杜仲化学成分、药理作用及应用研究进展

胡 杨，李先芝，2*，刘 洋，林 露，石 豪，毛琼丽，严 玲

(1.劲牌有限公司，湖北 大冶 435112；2.中药保健食品质量与安全湖北省重点实验室，湖北 大冶 435112)

杜仲是杜仲科植物杜仲EucommiaulmoidesOliv.的干燥树皮，内表面呈暗紫色，光滑，质脆易断，且断面有细密、银白色、富有弹性的橡胶丝相连，气微，味稍苦，具有补肝肾、强筋骨、安胎之功效[1]。杜仲在我国拥有2 000多年的入药历史，是我国传统的名贵药材，是我国二等珍贵保护树种，具有较高的药用价值[2]。近些年来，随着国内外学者对杜仲不断深入研究发现，杜仲富含有环烯醚萜类、木脂素类、黄酮类、苯丙素类、多糖类等多种活性成分，在降血压、降血脂、降血糖、预防骨质疏松、抗氧化、免疫调节等方面具有显著优势。本文对近些年来杜仲中的化学成分、药理作用及应用等方面所取得的成果进行综述，以期为杜仲进一步的合理利用与开发提供参考依据。

1 化学成分

近半个世纪以来，国内外学者从杜仲(包括皮、叶、花、种子)中分离并鉴定出了200多种化合物，将这些化合物按照结构划分可分为环烯醚萜类、木脂素类、黄酮类、苯丙素类、多糖类等。

1.1 环烯醚萜类

环烯醚萜类化合物是由臭蚁二醛衍生而来，主要分布于杜仲的皮和叶当中[3-4]，是杜仲活性成分中含量较高的一类化合物。

陈玉甫等[5]采用高效液相色谱法比较酶解法、水提法、醇提法对杜仲树皮中桃叶珊瑚苷、京尼平苷、京尼平苷酸与绿原酸这4种活性成分的含量差异。实验表明酶解法的提取效果最好，4种活性成分的提取量均比水提法、醇提法高出数倍。郑艳萍等[6]考察不同干燥方式对杜仲叶中活性成分含量的影响，结果发现干燥方法对杜仲叶有效成分具有较显著的影响，微波真空冷冻干燥和真空冷冻干燥较自然阴干、自然晒干、烘干更能保留杜仲鲜叶中的活性成分。此外，刘俊伶[7]采用螺旋挤压预处理-超声辅助的方法，通过响应面设计优化提取工艺，利用大孔树脂对杜仲叶中的车叶草苷、京尼平苷酸和绿原酸进行富集研究。郭姝等[8]采用CRITIC-AHP权重分析并结合响应面法对杜仲中京尼平苷酸、绿原酸、京尼平苷、京尼平以及松脂醇二葡萄糖苷5种有效成分的提取工艺进行优化。与此同时，李基铭等[9]对杜仲籽中桃叶珊瑚苷的提取工艺进行了优化。陈骁鹏等[10]采用Box-Behnken响应面法设计优化的杜仲中京尼平苷酸的精制工艺，结果表明该工艺高效可行，且避免热处理引起的成分转化损失。

表1 杜仲中环烯醚萜类成分

1.2 木脂素类

木脂素是由苯丙素氧化聚合而成的一类天然产物，广泛分布于杜仲皮中，是杜仲化学成分中研究最多的一类化合物[13]。

Guo Jiading等[14]开发了十二烷基硫酸钠协同微波辅助萃取方法，用于提取和测定杜仲皮层中的鸢尾酮、苯基丙烷和木脂素，结果表明该方法准确度高，重复性好。黄文平等[15]研究比较了杜仲不同药用部位及制剂中松脂醇二葡萄糖苷、松脂素单葡萄糖苷、丁香素、松脂素含量的差异，结果表明不同药用部位中4种木脂素总量相近，但不同杜仲制剂和不同产地的杜仲样品中4种木脂素总量存在一定差异。吴兵等[16]考察研究不同加工方法对杜仲中松脂醇二葡萄糖苷含量的影响，结果表明不同加工方法对样品中松脂醇二葡萄糖苷含量有显著影响，其中微煮后再“发汗”松脂醇二葡萄糖苷含量最高。与此同时，潘亚磊等[17]对杜仲中松脂醇二葡萄糖苷的提取工艺优化，确定了最优提取工艺。李方飞等[18]应用近红外光谱技术并结合化学计量学建立杜仲中松脂素二葡萄糖苷和京尼平苷酸含量测定模型，表明此快速预测模型准确可靠，稳定性好。马永青等[19]利用 HPLC 法建立杜仲配方颗粒指纹图谱和松脂醇二葡萄糖苷和绿原酸含量测定方法，结果表明该方法可操作性强，较全面反应杜仲颗粒间差异。

