桑葉化學(xué)成分及生物活性研究進(jìn)展

王婷婷，馬天宇，李 琪，李 蒙

（1. 山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 251100；2. 山東中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，山東 濟(jì)南250355；3. 萊陽(yáng)鄭李濟(jì)生物科技有限公司，山東 煙臺(tái) 265200）

桑葉為桑科（Moraceae）桑屬（MorusL.）植物桑（Morus albaL.）的干燥葉，別稱“黃?！薄ⅰ凹疑！薄ⅰ扒G?！薄ⅰ拌F扇子”等。桑屬植物主要分布在北溫帶，全世界約有16種，我國(guó)約有11種，且在各地均有分布，分別為桑、川桑、荔波桑、吉隆桑、裂葉桑、光葉桑、蒙桑、雞桑、華桑、黑桑、長(zhǎng)穗桑[1]。桑的根皮、枝、葉、果實(shí)均可入藥，其中桑葉始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，列為中品。桑葉具有疏散風(fēng)熱，清肺潤(rùn)燥，清肝明目的功效，在臨床上主要用于治療風(fēng)熱感冒，肺熱燥咳，頭暈頭痛，目赤昏花等[2]。近年，對(duì)桑葉的報(bào)道漸多，且在醫(yī)藥和食品領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。本文就桑葉的化學(xué)成分及生物活性的研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)，以冀為桑葉的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和利用提供依據(jù)。

1 化學(xué)成分

桑葉化學(xué)成分豐富，主要包括酚類及黃酮類、生物堿類、氨基酸、多糖和甾類化合物等。

1.1 酚類及黃酮類化合物

1.1.1 Diels-Alder型加合物 Diels-Alder型加合物是桑屬植物特有的化學(xué)成分，是指異戊二烯與查爾酮或查爾酮衍生物發(fā)生Diels-Alder環(huán)加成反應(yīng)所得到的化合物[3]。目前從桑屬植物不同部分分離得到60多種，其中桑葉中有6種，包括桑呋喃 F1、F和U，chalcomoracin，桑黃酮 J，yunanensin E[4-5]。

1.1.2 茋類化合物 茋類化合物是以白藜蘆醇或其他二苯乙烯為單體聚合而成的一類化合物[3]。目前從桑葉中已分離得到桑辛素C、D、E、I、M、N、P、V、W、X、Y和Z，桑呋喃 A和B，wittifuran R、X、Y、Z，3’, 5’-dimethoxy wittifuran Y，ω-羥基-桑辛素 N，桑皮苷 F，morachalcone B和C[1,3,6]。

1.1.3 黃酮類化合物 桑葉中黃酮類成分豐富，占桑葉干物質(zhì)量的1 %～3 %[7]，也是桑葉的主要有效成分，包括黃芪苷，異槲皮苷，山奈酚，山奈酚-3,7-吡喃葡糖苷，山奈酚-3-O-α-L-鼠李糖-(1-6)-β-D-吡喃葡糖苷，山奈酚-3-O-6-Ⅱ-O-乙?；?β-D-吡喃葡糖苷，槲皮素-3, 7-D-O-β-D-吡喃葡糖苷，槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-(1-6)-β-D-吡喃葡糖苷，槲皮素-3-O-(6-O-丙二?；?-β-D-吡喃葡糖苷，槲皮素-3-O-6-Ⅱ-O-乙酰基-β-D-吡喃葡糖苷，蘆丁，異鼠李亭-O-乙酰基-吡喃葡糖苷，桑辛素，桑黃酮 C， 3-(2”-羥基-3”-甲基-3”-丁烯基)-桑辛素，黑桑素 F，黑桑素G，6-馬丁香茅醇，(2R, 4S)-2’, 4’-二羥基-2H-呋喃并-(3”, 4”: 8, 7)-黃烷-4-醇，(2S)-2’, 4-二羥基-7-甲氧基-8-丁酸黃烷，8-異戊烯基-2’, 4’-二羥基-7-甲氧基黃烷，8-異戊烯基-7, 2c-二羥基-4’-甲氧基黃烷，(2S)-8-羥乙基-7, 4’-二甲氧基黃烷-2’-O-β-D-吡喃葡糖苷，(2R)-7- 甲氧基-8-羥乙基-2’, 4’-二羥基黃烷，(2S)-7-羥基-8-羥乙基-4’-甲氧基黃烷-2’-O-β-D-吡喃葡糖苷，(2S)-7-甲氧基-8-羥乙基-4’-羥基黃烷-2’-O-β-D-吡喃葡糖苷，2’, 4’, 4, 2”-四羥基-3’-（3”-甲基丁烯-3”-烯基）-查爾酮，2, 4, 2’, 4’-四羥基查爾酮，滇桑素 C、D、E、F、H、I、J、K、L、M和N，brosimine B，morachalcone A，補(bǔ)骨脂乙素，桑色素等[1,3,6]。

