黑果枸杞的花青素成分和藥理作用研究進(jìn)展

艾則孜江·艾爾肯，滕 亮，劉 夢，胡 巖(新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院藥學(xué)部，烏魯木齊 830054)

茄科植物黑果枸杞(LyciumruthenicumMurray)的成熟果實(shí)在我國傳統(tǒng)民族醫(yī)藥中占有重要的地位。據(jù)《維吾爾藥志》及藏醫(yī)學(xué)名著《晶珠本草》與《四部醫(yī)典》記載：黑果枸杞味甘、性平、清心熱，用于治療心熱病、心臟病、月經(jīng)不調(diào)、停經(jīng)等病癥[1]。黑果枸杞果實(shí)中富含花青素類天然色素、多糖、氨基酸及無機(jī)元素等成分，目前已發(fā)現(xiàn)的花青素多達(dá)十幾種，且花青素含量居各類漿果之首[2-3]。現(xiàn)代藥理學(xué)研究證明,黑果枸杞的抗衰老、抗自由基、改善視力、預(yù)防心血管疾病、提高認(rèn)知能力、抗腫瘤、抗突變等活性與花青素類成分有關(guān),花青素也是一種常見的天然食品添加劑[4]?；ㄇ嗨啬负擞刑祗每亍w燕草素、錦葵素和矮牽牛素[5]。其中矮牽牛素是最主要的花青素母核，其衍生花青素占黑果枸杞總花青素的90%以上。筆者綜述了近十幾年來黑果枸杞中的花青素成分及其藥理作用、藥代動力學(xué)和毒性作用的研究進(jìn)展。

1 黑果枸杞中的花青素類成分

花青素是一類水溶性色素，可隨著細(xì)胞液的酸堿情況改變顏色[6]。細(xì)胞液呈酸性則偏紅，細(xì)胞液呈堿性則偏藍(lán)?；ㄇ嗨仫@色的原因是花青素的共軛結(jié)構(gòu)使其在紫外與可見光區(qū)具有顯著吸收(520～545，275～285 nm)[7]。自然界中花青素多以糖苷化或?；问酱嬖?，其中糖苷化多發(fā)生在C3、C5和C7位羥基上[8]。結(jié)合的糖基可以為葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、乙糖和戊糖等[9-10]；結(jié)合的酰基化基團(tuán)有乙酸、丙二酸、香豆酸、芥子酸、阿魏酸、沒食子酸、草酸、丁二酸、蘋果酸、咖啡酸和琥珀酸等[11-13]。鄭潔[9]報道，在鮮黑果枸杞中發(fā)現(xiàn)了13種花青素，其中花青素母核為矮牽牛素、飛燕草素及錦葵素，相對分子質(zhì)量在300～1 000之間，且主要分布在600～1 000之間。Tian Z H等[14]報道了干黑果枸杞中8種花青素，其中母核為天竺葵素、矮牽牛素、錦葵素及飛燕草素，見圖1。所鑒別的化合物相對分子質(zhì)量較鮮果明顯減少，相對分子質(zhì)量多分布在450～650之間推斷黑果枸杞中花青素在陰干過程中會出現(xiàn)脫糖反應(yīng)。黑果枸杞干/鮮果實(shí)中花青素已鑒別成分見表1。

圖1 黑果枸杞中花青素的母核結(jié)構(gòu)

