大黄非药用部位化学成分、药理作用及资源利用研究进展

张文广，王丹，贾春艳，张云鹤，苗小楼，李秀娟，李芸

1.甘肃中医药大学，甘肃 兰州 730000；2.中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所，甘肃 兰州 730050；3.甘肃省中医院，甘肃 兰州730050

大黄为廖科植物掌叶大黄L.、唐古特大黄Maxim.ex Balf.和药用大黄Baill.的干燥根及根茎，是我国传统大宗药材，广泛用于医药、保健、食品和化妆品等领域。迄今，在栽培和生产过程中，占全草1/2以上的地上部分、根头、支根、细根、根皮等非药用部位常被丢弃，造成严重的资源浪费和环境污染。近年来研究表明，大黄非药用部位富含多种氨基酸、矿物质元素和常规营养成分，有类似根及根茎的化学成分和药理作用。本研究对大黄非药用部位化学成分、药理作用及资源利用状况进行整理，以期为大黄资源综合利用提供参考。

1 化学成分

目前，从大黄地上部分分离得到40余种化合物，主要源于药用大黄茎叶，分别为蒽醌类、黄酮类、糖类、吲哚类、酚类、烷烃类、色原酮类、核苷类、酯类及甾体类等，同时富有鞣质类、有机酸类、氨基酸类、矿物质元素和常规营养成分等。对比3种正品大黄地上部分与传统药用部位发现，所含大类化学成分基本相似；各非药用部位部分化学成分含量较传统药用部位高，尤其叶片和叶柄富含多种氨基酸、矿物质元素、有机酸类和常规营养成分。其中，常规营养成分与蔬菜水果相似。可见，大黄地上部分药食两用价值巨大。

1.1 蒽醌类

大黄非药用部位迄今已分离鉴定出16个蒽醌类化合物（见表1，结构式见图1），其中编号11为新化合物。此外，个别蒽醌类成分含量较药用部位高，见表2。药用大黄叶中大黄素、大黄酚含量分别为0.05%和0.03%，经优选提取工艺后，得到总蒽醌和大黄素含量分别为0.4%、0.13%。优化药用大黄茎叶纯化工艺参数后，总蒽醌含量为15.25%，可达到2020 年版《中华人民共和国药典》（以下简称《中国药典》）要求。

表1 大黄地上部分蒽醌类化合物

图1 大黄地上部分蒽醌类化学结构

表2 大黄非药用部位较药用部位含量高的蒽醌类化合物

1.2 黄酮类

已分离鉴定出14个黄酮类化合物（见表3，结构式见图2），其中编号23、24、26、30为首次从大黄属植物中分离得到。

表3 大黄地上部分黄酮类化合物

图2 大黄地上部分黄酮类化学结构

1.3 多糖类

已分离鉴定出3种糖类化合物，分别为对甲基苯基-1-O--D-吡喃葡萄糖苷（编号31）、2-甲基苯基-1-O-D-吡喃葡萄糖苷（编号32）、2-O--D-fructofuranosyl-D-allopyranose（编号33），均为首次从大黄属植物中分离得到（见表4，结构式见图3）。此外，掌叶大黄叶柄和叶片可溶性多糖含量分别为5.76%～7.63%、3.50%～5.72%，其茎和叶多糖主要分布于表皮和基本组织的薄壁细胞中。唐古特大黄叶柄、茎、种子多糖含量分别为18.96%（干重）、6.64%、6.58%。

图3 大黄地上部分糖类化合物化学结构

表4 大黄地上部分多糖类化合物

1.4 其他

从药用大黄茎叶中分离鉴定出多种化合物（见表5，结构式见图4），其中编号38为新化合物，编号34、35为首次从大黄属植物中分离得到。

表5 大黄地上部分其他类化合物

图4 大黄地上部分其他类化合物化学结构

研究表明，大黄地上部分还含有香豆素类、鞣质类、有机酸类、氨基酸类、矿物质元素及常规营养成分等。多年生掌叶大黄叶片鞣质类（没食子酸）含量较根高；有机酸类主要为苹果酸（77.05 mg/g）、琥珀酸、柠檬酸和草酸，其草酸含量较常见蔬菜水果高。本课题组研究发现，掌叶大黄叶柄主要成分为有机酸及其酯类化合物。掌叶大黄和唐古特大黄叶氨基酸种类丰富，且必需氨基酸含量高；矿物质元素钠（Na）、镁（Mg）、钾（K）、铝（Al）、钙（Ca）及铁（Fe）含量为主根的数倍，钾（K）含量超过66种常用新鲜蔬菜矿质营养元素含量，具有开发为微量元素补充剂的潜在价值；掌叶大黄叶柄、叶片总纤维素平均含量分别为15.54%、10.20%，粗蛋白含量分别为0.57%、1.90%（干重）；唐古特大黄叶柄蛋白质、粗纤维、粗脂肪、维生素C 含量分别为5.84%、14.86%、0.59%（干重）、0.13 mg/g，种子蛋白质含量为21.81%。综上，大黄非药用部位化学成分种类丰富，可为其食药两用价值挖掘提供参考。

