艾纳香挥发油化学成分及药理研究进展

宝艳儒，冯贻东，曾伟珍，叶文才，冯汉林

（1.暨南大学药学院，广州510632；2.深圳海王医药科技研究院有限公司，深圳518057）

艾纳香(Blumea balsamifera DC.)为菊科植物艾纳香的干燥地上部分，又名大风艾、大毛艾，牛耳艾[1]。艾纳香始载于《本草拾遗》，其性温，味辛，具有活血温中，消炎镇痛，祛风除湿的功效，可用于治疗感冒、风湿性关节炎、产后风痛、痛经，外用跌打损伤、疮布痛肿、湿疹、皮炎[2]。在我国主要分布于广西、贵州等长江以南地区。2010版药典规定艾纳香是提取精制艾片的唯一来源植物。艾片、艾粉及在精致艾片过程中所产生的艾油，已被开发成多种临床制剂，如咽立爽滴丸，金猴健喷雾剂等。至今已从艾纳香中分离得到300多种化合物，主要包括挥发油类，黄酮类，甾体类化合物[3-7]。挥发油部分为艾纳香中含量最大、生物活性最为显著的部分，目前已经分离确定了150多个化合物，主要包括单萜、倍半萜、芳香化合物、小分子的脂肪族等。现代药理学研究表明艾纳香挥发油具有消炎镇痛、抗菌、抗氧化和抗病毒等生物活性[3,9-14]。本文以“艾纳香”、“挥发油”、“精油”、“成分”、“提取分离”、“药理作用”、“临床应用”、“Blumea balsamifera DC.”、“ essential oil”、“ingredient”、“Extraction and separation”、“Pharmacological action”、“Clinical application”等为关键词，在中国知网、万方数据、维普网、PubMed等数据库中组合查询1995年4月～2020年6月发表的相关文献，结果共检索到相关文献184篇，其中有效文献67篇。尽管国内外许多文献对艾纳香的化学成分，药理作用及应用的进行了报道，但对其挥发油的的综述尚未报道，本文将近年来国内外文献进行梳理，以期为艾纳香挥发油资源化开发与利用提供参考。

1 艾纳香挥发油的提取

有效的提取方法和工艺对保证挥发油质量和临床疗效具有重要意义。艾纳香挥发油的提取方法可分为水蒸汽蒸馏法、二氧化碳超临界流体萃取法、超声波辅助法、顶空固相微萃取法、溶剂法等[15-17]。药典及传统的提取方式为水蒸气蒸馏法，该方法具有提取设备简单、经济易行、对溶剂要求不高等优点。周欣等人采用水蒸气蒸馏，GC-MS定性定量分析，鉴定出41个成分，并确定L-龙脑、樟脑、β-石竹烯、桉叶油醇、古芸烯、芳樟醇为主要成分，其含量占挥发油总量的87.6%[18]。杜萍等人通过GC-MS对滇产艾纳香叶水蒸气蒸馏法提取的挥发油进行化学成分分析，鉴定出有效组分56个，主要成分樟脑和龙脑分别占总量的17.76%、52.42%[19]。水蒸气蒸馏法虽然简单，但相对耗时，耗费试剂。为了提高效率，李安等人以艾纳香精油提取率为主要指标，通过单因素及响应曲面法分别考察微波辅助水蒸气蒸馏提取工艺，结果显示当微波功率 450W、提取时间 23min、液料比为 10∶1（mL∶g）时艾纳香精油得率为3.45%[20]。王远辉等人以左旋龙脑、异龙脑和樟脑的提取效率为指标，分别考察了水蒸气蒸馏(HDSE)、同时蒸馏萃取(SDE)、溶剂浸提(SE)、超声辅助提取(UAE)、微波辅助提取(MAE)和超声-微波协同萃取(UMAE)法，通过GC-MS对三种化合物含量进行测定,结果显示水蒸气蒸馏(HDSE)得率最高，UMAE提取最快，并发现10月中旬至次年1月中旬的艾纳香叶中左旋龙脑含量较高[21]。不同的提取方法，得到的产物及含量都有很大差别，所以在工业生产中，应该根据所提化合物及实际的生产需要选择适合的提取方式。

