桑叶化学成分及生物活性研究进展

王婷婷，马天宇，李 琪，李 蒙

（1. 山东农业工程学院 食品科学与工程学院，山东 济南 251100；2. 山东中医药大学 药学院，山东 济南250355；3. 莱阳郑李济生物科技有限公司，山东 烟台 265200）

桑叶为桑科（Moraceae）桑属（MorusL.）植物桑（Morus albaL.）的干燥叶，别称“黄桑”、“家桑”、“荆桑”、“铁扇子”等。桑属植物主要分布在北温带，全世界约有16种，我国约有11种，且在各地均有分布，分别为桑、川桑、荔波桑、吉隆桑、裂叶桑、光叶桑、蒙桑、鸡桑、华桑、黑桑、长穗桑[1]。桑的根皮、枝、叶、果实均可入药，其中桑叶始载于《神农本草经》，列为中品。桑叶具有疏散风热，清肺润燥，清肝明目的功效，在临床上主要用于治疗风热感冒，肺热燥咳，头晕头痛，目赤昏花等[2]。近年，对桑叶的报道渐多，且在医药和食品领域都得到了广泛的应用。本文就桑叶的化学成分及生物活性的研究进展进行总结，以冀为桑叶的进一步开发和利用提供依据。

1 化学成分

桑叶化学成分丰富，主要包括酚类及黄酮类、生物碱类、氨基酸、多糖和甾类化合物等。

1.1 酚类及黄酮类化合物

1.1.1 Diels-Alder型加合物 Diels-Alder型加合物是桑属植物特有的化学成分，是指异戊二烯与查尔酮或查尔酮衍生物发生Diels-Alder环加成反应所得到的化合物[3]。目前从桑属植物不同部分分离得到60多种，其中桑叶中有6种，包括桑呋喃 F1、F和U，chalcomoracin，桑黄酮 J，yunanensin E[4-5]。

1.1.2 茋类化合物 茋类化合物是以白藜芦醇或其他二苯乙烯为单体聚合而成的一类化合物[3]。目前从桑叶中已分离得到桑辛素C、D、E、I、M、N、P、V、W、X、Y和Z，桑呋喃 A和B，wittifuran R、X、Y、Z，3’, 5’-dimethoxy wittifuran Y，ω-羟基-桑辛素 N，桑皮苷 F，morachalcone B和C[1,3,6]。

1.1.3 黄酮类化合物 桑叶中黄酮类成分丰富，占桑叶干物质量的1 %～3 %[7]，也是桑叶的主要有效成分，包括黄芪苷，异槲皮苷，山奈酚，山奈酚-3,7-吡喃葡糖苷，山奈酚-3-O-α-L-鼠李糖-(1-6)-β-D-吡喃葡糖苷，山奈酚-3-O-6-Ⅱ-O-乙酰基-β-D-吡喃葡糖苷，槲皮素-3, 7-D-O-β-D-吡喃葡糖苷，槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-(1-6)-β-D-吡喃葡糖苷，槲皮素-3-O-(6-O-丙二酰基)-β-D-吡喃葡糖苷，槲皮素-3-O-6-Ⅱ-O-乙酰基-β-D-吡喃葡糖苷，芦丁，异鼠李亭-O-乙酰基-吡喃葡糖苷，桑辛素，桑黄酮 C， 3-(2”-羟基-3”-甲基-3”-丁烯基)-桑辛素，黑桑素 F，黑桑素G，6-马丁香茅醇，(2R, 4S)-2’, 4’-二羟基-2H-呋喃并-(3”, 4”: 8, 7)-黄烷-4-醇，(2S)-2’, 4-二羟基-7-甲氧基-8-丁酸黄烷，8-异戊烯基-2’, 4’-二羟基-7-甲氧基黄烷，8-异戊烯基-7, 2c-二羟基-4’-甲氧基黄烷，(2S)-8-羟乙基-7, 4’-二甲氧基黄烷-2’-O-β-D-吡喃葡糖苷，(2R)-7- 甲氧基-8-羟乙基-2’, 4’-二羟基黄烷，(2S)-7-羟基-8-羟乙基-4’-甲氧基黄烷-2’-O-β-D-吡喃葡糖苷，(2S)-7-甲氧基-8-羟乙基-4’-羟基黄烷-2’-O-β-D-吡喃葡糖苷，2’, 4’, 4, 2”-四羟基-3’-（3”-甲基丁烯-3”-烯基）-查尔酮，2, 4, 2’, 4’-四羟基查尔酮，滇桑素 C、D、E、F、H、I、J、K、L、M和N，brosimine B，morachalcone A，补骨脂乙素，桑色素等[1,3,6]。