2 药理作用

2.1 泻下

兰志琼等研究发现，药用大黄根及根茎、叶柄和叶片水煎液（1.0 g/mL）有明显致泻作用，20 g/kg剂量能明显缩短首次排便时间及增加排便数量，其中根及根茎的作用最明显，且叶柄低剂量（2 g/kg）也具泻下作用，对自身粪便实热模型小鼠致泻作用明显，叶柄、叶片高剂量组的排便时间缩短率均大于大黄组，以叶柄作用较佳。唐古特大黄茎剂量为0.67 g/kg时，可明显缩短首次排便时间，且排便频率明显增加，0.67、2.00 g/kg组小肠推进率明显降低。李傲等以Bliss法计算的小鼠泻下半数有效量为评价指标，考察掌叶大黄不同商品规格、等级间致泻强度差异，结果水根具有泻下作用，但比原药材弱。可见，大黄非药用部位与药用部位泻下作用有相似性，仅存在强弱差异。值得注意的是，大黄茎叶在治疗实热便秘方面具有优势，可一定程度避免因使用大黄而引起的“峻下”等不良反应，这对通便、减肥等产品的开发具有潜在意义。

2.2 止血

研究表明，药用大黄根及根茎、叶柄和叶片醇提水沉液（2.5 g/mL）均能明显缩短凝血和出血时间，其中云南白药组（1 g/kg）、大黄组（50 g/kg）和叶柄低剂量组（15 g/kg）的凝血作用较强，且叶柄低剂量组优于大黄组，而叶柄高剂量组（45 g/kg）的作用弱于低剂量组与大黄组。提示大黄叶柄止血作用突出，是否存在止血的特殊活性成分有待进一步研究。

2.3 抗炎抑菌

熊辉岩等研究发现，唐古特大黄基生叶柄水提取物具有抗急性炎症作用，水提液能减少炎性渗出，明显抑制二甲苯引起的耳肿胀，抗炎效果与剂量呈正相关，其中高剂量（16.1 g/kg）抑制效果明显。有报道，采用耳肿胀法及棉球肉芽肿模型研究发现，药用大黄茎叶提取物剂量为20～50 g/kg的抗炎效果较根及根茎（5 g/kg）优。小鼠腹腔毛细血管通透性实验表明，药用大黄叶柄高、低剂量（45、15 g/kg）具有明显抗炎作用。另外，掌叶大黄水根乙醇提取物（1 mg/mL）对大肠埃希菌的抑制作用最强，对金黄色葡萄球菌和粪肠球菌相当，对铜绿假单胞菌略弱。可见，大黄非药用部位在抗炎抑菌方面潜力巨大，有必要开发为抑菌抗炎类产品和替代抗生素类饲用产品。

2.4 抗氧化

大黄属3种植物不同部位提取液均有一定的清除羟基自由基能力，清除能力因种、部位和提取方法的不同而异，唐古特大黄各部位水提液的清除率比醇提液高，且非正品大黄的地上部分高于正品。此外，药用大黄茎叶及其提取物对有机自由基和羟基自由基有清除作用。本课题组研究发现，掌叶大黄不同部位对多种自由基具明显清除能力，其中花清除能力最强，具有开发成天然抗氧化剂的价值。

2.5 降血脂

马幸福对高脂血症大鼠连续30 d灌胃唐古特大黄茎提取物，结果中剂量（0.5 g/kg）可有效降低大鼠血清总胆固醇（16.14%）和三酰甘油（26.82%），并以此为原料制备降血脂颗粒，连续口服给药30 d后，高、中、低剂量[2.0、1.0、0.5 g/（kg·d）]组均能明显降低混合型高脂血症大鼠总胆固醇和三酰甘油水平，其中高剂量组能显著降低低密度脂蛋白胆固醇水平，总体药效与辛伐他汀相当，作用效果明显，对大鼠肝脏、肾脏、胃肠道无毒副作用，在预防和治疗高脂血症方面值得深入研究。

2.6 毒性

大黄非药用部位安全性评价，可为后期产品开发提供依据。张晓峰等通过慢性毒性试验研究发现，唐古特大黄基生叶柄提取物属安全性物质，初步估计最大无作用剂量为102 g/kg。急性毒性试验表明，药用大黄茎叶提取物浸膏（2 g/10 g）为安全性物质。药用大黄叶无急性毒性，叶片和叶柄提取液最大安全剂量分别大于180、144 g/kg。本课题组研究发现，唐古特大黄茎水提物的最大耐受量为300 g/kg，为成人日用剂量的2 333倍，且未见小鼠死亡、明显中毒症状和肉眼可见的脏器异常，无明显毒副作用，短期内服用无损伤，安全性较高。总之，大黄茎及叶柄食用价值潜力巨大，待进一步挖掘。