2 艾纳香挥发油的化学组成

艾纳香挥发性成分比较复杂，其种类及其相对百分含量因不同产地、不同组织、不同采收期、不同干燥方法都有较大差异，因此在艾纳香挥发油提取等工业化生产时应充分考虑这个因素。现将不同条件下艾纳香挥发油的成分特点综述如下。

2.1 艾纳香挥发油的主要成分

目前从艾纳香挥发油中已经提取得到150多种成分，主要由萜类，脂肪酸类，芳香类化合物等组成，其中单萜及倍半萜种类的含量较高，约占总挥发油含量的85.6%[18]。单萜化合物L-borneol和D-camphor为艾纳香中含量最高的单体成分，其含量含量分别占挥发油总量的57.7%,5.0%[22]。L-borneol为艾片的主要有效成分，具有较好的消炎镇痛、抗菌、抗氧化和抗病毒等生物活性。倍半萜类化合物为自然界中结构最为多样的一类化合物，艾纳香挥发油中的倍半萜主要由木兰烷型、愈创木烷型和桉烷型等类型组成。如陈铭、Shirot等课题组分别在95%乙醇和甲醇提取物中分别分离得到了10个和4个新的愈创木烷型倍半萜类化合物 Blumeaenes A-J、Blumeaenes E2和Blumeaenes K、L、lumeaenes M[23-24]；Fujimoto 等人从艾纳香干燥叶片的90%乙醇提取物中分离得到了三个吉马烷型倍半萜内酯Blumealactone A-C[25]。Xu等人从艾纳香的地上部分分离得4个新桉烷型倍半萜Balsamiferines B-C，samboginone[26]。

2.2 不同产地艾纳香挥发油的化学成分

贵州省罗甸县为中药艾纳香的主要药材产地，罗甸艾纳香是贵州十大苗药之一。国内其他地区也广泛种植，其中海南儋州以其适宜的气候，逐渐也成为艾纳香的另一个重要生产基地。但艾纳香药材分布范围广泛，不同产地气候土壤及温度等导致艾纳香挥发油含量及各成分比重亦有一定差异。王永辉分别对中国境内不同产地以及越南、泰国、东南亚等地艾纳香挥发油中L-borneol等主成分成分含量进行了比较，如贵州罗甸艾纳香中主成分及含量为(-)-borneol(76.39%),l-caryophyllene(4.21%),camphor(1.05%)，海南儋州中主要成分及含量分别为caryophyllene(19.28%),(-)-borneol(15.54%),caryophyllene oxide(11.2%),thujopsene(10.36%)，泰国产艾纳香挥发油法的主要成分为 (-)-borneol,cineole,limonene,palmitic,myristic acids,pyrocatechic tannin,glycoside,(-)-camphor[27]。夏稷子、孙懂华等课题组对不同产地（贵州、云南、广西等）艾纳香药材的GC指纹图谱进行研究比对，结果均显示不同产地艾纳香的成分种类上差异不大，但成分比例和量上差异较大[28-30]。

2.3 不同采收时期艾纳香挥发油的化学成分

由于植物在不同的生长期中，光照、温度、水分、各种生物酶以及植物个体差异等因素影响，使得成分种类和含量不断发生变化。王永辉等分别对秋季和冬季艾纳香叶挥发油成分进行分析，结果显示秋季样品挥发油成分为49种，其中萜类化合物为43种；冬季样品挥发油成分为47种，其中萜类化合物为37种，同时秋冬季样品排名前五位的成分及含量也不尽相同[31]。黄梅对一年中不同月份艾纳香挥发油化学成分含量进行分析，结果显示10月L-borneol含量最高，其中嫩叶中的含量可达到7.90mg/g[32-33]。王远辉等人以左旋龙脑、异龙脑和樟脑的提取效率为指标，对水蒸气蒸馏(HDSE)和超声-微波协同萃取(UMAE)提取的挥发油进行分析，结果显示10月中旬至次年1月中旬的艾纳香叶中左旋龙脑含量较高,约9 mg/g，该结果与黄梅一致[21]。

