香水莲花化学成分和药理活性研究进展

余方苗， 徐书敏， 张壮伟， 陈琳雅， 曾 瑜， 林 林

（1.浙江海洋大学 食品与药学学院，浙江 舟山 316022；2.浙江省海洋生物医用制品工程技术研究中心，浙江 舟山 316022；3.浙江省舟山市农业科学研究院，浙江 舟山 316000）

香水莲花（Nymphaea hybridaPeck）是睡莲科水生宿根植物，包括金、黄、紫、蓝、赤（中国红）、茶、绿、红（洋红色）、白九大色系，故俗称“九品香水莲花”或“九品莲花”等。20世纪90年代，中国台湾地区盛产的香水莲花作为高端农业产品被引种到大陆进行栽培和产业化发展[1]。香水莲花中不仅有碳水化合物、蛋白质等常规营养成分，还富含黄酮、多酚和多糖类化合物，目前已有以成花为原料制成的香水莲花茶、香水莲花酒和香水莲花汤等功能食品[2-3]，还有以提取物为原料制成的香水莲花精油、纯露、面膜等化妆品上市销售[4-5]。作者对香水莲花化学成分和药理活性的研究进展进行详细综述，旨在为促进香水莲花的产业发展和药用价值的深入研究提供参考。

1 化学成分

近年来，香水莲花整花的营养组成分析已经被广泛报道。但是，对于生物活性成分的研究还以黄酮、多酚、多糖类和挥发油类化合物等成分为主，其中大部分化学成分的单体及其结构尚未得到分离和鉴定。

1.1 香水莲花成分分析

不同颜色香水莲花整花的常规营养成分如水分、灰分、蛋白质、总糖、粗脂肪、粗纤维的含量无明显区别，氨基酸成分共计17种。在蓝、紫、黄这3种颜色香水莲花整花的营养成分比较中，蓝色香水莲花具有较高的氨基酸总量和更接近机体正常比例的钾钠比，总酚含量也高于紫、黄色香水莲花，更富营养价值也更健康[6]。周琦等对烘焙后的黄、白、紫、粉4种颜色香水莲花茶也进行了营养成分比较[7]。4种香水莲花茶均含有17种氨基酸，约占花茶氨基酸总质量分数的30%，包括比例相对均衡的7种人体必需氨基酸和9种药用氨基酸，药用氨基酸占氨基酸总质量分数的60.65%~64.39%。此外，香水莲花茶的鲜味氨基酸和气味芳香族氨基酸占比均在总氨基酸质量分数的25%以上，说明香水莲花茶不仅具有较高的营养价值和药用价值，还具有较好的风味。香水莲花茶中矿质元素含量丰富，包括Na、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、B、Cu等，重金属元素Pb和Cd的含量远低于国标GB 2762—2017规定的食品污染物限量安全标准，食用安全性高。

1.2 黄酮、多酚

在香水莲花黄酮及酚类化合物的优化提取方面，研究者们已经进行了条件的探索和优化。任红荣等采用单因素和正交优化法确定了微波提取香水莲花总黄酮的最佳工艺参数：体积分数70%乙醇与香水莲花粉末以液料比25 mL∶1 g在250 W微波作用下提取40 min，总黄酮得率最高可达到2.17%[8]。周琦等采用响应面分析法确定了浸提萃取法提取香水莲花中多酚组分的最佳工艺条件：体积分数57%乙醇与香水莲花粉末以液料比48 mL∶1 g在58℃下浸提1.9 h，最高可以得到8.28%的多酚提取率[9]。回归模型的方差分析结果显示，浸提温度、液料比、浸提时间和乙醇体积分数都是影响多酚提取率的重要影响因素。

香水莲花中的黄酮类化合物多属于黄酮醇类、黄酮醇糖苷类、酰化黄酮醇糖苷类化合物（见表1）。目前从蓝色香水莲花的超声醇提物中分离得到了15种黄酮类化合物包括杨梅素，槲皮素，柚皮素，鼠李糖苷通过3位氧连接的杨梅素、槲皮素，鼠李糖苷通过7位氧连接的山柰酚，葡萄糖苷通过7位氧连接的杨梅素，乙酰基取代2位氧的鼠李糖苷通过3位氧连接的杨梅素、槲皮素、山柰酚，乙酰基取代3位氧的鼠李糖苷通过3位氧连接的杨梅素、槲皮素、山柰酚，以及柚皮素-5-O-葡萄糖苷和杨梅素-3’-O-（6’’-O-对香豆素基）葡萄糖苷。此外，还分离得到7种酚酸类化合物包括没食子酸、没食子酸甲酯、短叶苏木酚酸、柯里拉京、老鹤草素、没食子酸乙酯和鞣花酸[10]。