表1 黑果枸杞中幾種花青素的母核取代位置

目前花青素含量的常用檢測方法有pH 示差法[15-17]、紫外分光光度法[18-20]、HPLC法[21-23]和高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[24]。有研究發(fā)現(xiàn)，樣品的紫外吸光度值越大，樣品還原能力越強(qiáng)[25]。目前為了對黑果枸杞中花青素實(shí)現(xiàn)液相或液質(zhì)定量分析，流動相一般加入三氟乙酸以及高濃度的乙酸，以保證花青素的相對穩(wěn)定構(gòu)型。黑果枸杞中花青素在溶液中可以在共軛結(jié)構(gòu)之間相互轉(zhuǎn)換，其中包括顯示紅色的2-苯基苯并陽離子形式、無色的甲醇假堿形式、藍(lán)紫色的醌型堿形式和無色的查爾酮形式。結(jié)構(gòu)間互換的程度主要取決于溶液的pH環(huán)境。pH環(huán)境不僅影響花青素的構(gòu)型互換程度，還影響花青素的穩(wěn)定性。Fleschhut J等[26]報道,在中性條件下天竺葵素是最為穩(wěn)定的花青素。在低pH條件下，花青素主要是以離子形式存在。pH為2～4時，花青素主要以醌式結(jié)構(gòu)存在，此時顏色為藍(lán)色；pH為5～6時，羥基進(jìn)攻C2位，形成半縮醛化合物假堿，由于半縮醛化合物的不穩(wěn)定性，假堿進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)椴闋柾问交衔颷27]。鞏芳芳等[28-29]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同產(chǎn)地的黑果枸杞中花青素含量不同，說明產(chǎn)地的氣候條件和土壤條件會對黑果枸杞中花青素的含量產(chǎn)生影響。此外，汪洋等[29-30]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，野生型和人工栽培黑果枸杞內(nèi)的花青素含量無差異，說明人工栽培黑果枸杞可能是一種更好的方式。

表2 鮮/干黑果枸杞中的花青素成分

2 黑果枸杞中花青素的藥理作用

2.1抗氧化作用 花青素是一類強(qiáng)有力的抗氧化劑，能夠清除體內(nèi)自由基[31-32]。最早Tsuda T等[33]研究發(fā)現(xiàn)，天竺葵素-3-O-β-D-葡萄糖苷、矢車菊素-3-O-β-D-葡萄糖苷、飛燕草素-3-O-β-D-葡萄糖苷、天竺葵素、矢車菊素以及飛燕草素具有抗氧化活性、清除自由基能力和抑制由紫外線造成的脂質(zhì)氧化的能力。張玲艷等[34-35]研究發(fā)現(xiàn)，黑果枸杞中花青素具有清除1，1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH·)和羥基自由基(OH·)的能力，當(dāng)花青素質(zhì)量濃度大于0.5 mg·mL-1時，對OH·清除能力較強(qiáng)，且隨著花青素質(zhì)量濃度的增加，清除能力逐漸增強(qiáng)，而后趨于平衡。Duan Y 等[36]提出， 黑果枸杞中的花青素可有效地提高小鼠體內(nèi)抗氧化酶的活性，加強(qiáng)自由基的清除率，起到防輻射的作用。黑果枸杞中花青素的抗氧化機(jī)制可能有2個[37]：其一是通過供氫與氧自由基(ROS)結(jié)合，終止脂質(zhì)體過氧化的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，達(dá)到抑制氧化的作用；其二是與金屬螯合，防止過渡金屬(鐵、銅、鈷等)離子促進(jìn)過氧化脂(ROOH)和脂分子(RH)的分解和氧分子活化產(chǎn)生自由基。于長春等[38]通過研究發(fā)現(xiàn)，青海地區(qū)黑果枸杞中花青素的抗氧化能力高于寧夏和新疆地區(qū)。

2.2調(diào)節(jié)血脂的作用 林麗等[39-40]研究發(fā)現(xiàn)，黑果枸杞中花青素能升高血液內(nèi)總膽固醇(TC)和總?cè)８视?TG)的含量，降低低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)含量，說明花青素具有一定的降血脂和抑制體內(nèi)脂質(zhì)過氧化作用，能夠預(yù)防動脈粥樣硬化。目前黑果枸杞中花青素調(diào)節(jié)血脂的可能機(jī)制為[41]：(1)抑制環(huán)磷酸腺苷-磷酸二酯酶(cAMP-PDE酶)的活性：結(jié)果是環(huán)磷酸腺苷(cAMP)的濃度降低，而cAMP依賴蛋白的磷酸激酶可抑制還原酶3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶(HMG-CoA)，從而使HMG-CoA的磷酸化提高，最終使膽固醇合成減少。(2)螯合金屬離子，影響酶蛋白的磷酸化：重金屬陽離子(Zn2+)是磷酸激酶發(fā)生酶促反應(yīng)不可缺少的作用位點(diǎn)，金屬離子與黃酮結(jié)合形成絡(luò)合物，最終對酶促反應(yīng)有負(fù)影響。但是黑果枸杞總黃酮對TC的降低與劑量不存在量效關(guān)系。有研究推測[42]，黑果枸杞總黃酮或許在其他關(guān)鍵位點(diǎn)影響脂類的新陳代謝，如通過影響體內(nèi)膽固醇的轉(zhuǎn)化排泄途徑；或與高密度脂蛋白(HDL)和低密度脂蛋白(LDL)的疏水基團(tuán)的結(jié)合。