2.4 不同组织、叶形及干燥方式艾纳香挥发油的化学成分

植物在生长周期的过程中，不同组织生物合成及积累的速度也不尽相同，所以探明哪些器官组织含有更丰富的功能成分具有重要意义。罗夫来等研究发现艾纳香叶片挥发油含量1.1417 ml/kg显著高于嫩枝0.6313 ml/kg[34]。黄梅，yuanyuan等人分别对艾纳香不同功能部位的L-borneol含量进行检测，结果显示：嫩叶＞功能叶＞老叶＞枯叶＞嫩梢＞嫩茎，嫩叶挥发油含量为嫩枝的1.6～2.2倍，这与艾纳香主要以叶片为入药部位和制取艾片的原料一致[35]。

艾纳香不同叶型中挥发油含量差异也较大，夏稷子等人对艾纳香挥发油和左旋龙脑在不同叶型及不同部位的分布进行研究，发现左旋龙脑含量由高到低依次为马耳艾、大叶艾、小叶艾[36]。与此同时艾纳香新鲜叶片挥发油含量显著高于阴干及烘干处理的叶片，分别是阴干及烘干的1.30和1.25倍，所以提取艾纳香挥发油时，应该采用新鲜叶片，而且最好即采即用。另外阴干叶片挥发油含量显著高于烘干叶片挥发油含量，所以在提取挥发油时还要注意烘干方式[34]。

3 质量标准

艾纳香药材质量标准最早收载于 《贵州省中药材、民族药材质量标准》(2003年版)，但质量标准中只有性状鉴别一项[37]，因此夏稷子等人对黔产艾纳香药材进行了详细的质量分析研究，他们以左旋龙脑为对照品，对艾纳香进行薄层色谱法鉴别，建立了艾纳香药材薄层色谱定性鉴别的方法；同时还依照《中国药典》2010年版法，测定了药材中水分、灰分、酸不溶性灰分和挥发油的含量，提出了艾纳香药材中水分、灰分、酸不溶性灰分的限度以及挥发油含量的定量标准[38]。后期，刘慧等人又结合《中国药典》2015版中附录及相关方法，对艾纳香药材进行水分、总灰分和酸不溶性灰分鉴别；又以艾纳素为对照，采用薄层色谱法和高效液相色谱法对其进行定性定量分析，进一步完善的艾纳香的质量标准[39]。对于艾纳香油的质量标准，胡璇等人以不同批次的艾纳香油为对象，通过对物理性状的观察和测定对其质量进行初步评价，即艾纳香油为澄清、棕红色的液体，有特异的芳香气，易溶于乙醇、氯仿、乙醚，几乎不溶于水，比旋度宜为-26°～-30°，相对密度宜 0.94～0.98，以 β-石竹烯和 l-龙脑为对照薄层色谱法鉴别，并建立了GC指纹图谱，确定了17个共有峰[40]。

指纹图谱及含量测定方面的研究显示，尽管不同产地艾纳香成分含量有一定差异，但总主要成分无显著差异。夏稷子等人采用毛细管气相色谱法，对来自14个不同产区的艾纳香药材进行了指纹图谱测定，结果显示14个不同产地的艾纳香药材的GC指纹图谱有23个共有峰；相似度评价和聚类分析结果表明，不同产地艾纳香的成分种类上差异不大，但成分比例和量上差异较大[28]。孙绪等人运用GC-MS对艾纳香、艾粉、艾纳香油进行系统的指纹图谱研究，标定艾纳香、艾粉、艾纳香油共有峰分别为40、17、31个，同一产地艾纳香药材的指纹图谱有一定差异，但提取物艾粉和艾纳香油相对较为稳定且不同批次产品差异较小[41]。

艾纳香属植物与其伪品间的质量研究概况。贵州同属植物假东风由于其与艾纳香药材性状相似，生长环境相近，易混淆，所以杨留波等人分别对21批艾纳香及假东风进行指纹图谱相似度分析研究，结果显示艾纳香与不同品种假东风草比较存在明显的差异，因此不建议将同属植物假东风草B.riparia(BL.)DC叶及嫩枝也作艾纳香药材来源[42]。