表1 香水莲花黄酮及酚类化合物的定性鉴定Table 1 Qualitative identification of Nymphaea hybrida Peck flavonoids and phenolic compounds

1.3 多糖

目前对香水莲花多糖类化合物的研究主要集中于提取分离方面，而单糖组成、生物活性分析以及药效物质基础都没有得到详细和系统的研究。有研究者[11-12]采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）沉淀法对水浴提取、醇沉的香水莲花粗多糖进行了初步纯化，经Sephadex G-150凝胶层析用于进一步纯化粗多糖的主要成分酸性多糖（ADT）。分析了主要洗脱组分ADT-II，其纯度为95%以上，相对分子质量约为2.76×105。初步的HPLC-13C NMR分析鉴定表明单糖组成主要结构单元为甲酯化半乳糖醛酸，还含有少量的半乳糖 （Galactose） 和甘露糖（Mannose）等单糖结构单元，但没有进一步做活性评价。紫色香水莲花心皮黏液多糖的常规热水提取物（HWMD）和超声波辅助提取物（UAMD）主要由总糖、糖醛酸、蛋白质、酚类和黄酮类化合物组成[13]。二者都含吡喃残基的β-连接酸性多糖，主要由葡萄糖醛酸和甘露糖组成，但UAMD具有更多的低相对分子质量多糖。此外，UAMD中含有较高含量的黄酮、酚类化合物，这可能是其体外抗氧化活性优于HWMD的原因。

1.4 挥发油

目前已经从香水莲花鲜花挥发油中鉴定出37种化学成分，主要有苯甲醇、6，9-十七碳二烯、正十五烷、8-十七烯、2-十七烷酮、正十六烷酸、二十一烷、叶绿醇和9，12-十八碳二烯酸等[11，14]。花色不同的香水莲花挥发性化合物之间仅在相对含量上存在细微不同，所含成分几乎相同。通过HS-SPMEGC-MS技术从香水莲花成花中鉴定了32个挥发性化合物，主要包括苯甲醇、十五烷、乙酸苄酯、苯甲醛、反式α-香柠檬烯和6，9-庚二烯[15]。但目前都未检出明显影响香气品质的单萜及倍半萜类成分，因此香水莲花挥发油呈现出与茉莉花、金银花相似的清雅独特、沁人心脾的呈香特点（见表2）。

表2 香水莲花挥发油的化学成分组成Table 2 Chemical composition of Nymphaea hybrida Peck essential oil

续表2

2 药理活性

目前对于香水莲花生物活性的研究还以粗提物、有效部位等混合成分为主，但对单体药效成分、药效物质基础和药理作用机制等方面研究较少，需要进一步系统深入的研究。

2.1 毒理研究

在广泛研究香水莲花的药理活性之前，需要进行现代毒理学评价的安全性研究。通过一次最大限度急性经口毒性试验，发现雌雄性小鼠对香水莲花干粉末的经口最大耐受剂量 （maximal tolerable dose，MTD）大于15 000 mg/kg（以小鼠体质量计）。经口灌胃给予小鼠香水莲花粉末水溶物，进行为期30 d的长期毒性试验，期间未出现体重异常、中毒表现和死亡情况，各给药剂量组大鼠进食、大小便和活动情况正常，血液学指标、主要脏器指标和组织病理学也与空白对照组无显著差异。急性和长期毒性的现代毒理学评价结果显示香水莲花属于无毒级，食品安全性高，是一种很有发展前景的食品资源[16]。

此外，邓金生等参照《化妆品安全技术规范》（2015版）和中华人民共和国出入境检验检疫行业标准SN-T-2329-2009化妆品眼刺激性/腐蚀性的鸡胚绒毛尿囊膜试验的要求，对香水莲花水提物进行了人体皮肤斑贴试验和眼刺激性体外评估。结果显示香水莲花水提物对受试人皮肤和鸡胚绒毛尿囊膜无刺激性。这显示香水莲花水提物引起人体皮肤不良反应的可能性非常低，可应用于化妆品如面膜、面霜等配方组分[17]。

2.2 抗氧化

香水莲花含有的黄酮、多酚类和多糖类化合物均有着良好的抗氧化能力。任红荣等研究了香水莲花雄蕊和子房的80%（体积分数）醇提物的体外抗氧化活性[18]。香水莲花醇提物具有对超氧阴离子自由基（·O-2）及羟自由基（·OH）良好的清除能力，以及略弱于抗坏血酸的脂质过氧化抑制作用、还原能力和总抗氧化能力。相较之下，子房醇提物的整体抗氧化能力弱于雄蕊醇提物，这是由于雄蕊醇提物有更高含量的黄酮化合物。

