桑树主要活性物质的研究进展

郭美美，黄凌霞

（浙江大学 动物科学学院，浙江 杭州 310058）

桑树（MorusalbaL.）属于桑属和桑科，在不同的气候区广泛种植［1］。大多数栽培的桑树品种起源可以追溯到中国、日本和喜马拉雅山地区。中国是桑树种植面积最大的国家，其次是印度［1］。桑被列入《中华药典》，富含活性物质，具有很好的药理作用，针对桑源材料的研究对象主要是桑果、桑叶、桑枝、桑白皮，其主要的活性成分有黄酮类、Diels-Al⁃der型加合物、茋类化合物、生物碱类、多糖类和其他萜类、氨基酸、甾体等化学成分。随着研究的深入，发现桑源材料不同，其含有的化学成分也有所不同［2，3］，且含有一些特征物质成分。本文主要介绍桑树不同部位：桑果、桑叶、桑枝和桑根中所含有的主要活性物质研究进展，为桑树资源利用和开发提供参考。

1 桑果中的主要活性成分

桑果是桑树的果实，又称为桑椹、桑枣、乌椹等。桑果是多汁的水果，大部分是新鲜食用的。新鲜桑果富含人体所需的碳水化合物、维生素、矿物质等（表1），其化学成分因品种、生长条件、成熟阶段以及收获储存条件而变化［4］。白色桑果中总脂肪含量较高，黑色桑果中总酚含量较高，红色桑果中抗坏血酸含量较低［5］。桑果的矿物质含量中，钾占主导地位，其次是钙。每100 g鲜桑果中有39 mg钙，高于浆果中的覆盆子［6］，比黑莓高出10 mg。由于桑果中的抗坏血酸和铁含量高，并且还原性的抗坏血酸可将Fe3+还原成Fe2+，以增加铁的生物利用度，所以桑果在新疆维吾尔族民间医学中被用于治疗缺铁性贫血［7］。与部分浆果相比，桑果的蛋白质含量更高，甚至与高蛋白食物中的牛奶和鱼接近［8］，可以作为高质量的蛋白质来源。

表1 新鲜桑果营养成分Table 1 Nutrient Composition of Fresh Mulberry Fruit

桑果中含有人体所需要的9种必需氨基酸，在其成熟过程中蛋白质含量随之增加，而多不饱和脂肪酸轻度下降［9］。桑果中的主要脂肪酸是亚油酸（C18：2）、棕榈酸（C16：0）和油酸（C18：1），亚油酸（C18：2）占脂肪酸总量的69.66%～78.02%，因人体无法合成亚油酸（PUFA），其所需的必须从外源获取，所以桑果对人具有很高的营养价值。

桑果属于浆果，其主要化学成分是多酚化合物，具有抗氧化、抗癌、降血脂和降血糖等作用［10，11］。桑果多酚类化合物主要有类黄酮和酚酸，其中类黄酮有花青素、黄酮醇和烷酮，酚酸有羟基肉桂酸类和苯甲酸类。花青素是 桑果的主要多酚类化合物（最高含量约3 g/kg），主要有氰基-3-葡萄糖苷、氰基-3-云香苷、紫草苷-3-葡萄糖苷、紫草苷-3-云香苷、氰基3-O-（6″-O-α-鼠李吡喃糖基-β-d-吡喃葡萄糖苷）、氰胺3-O-β-d-吡喃半乳糖苷、矮牵牛花3-O-β-吡喃葡萄糖苷等；黄酮醇主要有芦丁、槲皮素、槲皮素3-O-芸香糖苷、槲皮素3-O-葡萄糖苷、槲皮素3-O-半乳糖苷、山萘酚3-O-葡萄糖苷等，烷酮主要有儿茶素、表儿茶素等，羟基肉桂酸主要有绿原酸、阿魏酸、肉桂酸、咖啡酸等，苯甲酸类主要有没食子酸、对羟基苯甲酸、原儿茶酸、香草酸等。此外一些新的物质不断被鉴定出来，Kwon等采用高效液相色谱-二极管阵列-四极飞行时间质谱联用技术（UPLC-DAD-QTOF/MS）对12个韩国果桑品种的桑果黄酮类化合物进行了定性定量分析，鉴定了6个槲皮素衍生物和4个山奈酚衍生物，并首次在桑果中发现了两种新的化合物morkotin A和morkotin C［12］。Mena等探讨的8个西班牙果桑品种的桑果酚类物质，初步鉴定出64种化合物，其中21个是首次在桑果中检出［13］。

