蒌叶的化学成分及生物活性研究进展

姜太玲，沈绍斌，周迎春，熊贤坤，刘 倩，段春芳，李月仙，张林辉，宋记明，刘光华

（1.云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所，云南保山 678000；2.云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所，云南昆明 650205）

蒌叶（Piper betleLinn.），又名芦子、蒟酱、青蒟等，为胡椒科胡椒属攀援藤本植物，广泛分布在印度、泰国、斯里兰卡、马来西亚、印度尼西亚、菲律宾以及中国的云南、广西、海南、台湾等地区[1-2]。蒌叶具有重要的经济和食用、药用价值，在印度，蒌叶被称为“green gold of India”[3]，是最重要的商业作物之一，每年营业额估计为100亿卢比[4]，每年出口到加拿大、英国、尼泊尔、巴基斯坦、沙特阿拉伯等国家的叶子其价值约为3000～4000万卢比[5]。蒌叶叶子在亚洲是最受欢迎的第二大日常消费品[6]。饭后咀嚼蒌叶叶子不仅能加速唾液、胃液和胰脂肪酶的分泌，助于消化，还能作为口腔清新剂，助于口腔卫生[7]。在孟加拉国，约有60～70%的人经常食用蒌叶叶子[8]。《本草纲目》、《本草纲目拾遗》和《中药大辞典》中均有记载，蒌叶的根、籽、叶皆可入药，具有消肿止痒、行气化痰和祛风散寒等功效[1-2]，叶子是阿育吠陀药物中的一个重要成分，可用于治疗疣[7]。民间蒌叶用于治疗支气管炎、哮喘、咳嗽、麻风病、便秘、头痛、耳炎、牙龈肿痛、风湿、割伤等症[9-10]。

目前，国外已对蒌叶的化学成分、生物活性进行了大量研究，在化学成分方面，蒌叶中含有蛋白质、淀粉、脂肪等营养成分[5,11]及萜类[12-14]、生物碱[15-16]、酚类[17-18]、黄酮类[19]等代谢成分，在生物活性方面，蒌叶主要具有抑菌[14]、抗氧化[20-21]、抗癌[22]、抗虫[23]、抗炎[24]、抗疟疾[25]、抗糖基化[26]等作用，而国内对蒌叶的研究还较少。本文就蒌叶的化学成分和生物活性方面进行综合分析，以期为我国蒌叶的基础研究及在食品、医药、化妆品等方面的精深加工和综合利用提供参考。

1 化学成分

1.1 营养成分

蒌叶营养成分丰富，含有蛋白质、碳水化合物、矿物质、脂肪、维生素等多种营养成分[5]。由表1可知，蒌叶叶子中含有人体所需的七大营养素，并且维生素、矿物质种类丰富，营养价值较高。由表2可知，蒌叶干燥果实中，淀粉含量最高，可达39.7 g/100 g，不挥发性乙醚提取物、粗蛋白、不可溶性纤维均≥10%[11]。

表1 新鲜蒌叶叶子的营养成分Table 1 Nutrients of fresh Piper betle leaf

表2 蒌叶干燥果实营养成分Table 2 Nutritional composition in dried fruits of Piper betel L.

1.2 精油

从蒌叶叶子中提取得到的精油颜色呈浅黄色至深黄色，带有辛辣香气，含量在0.1%～2%之间[4]。Basak等[12]采用水蒸气蒸馏法提取印度蒌叶叶子精油，用GC-MS分离鉴定出45种成分，其中主要成分为蒌叶酚（22.0%）、草蒿脑（15.8%）、β-荜澄茄油烯（13.6%）、胡椒酚（11.8%）和石竹烯（11.3%）；廖超林[13]从泰国蒌叶叶子的精油中分离出64个成分，鉴定出的57个成分占精油含量的99%以上，其中主要成分为乙酰基丁香酚（31.768%）、反式-异丁香酚（28.322%）、乙酸对烯丙基苯酯（8.053%）、β-石竹烯（3.063%）、大牛儿烯 D（2.917%）、α-紫穗槐烯（2.520%）、α-毕橙茄醇（2.436%）、胡椒酚（1.994%）；吕纪行等[14]从海南蒌叶叶子中提取的精油中检测出23种成分，鉴定出的22种占精油含量的99.74%，含量较高的成分为异丁香酚（67.141%）、胡椒酚（13.453%）、乙酸异丁香酚酯（9.617%），由此可知，从不同产地提取的蒌叶叶子精油，化学成分及含量差异较大，这与土壤质量、气候和农艺实践等多种因素关系较大[27]。其中，叶子中特有的强烈芳香气味是由于苯酚和萜类物质的存在[7]，胡椒酚是蒌叶中的一种芳香化合物，主要负责叶子的辛辣气味。