2.3抗腫瘤作用 花青素可能是通過促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)信號通路、增加化療敏感性等實(shí)現(xiàn)抗腫瘤作用[43]。Haseeb A等[44]研究表明，花青素可作用于磷脂酰肌醇-3激酶等途徑來抑制外界刺激，誘導(dǎo)環(huán)氧合酶的表達(dá)和一氧化氮的產(chǎn)生。

2.4其他作用 大量文獻(xiàn)報道，黑果枸杞中花青素具有抗氧化及調(diào)節(jié)血脂作用，還有報道其具有保護(hù)細(xì)胞[44-46]、延緩衰老[47-48]、抗疲勞[49-52]、增強(qiáng)免疫功能[53-54]以及抗菌活性[55]。上述作用機(jī)制尚不明確，仍需進(jìn)一步研究。

3 黑果枸杞中花青素的藥代動力學(xué)

由于中藥黑果枸杞中花青素的化學(xué)成分研究還處于初步階段，主要有效成分尚不是很明確,目前黑果枸杞中花青素的研究多采用模擬藥理效應(yīng)法來研究其藥代動力學(xué)。采用模擬藥理效應(yīng)法[56]研究中藥藥代動力學(xué)符合中藥的整體觀，測得的各項(xiàng)參數(shù)能夠反映中藥多種成分的綜合療效與協(xié)同效應(yīng)。

殷紅梅[57]以家兔全血中谷光甘肽過氧化物酶(GSH-PX)活力升高率為藥理效應(yīng)指標(biāo)，采用藥理效應(yīng)法對黑果枸杞中花色素進(jìn)行了藥動學(xué)研究。結(jié)果表明，75，100，125 mg·kg-13個給藥劑量下，大致符合一級吸收二室模型，藥效消除半衰期為2.76～4.35 h，藥效呈現(xiàn)速率常數(shù)為1.45～1.59 h，藥效消除速率常數(shù)為0.16～0.25 h，藥效達(dá)峰時間為1.5 h。

4 黑果枸杞中花青素的毒性

黑果枸杞屬于藥食同源類物品，日益在食品、醫(yī)藥等方面受到人們的重視，因此，對黑果枸杞花青素進(jìn)行毒理研究具有重要意義。趙曉輝等[58]對黑果枸杞花青素的毒理學(xué)進(jìn)行評價，結(jié)果顯示，小鼠和SD大鼠均未見明顯的中毒癥狀或死亡，表明黑果枸杞中花青素?zé)o毒無害，可以安全使用。內(nèi)蒙古阿拉善盟蒙古族牧民在放牧途中常采摘黑果枸杞的果實(shí)生吃解渴，并將其作為常見食用野果種類之一，未見有中毒或不適癥狀發(fā)生[59]。綜上所述，黑果枸杞中花青素具有較好的食用安全性，可以作為藥食兩用的天然色素使用。

5 展望

花青素安全無毒，兼具一定的營養(yǎng)和藥理作用[60-62]，不僅用于藥品的開發(fā)，還可作為營養(yǎng)強(qiáng)化劑和防腐劑等食品添加劑，開發(fā)前景廣闊，但目前研究基礎(chǔ)薄弱，存在以下問題急需解決：①花青素屬多酚類化合物，光熱不穩(wěn)定性及不同構(gòu)型間藥效差異；②黑果枸杞中有效成分花青素抗腫瘤、延緩衰老等藥理作用機(jī)制還有待研究；③黑果枸杞中花青素的毒理及藥代動力學(xué)研究還停留在動物實(shí)驗(yàn)階段,不夠深入。目前，已有很多花青素提取方法的報道，為其今后進(jìn)一步加工成黑果枸杞功能性食品的應(yīng)用開發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn)提供依據(jù)[63-66]。

總之，黑果枸杞是具有很大開發(fā)價值的民族藥材，但目前對黑果枸杞中花青素的基礎(chǔ)研究還有待進(jìn)一步深入。