表2 杜仲中木脂素类成分

1.3 黄酮类

杜仲中含有丰富的黄酮类化合物，是杜仲主要的活性成分之一，故作为评判杜仲药材质量的重要指标，主要存在于杜仲叶和花中。

杨海涛等[20]以杜仲雄花为原料，采用单因素结合正交实验，研究了超声辅助杜仲雄花总黄酮的最佳提取工艺条件，并评价不同处理方式对其总黄酮含量的影响及抗氧化性。魏媛媛等[21]采用超微粉碎物理破壁技术对杜仲雄花进行破壁，通过对超微粉碎破壁处理前后花粉液显微镜下观察，表明超微粉碎具有很好的破壁效果，能促进总黄酮、绿原酸等内容物的释放，提高得率。唐鹏等[22]建立一测多评法同时测定不同采收期杜仲叶中槲皮素-3-O-α-L-阿拉伯糖-(1→2)-β-D-葡萄糖苷、芦丁、异槲皮苷和紫云英苷的含量，结果表明该方法准确稳定，重复性好，可用于杜仲叶的质量控制。董兴叶等[23]以杜仲叶为原料，采用亚临界萃取法提取黄酮类化合物，通过单因素及正交试验确定亚临界萃取的最优工艺条件，结果表明亚临界萃取法能够大幅度提高黄酮类化合物的得率。

表3 杜仲中黄酮类成分

1.4 苯丙素类

苯丙素类化合物是形成木脂素的前体，主要包括绿原酸、咖啡酸、愈创木丙三醇、松柏昔、丁香苷、间轻基苯丙酸等，而对杜仲中苯丙素类化合物的研究主要集中在绿原酸上。

Wang Wanru等[24]采用分离萃取技术从杜仲提取物中通过分十步进行级分萃取，并获得高纯度绿原酸。Jiang Hua等[25]采用大孔树脂技术从杜仲叶提取物中分离提取绿原酸，结果表明用大孔吸附树脂富集后，提取物中的绿原酸含量从1.9%增加到11.8%，增加了6.21倍，绿原酸的回收率达到87.9%。张子东等[26]建立高效液相色谱法同时测定不同生长年限、不同部位杜仲中的5 种苯丙素类成分含量，研究发现不同生长年限杜仲叶中的5 种苯丙素类活性成分总量高于杜仲干皮。胡小祥等[27]建立了杜仲平压片中绿原酸和芦丁的含量测定方法，结果表明该法简便可行、重现性好，可用于杜仲平压片中绿原酸和芦丁的含量测定。刘霞等[28]采用Box-Behnken中心组合实验和响应面分析法，在单因素试验基础上，以酶用量、料液比、pH和酶解时间为影响因素，绿原酸提取率为响应值，对酶法辅助聚乙二醇(PEG)-200提取杜仲叶绿原酸的工艺进行优化。

表4 杜仲中苯丙素类成分

1.5 多糖类

杜仲中含有丰富的多糖，是近些年从杜仲中发现的又一重要的活性成分。许碧琪等[30]探讨了杜仲多糖对2型糖尿病小鼠胰腺组织氧化应激的影响，结果发现杜仲多糖有降低空腹血糖的作用，其作用机制可能为增加机体的抗氧化因子活性，从而减少氧化应激对胰腺的损伤，进而使胰腺组织损伤得到改善。陈雪花等[31]研究杜仲叶多糖的超声波协同酶法提取工艺，结果说明，与传统提取工艺相比，超声波协同酶法提取工艺能快速高效地提取杜仲叶多糖，大大降低提取成本。雷燕妮等[32]采用水提醇沉法制备杜仲叶粗多糖，以DEAE-52纤维柱色谱法进行分离纯化，并测定多糖对DPPH自由基、超氧阴离子自由基、羟基自由基、ABTS自由基的清除作用，研究发现杜仲多糖对乳腺癌MCF-7细胞体外生长具有抑制作用。陈蕾[33]采用水热法和微波辅助法提取杜仲叶和杜仲皮中的多糖，并利用化学分析和红外分析对4种提取物B-HWE、B-MAE、L-HWE和L-MAE的活性成分和结构特点进行表征，研究杜仲皮和杜仲叶中多糖分子物的抗氧化活性及对运动人体免疫机能的影响，研究结果发现杜仲多糖主要通过提高机体免疫应答能力，从而提高运动人体免疫机能。