1.2 生物碱类化合物

桑叶富含生物碱类化合物，是其有效的降糖部位之一，其中1-脱氧野尻霉素（1-DNJ）具有显著的糖苷酶抑制作用[8]。桑叶生物碱均具有多个羟基，部分羟基与葡萄糖、半乳糖形成α、β糖苷，结构上主要分为吡咯烷型生物碱、去甲莨菪烷型生物碱和亚胺型生物碱[9]。目前从桑叶中分离得到的吡咯烷型生物碱有1-DNJ、N-甲基-DNJ、2-O-α-D-半乳吡喃糖苷-1-DNJ、荞麦碱、3-表荞麦碱、4-O-β-D-吡喃葡糖苷荞麦碱[10-11]。去甲莨菪型生物碱主要为打碗花素A3、B1、B2、B3和C1[10,12]。亚胺型生物碱有1, 4-二脱氧-1, 4-亚氨基-D-阿拉伯糖醇和1, 4-二脱氧-1, 4-亚氨基-（2-O-β-D-吡喃葡糖苷）-D-阿拉伯糖醇等[10]。

1.3 氨基酸类化合物

桑叶中氨基酸含量极为丰富，共18种，占桑叶干物质量的10.10 %，其中含人体必需氨基酸44.85 %，不能合成的必需氨基酸占3.281 %，半必需氨基酸占1.843 %[13]。18种氨基酸分别是天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、精氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、组氨酸、赖氨酸及γ-氨基丁酸，其中谷氨酸可保护脑组织功能，参与糖代谢和蛋白质代谢，含量最高，同时也是神经递质γ-氨基丁酸的前体物质，有降血压作用[13-14]。

1.4 桑叶多糖

桑叶多糖是桑叶的活性成分之一，有明确的降血糖作用。目前分离纯化得到的桑叶多糖组分有MP11（由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成，其摩尔比为21:16:3:3:1:20）、MP12（由鼠李糖和葡萄糖组成，其摩尔比为3:1）、MP13（主要由鼠李糖组成）[15]、多糖组分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（其中Ⅰ、Ⅲ含呋喃糖苷，Ⅱ含吡喃糖苷，组分Ⅰ、Ⅱ含β-葡苷键，组分Ⅲ含α-葡苷键）[16]及组成尚不明确的桑叶多糖SD2-3、SD3-3、SD3-4[17]、MLP1和MLP2[18]等。但由于多糖结构的复杂性，目前对于部分桑叶多糖只能确定单糖的组成、比例、糖苷键类型和残基，桑叶多糖的结构还需进一步研究。

1.5 甾类化合物

桑叶中植物甾醇的含量比一般植物高3～4倍，主要包括β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇[14,19]。另外桑叶中还含β-谷甾醇-β-D-葡萄糖、蛇麻脂醇、内消旋肌醇、牛膝甾酮和蜕皮甾酮等[19]。

此外，桑叶中还含脂类、挥发油、有机酸、香豆素、维生素、色素和植物纤维等。

2 生物活性

研究表明，桑叶具有降血糖、抗炎、抗菌、抗病毒、抗衰老及抗癌等生物活性。

2.1 降血糖活性

桑叶中生物碱类、黄酮类化合物及桑叶多糖可通过多种途径直接或间接地发挥降血糖作用。目前，桑叶降血糖机制主要有以下几个方面。（1）抑制α-葡萄糖苷酶的活性：桑叶中1-DNJ作为强效α-糖苷酶抑制剂，能可逆非竞争性地结合α-糖苷酶，抑制体内二糖的转化，同时，其他生物碱类、黄酮类及多糖类也具有一定的糖苷酶抑制活性；（2）促进胰岛素的释放：桑叶多糖可促进胰岛β-细胞分泌胰岛素、改善胰岛素抵抗、促进肝糖原合成，从而达到调节糖代谢、降低血糖的目的；（3）增加外周组织对葡萄糖的利用：桑叶中的黄酮类成分可发挥拟胰岛素作用，促进外周组织对葡萄糖的利用，降低血糖；（4）促进胰岛β-细胞修复：桑叶总黄酮可通过上调抗凋亡基因Bcl-2水平，下调促凋亡基因Bax表达，缓解胰岛β-细胞的凋亡，并提高机体对胰岛素敏感性，保护胰岛β-细胞；（5）抑制非酶蛋白糖基化作用：桑叶总黄酮可抑制葡萄糖与蛋白质结合，减少糖基化终末产物的合成，从而控制器官老化和糖尿病并发症的发生[20]。此外，桑叶中生物碱类、黄酮类化合物及桑叶多糖还可通过调控相关的信号通路等发挥降血糖活性。