我国桑果的年总产量约为6500000 t，大量桑果被加工成果汁和浓缩果汁，留下约占总果重40%的果渣，作为加工副产品的果渣中主要是桑籽和果皮。桑籽的含油量为30%～40%［14］，与高油料芝麻相似。桑籽油（MSO）以不饱和脂肪酸（UFA）为主，约占其总脂肪酸（TFA）的87.5%，其中亚油酸（LA）约占总脂肪酸的80%，高于普通食用油，但α-亚麻酸（ALA）含量相对较低［15］。Li等使用微流酶反应器，开发了一种将桑籽油转化为平衡比例为ω-6/ω-3的新型结构脂质（SL）的快速经济方法，所制备的SL比MSO更有益于人体、更易吸收与储存，这大大提高了桑籽的利用率［16］。Yao等用气相色谱法分析了MSO的主要成分，发现所有品种MSO中都含有较高的亚油酸［17］。果渣也是一些生物活性物质的潜在来源［18］，例反式白藜芦醇和槲皮素、生育酚，还有纤维素（5.3%）、果胶（1.58%）、粗花青素（2.0%）、油（4.9%）等［19］。

2 桑叶中的主要活性物质

桑叶是优质蛋白质、碳水化合物、维生素、微量元素和膳食纤维的优质来源，其营养物质和生物活性物质对人类健康可产生协同作用。不同桑品种、收获时间和成熟程度均显著影响桑叶中营养成分和活性成分含量［20］。Luo等［21］研究发现，8个桑树品种嫩芽中抗坏血酸、类胡萝卜素、总可溶性蛋白、总可溶性糖、果糖和蔗糖的含量存在明显差异，桑叶中酚类含量也因桑品种和收获时间而不同，5月份桑叶是酚类化合物的良好来源。韩国研究人员测定12个品种桑叶的总黄酮含量，其范围为7.5～13 mg/g DW［22］。Jia等测定发现，春叶和秋叶总黄酮含量分别为12～27 mg/g DW和9.8～30 mg/g DW［23］。Yu等检测中国19个品种桑叶的总酚和总黄酮含量，分别为 8.8～20 mg GAE/g DW 和 21～56 mgRE/g DW［24］。Wan-Taek等使用超高效液相色谱结合二极管阵列检测和四极飞行时间质谱法（UPLC-DAD-QTOF/MS）分离并分析了17种桑叶提取物中的黄酮类化合物［25］。已研究证实桑叶酚类化合和黄酮具有降低血糖、抗高血压、预防动脉粥样硬化和抗炎［26］等作用，槲皮素、芦丁、山萘酚、黄烷醇和儿茶素的直接螯合特性可以减轻氧化应激和铁、铜等金属过载，其抗炎作用还可通过减少TBX2、COX2、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白介素8（IL-8）和白介素6（IL-6）的表达来防止血栓形成［27］。1-脱氧野尻霉素（DNJ）是桑叶的主要生物活性化合物之一，作为α-糖苷酶的有效抑制剂，对II型糖尿病显示出很好的治疗作用［28］。桑叶多糖可以抑制肾纤维化，具有免疫调节作用［29］；同时通过调节肠道菌群，改善健康［30］。随着研究的深入，发现桑叶中更多的化合物具有生物学特性，例Guangsangon E（GSE）是一种新型Diels-Alder型加合物，可以诱导肺和鼻咽癌细胞的自噬和凋亡，在治疗癌症方面显示出巨大潜力。

