丁香的化学成分与药理作用研究进展

李莎莎,李 凡,李 芳,张景霞,毛阿娟,王卫锋*

(1.陕西省中医药研究院，西安 710003；2.陕西中医药大学，咸阳 712046)

丁香(Eugeniacaryophyllata)为桃金娘科蒲桃属雌性同体植物，花蕾和果实均可入药，花蕾称公丁香或雄丁香，果实称母丁香或雌丁香[1-2]，主产于桑给巴尔、斯里兰卡、印度尼西亚等地，因其具有较高的药食两用价值，我国广东、海南等沿海地区也相继引种栽培。丁香始载于《药性论》，其味辛，性温，归脾、胃、肺、肾经，具有温中降逆、补肾助阳的功效，传统中医药主要用于治疗脾胃虚寒、呃逆呕吐、食少吐泻、心腹冷痛和肾虚阳痿等症[3]。现代医学研究表明，丁香具有抗氧化、抗炎镇痛、抗肿瘤、促进透皮吸收等作用[4]。其悠久的药用和食用历史，被国家列入第一批药食两用名单，具有极大的开发潜力和价值。

本文对丁香的化学成分、药理作用及应用进行了综述，以期为丁香的相关研究与产品研发提供参考。

1 丁香的化学成分

丁香的化学成分主要包括挥发性成分与非挥发性成分2类。近年来已报道的挥发性成分有320余种，主要包括丁香油、丁香酚等；非挥发性成分有91种，包括黄酮类、甾体类、三萜类、鞣质等，见表1。

表1 丁香的主要化学成分

1.1挥发性成分 丁香油是丁香中主要的挥发性成分，是从丁香干燥花蕾中提取的挥发油，呈透明澄清的黄色液体，气味浓郁，成分复杂。曾琼瑶等[5]采用不同提取方法获得丁香油，主要含有酚类、酯类、烯烃类等化合物。从超高压提取的丁香油中鉴定出14种化合物，主要成分为丁香酚(75.075%)、乙酸丁香酚酯(7.350%)、β-石竹烯(11.886%)和α-蛇麻烯(1.572%)，这4个成分占挥发性成分的97.494%。在丁香挥发油中，除了上述化合物外，还含有单萜、倍半萜烯类、芳香族化合物及少量小分子脂肪族化合物。丁香油的化学成分和相对含量均因其产地、品种、采收时间及提取过程的不同而存在差异[6]。

1.2非挥发性成分 丁香的非挥发性成分主要是黄酮、酚酸、有机酸及微量元素等。其中黄酮类含量最高[7]，但春等[8]从丁香乙醇提取物中分离纯化出34个化合物，其中包括11个黄酮及黄酮苷、2个色酮苷、7个三萜、2个酚苷、3个鞣质、2个神经酰胺，此外，还有香草酸、5-羟甲基糠醛、2α,3β,19α,23-四羟基乌苏-12烯-28-酸、对-羟基-反式肉桂酸、3,3′,4′-三甲基鞣花酸-4′-O-β-D-葡萄糖苷和iotroridoside-B。高璐[9]采用高速逆流色谱法从公丁香中分离得到5,7-二甲氧基-2,6-二甲基色原酮，首次通过核磁数据表征出其结构信息，并首次报道了丁香中的化合物 5,7,3′,4′,5′-五甲氧基黄酮。刘洪宇等[10]从丁香水提物中分离得到槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖醛酸苷6″-甲酯、槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸苷、槲皮素-3-O葡萄糖苷、丁香酚-β-芸香糖苷和杨梅酮5个化合物，其中前4个化合物均为首次从该属植物中分离得到。

2 药理作用

现代药理学研究表明，丁香具有抗菌消炎、解热镇痛、抗氧化、抗肿瘤等多种药理作用。

2.1抗菌作用 丁香对金黄色葡萄球菌、白色假丝酵母菌、大肠杆菌及单增李斯特菌等具有较强的抗菌作用[11]。丁香油活性成分中，350 mg·L-1的丁香酚和 300 mg·L-1的乙酰基丁香酚可完全抑制青霉菌的生长，但β-石竹烯对青霉菌无抑制效应[12]。丁香发挥抗菌作用的机制主要是丁香酚等酚类物质对细胞膜的渗透性和不可逆地破坏质膜的完整性[13]。Wang Y等[14]研究表明，丁香的抗真菌作用可能与下调eEF1A蛋白表达有关。