1.3 生物碱

蒌叶根、茎、叶中含有丰富的生物碱，包括有机胺类、哌啶类、吡咯类和异喹啉类等化合物，这些化合物可用甲醇、乙醇、乙酸乙酯、丙酮等有机溶剂提取得到，如表3、图1所示。其中，不同的有机溶剂可提出不同的化合物，同一种化合物可用不同的有机溶剂提取得到（如胡椒碱）。头花千金藤二酮A、马兜铃内酰胺AII、马兜铃内酰胺BII、胡椒内酰胺A是从蒌叶根中提取而得，Guineensine、N-异丁基-2E, 4E-十二碳烯酰胺、墙草碱、Dehydropipernonaline、Dehydropipernonaline和胡椒碱是从蒌叶茎中提取而得，其余化合物可从蒌叶叶子中提取得到。

图1 蒌叶中的生物碱化学结构Fig.1 Chemical structure of alkaloids in Piper betle L.

表3 蒌叶中生物碱化学成分Table 3 Alkaloids in Piper betle L.

1.4 酚类

甲醇、乙醇、乙酸乙酯通常用于从新鲜材料中提取酚类物质[34]。由表4可知，从蒌叶的提取物中可鉴定出多种酚类化合物，4-烯丙基间苯二酚、羟基胡椒酚二聚体两种化合物可从蒌叶根中提取得到，其余化合物均可来源于蒌叶叶子。不同的提取剂可提取出同种化合物，如胡椒酚、蒌叶酚、丁香酚、4-烯丙基间苯二酚和羟基胡椒酚。羟基胡椒酚、丁香酚、蒌叶酚和绿原酸是蒌叶中主要的酚类物质，研究成果颇多。其中羟基胡椒酚与丁香酚含量较高，Muruganandam等[34]用乙醇索氏提取蒌叶叶子，提取物中的羟基胡椒酚与丁香酚含量分别为69.464%、4.86%。Alia等[35]通过超声波辅助乙醇提取叶子，其提取物中羟基胡椒酚与丁香酚的含量分别为66.55%、11.92%。Karak等[28]研究发现，胡椒酚、γ-羟基异丁香酚、4-羟基肉桂酸、2,5-二羟基苯甲酸、DL-3,4-二羟基苯基二醇和绿原酸不是在所有产地的蒌叶中都能用同一种提取剂提取出来。γ-（γ'异羟基胡椒酚）-胡椒酚辛基醚不仅能表现出优异的抗氧化性，对人口腔癌细胞系（AW13516和AW8507）、人肝癌细胞系（HEPG2和 PLC-PRF-5）、人胰腺细胞系（MIA-PACA-2）具有细胞毒性。3-丁基苯酚和1-正癸酰基苯酚具有DPPH自由基清除活性，对人口腔癌细胞系（SCC-40和SCC-29B）具有细胞毒性[36]。蒌叶中的酚类化学成分具体结构如图2所示。

图2 蒌叶中的酚类化学结构Fig.2 Chemical structure of phenols in Piper betle L.

表4 蒌叶中的酚类化学成分Table 4 Phenols in Piper betle L.

1.5 黄酮类

蒌叶中的黄酮类化合物包括黄烷-3-醇类（编号52、53）、黄酮类（编号 54、55～58）、二氢黄酮类（编号59、60）等，这些化合物可从蒌叶叶子中用甲醇、乙醇等溶剂提取，如表5所示，结构式见图3。其中，（+）-表儿茶素是Bhattacherjee等[26]从蒌叶叶子中分离得到的黄酮类成分中含量最高的，占22.30%，芦丁占16.24%，（+）-儿茶素水合物占14.41%。编号52～55这四种化合物均可通过水、乙醇提取得到。

图3 蒌叶中的黄酮类化学结构Fig.3 Chemical structure of flavonoids in Piper betle L.

