锁阳生理活性成分研究进展

2011-08-15 00:51曾朝珍张永茂李新明张霁红
食品工业科技 2011年11期
关键词:锁阳多糖小鼠

曾朝珍,张永茂,李新明,张霁红,张 芳,张 俊

(甘肃省农业科学院农产品贮藏加工所,甘肃兰州730070)

锁阳生理活性成分研究进展

曾朝珍,张永茂,李新明*,张霁红,张 芳,张 俊

(甘肃省农业科学院农产品贮藏加工所,甘肃兰州730070)

锁阳营养成分丰富,主要含有有机酸类、黄酮类、三萜类、糖苷类、甾体类、挥发性成分、鞣质和氨基酸及无机离子等多种生理活性物质,具有较高的药用价值。对锁阳的生理活性成分、成分分析和药理作用等方面的研究作了归纳与论述,为锁阳在食品和医药上的进一步研究和开发提供理论依据。

锁阳,生理活性成分,成分分析,药理作用

锁阳为锁阳科寄生植物,主要寄生于白茨属植物的根上,产品为除去花序的干燥肉质茎[1]。锁阳冬生、春长、夏枯,采集多在季收后剔除泥土杂质,再埋入沙地中,半埋半露,晒干后即切片入药[2]。我国古代中医用锁阳的干燥茎治疗阳痿精虚、阴衰血竭、老年气弱阴虚、大便燥结等症。近年研究表明锁阳在防癌、抗癌、免疫调节、延缓衰老、防治心血管疾病、治疗白细胞减少等方面也具有重要医疗价值[3]。本文对锁阳的生理活性成分、成分分析、药理作用的研究状况进行了较全面的综述,为锁阳的开发利用提供新的思路与技术支撑。

1 锁阳的生理活性成分

1.1 有机酸

邻羟基苯甲酸和没食子酸[4]、琥珀酸[5]、原儿茶酸[6]、邻羟基肉桂酸[7]。

1.2 黄酮类

(+)-儿茶素、柑桔素4'-O-吡喃葡萄糖甙和(-)-儿茶素[5]、柑桔素为苷元的配糖体、(-)-表儿茶素-3-O-没食子酸酯[8]。

1.3 三萜类

锁阳中含有熊果酸[5]、乌苏烷-12-烯-28-酸,3β-丙二酸单酯、乙酰熊果酸[9]、齐墩果酸丙二酸半酯[10]等三萜类成分。

1.4 糖苷类

锁阳中的糖苷类主要是异槲皮苷、根皮苷、柚苷配基-4'-O-葡糖苷、木犀草素-7-O-葡糖苷、松柏苷、异松柏苷[7]、姜油酮葡萄糖苷[10]。

1.5 甾体类

锁阳甾体类主要有 β-谷甾醇[5]、胡萝卜甙[5]、β-谷甾醇棕榈酸酯[9]、5α-豆甾-9(11)-烯-3β-醇、5α-豆甾-9(11)-烯-3β-醇-二十四碳三烯酸酯[11]等。

1.6 挥发性成分

锁阳的挥发性成分共确定了如乙酸乙酯、醋酸、1,1-二乙氧乙烷、吡啶、正己烷、糠醛、呋喃甲醇、2-庚酮、正庚醛、2,3,5-三甲基吡嗪、2-乙基己醇、四甲基吡嗪、正壬醛、辛酸乙酯、壬酸甲酯、十四烷酸、十六烷酸甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、棕榈酸乙酯、棕榈酸、十八碳稀(9-10)酸、棕榈酸、油酸、2,6-二乙基-3-甲基吡嗪等23种化合物[12]。

1.7 氨基酸类

总氨基酸分析结果表明锁阳含有天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、组氨酸、精氨酸、脯氨酸等成分[13]。

1.8 元素、无机离子

锁阳含有Fe、Cu、Zn、Mn、Ti、Ni、Mo、Sr、Yb、Cd、Ce、Th、Cr、Ba、Y、Pb、Be、La、V、Sc、Li、Nb、Co等23种元素[13]。