沈建福等[6，19]比较了蓝、紫、黄3种颜色香水莲花整花和花瓣的乙醇提取物中总酚、花色苷含量和体外抗氧化能力。结果显示香水莲花整花醇提物的抗氧化能力优于花瓣，蓝色和紫色整花优于黄色整花，包括更高的DPPH自由基（DPPH·）和·OH清除能力，铁离子还原能力及过氧化氢清除能力。总酚含量与其抗氧化能力具有较高的正相关性，黄色整花中花色苷的缺失导致其总酚含量降低，进而影响了抗氧化能力。同样，周琦等[9]研究表明香水莲花多酚含量的提高对DPPH·、·OH清除能力，铁离子还原能力有一定量效正相关。

丛恒雪等[20]研究了三氯乙酸法除蛋白质的香水莲花多糖的体外抗氧化活性。结果显示香水莲花多糖对DPPH·和·OH有一定的清除能力，此外还具有一定的还原力和抗脂质过氧化能力。但与抗坏血酸相比其具有较高的半数清除值，高质量浓度的香水莲花多糖溶液与抗坏血酸的抗氧化性能相当。

2.3 抗衰老

研究表明，香水莲花植株根部水提物对于延缓模式生物秀丽隐杆线虫衰老、增长寿命有明显调节作用[21]。香水莲花植株根部水提物能显著延缓线虫运动行为的衰减、降低线虫生殖能力、提高线虫的热应激能力和氧化应激能力。进一步将香水莲花带雄蕊花托中洗脱分离出的纯度为87%的黄酮类化合物和非黄酮类化合物进行对比发现，黄酮类化合物对于延缓线虫寿命的作用更为显著，是主要的功能成分[22]。

2.4 美白保湿

酪氨酸酶作为限速酶参与人体表皮细胞黑色素的合成反应，因此抑制酪氨酸酶活性可有效减少黑色素的合成，发挥美白效用。相关体外酪氨酸酶抑制实验表明，香水莲花雄蕊、花托和带雄蕊花托的醇提物相比，水提物对酪氨酸酶具有更高的抑制活性，这可能是由于醇提物具有更高含量的黄酮类化合物[23]。在香水莲花不同部位的醇提物中，花托、雄蕊醇提物表现出远低于阳性对照物熊果苷（IC50=0.48 mg/mL）的半数抑制值，分别为0.13、0.12 mg/mL[24]。

除此之外，浙江大学沈建福课题组对不同体积分数乙醇提取黄、蓝色香水莲花整花、子房的提取物中总酚、总黄酮、花色苷含量和体外抑制酪氨酸酶活性之间的关系进行了研究[25]。结果显示，体积分数60%乙醇提取黄、蓝色香水莲花整花的总酚、总黄酮、花色苷含量和酪氨酸酶抑制活性普遍高于其他体积分数乙醇提取物和子房提取物，但黄、蓝色香水莲花之间活性成分含量相似。此外，香水莲花的体积分数60%乙醇提取物能够明显抑制B16黑素瘤细胞生长增殖，抑制胞内酪氨酸酶活性和减少黑色素的合成和积累。以上研究表明香水莲花抑制酪氨酸酶活性与黄酮、酚类化合物的单一作用无明显关联，这可能是由于二者的共同作用。

香水莲花还具有补水保湿、增强锁水能力和皮肤弹性的护肤功效[26]。通过对黄、蓝色香水莲花整花、子房不同体积分数乙醇提取物的体外吸湿率、保湿率研究发现，蓝色香水莲花整花水提物在各提取物中表现出在低湿度环境的最佳吸湿保湿及能力，优于阳性对照透明质酸和甘油。人体皮肤实验也表明，整花提取物较子房提取物能够显著升高皮肤水分含量和水合率，减少皮肤水分散失量和失水率，并改善皮肤弹性。

2.5 改善记忆

中枢胆碱能系统的乙酰胆碱（ACh）与认知活动和学习记忆能力显著相关，在引起各类胆碱受体兴奋后，被乙酰胆碱酯酶（AChE）立即分解失活。研究表明，香水莲花超声醇提物对于AChE具有一定抑制作用，抑制类型为混合型可逆抑制，半数抑制值IC50为（239.34±4.24）μg/mL[10]。对香水莲花超声醇提物进行分步萃取发现，各萃取相黄酮、酚类化合物对于体外抑制AChE活性有显著影响。乙酸乙酯相中多种酚类化合物含量显著提高，IC50降低至（184.62±2.52）μg/mL，没食子酸、槲皮素、鞣花酸、杨梅素和槲皮苷被认为是体外抑制AChE活性的主要功能成分。