表5 蒌叶中的黄酮类化学成分Table 5 Flavonoids in Piper betle L.

1.6 其他类

利用水、乙醇、乙酸乙酯、甲醇等溶剂从蒌叶中还可以提取出苯丙素类、甾体类等化学成分，如表6所示。其中编号61～64是苯丙烯类化合物、65是苯丙醇类、66是木脂素类，编号72～73为甾体类化合物，其余化合物为相关的酯类、酮类等，具体化学结构式如图4所示。在这些化合物中，松脂素来自蒌叶茎的提取物，豆甾-4-烯-3,6-二酮来自蒌叶根的提取物，其余化合物来自蒌叶叶子的提取物。其中，乙酸丁香酚酯、苯乙酸烯丙酯是从泰国蒌叶藤叶中用水蒸气蒸馏所得精油中的主要成分，含量分别为31.77%、8.05%[13]；乙酸异丁香酚酯是采集自海南蒌叶精油中的主要成分，含量为67.14%[14]；4-二乙酰醇可用水、乙醇提取出来，在印度叶子提取物中的含量为24%，在泰国蒌叶叶子提取物中的含量为62.33%[34,40]；棕榈酸甲酯、叶绿醇是蒌叶叶子的乙酸乙酯提取物中的主要成分，含量分别为12.93%、17.91%。

图4 蒌叶中的其他类化学结构Fig.4 Other chemical structures in Piper betle L.

表6 蒌叶中的其他化学成分Table 6 Other chemical constituents in Piper betle L.

续表 4

另外，Karak等[28]以甲醇作为提取剂，从印度西孟加拉邦收集到的8个蒌叶品种的叶子中还提取并鉴定出18种氨基酸、20种有机酸、3种脂肪酸、7种糖醇和14种糖类，其中苹果酸、马尿酸、甘油酸、L-别苏氨酸、L-2-氨基己酸、丁二酸、葡萄糖酸内酯、谷氨酸、蔗糖等是主要的代谢物。

2 生物活性

2.1 抑菌作用

国内外研究显示，蒌叶精油、有机溶剂提取物对多种真菌、细菌类微生物具有抑菌作用，且抑制效果非常明显。吕纪行等[14]采用水蒸气提取法获得的精油对革兰氏阴性菌（大肠杆菌）、革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌、四联球菌、藤黄八叠球菌、枯草杆菌、蜡状芽孢杆菌）、霉菌（黑曲霉、毛霉、青霉）具有明显的抑菌活性，最低的最小抑菌浓度（MIC）值可达 0.313 mg/mL。Zamhari等[9]用甲醇提取蒌叶叶子，其提取物对溶藻弧菌、鳗弧菌、哈维氏弧菌、副溶血弧菌、串珠镰孢菌具有较强的抑菌作用，当浓度为20 mg/mL时，对细菌的抑菌作用其抑菌圈均大于18.00 mm，对真菌的抑制率为100%。Vyas等[52]的研究发现，蒌叶叶子的石油醚、丙酮、甲醇和乙酸乙酯提取物对泡囊假单胞菌、粪链球菌、嗜水气单胞菌、伤寒沙门氏菌、科氏葡萄球菌、沙雷氏菌、大肠杆菌均有抑菌活性，不同提取物的抑菌效果有差异。Yazdani等[38]用甲醇-氯仿从蒌叶叶子中提出的提取物，当浓度为500 μg/mL时，可以阻断黄曲霉毒素的生物合成，从提取物中分离鉴定出羟基胡椒酚、蒌叶酚、芦丁、羟基乙酰葡萄糖苷、乙基谷固醇、紫杉醇的衍生物、二乙基苯基庚二醇、苄基苯乙酮、Piperolide、异丁香酚甲醚、庚酮衍生物等化合物。蒌叶叶子的乙酸乙酯提取物在浓度为500 μg/mL时，能显著抑制粘质沙雷氏菌中蛋白酶、脂肪酶、生物膜和胞外多糖的生成，提取物中主要的生物活性成分被鉴定出是叶绿醇，该化合物具有潜在的抗群体感应[44]。蒌叶叶子的乙醇提取物对耐多药细菌（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、耐万古霉素肠球菌、耐碳青霉烯肠杆菌科-肺炎克雷伯菌、产金属β-内酰胺酶鲍曼不动杆菌）[1]、耐药的李斯特氏菌[47]、口腔病原体（白色念珠菌、戈登链球菌、变异链球菌、血链球菌）[53,40,32]等具有抑制作用，从提取物中分离鉴定出了4-（2-丙烯基）苯酚、重氮乙酸乙酯、七氟丁酸酯、三（三氟甲基）膦、3-氟-2-亚炔基、4-烯丙基苯-1,2-二醇、丁香酚、4-二乙酰醇等化合物，其中4种是医学文献中还未提及的化合物。由此可见，在蒌叶的精油、提取物中存在着多种抗菌成分，且具有广谱抑菌性，在医疗保健、食品行业中具有重要的用途。

