白芷药食同源研究进展

周 熠，那立欣

(1.上海中医药大学 研究生院，上海 201203；2.上海健康医学院 健康与公共卫生学院，上海 200120)

白芷为伞形科植物白芷Angelicadahurica(Fisch.ex Hoffm.)Benth.et Hook.f.或杭白芷Angelicadahurica(Fisch.ex Hoffm.)Benth.et Hook.f.var.formosana(Boiss.)Shan et Yuan的干燥根，在我国东北、华北地区有种植并且分布广泛，白芷是重要的药食同源植物，味辛，性温，具有散寒止痛、通鼻窍、燥湿止带、消肿排脓、祛风止痒的功效。作为一味传统药材，以其为原料的药物有九味羌活口服液、揩齿白芷散、白芷暖宫丸和调营散等[1]。白芷富含挥发油、氨基酸和白芷多糖等成分，有保健以及美容功效，经过加工可使其成为具有良好市场前景的功能性食品。本文从资源分布、栽培标准、化学成分、药用研究、食用方法及前景等方面对白芷的研究进展进行了综述，为白芷的研究和开发提供参考。

1 白芷资源分布

白芷是多年生草本植物，作为药材在我国主要有4种原植物(表1)。白芷喜温和湿润的气候及阳光充足的环境，耐寒，因此主要分布于我国东北及华北等地区[2]，由于其易栽种，种植条件不苛刻，白芷变种也在我国其他省份有栽培，包括杭白芷、祁白芷、台湾独活，另外还有毫白芷、山东白芷、甘肃白芷等，其中白芷(原变种)主要分布于东北三省，杭白芷分布于四川、浙江、湖南、湖北等省[3]，祁白芷分布于河北、河南长葛[4]，台湾独活分布于台湾北部，学者曾将台湾独活称作浙独活并且将其定义为杭白芷的原植物，然而经过研究后，并未在杭州等地发现台湾独活的野生分布[5]，所以台湾独活是否为杭白芷原植物有待商榷。

表 1 我国主要白芷药材的种类及分布

2 白芷的化学成分

白芷中含有挥发油类、香豆素类、多糖类、黄酮类、生物碱类、氨基酸类及其他化学成分，有效物质主要存在于其根部。

2.1 挥发油

白芷中挥发油含量为0.24%，张世洋等[6]分别选用祁白芷、禹白芷、川白芷、毫白芷、杭白芷及山东白芷进行成分分析，运用水蒸气蒸馏法收集挥发油，通过GC-MS联用法在白芷挥发油中确定了12种醇类化合物，主要为十二醇和十四烷醇；48种烯类化合物，主要为β-蒎烯、(3E)-罗勒烯等；14种烷烃类化合物，如环十二烷、环十四烷等；6种酮类化合物，如2-壬酮、2-十一酮等；6种醛类化合物，如正辛醛、壬醛等。在6种白芷挥发油中，十二醇和十四烷醇的含量最高，其醇类化合物总量分别占各自挥发油总量的68.37%，57.68%，55.11%，53.58%，42.84%，63.22%，可见白芷挥发油成分主要为醇类化合物。

2.2 香豆素

白芷中香豆素的含量为0.211%～1.221%[7]，俞方红等[8]研究发现，白芷中欧前胡素可显著抑制人肝癌HepG2细胞的生长，欧前胡素还可使HepG2细胞Mcl-1的表达显著下调，当转染外源性Mcl-1表达载体后，Mcl-1水平显著上升，表明白芷中欧前胡素诱导肿瘤细胞凋亡的机制之一可能是抑制Mcl-1的蛋白表达。近年来学者从白芷中新发现5种呋喃香豆素，分别为Dahuribirin H，Dahuribirin I，(2′S)-(+)-5-(2′-hydroxy-3′-methylbut-3′-enyloxy)-8-(3″-甲基丁-2-基-壬氧基)补骨脂素，(2′R)-(+)-5-(2′，3′-环氧-3′-甲基丁氧基)-8-(3″-甲基丁基)-2′-壬氧基)补骨脂素，5-甲氧基-8-((Z)-4′-(3″-甲基丁酸酯)-3′-甲基丁-2′-烯氧基)补骨脂素[9]。

