姜黄挥发油的研究进展△

哈斯毕力格 阿拉腾其木格

(1.内蒙古医科大学2013 级研究生，内蒙古 呼和浩特 010010; 2.内蒙古国际蒙医医院，内蒙古 呼和浩特 010065)

姜黄挥发油是姜科姜黄属植物姜黄的有效成分之一，其资源丰富，价格低廉。主要化学成分为α，β - 姜黄酮、姜烯、水芹烯、1，8 -桉叶素、香桧烯、龙脑、去氢姜黄酮等。姜黄挥发油具有明显的抗氧化、抗感染、抗真菌、抗病毒、降血脂等作用，且无明显毒性作用［1-2］。近来研究表明，姜黄挥发油具有一定的抗肿瘤作用，可有效抑制肺癌A549［3］、人急性早幼粒细胞HL -60 和肝癌细胞HepG2 的增殖［4］。姜黄挥发油广泛应用于食品、医药、日化等行业中。本文对其化学成分、提取分离方法、相关的药理作用及作用机制的研究进展进行综述。

1 化学成分及其提取分离

1.1 化学成分：中国药典姜黄药材挥发油含量不低于7%(mL/g)［5］。

有文献报道，采用水蒸气蒸馏法考察不同产地姜黄挥发油的含量，结果变化范围较大［6］，有些样品挥发油含量为2%左右。姜黄挥发油中的主要成分为倍半萜(sesquiterpene)和单萜类化合物(monoterpene)，其结构类型主要有：吉马烷型、愈创木烷型、蒈烷型、桉烷型、没药烷型、榄香烷型、苍耳烷型等［7］。Malingre 等［8］报道姜黄含有p -cymene、b-sesqui phellandrene、turmerone、arturmerone and sesquiterpene 等成分。目前国内外还不断有研究者从姜黄中分离得到新的倍半萜或单萜类化合物。王氏等［9］从姜黄的块茎中分离得到7 个没药烷型倍半萜曾氏等［10］从姜黄中分离得到6 个倍半萜类化合物，分别为turmeronolA，turmeronolB，bisabolone，8 -hydroxyl -ar -turmerone，bisabolone-9 - one，(6S)-2 - methyl - 6 - ［(1R，5S)- (4 -methene-5 -hydroxyl -2 - cyclohexen)-2 - hepten -4 -one］。李氏等［11］从姜黄乙醇提取物中分离得到2 个新的倍半萜和1 个新的单萜，分别为2 -methoxy - 5 -hydroxybisabola- 3，10 - diene - 9 - one 和2，8 - epoxy - 5 -hydroxybisabola-3，10 - diene -9 - one 和2 - (2，5 - dihydro xy - 4 - methylcyclohex - 3 - enyl)propanoic acid。Yong Chi Zeng 等从姜黄根茎中分离得到5 个新的倍半萜类化合物，其中一个具有新的骨架，2 个骨架为没药烷型，2个为Calebin 的衍生物。王氏等采用气相色谱-质谱(GC/MS)联用技术分离和鉴定姜黄挥发油的化学成分，分离出50 余个色谱峰，共鉴定出43 种物质，用峰面积归一法确定各物质相对含量。在已鉴定的组分中，烃类化合物23 种，占被测总量的40.85%，主要物质为U -姜黄烯(11.48%)，U-倍半水芹烯(9.52% );含氧有机化合物18 种，占被测总量的58.95%，主要成分为L -香芹醇(20.63% )。上述检出物质在种类、含量等方面的差异除与姜黄产地、气候、生长环境有关外，还与提取条件及色谱条件等有着密切的关系［12］。

由于提取方法、样本来源不同，所以，每篇文献中挥发油的分析结果均不尽相同。以下对国内外关于姜黄挥发油的文献进行了归纳，列举了挥发油中主要的萜类成分结构和相对含量，见图1、表1。

