin),甘草精。分子式为C42H62O16,分子量为822.92,CAS号为1405-86-3。
甘草酸的化学结构
甘草酸常温状态下为无色或白色柱状结晶,甜度高(约为蔗糖的80~300倍),熔点220℃(分解),旋光度+46.2°(c=1.5,乙醇)。易溶于热水、乙醇,几乎不溶于乙醚。
二、主要来源与生产制备方法
主要来源 甘草酸主要来源于豆科植物甘草 (Glycyrrhiza uralensis Fisch)的干燥根及根茎,包括胀果甘草(Glycyrrhiza inflata Batal)和光果甘草(Glycyrrhiza glabra L.),以及豆科植物相思豆(Abrus precatorius L.)的叶。
生产制备方法 将干燥的甘草根、茎粉碎,得到甘草粉末。甘草粉末呈淡黄色,有微弱臭味,味甜而带后苦。甘草粉末用水抽提,得到淡黄色抽提液,抽提液经浓缩得到棕褐色至黑褐色的甘草浸膏。甘草浸膏经过干燥可得粗结晶品,用稀乙醇重结晶,进一步提纯即可得到甘草酸纯品[1]。其他提取方法还有氨性醇回流法、超声波法[2]和超临界流体萃取法[3]等。
三、生理功能及作用
抗病毒作用 抗病毒作用是甘草酸的主要作用之一,在我国和日本都有较长的临床应用时间,但作用机制尚不清楚。体外试验表明,甘草甜素对培养条件下的一系列病毒均有抑制作用,包括病原性黄病毒[8]、阿尔法病毒[9]、单纯疱疹病毒[10]、牛豆病毒和泡状口炎病毒以及HIV[11]。近年来,有关甘草酸、甘草甜素(GL)对肝炎病毒、艾滋病毒及其他病毒的作用研究和应用,取得了较好的效果。
抗溃疡作用 对甘草提取物进行的抗溃痞研究,45名病人每天服用10g粉状甘草提取物,其中17名症状消失,22名症状减轻,6名无明显改善。用甘草治疗胃、十二指肠溃疡,有较好的近期疗效,有效率在90%以上,尤以对活动期有疼痛症状者疗效更佳。一般在服药1~3周内疼痛消失或显著减轻。甘草对胃溃疡的疗效优于十二指肠溃疡,对新鲜溃疡较陈旧者为好,临床上常用甘草流浸膏、甘草粉和甘草丸等[7]。
降血脂作用 甘草酸具有降血脂作用,通过动物模型证实,甘草酸灌胃对试验性小鼠、大鼠血脂增高均有明显抑制作用,对高脂饮食诱发的家鸽血清胆固醇升高也有明显抑制作用。
其他 近年来国内外应用甘草酸制剂治疗慢性肝炎已取得良好的疗效。目前甘草甜素片已正式在临床上用于治疗乙型肝炎病人。甘草酸对防治皮肤癌、肝癌等有一定的作用。试验结果表明,甘草能降低致癌物对肝的致癌作用,并观察到在解毒的同时还有迅速恢复已损伤细胞的作用。甘草酸能降低二乙基亚硝胺诱导的小鼠肝细胞肿瘤[12]。
四、安全性研究
人群资料 14名志愿者每天食用甘草100~200g (相当于0.7~1.4g甘草酸)1~4周,所有受试者的血钾浓度、血浆肾素和醛固酮浓度均下降[14]。Gosselin等推测甘草酸及其衍生物经口毒性低[15]。
代谢情况 大鼠和人体中甘草酸的口服生物利用度差,甘草酸在肠道细菌的作用下,通过脱葡萄糖醛酸或两步法中间过程,转化为甘草酸被吸收,在肝进行生物转化产生多种代谢产物[16]。
急性毒性 根据受试的甘草酸(盐)的形式不同,小鼠经口 LD50为1 220~12 700mg/kg,未见急性致死剂量作用下动物的病理特征报道。腹腔注射2g/kg的18α-甘草酸对成年SD大鼠具有致死性,该剂量在注射60min后导致心功能损伤,140min后出现房室传导阻滞,组织病理检查发现大脑、小脑和肺水肿[17]。
遗传毒性 大部分细菌遗传毒性研究表明甘草抽提物及甘草酸盐化合物结果为阴性。经口一次给予雄性ddY小鼠2 000mg/kg的甘草酸,分别在3h和24h后用8种脏器样品进行彗星试验,没有观察到DNA损伤增加[18,19]。