2.2抗炎镇痛作用 丁香在醋酸扭体、福尔马林以及热板实验中均表现出显著的镇痛作用[15]。丁香水提物在体外通过作用于髓过氧化酶，抑制金属蛋白酶的活性和产生活性氧(ROS)发挥其抗炎活性，同时可减轻脂多糖诱导的小鼠肺部炎症，降低金属基质蛋白酶2(MMP-2)和金属基质蛋白酶9(MMP-9)的活性[16]。从丁香乙酸乙酯提取物中分离得到的齐墩果酸及其衍生物具有显著的镇痛和抗炎作用[17]。丁香酚可通过抑制核因子κB(NF-кB)通路参与免疫调节和抗炎活性，通过影响温度敏感神经元的放电活动达到解热的作用[18]。丁香油可通过上调环氧化酶2(COX-2)的表达来缓解完全弗氏佐剂注射大鼠诱发的关节肿胀和热痛觉过敏[19]。

2.3抗氧化作用 丁香对超氧阴离子自由基[半数抑制质量浓度(IC50)=175.73 mg·L-1]及低密度脂蛋白(LDL)糖基化终产物和戊糖素具有较好的抑制效果[20-22]。丁香的石油醚相(丁香酚)和乙酸乙酯相均可提高高脂小鼠的总胆固醇值，还可增强高脂小鼠脾细胞的抗氧化能力和白细胞介素-2(IL-2)水平[23]。Hemalatha R等[24]采用丙酮、氯仿或甲醇等不同溶剂提取丁香非油类成分，发现甲醇提取物抑制1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除活性最强。丁香非油类成分各极性相能不同程度地抑制低密度脂蛋白氧化过程中脂质、蛋白及脂质氧化产物修饰蛋白的变化，抑制LDL荧光光谱特性变化。其中乙酸乙酯相对LDL氧化抑制作用最强，且抑制效果与浓度成正比[25]。丁香总黄酮对 DPPH自由基的清除效果随着浓度升高而逐渐增加[26]，其总多酚、总黄酮含量高低是各极性相对LDL脂质氧化修饰抑制效果产生差异的原因[27]。

2.4抗肿瘤作用 丁香对人体结肠癌、乳腺癌、肝癌、胃癌等细胞增殖均有抑制作用，且其抑制作用具有时间和剂量依赖性。主要机制是通过上调细胞内促凋亡蛋白[B细胞淋巴瘤-2家族相关X蛋白(Bax)、天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)]的表达，下调细胞内抗凋亡蛋白(Bcl-2)的表达诱导癌细胞凋亡[28]。也有研究表明，荧光磁性纳米粒与丁香提取物联合使用可浓度依赖性地诱导肿瘤细胞凋亡，且抑制作用强于单独使用[29]。

2.5神经保护作用 沉默信息调节因子1 (SIRT1) 可通过去乙酰化作用修饰RelA/P65的残基，抑制NF-κB的活性，从而减少神经元凋亡，在神经保护过程中发挥重要作用。丁香能上调阿尔兹海默病患者SIRT1的表达，可预防Aβ25-35对神经胶质瘤细胞的神经毒性作用[30]。丁香酚可通过调节下丘脑-垂体-肾上腺皮质和脑内单胺系统发挥抗应激作用，达到减轻东莨菪碱诱导的大鼠健忘症及大鼠海马胆碱能功能障碍、谷氨酸-中性粒细胞毒性和线粒体功能障碍[31]。

2.6杀虫作用 丁香具有很好的杀螨虫活性[32]，对赤拟谷盗蛹羽化有明显的抑制作用，使赤拟谷盗蛹无法羽化而死亡，对赤拟谷盗成虫有致死作用，致死时间随赤拟谷盗成虫寿命的不同而存在差异[33]；丁香挥发油及丁香酚对野外采集的疟蚊也具有很好的杀灭作用，且丁香挥发油的作用强于丁香酚[34]。

2.7其他作用 丁香还具有促进透皮吸收[35]、促进伤口愈合[36]、降血脂、保肝等作用[37]。丁香及其主要成分单体A很有可能通过抑制酪氨酸磷酸酶(SHP-1)与蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)的活性，进而激活胰岛素信号通路，从而对2型糖尿病起到一定的治疗作用[38]。丁香提取物可提高精子的活力以及附睾和精囊的分泌活性，也可以显著提高牛生殖胚囊的发育速度和质量[39]。丁香挥发油可通过细胞解毒激活假丝酵母菌的防御机制，从而可用于预防假丝酵母菌非生物表面定植[40]。