表2 姜黄中主要萜类化合物及其在挥发油中的相对含量

1.2 提取方法：目前姜黄挥发油的提取方法主要有水蒸汽蒸馏法、超临界CO2 萃取法、超声波辅助法和索氏回流法提取等。

1.2.1 水蒸气蒸馏法：称12g 姜黄粉，置于500 mL 圆底烧瓶内，加入300mL 水，连接水蒸气蒸馏装置后，加热微沸6h 左右，至油量不增加为止，得姜黄油蒸馏物，经无水Na2SO4 干燥后，得到姜黄油。

1.2.2 超临界CO2 法：称200g 姜黄粉先在压力10MPa，温度30℃的状态静态预置15 min，后在萃取压力30 MPa，萃取温度45℃，CO2 流量40L/h，萃取时间120 min 的条件下进行动态循环萃取，通过降低压力和温度使萃取物在分离釜中析出，得姜黄油。

1.2.3 超声辅助提取法：称20g 姜黄粉末于500mL 的三角瓶中，提取2 次，30min/次，每次加石油醚200mL，过滤，合并提取液，于旋转蒸发回收石油醚，得姜黄油。

1.2.4 索氏回流法：称20g 姜黄粉，用滤纸包好，置于索氏浸提筒内，加入300 mL 石油醚，85℃提取6 h。提取液于旋转蒸发回收石油醚，得姜黄油。

不同方法获得的姜黄油外观和成分均存在差异，超临界法和超声法提取获得的姜黄油质量较好。超临界法与水蒸气蒸馏法中获得的姜黄油中姜黄酮含量较多(分别为35.46%、29.31%)，而超声法与索式提取法获得的姜黄油中芳姜黄酮含量较多(分别为28.94%、32.15%)。综合比较后认为，超临界CO2 萃取法和超声辅助提取法是姜黄油提取较为适宜的方法，此外可依据目的成分的需求来选择合适的提取方法［13］。

2 药理作用及其作用机制研究

2.1 抗肿瘤作用：近年来姜黄挥发油抗肿瘤作用引起人们极大的关注。人们先后发现姜黄挥发油能抑制人急性早幼粒白血病细胞株HL-60 和肝胚细胞癌HepG2 细胞株的增殖，并能促进BALB/c 小鼠脾细胞的增殖。姜黄挥发油能抑制人肺腺癌A549 细胞的生长，通过凋亡途径诱导细胞死亡。因此，诱导凋亡是姜黄挥发油抑制肺癌细胞生长的重要机制。细胞凋亡是指在一定的生理或病理条件下，有核细胞启动细胞内特定程序，最后通过激活内源性DNA 内切酶导致细胞自然死亡。目前发现的凋亡相关基因主要分为凋亡诱导基因，包括ICF(ced)、Bax、Bak、Fas、Bad、bid、bik 等。凋亡抑制基因，包括Bcl -2、Bcl -xl、AI、Bcl -w、Mcl、BAG-1、IAP 家族(Survivin)等。以往研究证实Bcl-x能抑制细胞发生凋亡和延长细胞的存活时间，而Bax 能促进细胞凋亡，两者在同一细胞的表达强弱可能是该细胞走向凋亡或是保持存活的调控因素之一。实验表明，与Giemsa 染色相比，丫啶橙荧光染色不但同样适用于定量分析细胞凋亡率，而且可同时较清楚地显示凋亡细胞的胞体与胞核形态，有可能发现较早期的凋亡细胞，故而敏感度可能更高。由于坏死细胞的荧光染色变淡，而凋亡细胞的荧光染色则变浓，故而荧光染色还能将细胞坏死与细胞凋亡区别开来。研究表明，姜黄挥发油具有抗肿瘤生物学活性，表现为显著的体外抑制肺腺癌细胞的增殖并诱导细胞凋亡。采用MTT 法检测肝癌细胞的活力，流式细胞仪检测细胞凋亡率以及线粒体膜电位的变化，Western blot 方法检测凋亡相关蛋白Bax、Bcl -2、caspase -3、caspase -9 以及细胞色素C 的表达。结果发现，姜黄挥发油时间依赖性的抑制肝癌细胞的生长，降低线粒体膜电位并诱导其凋亡;升高细胞内Bax 与Bcl-2 的比值;诱导细胞色素C 从线粒体中的释放并激活caspase-3、caspase -9。结果提示姜黄挥发油可能通过线粒体途径诱导肝癌细胞的凋亡［14］。蒋建兰等采用MTT 法，检测得到了31 批姜黄挥发油在1g/ L (生药量)浓度下，对人宫颈癌Hela 细胞的抑制率可以看出，姜黄挥发油对Hela 细胞具有明显的抑制作用，但由不同来源的姜黄药材制备的挥发油，对Hela 细胞的抑制作用存在较大的差异，抑制率最高为0.792(1 号样品)，最低抑制率只有0.193(29 号样品)［15］。研究初步证明了姜黄油对肿瘤细胞的诱导凋亡作用，这可能是其抗肿瘤的作用机制之一，为深入探索姜黄油的抗肿瘤作用提供了实验依据，同时为寻找高效低毒的天然抗肿瘤药物开辟新的途径。