2.3 糖类

杨晓杰等[10]确定了水提取白芷多糖的最佳工艺，即浸提2 h，料水比为1∶2。康学军等[11]通过紫外光谱和红外光谱法对白芷多糖进行定性分析，研究了白芷多糖的结构和单糖组成，通过红外光谱得知白芷多糖有酰胺结构的特征吸收峰，很可能为一种氨基多糖。此外还发现白芷中含有6种已知单糖，分别为鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖，除已知单糖外，还发现一种未知单糖，通过气相色谱分析，未知单糖应该为五碳糖。

2.4 氨基酸

牛延菲等[12]建立柱前衍生RP-HPLC法，选用四川安岳、四川遂宁、安徽华佗、安徽亳州及四川南川白芷药材，研究发现白芷中含有17种常见氨基酸，分别为门冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、苏氨酸、丙氨酸、脯氨酸、酪氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、胱氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、赖氨酸。其中来自四川安岳的白芷药材总游离氨基酸中必需氨基酸含量最高。

2.5 生物碱

QI等[13]运用光谱测量数据和计算电子圆二色性方法从白芷中确定结构为6种新的白芷碱A-F(1-6)、5种已知的吡咯烷酮-5-羧酸丁酯。卢嘉等[14]对杭白芷进行研究，分离得到17种化合物，并发现了新的结构类型生物碱成分广金钱草碱。

白芷中还木脂素、苷、甾醇等活性物质，因此白芷有解热镇痛、抗炎、抗病原微生物、抗惊厥以及抗肿瘤作用[15]，白芷中含大量的有效成分，需要更多研究来制定可靠的质量评价指标体系进行质量控制。

3 白芷的药用历史及现状

3.1 药用历史

很多书籍中都记载了白芷的药用功能，东汉时期《名医别录》中记录白芷可治疗带下证，擅于燥湿止带[16]。南北朝时期《本草经集注》也对白芷有擅于止带的记载。宋朝《百一选方》《和剂局方》《济生方》分别记载白芷可治疗牙龈肿痛、风寒头痛、鼻渊等疾病[17]。元朝《御院药方》记载白芷可与细辛、全蝎和川芎配伍，治疗风冷牙痛。到了明代，对白芷的药用又有了新认识，《滇南本草》《本草纲目》《袖珍方》收载了其“攻疮痈，排脓定痛”的功效[18]。清代《医宗金鉴》和《中华人民共和国药典》对白芷的药用记载更加详细，且治疗风寒感冒、头痛痹痛、鼻渊、带下、疮痈肿毒等功效皆被证实[19]。

3.2 现状研究

3.2.1 抗菌 白芷等中药提取物、镁盐、异噻唑啉酮制成的防霉剂能破坏菌体细胞结构，对多种霉菌有高效杀抑作用。体外实验研究表明川白芷水煎剂对大肠杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、绿脓杆菌、变形杆菌等均有抑制作用[20]。刘洋等[21]采用琼脂平板打孔法和倍比稀释法对川白芷的抗菌作用进行研究，证实了川白芷提取液对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌以及肺炎克雷伯氏均有不同程度的抑制效果。赵波等[22]研究白芷乙醇提取物对白色念珠菌生物膜抑菌效果，证实白芷乙醇提取物对白色念珠菌生物膜的抑菌作用随其浓度增大而增强。

3.2.2 消炎镇痛 金义虎等[23]筛选白芷中抗炎镇痛香豆素类成分和相关关键结合蛋白，初步探讨白芷的抗炎镇痛机制，发现与白芷香豆素结合能最高的6种蛋白为1PTW、5D3I、3N8X、3NT1、2GMX和6MYN。徐方飚等[24]通过网络药理学方法研究白芷香豆素类成分镇痛作用的潜在途径与靶点，并进行了分子模型对接后，结果表明白芷发挥镇痛作用可能是通过香豆素类成分通过碳代谢、HIF-1炎症等通路，主要影响核苷-磷酸生物合成、氧化还原辅酶代谢等生物过程。