亚慢性毒性 Wistar大鼠90天喂养试验每天灌胃给予甘草酸164mg/kg、334mg/kg、663mg/kg 和1325mg/kg的甘草提取物,663mg/kg以上剂量组动物出现体重、血象指标、血胆固醇下降,肝、肾质量增加,此研究推断甘草酸的NOAEL为334mg/kg[20]。
慢性毒性与致癌性 Kobuke等使用B6C3F1小鼠进行慢性毒性试验,饮水中甘草酸浓度依次为0%、0.04%、0.08%、0.15%和0.3%(雄性小鼠相当于0、71mg/kg、166mg/kg 和229mg/kg;雌性小鼠相当于0、117mg/kg、217mg/kg和407mg/kg)给药96周继续观察14周。结果未观察到试验动物的任何毒性反应[18]。
生殖与发育毒性口服甘草酸的致畸性研究结果[21-24] 见下表。
动物品种 |
剂量 |
给药方案 |
评价 |
小鼠 | 每天0、27、90、 300、1000mg/kga | 妊娠6~15天 | 未观察到相关改变 |
大鼠 |
每天0、27、90、 300、1000mg/kga | 妊娠6~15天 | 未观察到相关改变 |
仓鼠 | 每天0、27、90、 300、1000mg/kga | 妊娠6~10天 | 未观察到相关改变 |
兔 | 每天0、27、90、 300、1000mg/kga | 妊娠6~18天 | 未观察到相关改变 |
大鼠 | 饲料中0、0.08、 0.4、2%b | 妊娠0~20天或直到产仔 后8周 | 0.4和2%剂量组母鼠体重降 低,未观察到 其他相关改变 |
大鼠 | 饮水中0、10、100、250mg/100mla | 妊娠7~20天 |
100和250mg剂 量组观察到一些胚胎毒性, 包括骨胳和肾异常 |
大鼠 | 每天 0、10、100、1000mg/kgc | 妊娠13天到产仔后1天 | 最高剂量组胎鼠肺11β羟类固醇脱氢酶活性下降、表面蛋白AmRNA下降等变化,未观察 到异常形态、行为和胎儿死亡率改变 |
a甘草酸胺,b甘草酸二钠,c甘草酸
其他 未査见相关文献资料。
五、常见使用方法与调查/推荐摄入量
常见使用方法
食品 作为天然甜味剂,可以克服应用蔗糖引起的发酵、酸败等缺陷,还有增强风味等作用,广泛用于各类食品。中国传统上以甘草用于凉果、蜜饯等食品和调味品。甘草酸具有特殊的甜味,其甜度约为砂糖的250倍。
保健食品 甘草酸应用保健品领域。
其他 甘草酸广泛应用于化妆品和药品领域。
调查/推荐摄入量
调査摄入量 据估计,美国人均消费甘草和甘草酸为1.6mg/d(以甘草酸计)或0.027mg/kg。
推荐摄入量 Isbrucker等根据体内试验和临床依据,指出每日摄入甘草甜素0.015~0.229mg/kg是适宜的[19]。
六、国际组织和各国政府评价、批准、认可情况
中国 允许在保健食品中使用。允许作为甜味剂添加于食品中,我国《食品添加剂卫生标准》(GB2760-1996)规定:可按生产需要适量用于肉类罐头、调味料、糖果、饼干、蜜钱、凉果和饮料。
美国 在糖果,医药品,烟制品中作为调料使用,作为调味料被列为“一般认为安全的物质” CFR section: 184.1408; FEMA(美国香味料和萃取物制造者协会)规定:甘草酸的最高用量,在饮料中为130mg/kg;在糖果中为460mg/kg;在焙烤食品中为75mg/kg;在胶姆糖中为3 200mg/kg。
欧盟 批准作为食品添加剂,建议每人每天摄入量不要超过100mg (大约相当于50g甘草)。要求对存在甘草酸的食品进行强制性标识。
澳/新 未査见相关文献资料。
其他 日本政府建议其国民每日摄入量不要超过200mg。
七、注意事项和禁忌
不适宜人群 在临床上如果使用甘草酸时间过长或剂量过大,会引起药源性高血压。40岁以上和患有轻度高血压者不适宜使用。
禁忌 中度以上高血压患者禁用[26]。
与药物相互作用 显著增强和延长氢化可的松作用的功效。
其他 未査见相关文献资料。