2 药理作用

杜仲中含有多种有效活性成分，现代药理学研究表明这些有效成分的存在使得杜仲具有降血压、降血糖、降血脂、预防骨质疏松、抗氧化、免疫调节等作用。

2.1 降血糖、降血压、降血脂

苏卓等[34]研究了杜仲多糖对链脲佐菌素(STZ)致糖尿病小鼠的作用及影响，并探讨其相关机制，研究发现杜仲多糖具有降血糖和降血脂作用，其作用机制可能与提高糖尿病小鼠机体抗氧化能力、降低炎症因子血清中的量，以及降低胰腺中TLR4，NF-κB蛋白含量相关。丁振江[35]研究了杜仲花粉对高血压大鼠的降压作用和机制。研究发现杜仲花粉高、中、低剂量组均有降血压的作用，且杜仲花粉高、中剂量组能更好地促进ACE2、Mas的蛋白及mRNA的表达，明显增加血浆中Ang1-7含量，从而对血管舒缩因子进行调控和降低血压。同时杜仲花粉通过调节血浆中内皮舒缩因子NO、EDHF、PGI2、AngⅡ、ET-1含量，达到对血管内皮功能进行保护和降压作用。雷燕妮等[36]探究了商洛杜仲叶多糖对高血脂模型小鼠脂质代谢的影响，研究表明杜仲叶多糖能够明显降低小鼠血清总胆固醇(TC)、甘油三脂(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-D)、脂蛋白α(Lp-α)和载脂蛋白B(Apo-B)水平、动脉硬化指数(AI)和冠心指数(R-CHR)，且肝脏组织中TC、TG含量亦有明显降低。

2.2 抗骨质疏松

王方杰等[37]采用GC-MS为基础的代谢组学技术结合生化指标分析，研究杜仲抗骨质疏松作用，研究发现杜仲可能通过调控氨基酸代谢、氧化应激等途径缓解骨质疏松症状。邢威等[38]探讨杜仲健骨方对大鼠骨质疏松症作用机制，杜仲健骨方各剂量组均能提高大鼠骨组织Wnt3a m RNA、β-catenin m RNA和蛋白表达水平，增加骨密度，从而达到治疗骨质疏松症的作用。袁真等[39]探讨了杜仲黄酮类3种药物成分治疗大鼠骨质疏松的比较研究，发现杜仲黄酮类3种药物成分中，山柰酚治疗大鼠骨质疏松的疗效最佳，芦丁次之，槲皮素最弱。与此同时，胡倩影等[40]研究了杜仲中松脂素二葡萄糖苷和松脂素对成骨细胞中OPG和RANKL 表达的影响，研究发现松脂素二葡萄糖苷与松脂素均能通过促进成骨细胞的增殖和分化达到抗骨质疏松作用，但其作用机制不同，松脂素二葡萄糖苷主要通过促进OPG分泌来发挥，而松脂素则既能通过促进OPG分泌又能通过抑制RANKL表达来发挥作用。

2.3 抗氧化、免疫调节

李陆军等[41]通过优化表面活性剂辅助超声提取杜仲叶总多酚工艺，并比较了不同提取工艺的杜仲叶提取物的体外抗氧化能力，研究表明杜仲叶总多酚具有一定的清除自由基能力和还原能力。钟淑娟等[42]研究比较了杜仲皮、叶、雄花及籽中总黄酮含量与抗氧化活性，发现杜仲叶与雄花部位总黄酮含量较高、抗氧化活性较强。王翔等[43]以杜仲叶为研究对象，采用常规理化方法对其干品的营养成分、主要功效成分进行系统分析，并利用营养评价手段及体外抗氧化实验评价其营养价值和抗氧化能力，发现杜仲叶具有多种营养成分，且其提取物具有良好的抗氧化活性。彭密军等[44]将杜仲叶提取物添加至断奶仔猪饲粮中，研究其对断奶仔猪生长性能、抗氧化力和免疫功能的影响，研究结果显示饲粮中添加杜仲叶提取物可改善断奶仔猪的生长性能，降低腹泻率，提高仔猪抗氧化力和免疫功能。丁浩轩等[45]研究了杜仲提取物对黄羽肉鸡生长性能、抗氧化能力和免疫功能的影响，研究发现饲料中添加 300 mg/kg 杜仲提取物或 100 mg/kg 杜仲提取物+抗生素时，可以有效改善黄羽肉鸡的生长性能、抗氧化能力和免疫功能。

