高丽芳,普建辉,杨丽仙,李有海*
(1.文山学院 文山三七研究院,云南 文山 663099; 2. 玉溪市生态环境质量分析中心,云南 玉溪 653100;3. 云南省生态环境厅驻玉溪市生态环境监测站,云南 玉溪 653100)
三七(Panax notoginseng(Burk.) F. H. Chen)属于五加科(Araliaceae)人参属植物,是我国传统名贵中药材。三七主根的化学成分已经被大量的报道,研究证明其有效成分主要是皂苷类化合物[1-2]。三七茎叶作为三七资源的主要部分之一,在三七的主产地云南文山则大部分被丢弃。中国药典中关于三七茎叶的相关药物主要收录了七叶神安片和三七叶总皂苷[3]。三七茎叶在云南省也可以作为食品按照地方特色食品管理。三七茎叶中亦含有大量的化学成分,主要包括三萜类皂苷成分、黄酮类和多糖等一些化学成分[4]。本文通过查阅文献,收集整理了三七茎叶中的化学成分,为提高三七茎叶资源的利用提供理论性依据。
原人参二醇型皂苷,其苷元的C-3、C-12和C-20上各连有一个羟基。其中C-3和C-21的羟基上的氢被不同的糖基所取代就成为了不同的皂苷(图1A),三七茎叶中的原人参二醇型皂苷的不同糖基部分见表1。原人参二醇型皂苷是三七茎叶中含 量比较多,常见的一类三萜皂苷。
图 1 三七茎叶中的皂苷结构类型
表1 三七茎叶中的原人参二醇型皂苷
原人参三醇型皂苷(PPT),其苷元的C-3、C-6、C-12、C-21各连接一个羟基,C-6、C-21的羟基上的氢被不同的糖基所取代就成为了不同的皂苷(图1 B),PPT在三七茎叶中的种类相对较少,见表2。
表2 三七茎叶中的原人参三醇型皂苷
三七茎叶中除了原人参二醇型皂苷和原人参三醇型皂苷两种苷元比较规则的皂苷外,还有一些在与C-17相连的侧链上结构发生异构的皂苷(图1C),其侧链的结构式见表3;还有一些C-23和C-12上的羟基结合成环(图1D),这些皂苷相对于PPD和PPT,其结构复杂,其侧链的结构式见表4。
表3 其他结构的皂苷1
表4 其他结构的皂苷2
由于三七茎叶中的皂苷是C-3/C-6/C-20带有糖苷键,C-24带有双键,所以在加热、酸碱水解、专属糖苷酶的条件下,糖苷键会脱落或是在侧链上发生异构化,生成了其他皂苷,从三七茎叶中得到的降解类皂苷见表5,其类型如图1。
表5 三七茎叶降解的皂苷
黄酮类化合物主要是指基本母核为2-苯基色原酮(2-phenylchromone)类化合物,现在泛指两个具有酚羟基的苯环(A环和B环)通过中央三碳原子相连而成的一类化合物。三七黄酮类化合物与皂苷类化合物合用,活性最强[22]。三七茎叶的黄酮类化合物见图2,其苷元结构式和糖苷键如表6所示。
图2 黄酮类化合物结构
表 6 黄酮类化合物苷元结构式和糖苷键
化合物86~94的名称为:86:山奈酚;87:山柰酚-7-O-α-L-鼠李糖苷;88:山柰酚-3-O-β-D-半乳糖苷;89:山柰酚-3-O-β-D-半乳糖( 2→1)葡萄糖苷;90:槲皮素;91:槲皮素-3-O-β-D-半乳糖( 2→1) 葡萄糖苷;92:槲皮素-3-O-槐糖苷;93:甘草素;94:芹糖甘草甙。
三七茎叶中含有丰富的氨基酸[24],三七素就是其中的一种(图3),具有止血、抗脂解、促进脂肪合成的功效,同时具有神经毒性、高剂量三七素可能致细胞凋亡,而低浓度、低剂量对神经细胞具有一定的保护作用[25-28]。γ-氨基丁酸(图4)亦是三七茎叶中的含量较高的氨基酸,其含量为0.30% ~ 0.70%,具有治疗神经退行性疾病、调节血压与心率、保肝利肾、抗衰老、促进生长激素分泌等功效[29-30]。
图3 三七素化学结构式
图4 γ-氨基丁酸化学结构式
多糖类物质是三七中的有效活性成分之一,三七经乙醇脱脂,沸水提取,乙醇沉淀,连续有效的柱层析法,得到纯化的三七多糖IIa、IIb,三七多糖IIa为含相对平均分子量998 800和28 300的混合物,三七多糖IIb相对平均分子量为20 700,这两种三七多糖主要由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖组成,三七多糖IIb是一种免疫活性多糖,通过对机体免疫系统的调节作用,增强机体的免疫功能[31]。王扣等[32]应用3,5-二硝基水杨酸比色法测定三七茎叶提取皂苷剩余残渣中多糖含量,其含量为15.4%。
黄积武等人从三七叶95%乙醇提取物的氯仿、丙酮-乙醇洗脱液中分离鉴定了falcarinol、γ-tocopherol、(5S)-3α-acetyl-2,3,5-trimethyl-7α-hydroxy-5-(4,8,12-trimethyltridecanyl)-1,3α,5,6,7,7α-hexahydro-4-oxainden-1-one、picrionoside B、linarionoside A、viburnolide A、lilyn、茵芋苷、阿彼斯基姆素、daphnin methylether,其中γ-tocopherol、picrionoside B、lilyn有较强的抗氧化活性[33]。此外三七茎叶中还含有丰富的维生素、矿物质、蛋白质、等多种化学成分[34]。
三七是我国特有的名贵中药材,人类认识和使用三七已有600多年的历史。三七茎叶是三七资源的主要组成之一,三七茎叶作为三七的副产品,一直未能得到有效的利用。三七茎叶和花含有丰富的营养元素和矿质元素,可以作为新资源食品进行开发利用[24,34]。三七茎叶毒理学安全性评价实验表明,最大剂量为7 500mg / kg·bw时实验小鼠未观察到有害作用,三七茎叶属无毒物,无遗传毒性,亦无明显的母体和胚胎毒性[35]。
随着近年来三七种植规模的扩大,种植地域已经扩大到云南的其他州市,甚至四川等地,三七对于生长环境的苛刻要求,连作障碍难以规模化攻破,药材道地性等因素的制约,势必会在将来出现三七资源的紧缺与需求的矛盾,所以对三七茎叶资源的开发利用,是解决三七资源可持续使用的有效途径之一。地理标志性产品文山三七GB/T 19086—2008[36]和云南省食品安全地方标准干制三七茎叶DBS 53/024—2017[37],都对三七茎叶资源的质量控制提供了规范性指导,在我国民间及东南亚国家素有三七茎叶和三七花作为茶饮料使用的习惯,因此将三七茎叶、三七花作为新食品原料符合社会经济发展的需要。
此外,稀有人参皂苷的制备一直以来都是研究的热门课题之一,从上述的两个标准及本文所收集的三七茎叶皂苷来分析,三七茎叶皂苷以原人参二醇型皂苷为主,其中人参皂苷Rb3≥0.5g / 100 g作为三七茎叶的质量控制的指标之一[37],因此,三七茎有可能是制备稀有人参皂苷compound K及Rg3的有利资源之一。