3 桑白皮、桑枝的主要活性物质

桑树除去栓皮后的干燥根皮在中药中被称为“桑白皮”，已被记录在中国药典中，作为肺部除热和诱导利尿的传统中药被用于治疗哮喘［31］。桑白皮提取物中含有Diels-Alder型加合物、类黄酮、2-芳基苯并呋喃、丁苯醚、多羟基生物碱等化合物，对炎症介质、自由基、特定病原微生物（流感和呼吸道病毒）和治疗靶标（PDE4、PTP1B、α-葡糖苷酶、PPAR γ、HIF-1、PKC、GABAA）表现出很好的针对效果，其中有开发潜力的主要有：Kuwanons G、Kuwanons H、Kuwanons E、桑根素、Moracin M、Mulberrofuran G、Sanggenons B、Sanggenons C、Sanggenons D、桑树苷A和1-DNJ等［32］。

桑白皮提取物具有较强的清除自由基的能力，并具有黄嘌呤氧化酶和脂质过氧化的抑制作用［33］。桑白皮70%乙醇提取物能抑制高胆固醇血症大鼠的LDL动脉粥样硬化修饰和脂质过氧化物形成，可作为有效的降胆固醇营养物质和强大的抗氧化剂［34］；同时具有抗呼吸道病毒和抗CGG IgE诱导肥大细胞的活性，是有效治疗过敏性疾病的候选者；还可以通过改变血液中谷胱甘肽含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性而显示出抗氧化活性［35］。桑白皮甲醇提取物在抑制L-132细胞中的人冠状病毒（HCoV 229E）感染方面有效［36］。桑根素是黑桑根的主要酚类抗氧化性物质，可以有效抑制脂肪生成和刺激脂肪代谢［37］，在临床治疗包括糖尿病在内的代谢性疾病表现出很好的潜力。对Morusin和相关抑制剂的共处理作为增强Morusin抗肿瘤能力的潜在策略［38］。Sanggenon B表现出很好的抗炎活性，能抑制LPS诱导小鼠RAW264.7细胞中iNOS和COX-2的表达扩促炎性细胞因子和介质的产生［39］。桑白皮还可以作为预防和治疗肝病的有前途的补充剂［40］。

桑枝是去除叶子的桑树枝干，每年可通过伐条而大量获取。桑枝皮甲醇提取物能抑制革兰氏阳性细菌（金黄色葡萄球菌、粪肠球菌和表皮葡萄球菌）和革兰氏阴性细菌（大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌）的生长，桑枝皮可能是一种很好的抗人胃肠道感染细菌的抗菌剂［41］。桑枝中的黄酮可有效抑制与阿尔茨海默氏病发作相关的β-分泌酶［42］。桑枝活性物质还有多糖、生物碱、香豆素类化合物等，免疫调节、降血糖、抗氧化、降血脂等药理作用［43，44］。

4 展望

桑树的不同部位既有相同物质成分，也有特殊物质成分，其物质成分组成决定了各部位的药理作用。随着科学技术的发展，越来越多的桑树活性物质被提取、鉴定，但是对桑树活性物的分子靶标、作用途径、构效机制等还需要进一步研究。可以通过分子动力学和计算机分子对接的原理探究活性物质的构效关系，也可以通过化学修饰合成衍生物的实用方法寻求更大活性的化合物。桑树多酚、黄酮类化合物等活性物质，由于存在易氧化以及只能在短时间内利用等缺点，如何保持其活性稳定也是近年来研究的热点。桑树不同部位的活性物质及其药理作用可赋予其饲料、食品、化妆品、药品等不同用途，而我国栽培桑树的地域非常广阔，所以不同地域、环境、品种、生长阶段等的桑树活性物质及其药理作用有进一步研究的价值。