2.2 抗炎活性

陈福君等首次研究了桑叶的抗炎活性，实验表明桑叶可抑制巴豆油致小鼠耳肿胀、角叉菜胶致足浮肿及醋酸引起的小鼠腹腔液渗出，表现出较强的抗炎活性[21]。桑叶与菊花1:1配伍可降低干酵母混悬液发酵致发热大鼠的体温和血清中白细胞介素、一氧化氮及髓过糖化酶的含量，发挥其解热、抗炎作用[22]。

2.3 抗菌、抗病毒活性

樊黎生[23]等利用滤纸片法测定桑叶汁的抑菌作用，研究表明桑叶汁对大多数革兰阳性菌和革兰阴性菌及部分酵母菌均有良好的抑制作用。陈佳佳等[24]测定了5种桑叶提取物对5种常见食源性污染菌的抑制作用，并进行抑菌稳定性试验，其中70 %乙醇提取物的抑菌效果最佳，抑制效果为枯草芽孢杆菌＞金黄色葡萄球菌＞普通变形杆菌＞大肠杆菌＞沙门菌；热处理和紫外线照射对其抑菌活性无明显影响，蔗糖和氯化钠可增强70 %桑叶提取物的抑菌活性，随pH的增加抑菌效果降低。

2.4 清除自由基与抗衰老活性

桑叶具有类似人参的抗衰老、稳定神经系统功能的作用，能缓解生理变化引起的情绪激动，提高体内超氧化物岐化酶的活性，有效清除体内氧自由基，阻止体内有害物质的产生，减少或消除体内的脂褐质。其中桑叶水溶性多糖在0.2～1.2 mg/ml的质量浓度范围内对1, 1-二苯基-2-苦肼基（DPPH∙）、羟自由基（∙OH）、二铵盐自由基（ABTS∙）及超氧阴离子自由基（O2-∙）4种自由基有明显的清除效果；桑叶中黄酮等酚类化合物及维生素C也均起到了减少和清除体内自由基作用，其中桑叶黄酮类化合物抗氧化损伤作用明显[25-27]。

2.5 抗癌活性

桑叶能预防癌细胞生成，提高人体免疫力，主要功能成分包括桑叶黄酮类、DNJ、桑素、超氧化物岐化酶、γ-氨基丁酸及维生素，能抑制染色体突变和基因突变[28]。Kim等[29]从桑叶中分离得到两种黄酮类化合物槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷和槲皮素-3,7-二-O-β-D-吡喃葡糖苷，二者对人早幼粒白血病细胞系HL-60的生长有抑制作用，后者同时可诱导HL-60细胞系分化。Tsuruoka等[30]发现脱氧野尻霉素可抑制糖苷酶活性，在肿瘤细胞表面形成易被寄主免疫系统攻击的未成熟的糖链，对肿瘤转移的抑制率达80.5 %。

此外，桑叶还具有降血脂、降血压、保护心脑血管、改善消化功能等生物活性。

3 研究展望

桑叶在我国拥有丰富的资源，且因其安全性好、无毒副作用，作为药食两用品越来越受到人们的重视与青睐。近期研究发现，桑叶提取物配合有氧运动可治疗2型糖尿病，半夏桑叶汤对肺结核并发肺心病急性肺感染治疗效果显著[31]。另外，桑叶茶、桑芽蔬菜、桑叶糕点、饮料及优质植物蛋白粉等桑叶食品的开发研究日益深入[32-33]。然而目前桑叶的研究同样也存在问题：对桑叶多糖的研究只局限于确定其单糖的组成、比例、糖苷键类型和残基，随着生化分离技术和现代分析仪器的发展和完善，桑叶多糖的结构和空间构象与生物活性关系的详细研究将是今后桑叶多糖研究领域的热点；桑叶及其制品的组方配伍及有效成分的提取工艺需进一步优化，确保其最大程度地发挥作用；桑叶的有效成分作用机制、体内分布及代谢规律尚未清楚，还需进一步的探讨与研究。相信对桑叶研究的不断深入，桑叶及其制品将有望成为重要治疗药品和功能性食品。