2.7 其他

研究表明，从药用大黄茎叶中分离得到的12种已知化合物（相同蒽醌母核）对HepG2细胞有明显的毒性，有待后续深入筛选。有报道，大黄茎提取物能显著降低2型糖尿病患者糖化血红蛋白和空腹血糖含量，可防治糖尿病及其并发症。

3 资源利用

3.1 文献记载

现代文献记载与《晶珠本草》《四部医典》《妙音本草》等古籍所述味酸、寒、解热、治疗“培根”病和实热便秘等一致，并可治疗狐臭、癫痫等（见表6）。

表6 现代文献有关大黄茎叶的记载

文献报道治疗实热便秘与上述研究一致，而关于狐臭和癫痫的疗效尚未见报道。《甘肃省中药材标准》记载：“历史上甘肃省大部分产区，习惯将大黄的干燥支根及主根（直径＜3 cm）称为水根，具泻热通肠、凉血解毒之功效，为商品大黄规格之一，甘肃省年产量大，不但供应本省医药市场，而且外调。”。近年来，水根被大量丢弃，或仅用于兽药原料和提取活性物质，附加值低，资源浪费严重。大量研究表明，水根中蒽醌含量基本能达到《中国药典》要求，武威药材市场和渭源的水根蒽醌含量显著高于根及根茎，这与水根韧皮部所占比例较大有关，且水根具有良好的抗菌活性。因此，大黄水根具有较高的药用价值。

此外，大黄地上部分还有应用于化妆品、保健、食品、药用的研究，见表7。

表7 大黄地上部分的应用

3.2 产区调研

本课题组实际调研发现，甘肃产大黄地上部分资源量巨大，造成环境负担非常严重。在甘肃大黄主产区的礼县和甘南，种植户为促进大黄地下部分根及根茎生长，每年组织大量人工清除地上部分并随意丢弃在田间地头，不仅造成环境污染，且增加病虫害传播几率。甘肃永登大黄地上部分被大量出售至敦煌以供骆驼饲用，发现对流鼻血的骆驼有很好效果；甘肃甘南的牧民发现牛羊在饲用大黄地上部分时，更多食用唐古特大黄和掌叶大黄，而很少食用药用大黄；甘肃礼县、岷县地区有食用大黄嫩茎及叶柄的习惯，在当地农贸市场、水果店，大黄（多为掌叶大黄和唐古特大黄）嫩茎与蔬菜水果一起售卖，味酸爽口。大黄叶及叶柄富含总纤维、粗蛋白、粗脂肪、多种氨基酸和矿物质元素，但关于茎可食用的物质基础研究文献报道较少。因此，加快大黄茎叶食用价值挖掘及毒性（安全性评价及生殖毒性）研究，对大黄地上部分综合开发具有重要意义。

4 展望

大黄非药用部位使用历史悠久，民间有食用茎叶的习俗，其资源蕴含量巨大。但多年来受传统用药习惯影响，未引起应有关注，不仅未产生应有价值，且给种植户带来处理负担，附加值极低。近年来，随着相关化学成分和药理作用研究不断深入，其食药两用价值逐渐被挖掘。同属植物食用大黄L.的嫩茎和叶柄早在19世纪欧美地区就作为蔬菜广泛食用，至今美国还保留有“大黄节”盛会。而食用大黄与掌叶大黄亲缘关系最近，提示掌叶大黄嫩茎和叶柄具有作为食品的潜在价值。由于大黄地上部分还未被省级食品地方标准收载，也未被《中国药典》收录，导致相关产品开发难度大。因此，当务之急是国家或地方主管部门尽快出台相应管理办法，围绕其食用历史、毒理学评价、安全性评估等开展系统研究，使其进入省级食品安全地方标准或国家新食品原料目录，为相关产品开发奠定基础。另外，大黄非药用部位在止血、抗炎、抑菌及降血脂等方面的研究具有重要意义，其茎叶治疗狐臭、癫痫、胃肠道等疾病的作用机制及生殖毒性有待进一步研究与验证。

此外，已有研究者对掌叶大黄和药用大黄叶进行了生药学研究，可为建立质量标准提供参考。后期仍需围绕大黄非药用部位的食药用价值及药效学、安全性评价、质量标准建立、基本产品开发、新资源食品申报等方面加强研究，并依据段金廒教授团队创建的“三大利用策略”和“三类资源化模式”体系，围绕制剂、日化、保健、饲料、肥料及工业原料等进行产品开发，以提升大黄非药用部位综合开发利用效率和延伸大黄产业链，对充分利用大黄资源具有重要意义。