对于东莨菪碱诱导的记忆障碍小鼠，香水莲花超声醇提物能显著减少小鼠在Morris水迷宫定位航行的逃避潜伏期，增强小鼠空间探索能力包括穿越平台次数和目标象限停留时间，并将模型小鼠的无目的边缘型搜索轨迹转变为有目的趋向型轨迹[27]。此外，香水莲花超声醇提物能显著改善小鼠海马、皮质区的氧化应激水平，导致小鼠海马、皮质区AChE活性的降低和ACh含量的增加。香水莲花超声醇提物参与影响记忆障碍小鼠的学习、记忆保持能力和认知水平的作用机制可能与负责神经元突触可塑性调节的ERK-CREB-BDNF通路的激活有关。

2.6 降脂保肝

香水莲花降脂保肝作用主要体现在抑制胰脂肪酶活性，改善肝脏氧化应激状态，缓解脂肪组织慢性炎症等方面，香水莲花富含的黄酮、酚类化合物起着重要作用。香水莲花对于高脂饲料诱导的高血脂、脂肪肝鹌鹑模型具有明显的缓解效果[4]，以香水莲花干花粉末治疗高血脂和脂肪肝鹌鹑，其血清总甘油三酯（TG）和总甘油三酯（TC）水平下降，肝重指数、肝脏脂肪含量和脂肪变性程度也有明显降低。

胰脂肪酶作为机体消化吸收膳食中脂质的主要功能酶，是预防和减少肥胖的重要靶点。孙力军[28]研究表明香水莲花雄蕊是体外抑制胰脂肪酶的有效成分提取部位。香水莲花雄蕊醇提物的乙酸乙酯萃取相在体外对胰脂肪酶以非竞争性抑制类型表现出最低的IC50（5.64 mg/mL），是提取香水莲花降脂功能有效成分的最佳极性提取范围。此外，香水莲花雄蕊醇提物的乙酸乙酯萃取相在模拟肠道消化中能够以剂量依赖性抑制胰脂肪酶活性，减缓肠道对脂质的水解消化。实验中用香水莲花提取物灌胃的同时给予小鼠高脂饲料，8周后与仅高脂饲料喂养小鼠相比，喂以香水莲花提取物的小鼠肝脏指数、体重和睾、肾等器官脂肪质量显著下降。过程中，香水莲花提取物对小鼠的日摄食情况没有明显影响，但能够通过抑制胰脂肪酶活性来影响摄入脂类的消化吸收和排出（血清中TG、TC含量显著降低，粪便中TG、TC含量显著增高），改善肝脏氧化应激和脂肪组织慢性炎症，起到预防高脂饮食诱导机体肥胖和器官脂肪积累的作用[29-30]。

2.7 抑制前列腺增生

浙江大学沈建福课题组[6]在体外研究比较了蓝、紫、黄3种颜色香水莲花整花醇提物及其4种分级相对体外5α-还原酶活性的抑制作用。3种颜色整花醇提物均对5α-还原酶具有一定抑制作用，蓝色整花醇提物的抑制作用最强；在蓝色整花醇提物的4种分级相中，总酚含量与5α-还原酶抑制作用、非那雄胺当量呈显著的正相关关系，证实香水莲花的酚类化合物是抑制5α-还原酶的主要活性物质。在丙酸睾酮诱导的大鼠前列腺增生模型中，蓝色香水莲花整花醇提物能显著降低大鼠前列腺指数、前列腺5α-还原酶和酸性磷酸酶活性，前列腺上皮细胞组织的病理形态也得到改善；并且能够显著增加大鼠血清中过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、总超氧化物歧化酶（T-SOD）活性，降低脂质过氧化产物丙二醛（MDA）的水平，使机体抗氧化防御能力得到显著提升[6，31]。

3 展望

香水莲花是一种“药食同源”的天然食疗植物。涉及动物的毒理学研究表明，未发现其具有明显急、慢性食用毒性和皮肤、黏膜刺激性。香水莲花中的主要成分黄酮、多酚以及多糖类化合物等与抗氧化、抗衰老、美白保湿、改善记忆、降脂保肝和抑制前列腺增生等活性有密切关系。不同颜色的香水莲花成花提取物中有效成分含量不同，会影响后续研究者对药理活性评价的结果比较和讨论，因此有必要在报道中对花色进行明确标注。就目前开展的药理学研究来看，香水莲花总提取物、有效部位和有效极性组分等多成分粗提物被广泛使用，然而对于富集和纯化有效物质的工艺基础研究相对较少，单体药效成分和相关药理活性的作用机制也不明确。因此在未来的研究中，应在优化富集工艺的基础上，继续对有效成分进行结构鉴定，建立单体分子数据库，明确香水莲花的药效物质基础。结合计算机辅助药物设计技术进行作用靶点的筛选，系统深入的研究香水莲花药理活性的分子作用机制。通过对香水莲花中药效成分的不断深入研究，将进一步拓展其在开发新型单体药、食品保健品和化妆品等领域的应用范围。