1.9 其它

锁阳还含有鞣质、还原糖、蛋白质、淀粉、花色甙[14]、杂多糖SYP-A和SYP-B[15]等。

2 锁阳生理活性成分的检测分析

2.1 有机酸

王勤等[16]在以高效液相色谱(HPLC)法测定锁阳药材中原儿茶酸含量的方法中表明,用色谱柱为Lichrosorb ODS C18(250mm×4.6mm,5μm),流动相为乙腈-水-冰醋酸(10∶100∶0.1),检测波长为259nm的条件测定结果准确重复性好,同时也得到所测锁阳样品中原儿茶酸含量在0.09~0.32mg/g之间。另外,不同地区、不同生育期锁阳的原儿茶酸含量呈现规律性变化,出土前的原儿茶酸含量最高,出土期次之,结实期最低[17]。

2.2 黄酮类

黄酮类成分具有提高机体免疫力、清除自由基活性的作用。张思巨等[18]用高效液相色谱法对20个不同产地和购置地的锁阳药材和饮片的测定结果表明:药材的儿茶素含量(以干品计)为2.079%~0.076%,饮片的含量仅为0.300%~0.021%,平均回收率为100.24%。孟敏[19]等以总黄酮含量、浸膏得率、儿茶素含量和抗自由基活性为指标得到了锁阳中黄酮的最佳提取工艺条件为以60%的乙醇为提取溶剂,物料比为1∶14,提取时间3.0h,共提取1次。而张勇[20]在醇法对锁阳总黄酮的提取研究中指出,以50%的乙醇水溶液为溶媒,料液比为1∶40,在80℃下回流1.5h提取效果最好。康新平[21]等在对新疆锁阳总黄酮的提取研究中发现超声法比醇提法和煎煮法的提取率高,且料液比和超声时间对黄酮类化合物的提取效率有显著影响,乙醇浓度对提取效率影响不显著。张倩[8]等在锁阳花序中黄酮类化学成分的研究中首次分离得到了4种黄酮类化合物,其中(-)-表儿茶素-3-O-没食子酸酯为首次从锁阳植物中分离得到。

2.3 多糖

锁阳的多糖成分具有增强免疫功能的作用,刘晔玮[22]等从水提和醇沉两方面对锁阳水溶性多糖提取工艺进行了优选,结果表明最佳水提和醇沉工艺条件为:m(锁阳)∶v(水)=1∶12,回流提取0.5h,提取2次和在m(生药)∶v(水提液)=1g∶2mL溶液中加入乙醇,使φ(乙醇)=70%,静置6h。张勇[23]采用硫酸-苯酚法用正交设计对锁阳多糖的提取工艺进行了研究,结果显示在温度94℃,料液比1∶15,提取时间为2h时锁阳多糖含量最高。常艳旭[24]对不同地区、不同生育期天然锁阳与人工栽培锁阳多糖含量的动态变化进行了研究,结果表明不同地区的天然锁阳和人工栽培锁阳不同生育期多糖含量均呈现规律性变化,出土前期的多糖含量最高,出土期的次之,结实期的最低。盛惟[25]等对天然锁阳与栽培锁阳多糖含量的研究结果表明锁阳栽培品中多糖含量与天然锁阳相比有显著性差异,锁阳栽培品中多糖含量大于天然锁阳,其含量分别为 0.2135mg/100g和0.08mg/100g。张思巨[15]等研究发现了锁阳中的SYP-A和SYP-B为均一的酸性杂多糖。

2.4 三萜类

熊果酸又名乌索酸,是具有五环的三萜皂甙类化合物,存在于多种植物中。邸多隆[26]等建立了反相高效液相色谱法测定锁阳中熊果酸含量的方法并得到进样量在0.1~1.0μg范围内线性关系良好。苏格尔[27]等用高效液相色谱法,对不同地区、不同生育期天然锁阳与人工栽培锁阳的熊果酸含量的动态变化进行研究,结果表明熊果酸不呈现出有一定规律性地变化。熊果酸可作为评价锁阳药材质量的指标性成分,但对锁阳药材最佳采药期的确定可能非适宜的指标。朱芸[28]等的研究表明以香草醛-冰醋酸及高氯酸为显色剂,采用分光光度法测定锁阳中熊果酸含量具有操作简便、可行、重现性好,另外不同产地锁阳药材熊果酸含量差别较大,新疆野生锁阳中熊果酸含量最高。