4 药理活性

4.1 镇痛抗炎活性

炎症的早期阶段，一般通过激活免疫细胞介导，不同类型细胞发生聚集并导致各种促炎和抗炎介质的产生，如由中性粒细胞释放的PGE2，是花生四烯酸经环氧化酶而生成的一类重要炎症介质[43]。研究表明艾纳香挥发油能显著抑制二甲苯所致小鼠耳廓肿胀，显著降低PGE2含量，提高血清SOD的活性，降低血清MDA含量，从而具有抗炎活性[44]。庞玉新等人发现稀释的艾纳香挥发油能改善创面收缩和闭合，减少炎症细胞数量，提高创面愈合率，显著提高羟脯氨酸含量、促进胶原形成，降低成纤维细胞的频率，推测其机制可能是通过SP分泌的增加、间充质细胞的增殖和分化，从而促进毛细血管再生、血液循环、胶原沉积、颗粒组织形成、上皮沉积、创面收缩[45]。Chen等人从艾纳香中分离得到的4个萜类化合物，发现其对RAW264.7细胞系中脂多糖诱导的NO产生有抑制活性，半数抑制浓度分别为 40.06,46.35，57.80和59.44μg/ml[46]。

4.2 抗菌、抗病毒及抗氧化作用

艾纳香挥发油具有显著的抗细菌和抗真菌活，Sakee等人采用圆盘扩散法和琼脂微稀释法检测发现艾纳香挥发油对革兰氏阳性菌、蜡样芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌的 MIC为150 mg/L、对真菌、假丝酵母菌的抑菌活性为1.2 mg/mL[47]。邹婧、张颖等研究发现，艾纳香乙醇提取物除对金黄色葡萄球菌有效外，还能抑制大肠埃希菌、白色念珠菌及肺炎克雷伯菌等4种易引起口腔感染、炎症及溃疡的细菌，抑菌效果良好且长时间维持80%以上的抑菌率[48,49]。唐晖慧等人证实了艾纳香精油对假丝酵母和黄曲霉具有较好的抑制能力，同时对李斯特氏菌和沙门氏菌也表现出了抑制能力[50]。Jiang等人采用虾幼虫和对虾致死生物活性试验、试管斜面法、DPPH法分别考察了艾纳香挥发油的细胞毒，抗菌以及抗氧化活性，结果显示艾纳香挥发油有较强的抗肿瘤、抗植物病原真菌活性和一定的抗氧化活性[51]。其抗氧化活性通过Yuan Yuan等人通过DPPH和BCB试验进一步证明，结果显示年轻的叶子和小芽表现出更强的抗氧化活性。其中Dimethoxydurene,β石竹烯、α石竹烯具有较好的抗氧化活性,而β-eudesmol、叶绿醇、tetradecanal发挥负面作用[35]。鉴于其较好的抗氧化及抗菌活性，艾纳香叶精油被广泛的于食品和化妆品中。

4.3 治疗烧伤、促进创面愈合，治疗湿疹及美白的作用

艾纳香在民间常用于治疗烧烫伤、疮疖痛肿、湿疹、皮炎。Fan等人通过对烧伤大鼠进行连续21天艾纳香挥发油处理，发现烧伤大鼠经艾纳香挥发油处理后，组织含水量明显降低，结痂时间缩短，愈合速度加快。推测其机制是烧伤组织含水量下降，(IL-1)及肿瘤坏死因子-α（TNF-α）减少,基本成纤维细胞生长因子（bFGF）、血管内皮生长因子（VEGF）和转化生长因子（TGF-β）表达明显增加，血浆炎症因子水平下降，愈合速度加快[52]。与此同时，庞新玉等人就艾纳香挥发油作为添加剂治疗烫伤的肝毒性进行了研究，结果显示，低剂量时对人体不会造成肝损伤，当高浓度时，只有轻微的肝损伤，所以证明艾纳香挥发油作为治疗烧伤的外用药是安全的[53]。考虑到艾纳香具有较好的治疗烧伤的作用以及较低的毒性，未来可以用于烧伤的治疗及相应的药物开发中。周辉等[54]报道贵州产艾纳香油外擦与中药湿敷结合治愈婴儿湿疹疗效显著，达到保护婴儿娇嫩皮肤的目标。