3 丁香的产品研发

丁香的花蕾、果实、枝、叶各部位的主要抗营养因子含量均处于食品或饲料的正常范围，适合开发成食品或饲料[41]。丁香作为一种药食两用植物，在日常生活中已被广泛应用于药品、食品、化妆品等多个领域。

3.1药品 丁香具有非常广泛的药理活性。目前对丁香的研究主要集中在其挥发油对消化系统、血液系统及神经系统等方面的作用。在中医处方中(十香止痛丸[42]、牙痛药水[43])主要作为治疗脾胃虚寒、心腹冷痛、牙疼的代表药。丁香挥发油对角膜溃疡多药耐药菌株具有较高的抗菌活性，有助于治疗眼部细菌感染，减少常用抗生素可能引发的不良反应[44]。在2型糖尿病大鼠的日常饮食中添加丁香牙，可延缓碳水化合物消耗、保护肝脏免受损伤、改善血脂和膜完整性、抑制氧化应激，从而提高血糖稳态[45]。

丁香在口腔科的应用越来越得到临床的肯定与证实。丁香酚可减少牙髓干细胞中成骨细胞的分化[46]，抑制牙龈卟啉单胞菌的生长和生物膜的形成，可作为有效预防牙周炎的抗菌添加剂，常应用于口腔护理制剂中[47]。Rathinam P等[48]研究发现，丁香提取物(700 μg·mL-1)对导管相关尿路感染患者临床分离株(P.aeruginosaRRLP1)具有较强的抗毒性和抗生物膜活性(48.35%±2.1%，P<0.001)，可作为治疗尿管相关性尿路感染的替代药品。

3.2食品 丁香中的抑菌因子与微生物某些酶的活性基团结合，能够破坏菌体的正常代谢功能，从而影响菌体的生长。丁香作为调味品中常用的香辛料之一，对多种霉菌、酵母菌、细菌等食品的腐败菌及致病菌具有较强的抑制作用和杀灭效果，同时能降低亚硝酸盐含量并阻断亚硝胺合成[49]，具有较强的抗氧化性能及较好的热稳定性和酸碱稳定性，且无任何化学残留及毒性和不良反应，符合人们对食品保鲜的绿色、环保要求，是果蔬、肉制品保鲜行业很好的选择。

3.3化妆品 丁香中的多种成分都具有抗氧化作用，能有效防止色素堆积，延缓皮肤衰老，除了应用于面部皮肤美容及皮肤用化妆品领域外，还可用于洗发水、发膜、护发素等发用化妆品中。将丁香复配物添加至乳液中进行防腐实验，结果发现，当其质量浓度为4.76 g·L-1时，对实验乳液体系的各实验菌均有良好的灭活效果，并明显优于相同质量浓度的苯氧乙醇[50]。

丁香在医药、食品、化妆品等行业中应用广泛，在其他一些领域也有应用，如可作为园林观赏树木，其芳香气味不仅能缓解压力，还能驱除蚊虫；在农业上可作为植物源杀虫剂和抑菌剂[34]。

4 小结

丁香作为药品，在我国传统中医体系中被广泛应用于治疗牙龈肿痛、脾胃虚寒、心腹冷痛和肾虚阳痿等症。在蒙医药中丁香是镇“赫依”药物，称为命脉良药。且临床上偏向于应用在“赫依”以及由“赫依”引起的心脏和脾脏等方面的疾病，但其活性成分和作用机制尚不明确，还需进行深入研究。

丁香的食用价值也具有极大的开发潜力，它不仅可作为调味剂，还可制成药茶、保健品等。丁香药茶的保健功效已众所周知，但过量饮用可引起毒性和不良反应，故丁香在药茶中的安全用量及如何配伍其他中药来达到药效最大化将成为后续研究的热点。

目前，在护肤品中添加药用植物天然原料已成为化妆品研发的主流。以丁香成分为主要原料的花露水、护发素和牙膏等已上市。但丁香作为添加剂在化妆品中的用量与安全性还有待进一步研究。

综上所述，丁香作为药食两用的中草药广泛应用于治疗消化系统疾病，且历史悠久。近年来，对丁香化学成分、药理作用等有了一定的研究，但对于丁香产品的开发还有待深入研究。