2.5 挥发性成分

张思巨[12]等采用了薄层层析、气-质联用方法对锁阳挥发性成分的化学组成进行了分离鉴定,共确定了22个化合物,占总量的63%,其中主要成分为棕榈酸和油酸,占锁阳挥发性成分的40%以上。另外,锁阳挥发性成分中还含有一些三甲基吡嗪、四甲基吡嗪及极少量的2,6-二乙基-3-甲基吡嗪。黄霄檬[29]等对锁阳脂肪酸成分分析的研究中发现锁阳中含有4种饱和脂肪酸,不含硬脂酸,在所含脂肪酸中,人体必需亚油酸和亚麻酸含量较高,其含量分别为39.58%和3.18%。

2.6 氨基酸

符波[13]等在1997年研究发现了锁阳中含有17种氨基酸,总氨基酸含量为1251.00mg/100g,其中天门冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu)的含量较高,尤其是天门冬氨酸的含量为771.00mg/100g,占氨基酸总量的61.61%。苏格尔[14]等对锁阳不同生育期营养成分动态变化的研究中指出氨基酸总量未出土时最高、出土时次之,但种类不够全,随开花、结实其含量依次急剧下降,但种类较全;氨基酸种类未出土时为15种,出土时14种,开花、结实时各含17种。人体必需8种氨基酸中除色氨酸外,锁阳含有其它7种。林燕[30]等对栽培锁阳与野生锁阳化学成分比较研究中发现栽培锁阳和野生锁阳所含氨基酸总量基本相近,分别为10.052mg/100g和11.757mg/100g,栽培品中脯氨酸含量高于野生品,而天门冬氨酸、谷氨酸含量则低于野生品。用双波长薄层扫描法对野生锁阳和栽培锁阳中的脯氨酸含量测定的比较中也得到了栽培品中脯氨酸的含量略高于野生品的结论[31]。

2.7 元素、无机离子

符波[13]等测定到锁阳中含有Fe、Cu、Zn、Mn等23种微量元素。其中锁阳富含Fe、Cu、Zn、Mn、Ni、Co、Mo等七种WHO公布的人体必需微量元素,其中Fe、Zn含量较高。苏格尔[27]等在锁阳不同生育期大量及微量元素种类和含量的动态研究中指出大量元素中K、Na、Mg含量开花时达到最高值,到结实时急剧下降,最低值在出土期;Ca含量随生育期的进展,依次急剧上升,结实时达到最高值;微量元素中Fe的含量,随生育期的进展,依次急剧上升,结实时达到最高值,Cu、Mn、Mo、Cr的含量随生育期的进展,依次递增,结实时达到最高值;Zn的含量最高值在未出土期,最低值在出土期,随开花、结实含量逐步增高。林燕[31]等比较了栽培锁阳与野生锁阳元素含量,结果表明两种锁阳中均含有一定量的钠、钾、硅、铝、钙、铁、镁,还含微量的钛、钡、锆、锶等元素,并且两者中各种元素的含量基本相似。薛国庆[32]等应用火焰原子吸收法测定了锁阳中的金属元素Na、K、Mg等14种元素的含量,结果表明锁阳中未检出Co、Cr、Cd、Au,其它元素均检出并得到了其含量。张百舜[33]等对锁阳元素分析结果表明锁阳还含有大量无机元素,其中以K、Na、C1、Mg、Fe、Zn等含量较高,负离子测定结果以Cl-、含量较高,可溶性无机物总含量约为生药量的7%。

2.8 鞣质类

林燕[30]等用皮粉法对栽培锁阳与野生锁阳鞣质含量的分析中得到栽培锁阳中鞣质含量明显低于野生锁阳,其含量分别为 20.50%和27.32%。常艳旭[34]等用高锰酸钾法和络合滴定法测定不同生长期野生与人工种植锁阳的鞣质含量,结论表明锁阳鞣质含量呈现规律性变化,以出土期含量较高。