1.2 生物堿類化合物

桑葉富含生物堿類化合物，是其有效的降糖部位之一，其中1-脫氧野尻霉素（1-DNJ）具有顯著的糖苷酶抑制作用[8]。桑葉生物堿均具有多個(gè)羥基，部分羥基與葡萄糖、半乳糖形成α、β糖苷，結(jié)構(gòu)上主要分為吡咯烷型生物堿、去甲莨菪烷型生物堿和亞胺型生物堿[9]。目前從桑葉中分離得到的吡咯烷型生物堿有1-DNJ、N-甲基-DNJ、2-O-α-D-半乳吡喃糖苷-1-DNJ、蕎麥堿、3-表蕎麥堿、4-O-β-D-吡喃葡糖苷蕎麥堿[10-11]。去甲莨菪型生物堿主要為打碗花素A3、B1、B2、B3和C1[10,12]。亞胺型生物堿有1, 4-二脫氧-1, 4-亞氨基-D-阿拉伯糖醇和1, 4-二脫氧-1, 4-亞氨基-（2-O-β-D-吡喃葡糖苷）-D-阿拉伯糖醇等[10]。

1.3 氨基酸類化合物

桑葉中氨基酸含量極為豐富，共18種，占桑葉干物質(zhì)量的10.10 %，其中含人體必需氨基酸44.85 %，不能合成的必需氨基酸占3.281 %，半必需氨基酸占1.843 %[13]。18種氨基酸分別是天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、精氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、組氨酸、賴氨酸及γ-氨基丁酸，其中谷氨酸可保護(hù)腦組織功能，參與糖代謝和蛋白質(zhì)代謝，含量最高，同時(shí)也是神經(jīng)遞質(zhì)γ-氨基丁酸的前體物質(zhì)，有降血壓作用[13-14]。

1.4 桑葉多糖

桑葉多糖是桑葉的活性成分之一，有明確的降血糖作用。目前分離純化得到的桑葉多糖組分有MP11（由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖組成，其摩爾比為21:16:3:3:1:20）、MP12（由鼠李糖和葡萄糖組成，其摩爾比為3:1）、MP13（主要由鼠李糖組成）[15]、多糖組分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（其中Ⅰ、Ⅲ含呋喃糖苷，Ⅱ含吡喃糖苷，組分Ⅰ、Ⅱ含β-葡苷鍵，組分Ⅲ含α-葡苷鍵）[16]及組成尚不明確的桑葉多糖SD2-3、SD3-3、SD3-4[17]、MLP1和MLP2[18]等。但由于多糖結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，目前對(duì)于部分桑葉多糖只能確定單糖的組成、比例、糖苷鍵類型和殘基，桑葉多糖的結(jié)構(gòu)還需進(jìn)一步研究。

1.5 甾類化合物

桑葉中植物甾醇的含量比一般植物高3～4倍，主要包括β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇[14,19]。另外桑葉中還含β-谷甾醇-β-D-葡萄糖、蛇麻脂醇、內(nèi)消旋肌醇、牛膝甾酮和蛻皮甾酮等[19]。

此外，桑葉中還含脂類、揮發(fā)油、有機(jī)酸、香豆素、維生素、色素和植物纖維等。

2 生物活性

研究表明，桑葉具有降血糖、抗炎、抗菌、抗病毒、抗衰老及抗癌等生物活性。

2.1 降血糖活性

桑葉中生物堿類、黃酮類化合物及桑葉多糖可通過(guò)多種途徑直接或間接地發(fā)揮降血糖作用。目前，桑葉降血糖機(jī)制主要有以下幾個(gè)方面。（1）抑制α-葡萄糖苷酶的活性：桑葉中1-DNJ作為強(qiáng)效α-糖苷酶抑制劑，能可逆非競(jìng)爭(zhēng)性地結(jié)合α-糖苷酶，抑制體內(nèi)二糖的轉(zhuǎn)化，同時(shí)，其他生物堿類、黃酮類及多糖類也具有一定的糖苷酶抑制活性；（2）促進(jìn)胰島素的釋放：桑葉多糖可促進(jìn)胰島β-細(xì)胞分泌胰島素、改善胰島素抵抗、促進(jìn)肝糖原合成，從而達(dá)到調(diào)節(jié)糖代謝、降低血糖的目的；（3）增加外周組織對(duì)葡萄糖的利用：桑葉中的黃酮類成分可發(fā)揮擬胰島素作用，促進(jìn)外周組織對(duì)葡萄糖的利用，降低血糖；（4）促進(jìn)胰島β-細(xì)胞修復(fù)：桑葉總黃酮可通過(guò)上調(diào)抗凋亡基因Bcl-2水平，下調(diào)促凋亡基因Bax表達(dá)，緩解胰島β-細(xì)胞的凋亡，并提高機(jī)體對(duì)胰島素敏感性，保護(hù)胰島β-細(xì)胞；（5）抑制非酶蛋白糖基化作用：桑葉總黃酮可抑制葡萄糖與蛋白質(zhì)結(jié)合，減少糖基化終末產(chǎn)物的合成，從而控制器官老化和糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生[20]。此外，桑葉中生物堿類、黃酮類化合物及桑葉多糖還可通過(guò)調(diào)控相關(guān)的信號(hào)通路等發(fā)揮降血糖活性。