3.2.3 抗肿瘤 栗坤等[25]以U14移植性实体瘤小鼠为模型，对白芷生物碱抗宫颈癌作用进行研究，结果表明白芷生物碱能有效抑制U14荷瘤鼠瘤体生长。俞方红等[26]研究发现白芷欧前胡素可显著抑制人肝癌 HepG2 细胞生长，欧前胡素还可使HepG2细胞Mcl-1表达显著下调，证实了欧前胡素具有体外抗肝肿瘤生物活性，其通过下调Mcl-1蛋白表达从而诱导细胞凋亡。

3.2.4 对心血管的作用 欧兴长等[27]发现白芷和杭白芷的醚溶性成分对离体免耳血管有显著扩张作用，而白芷的水溶性成分有血管收缩作用，通过毛细管法表明白芷的水溶性成分有明显止血作用。此外，白芷香豆素能增加交感神经递质的活性，因此可拮抗副交感神经[28]。少量白芷毒素可兴奋延脑呼吸中枢、血管运动中枢和脊髓，使呼吸兴奋，血压升高，心率减慢，因此白芷还有兴奋中枢作用[29]。

4 白芷食品开发

白芷是优秀的食材，可经过加工成美味又健康的食品，还可提取挥发油等成分加工成香料，四大腌菜之一的川东菜也用到了白芷挥发油制成的香料[30]，白芷还作为原料被制作成很多特色食品，如能量棒、风干速食鱼、食用油、食用香料、佐料、减肥茶、炖汤、燕窝等，见表2。目前白芷多是作为辅料以及调味料原料，也可将白芷与药酒相结合，作为保健酒向市场推广。

表 2 食用白芷开发现状

国家对白芷种植流程和生产技术制定了相关标准，如DB13/T 601-2006，从源头进行规范化种植，很大程度上提高了食用白芷的质量和安全。《中华人民共和国药典》2020版规定，食用及药用白芷水分不得超过14.0%，总灰分不得超过6.0%，浸出物按照醇溶性浸出物测定法项下的热浸法，用稀乙醇作溶剂，不得少于15.0%。

5 白芷栽培

白芷优良品种栽培基地主要分布于四川、浙江、河南、河北、安徽等省份[39]。川白芷种子发芽率低，杭白芷种植面积日益减少，禹白芷栽培土地贫瘠，祁白芷产量大质量却较差，这些都是白芷栽培需要解决的问题[40]。

我国目前发布白芷栽培相关的标准6项，其中1项已被废止，1项于2021年1月1日开始实施，标准的制定很大程度上保障了白芷的规范化生产，见表3。虽然我国已发布多个与白芷栽培相关标准，但栽培管理不规范、各地白芷栽培基地需要因地适宜进行标准制定、缺少对病虫的检测手段等问题仍存在。同时白芷过度异地引种导致了各地白芷药材鱼龙混杂，白芷市场以坏充好的现象也屡见不鲜，这些问题需要更多标准的制定与实施方能解决[41]。

表 3 我国白芷栽培技术相关标准

6 结语

相较于葛根、山药等其他作物而言，白芷作为药食同源植物的研究较少，关于白芷食品安全的研究也较少，需要增大对白芷药材中农药残留限量、白芷中害虫检测手段、白芷耕种土壤的选择等方面的研究。在药用开发方面，需要进一步对白芷内部化合物建立质量评价指标体系，在食用方面，目前白芷多是作为调味料原料，可以对其作为主食的运用多加研究。在栽培方面，对白芷病虫害防治及监测技术的研究较少，需要分析各地白芷的虫害发生情况和处理方案，因地制宜进行种植栽培标准的制定，为白芷的药食同源研究提供保障。