3 锁阳生理活性成分的药理作用

3.1 增强免疫功能作用

张汝学[35]等在锁阳PartⅢ对环磷酰胺致免疫抑制小鼠免疫功能的影响中表明,锁阳PartⅢ可以保护免疫受抑小鼠的免疫器官,增强巨噬细胞吞噬异物的能力,并使血清中抗体水平升高,从而提高小鼠体液免疫功能。刘永琦[36]等对锁阳提取物对衰老模型鼠免疫功能及自由基代谢的影响研究发现,锁阳咀嚼片治疗组吞噬指数、吞噬百分率、脾脏淋巴细胞转化能力较衰老模型动物明显升高(P<0.05),表明锁阳咀嚼片能较好改善衰老动物的免疫功能。苏韫[37]等在锁阳多糖咀嚼片对D-半乳糖致衰老大鼠免疫功能的影响中指出锁阳多糖咀嚼片能明显提高脾脏指数、胸腺指数,改善脾脏的病理损伤。

3.2 清除自由基、抗氧化、抗衰老作用

刘肇宁[38]等在2009年对锁阳的不同提取液对D-半乳糖致衰小鼠抗氧化作用的比较中指出,锁阳的提取液对总抗氧化能力、谷胱甘肽过氧化物酶具有很强的作用,对过氧化氢酶的活力影响不明显,其中醇提物作用最显著。龙桂先[39]等在锁阳水提取液对小白鼠心肌缺血的保护作用中发现锁阳水提取液通过消除自由基作用可以在一定限度上降低心肌缺血性损伤的风险性,表现其对心肌的保护作用。李东哲[40]等就锁阳煎剂对大鼠心肌自由基代谢的影响中指出,锁阳煎剂可明显提高大鼠心肌超氧化物歧化酶活性和总抗氧化能力,降低丙二醛含量,说明锁阳煎剂具有保护心肌免受自由基损伤的功能。田秀梅[41]等在锁阳对致衰老年小鼠神经元内自由基的变化及与细胞凋亡相关基因的表达的实验研究中发现,锁阳成分中含有多种黄酮类、三萜类、糖苷、微量元素等物质,可补充机体抗氧化物质,抑制自由基及活性氧中间产物的产生,阻断了自由基损伤的链锁反应,维持了神经元内的钙稳态,进而抑制了脑神经细胞凋亡的发生。张延英[42]等报道了锁阳蜜抗氧化的机理是直接或间接清除自由基对机体的损害作用、消除D-半乳糖引起的自由基产生增多、避免了因抗氧化性物质消耗而导致的脑组织损伤,从而达到延缓衰老的作用。刘永琦[36]等报道了锁阳咀嚼片能提高衰老模型动物脑组织SOD活性,降低MDA、NO的含量,且锁阳多糖组在改善自由基水平方面优于锁阳水提物组。王宗兵[43]等在锁阳对小鼠耐力及骨骼肌抗氧化能力的影响中报道了锁阳具有较强的抗氧化、抗自由基的作用,是一种良好的自由基清除剂。