2.2 抗氧化作用

蒌叶的水、甲醇、乙醇、氯仿提取物具有明显的抗氧化活性。Aliahmat等[20]首次通过Nrf2/ARE信号通路诱导细胞保护基因，揭示了大鼠在衰老过程中蒌叶水提物的抗氧化机制。Makpol等[21]用蒌叶水提取物通过降低与衰老相关的β-半乳糖苷酶表达、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性，表现出了较强的抗氧化活性。蒌叶叶子的水提取物还表现出良好的脂质过氧化抑制活性，经鉴定发现，起抗氧化作用的物质包括4-对香豆酰基奎宁酸、对羟基苯甲酸[45]。Dutta等[54]的研究发现，蒌叶叶子的甲醇提取物在浓度为200 μg/mL时，总还原能力比抗坏血酸高1.12倍，DPPH自由基清除能力为89.68%；浓度在100 μg/mL时，总抗氧化活性比抗坏血酸高2.26倍。蒌叶叶子的乙醇提取物对DPPH自由基清除能力可达97.57%，可能是由于天然抗氧化剂羟基胡椒酚和丁香酚的存在[35]。从蒌叶叶子的氯仿提取物中可分离出脱亚甲基角鲨烯脱氧头孢拉酮-A、1-正十二烷氧基间苯二酚、双胡椒酚十二烷酸酯、双羟基胡椒酚十二烷酸酯，γ-（γ′-异羟基胡椒酚）-胡椒酚辛基醚、羟基胡椒酚，6种化合物与抗坏血酸相比均表现出优异的DPPH自由基清除活性，其半抑制浓度（IC50）值分别为 7.14、8.08、12.67、1.08、4.61和4.12 μg/mL[31,55,49]。可见，蒌叶提取物可能是一种天然抗氧化剂，应用于食品加工业或作为食品添加剂具有很大的潜力。

2.3 抗癌作用

蒌叶叶子、茎的提取物对人口腔癌细胞、人前列腺癌细胞、人肝癌细胞等具有抗癌活性。Preethi等[22]采用的蒌叶叶子甲醇提取物及丁香酚对KB口腔癌细胞均表现出强大的抗癌活性，抗癌作用归因于蒌叶叶中存在的酚类物质，当提取物与丁香酚合成银纳米共轭物时，抗癌作用显著增加，但对非癌细胞无毒。甲醇提取物还能抑制人前列腺癌细胞的增殖，羟基胡椒酚可能是主要的生物活性成分[39]。从蒌叶叶子的氯仿提取物中分离出化合物1-正十七烷氧基间苯二酚[46]，γ-（γ'-异羟基胡椒酚）-胡椒酚辛基醚[49]、羟基胡椒酚[49]对人口腔癌细胞具有细胞毒性，后两种化合物对人肝癌细胞、人胰腺癌细胞具有显著作用，羟基胡椒酚能抑制胰腺癌细胞的增殖和上皮间质转化[42]。蒌叶叶子的水提取物使得较低剂量的5-氟尿嘧啶发挥最大抑制结肠癌细胞HT29的生长效果[56]，水提物浓度高于500 μg/mL时对人神经母细胞瘤细胞具有细胞毒性[19]。蒌叶叶子提取物在体内和体外可通过MAPKs调节p73途径诱导人肝癌细胞Hep3B的死亡[57]，还能在乙氧基甲烷诱导的雄性大鼠结肠癌中抑制β-连环蛋白和KRAS的表达[58]。从蒌叶茎中提取的对香豆酸龙脑酯在黑色素瘤细胞A2058和A375中存在抗肿瘤和诱导细胞凋亡的作用[51]。可见，蒌叶提取物可抑制多种癌细胞的增殖，作为新型药物的开发具有较大潜力。