2.2 抗炎活性

陳福君等首次研究了桑葉的抗炎活性，實(shí)驗(yàn)表明桑葉可抑制巴豆油致小鼠耳腫脹、角叉菜膠致足浮腫及醋酸引起的小鼠腹腔液滲出，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗炎活性[21]。桑葉與菊花1:1配伍可降低干酵母混懸液發(fā)酵致發(fā)熱大鼠的體溫和血清中白細(xì)胞介素、一氧化氮及髓過(guò)糖化酶的含量，發(fā)揮其解熱、抗炎作用[22]。

2.3 抗菌、抗病毒活性

樊黎生[23]等利用濾紙片法測(cè)定桑葉汁的抑菌作用，研究表明桑葉汁對(duì)大多數(shù)革蘭陽(yáng)性菌和革蘭陰性菌及部分酵母菌均有良好的抑制作用。陳佳佳等[24]測(cè)定了5種桑葉提取物對(duì)5種常見(jiàn)食源性污染菌的抑制作用，并進(jìn)行抑菌穩(wěn)定性試驗(yàn)，其中70 %乙醇提取物的抑菌效果最佳，抑制效果為枯草芽孢桿菌＞金黃色葡萄球菌＞普通變形桿菌＞大腸桿菌＞沙門(mén)菌；熱處理和紫外線照射對(duì)其抑菌活性無(wú)明顯影響，蔗糖和氯化鈉可增強(qiáng)70 %桑葉提取物的抑菌活性，隨pH的增加抑菌效果降低。

2.4 清除自由基與抗衰老活性

桑葉具有類似人參的抗衰老、穩(wěn)定神經(jīng)系統(tǒng)功能的作用，能緩解生理變化引起的情緒激動(dòng)，提高體內(nèi)超氧化物岐化酶的活性，有效清除體內(nèi)氧自由基，阻止體內(nèi)有害物質(zhì)的產(chǎn)生，減少或消除體內(nèi)的脂褐質(zhì)。其中桑葉水溶性多糖在0.2～1.2 mg/ml的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)對(duì)1, 1-二苯基-2-苦肼基（DPPH?）、羥自由基（?OH）、二銨鹽自由基（ABTS?）及超氧陰離子自由基（O2-?）4種自由基有明顯的清除效果；桑葉中黃酮等酚類化合物及維生素C也均起到了減少和清除體內(nèi)自由基作用，其中桑葉黃酮類化合物抗氧化損傷作用明顯[25-27]。

2.5 抗癌活性

桑葉能預(yù)防癌細(xì)胞生成，提高人體免疫力，主要功能成分包括桑葉黃酮類、DNJ、桑素、超氧化物岐化酶、γ-氨基丁酸及維生素，能抑制染色體突變和基因突變[28]。Kim等[29]從桑葉中分離得到兩種黃酮類化合物槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷和槲皮素-3,7-二-O-β-D-吡喃葡糖苷，二者對(duì)人早幼粒白血病細(xì)胞系HL-60的生長(zhǎng)有抑制作用，后者同時(shí)可誘導(dǎo)HL-60細(xì)胞系分化。Tsuruoka等[30]發(fā)現(xiàn)脫氧野尻霉素可抑制糖苷酶活性，在腫瘤細(xì)胞表面形成易被寄主免疫系統(tǒng)攻擊的未成熟的糖鏈，對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移的抑制率達(dá)80.5 %。

此外，桑葉還具有降血脂、降血壓、保護(hù)心腦血管、改善消化功能等生物活性。

3 研究展望

桑葉在我國(guó)擁有豐富的資源，且因其安全性好、無(wú)毒副作用，作為藥食兩用品越來(lái)越受到人們的重視與青睞。近期研究發(fā)現(xiàn)，桑葉提取物配合有氧運(yùn)動(dòng)可治療2型糖尿病，半夏桑葉湯對(duì)肺結(jié)核并發(fā)肺心病急性肺感染治療效果顯著[31]。另外，桑葉茶、桑芽蔬菜、桑葉糕點(diǎn)、飲料及優(yōu)質(zhì)植物蛋白粉等桑葉食品的開(kāi)發(fā)研究日益深入[32-33]。然而目前桑葉的研究同樣也存在問(wèn)題：對(duì)桑葉多糖的研究只局限于確定其單糖的組成、比例、糖苷鍵類型和殘基，隨著生化分離技術(shù)和現(xiàn)代分析儀器的發(fā)展和完善，桑葉多糖的結(jié)構(gòu)和空間構(gòu)象與生物活性關(guān)系的詳細(xì)研究將是今后桑葉多糖研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)；桑葉及其制品的組方配伍及有效成分的提取工藝需進(jìn)一步優(yōu)化，確保其最大程度地發(fā)揮作用；桑葉的有效成分作用機(jī)制、體內(nèi)分布及代謝規(guī)律尚未清楚，還需進(jìn)一步的探討與研究。相信對(duì)桑葉研究的不斷深入，桑葉及其制品將有望成為重要治療藥品和功能性食品。