研究表明艾纳香挥发油可以通过恢复超氧化物岐化酶(SOD)活性及丙二醛、还原型谷胱甘肽等含量，降低8-OHdG、IL-6和NF-κB水平，抑制P53、PCNA表达，从而达到保护紫外线诱导小鼠皮肤晒伤[55]。酪氨酸酶是生物合成色素过程中的关键酶，通过抑制酪氨酸酶的活性，阻断黑色素的合成反应链，减少其在皮肤内的生成，可达到祛斑增白的效果[56]。庞玉新等人发现艾纳香提取物可以通过抗氧化、抑制酪氨酸酶活性从而达到美白祛斑的作用[57]。基于艾纳香精油的防晒及抗酪氨酸酶活性，张彬等人以艾纳香为原料开发了一系列具有美白、补水等作用的手工皂，百草液等[58]。

4.4 其他活性

2013 年Chu等人发现艾纳挥发油对玉米象鼻虫成虫具有明显的熏蒸毒性，其中1,8-桉叶素、α-松油醇和4-松油醇的效果显著强于龙脑和樟脑[59]。Fujimoto等人发现从艾纳香干燥叶片中分离得到的倍半萜内酯类化合物blumealactone A-C，能够抑制吉田肉瘤的生长，抑制浓度在5～10μg/ml下[60]。艾纳香甲醇提取物具有抑制肥胖的效果，其机制可能是通过抑制甘油磷酸脱氢酶（GPDH）的活性，降低脂肪形成转录因子过氧化物酶体增殖因子活化受体γ（PPARγ）、CCAAT元件结合蛋白和3T3-L1的表达，从而达到抗肥胖的效果[61]。Fu等人发现0.5%，1.0%及2.0%的艾纳香挥发油就能促进硫酸沙丁胺醇的经皮渗透过程[62]。

5 临床应用

艾纳香挥发油根据其药理功效及独特的香气主要应用于医药及日化用两方面。其中医药方面主要集中在以“艾片”和“艾纳香油”为原料的中成药开发上。目前已有30多个品种应用于临床，如咽立爽滴丸、心胃止痛胶囊、金喉健喷雾剂、复方一支黄花喷雾剂等[7]。日化方面，因其独特的香气及抑菌作用，艾纳香挥发油被广范应用于化工、香料、香精等领域，如贵州利生香中药科技有限公司公开发的艾纳香油系列日化品，包括花露水、洗发香波、沐浴露、洗衣液等[63]。艾纳香资源丰富，价格低廉，提取方便，具有巨大的市场空间及应用前景。

6 结语

现代药理学研究证明艾纳香挥发油是艾纳香的重要药效部位，具有抗病毒、抗菌及抗氧化等多方面的药理活性。近年来，随着民族医药产业的发展，艾纳香已应用于医药、化妆品等行业，产生了较大的经济效益和社会效益。艾纳香挥发油在药材中含量高，易于制备具巨大的开发潜力，但进一步开拓市场还需解决一系列问题：首先提取方面，尽管已经有学者对微波提取，超临界萃取等方法进行了尝试，但目前艾纳香提取加工仍以简单的水蒸气蒸馏的为主，该方法提取效率低，损失较大，而做为重要医药原料的艾片及艾粉的提取加工，目前仍采用简易蒸馏的方法获得，农户就地提取，艾粉提取效率极低，产能低，污染大。所以希望能对提取方法及加工工艺进行更多的改进及提高，并建立相应的标准。质量方面，艾纳香分布范围广，其含量及组成还受到收采收时间，采收部位，烘干方法等多种因素影响，所以很难建立统一的测定方法及标准。目前已有学者对艾纳香挥发性成分的指纹图谱进行探索，并确定了其主成分，这对艾纳香挥发油的的鉴别具有重要意义。但中药的质量还应该与中药的有效性相关联，寻找艾纳香挥发油的质量标志物，建立基于Q-Marker的含量测定方法，从根本上保证艾纳香挥发油的质量及疗效。药理方面，艾纳香挥发油本身成分比较复杂，而现有的研究切入点比较分散，没有形成系统的研究体系，活性机制研究不够深入，因此不利于研究、开发新药。随着现代技术的不断发展，希望能对艾纳香挥发油的作用机制进行深入研究，使其能更广泛的应用与临床及工业生产中。