2.4 抗虫作用

蒌叶茎、叶的提取物具有广泛的杀虫性。蒌叶茎的乙醇提取物不仅具有驱虫性能，而且还能导致蠕虫死亡，以阿苯达唑（40 mg/mL）为标准溶液，使蠕虫的瘫痪和死亡的时间分别是2.34和5.68 min，在乙醇提取物中，使蠕虫的瘫痪和死亡的时间分别是1.15和2.16 min，明显比标准溶液用时少[23]。蒌叶叶子精油能显著抑制斜纹夜蛾的发育并引起其行为的改变[59]，对埃及伊蚊也具有杀虫作用[60]。蒌叶叶子的水提物对番茄根结线虫的第二阶段幼虫具有致死性，也能抑制卵孵化[61]。蒌叶叶子的乙酸乙酯提取物对甘薯象鼻虫具有致死作用[62]。可见，蒌叶的乙醇、水、乙酸乙酯提取物和蒌叶精油是一种效果明显的生物农药，在驱虫和农业生产中具有开发潜力。

2.5 抗炎作用

蒌叶根、叶的提取物具有抗炎活性。Lin等[18]研究发现，蒌叶根的乙醇提取物表现出抗炎作用，从提取物中分离鉴定出的羟基胡椒酚二聚体、羟基胡椒酚这两种化合物对人体中性粒细胞的超氧阴离子的产生和弹性蛋白酶的释放方面具有显著的抑制作用。蒌叶叶子中存在的烯丙基焦儿茶酚也具有抗炎作用[37]，提取物中的胡椒新木脂素A、胡椒新木脂素B、羟基胡椒酚、对羟基肉桂醛、二烯丙基儿茶酚对脂多糖激活的小鼠巨噬细胞RAW 264.7细胞产生的一氧化氮具有抗炎活性，IC50值分别为9.87、45.94、4.80、26.40、40.45 μmol/L[24]。蒌叶叶子的70%乙醇提取物能够降低引发炎症过程的成纤维细胞IL-33、VCAM、CD248的表达水平，从而减少细胞压力并促进划痕愈合[63]。可见，根据蒌叶提取物的抗炎作用可进行抗炎药物的开发。

2.6 其他作用

蒌叶的提取物中还具有多种生物活性，包括延缓衰老[64]、预防肥胖[65]、降血脂[66]、镇痛[67]、抗疲劳[68]、抗动脉粥样硬化[42]、避孕[69]、抗过敏[70]、抗溃疡[71]、抗疟疾[25,72]、抗糖基化[26]等。在抗疟疾作用中，鉴定出三种化合物，烯丙基焦儿茶酚、哌喹和Antymicin；在抗糖基化中，鉴定出的化合物包括绿原酸、3,4-二羟基苯甲酸、没食子酸、阿魏酸、表儿茶素、儿茶素水合物。

3 结语

蒌叶作为一种重要的“药食同源”和经济作物，含有丰富的营养成分和生物活性成分，包括氨基酸、有机酸、脂肪酸、糖醇和烯烃类、酚类、醇类、酯类等多种化合物（如上述表中所示），现代药理学研究表明，蒌叶具有抑菌、抗氧化、抗癌、抗虫、抗炎、抗疟疾、抗糖基化等生物活性。这些研究成果为蒌叶更好地应用于食品、医药、化妆品等领域提供了依据。但目前对蒌叶的研究仍存在一些问题，还有待进一步探讨。在化学成分研究方面，目前对蒌叶的研究多集中在叶子，根、茎、果实的研究较少；还需加强对提取物中起生物活性作用的化学成分进行分离鉴定，丰富蒌叶的化学成分；在生物活性方面，需加强对分离得到的化学成分进行活性测试，发现更多的活性成分，对已发现的活性成分，加大对其作用机制的研究。对于生物活性范围广、能从多种试剂中提取得到的化合物，如羟基胡椒粉、丁香酚、蒌叶酚、4-二乙酰醇等成分可进一步深入研究，以便能更好地利用蒌叶，延长价值链。