2.2 抗菌作用：艾平等［16］，采用液体稀释法法，配制一定浓度的芳姜黄酮对红色毛癣菌、白色念珠菌、近平滑念珠菌、新型隐球菌上菌株进行体外药敏实验。不同浓度的芳姜黄酮对体外红色毛癣菌作用不同时间(7h2、96h)通过扫描电镜、透射电镜观察超微结构的改变以及影响。结果a芳姜黄酮对红色毛癣菌抑菌作用明显，对白色念珠菌、近平滑念珠菌、隐球菌作用次之。b 扫描电镜结果低浓度药物(4.096mg/mL)作用96h 后，抱子外形发生萎缩，瘪陷，形状不规则，可见少量碎片及部分断裂：高浓度药物(8.192mg/mL)作用96h 后，孢子明显瘪陷，排列不均匀，大小不一，菌丝细胞壁不光滑，，粗细不均匀，出现破坏性孔洞和部分断裂，大量大小不等碎片，透明度增加。透射电镜结果：不同浓度芳姜黄酮作用96h 对红色毛癣菌超微结构影响不同;随着作用不同时间对红色毛癣菌超微结构影响存在差异。结论为芳姜黄酮对红色毛癣菌具有明显抑制作用;较低浓度(＜4.096mg/mL)和时间短(＜72h)芳姜黄酮作用对红色毛癣菌超微结构无影响;高浓度(8.192mg/mL)和长时间(96h)芳姜黄酮作用可影响红色毛癣菌超微结构，表现为菌丝形态改变和细胞内结构改变，随着作用浓度增加和作用时间的延长，菌丝超微结构变化逐渐显著;芳姜黄酮在新型外用抗真菌药物具有相当诱人的发展前景。

公衍玲等［17］采用测量姜黄挥发油的抑菌圈大小的方法，比较其抑菌效果。结果姜黄挥发油对实验中所用到的金黄色葡萄球菌、四联球菌、大肠埃希菌、产气杆菌、枯草杆菌均有较强的抑菌作用，尤其对四联球菌、金黄色葡萄球菌和枯草杆菌的抑菌效果更为显著。这也为姜黄挥发油开发成新型抗菌药物提供了一定的理论依据。

3 结 语

姜黄的药用研究历史悠久，药理作用广泛。而近年来大量的研究表明，姜黄挥发油具有抗炎、抗氧化、抗癌、抗微生物等广泛的药理作用，但姜黄挥发油的化学成分及其作用机制复杂，有待进一步深入研究。姜黄挥发油的毒性低、不良反应小、药源广、价廉、服用方便，因此在临床上具有广阔的应用价值及发展前景。

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