2.4 抗炎、抑菌

Fan Shanshan等[46]研究探讨了杜仲对帕金森氏症小鼠的治疗作用，同时探讨了杜仲对1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氢吡啶(MPTP)诱导的神经炎的抗炎机制。研究表明杜仲在帕金森氏症小鼠中具有广阔的治疗潜力，其分子机制是通过下调p38/JNK-Fosl2基因表达来减轻神经炎症。与此同时，史雪聪等[47]探讨了杜仲醇提取物通过NF-κB信号通路作用于牙周病破骨细胞活化因子(IL-1β)改善大鼠牙周组织病的疗效。研究结果表明杜仲醇提取物通过NF-κB信号路径对牙周病破骨细胞活化因子(IL-1β)产生作用，降低牙周组织内炎症因子含量，对牙周病起到治疗作用。王明英等[48]研究了杜仲叶提取液对常用细菌的体外抑菌作用，药敏试验结果显示，大肠杆菌、沙门氏菌对提取液中度敏感，金黄色葡萄球菌对提取液轻度敏感，而对大肠杆菌等肠道菌有较强的抑菌作用。石惠姝等[49]研究了杜仲叶水提物对保加利亚乳杆菌Lactobacillus bulgaricus生长及最适生长浓度下杜仲叶水提物对保加利亚乳杆菌抑菌活性的影响，研究结果表明在适宜剂量下，杜仲叶可能通过促进益生菌的生长达到抑制致病菌的效果，调节肠道菌群平衡，发挥杜仲叶的补益功效。

3 应用

杜仲是一款药食同源的植物，其皮、籽、花、叶均可食用。杜仲籽油和杜仲雄花经毒理学鉴定都是安全无毒的，两者已被国家卫计委批准为新食品原料。杜仲叶于2019年被国家卫健委批准列入药食同源试点名单中，由此可见，杜仲在食品开发方面具有广阔前景。

杨娟等[50]以杜仲粉末为主要原料，以明胶和木薯淀粉为复配凝胶剂，以麦芽糖醇为甜味剂，以柠檬酸为酸味剂，运用单因素及正交试验进行配方优化，通过感官评定和质构分析，得出杜仲凝胶软糖最佳工艺配方，且研究表明杜仲软糖提取物对DPPH自由基、羟自由基具有清除作用。吴淼等[51]以杜仲雄花代餐粉为研究对象，以分散性指数和感官评价为指标，对其粉碎粒度、甜味剂添加量进行了探讨，结果表明当聚葡萄糖添加量2%、单双甘油脂肪酸酯添加量0.1%、羟丙基淀粉添加量2%时，杜仲雄花代餐粉的分散性指数最高为97.28%，代餐粉的冲调特性最佳。马鑫等[52]以红枣为主料、杜仲为辅料，探讨了杜仲浸提液、白砂糖和柠檬酸添加量对红枣杜仲复合饮料品质的影响，并研制出营养丰富，口感适宜，有补气养血、强身健体功效的保健型复合饮料。杨乔等[53]以杜仲叶毛茶和黑毛茶为原料，将其按照不同的质量分数进行拼配，采用汽蒸渥堆、压制定型、发花干燥等工序，加工成复合型茯茶。李伟等[54]以杜仲籽油为主要原料，对杜仲籽油微乳饮料的生产工艺进行研究，通过正交试验探讨了原料配比、乳化剂与稳定剂复配比例，通过单因素试验探讨了剪切工艺条件。

4 展望

杜仲是我国独有的药材，具有悠久的用药历史。近些年来，国内外学者对杜仲的化学成分及药理作用进行了深入研究，发现杜仲含有丰富的化学成分，在降血糖、降血脂、降血压、调节免疫、抗炎抑菌等方面具有显著的药理活性。我国一直以来都有以杜仲皮入药的传统，导致杜仲皮资源紧缺，因此众多学者加强对杜仲叶和杜仲花的深入研究，以期代替杜仲皮入药，缓解杜仲资源紧缺的现状。但是，对杜仲叶和杜仲花入药是否影响疗效还要进一步研究。市面上的杜仲参差不齐，对杜仲单味药剂及与其配伍的中成药的质量和疗效都会产生影响，因此加强对杜仲的质量监管具有重要意义。目前，对杜仲的研究主要集中于药理部分，但杜仲作为药食同源的新食品原料，在食品领域的研究较少，主要是作为一种辅料，或简单的制作成杜仲茶等，技术含量低，没有充分发挥出杜仲中有效成分的功效作用，因此加强杜仲在食品领域的研究，开发出具有保健功能的杜仲食品，提高杜仲的附加值和利用率具有重要的现实意义。