3.3 耐缺氧、抗应激、抗疲劳作用

俞发荣[44]等在锁阳黄酮对老年大鼠运动耐力和抗氧化作用的机制研究中发现,锁阳黄酮具有增强运动耐力、提高机体抗氧化、抗疲劳的作用,其机制与锁阳黄酮清除自由基、抑制单胺氧化酶(MAO)活性、提高神经兴奋性和机体免疫功能有关。罗军德[45]等关于锁阳抗缺氧活性部位的药理作用及机制研究中指出,锁阳有提高小鼠缺氧耐受的作用,其水提物部位Ⅲ具有较强的抗缺氧活性,能预防高原缺氧对脑与心肌的损伤,这与其提高缺氧时脑和心肌的SOD活性,防止膜脂质过氧化,减轻缺氧时脑中乳酸积累和增加心肌蛋白有关。胡艳丽[46]等的研究也表明锁阳具有较好的常压抗缺氧作用和抗急性脑缺血缺氧作用。王宗兵[43]等的研究发现锁阳能明显延长小鼠游泳时间,降低血乳酸指数,可以延缓运动性疲劳的产生,提高运动能力。张延英[47]等用D-半乳糖复制衰老模型,就锁阳蜜对小鼠抗应激及抗衰老的影响中指出,锁阳蜜能提高小鼠耐缺氧,耐疲劳的能力,能明显提高血清IL-2的水平。袁毅君[48]等对锁阳抗疲劳、抗缺氧效应和血红蛋白含量影响的研究结果表明,锁阳不仅具有显著地抗疲劳和抗缺氧效应,而且还能提高机体血红蛋白的含量。赵永青[49]等的研究发现锁阳能够改善小脑purkinje细胞线粒体的损伤性变化,进一步提高细胞的整体能量代谢水平,防止运动性疲劳的过早出现。

3.4 润肠、通便作用

张百舜[33]等在锁阳通便有效组分的研究中证实,锁阳所含无机离子部分能够显著增强肠蠕动,缩短小鼠通便时间,是锁阳“润肠通便”的有效组分。这可能是由于所含的大量无机离子在水溶液中可形成已知盐类泻药如硫酸镁、硫酸钠、磷酸钠等,从而起到“润肠通便”的作用。

3.5 对生殖及肾脏的影响

张延英[50]等在锁阳蜜干预雷公藤多甙对小鼠生育影响的研究中指出,锁阳蜜可以改善雷公藤多甙对雄鼠生殖系统的抑制作用,提高雌鼠的怀孕率。张思巨[12]等的研究表明锁阳对动物免疫系统有调节作用,并能使雄性幼年大鼠血睾酮水平提高,似有促进动物性成熟作用。

3.6 其它药理作用

锁阳除了具有以上药理作用以外还具有抗艾滋病病毒蛋白酶[10]、抗癫痫[46]、改善脾脏病理形态变化[51]、改善缺氧小鼠脑水肿和增强心肌功能[52]、保护肝线粒体[53]、治疗肝性脑病[54]、改善痴呆病模型鼠记忆力[55]等作用。

4 展望

综上所述,锁阳中含有丰富的化学成分,尤其是其生物活性成分具有一定的医疗保健作用,具有极高的药用价值。随着经济的发展和人民生活水平的提高,保健品日益受到国民的重视。锁阳具有很高的生理和药理价值,利用锁阳为原料生产出更多种高附加值的天然功能性保健品将会日益受到人们的关注。但由于对锁阳化学成分的研究不够深入,特别是对于其生物活性成分的药理作用机制研究薄弱,制约了锁阳的深层次开发,导致了目前锁阳保健品不够丰富。因此,锁阳的精深加工、生物活性成分更多药理作用的深入研究及更多保健品的开发将是今后锁阳研究和开发的重点方向。

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Research progress of physiologically active compounds of Cynomorium songaricum

ZENG Chao-zhen,ZHANG Yong-mao,LI Xin-ming*,ZHANG Ji-hong,ZHANG Fang,ZHANG Jun
(Agricultural Product Storage and Processing Research Institute,Gansu Academy of Agricultural Sciences,Lanzhou 730070,China)

Cynomorium songaricum has high medical value because it contains plenty of physiologically active compounds including organic acid,flavonoids,triterpenes,glycosides,steroid,volatile components,tannin,amino acid and inorganic ions,etc.The physiologically active compounds,component analysis and pharmacological action of Cynomorium songaricum were summarized and discussed respectively in this review to provide theoretical evidence for future research and development of Cynomorium songaricum in food industry and medicine.

Cynomorium songaricum;physiologically active compounds;component analysis; pharmacological action

TS201.2

A

1002-0306(2011)11-0491-05

2010-09-17 *通讯联系人

曾朝珍(1981-),男,硕士研究生,研究方向:食品科学。

甘肃省农业科学院农业科技创新专项(2009GAAS09)。

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