杜仲雄花活性成分及其生物活性研究進(jìn)展

岳芽，胡競(jìng)月，譚欣，徐鶯，莊國(guó)慶，時(shí)小東*

（1.成都大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部雜糧加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610106；2.四川大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，四川 成都 610064；3.四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川 成都 610081）

杜仲（Eucommia ulmoides）為杜仲科的單一種屬植物，在《神農(nóng)本草經(jīng)》和《本草綱目》等古書中均有關(guān)于杜仲藥用功效的描述。作為“三木藥材”，杜仲適應(yīng)性強(qiáng)，在我國(guó)分布范圍較廣，且具有多種活性成分和藥用價(jià)值[1-2]。杜仲為雌雄異株木本植物，其雄花粉是一種珍貴的藥食兩用花粉資源，含有大量的活性物質(zhì)，已經(jīng)被列入新資源食品目錄之中[3-4]。杜仲雄花吸引了許多科研人員對(duì)其成分、功能和綜合利用等方面進(jìn)行研究。本文對(duì)杜仲雄花主要活性成分及其功能等進(jìn)行綜述，旨在為杜仲雄花的開發(fā)和綜合利用提供參考。

1 杜仲雄花活性成分

杜仲雄花活性成分豐富，主要為黃酮類、萜類、苯丙素類、礦物質(zhì)和維生素等。

1.1 黃酮類化合物

黃酮類化合物是一類廣泛存在于植物中的天然化合物，具有多種生物活性功能[5]。杜仲雄花中含有豐富的黃酮類化合物。杜慶鑫等[6]采用AlCl3比色法測(cè)定出杜仲雄花中總黃酮含量為21.99 mg/g。楊海濤等[7]采用超聲輔助醇提取法提取杜仲雄花的總黃酮，提取率為2.46%。丁艷霞等[8]運(yùn)用多種色譜技術(shù)對(duì)杜仲雄花中的黃酮類物質(zhì)進(jìn)行分離純化，分離出10 種黃酮類化合物，分別為柚皮素、槲皮素、槲皮素-3-O-α-L-阿拉伯糖基（1→2）-β-D-葡萄糖苷、異槲皮苷、江戶櫻花苷、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖基（1→2）-β-D-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-β-D-（6″-O-乙酰基）-β-D-葡萄糖苷、蘆丁、異鼠李素-3-O-β-D-葡萄糖苷、紫云英苷。結(jié)果表明，杜仲雄花中的黃酮類成分主要為以槲皮素、山柰酚為苷元連接單個(gè)或多個(gè)糖形成的黃酮苷類成分[9]。隨著代謝組學(xué)技術(shù)的發(fā)展，杜仲雄花中更多種類的黃酮類化合物得到鑒定。Sun 等[10]采用靶向高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法，在杜仲雄花中檢測(cè)到206 種黃酮類成分，涉及黃酮醇類、異黃酮、二氫黃酮類、查爾酮、二氫查爾酮等，其中槲皮素-3'-葡萄糖苷、異槲皮苷、蘆丁、柚皮素等18 種黃酮類物質(zhì)占總黃酮的90%以上。

1.2 萜類化合物

杜仲雄花中的萜類化合物主要是環(huán)烯醚萜類和三萜類化合物，其中桃葉珊瑚苷和京尼平苷酸的含量豐富[10]。徐文泱等[11]建立了杜仲雄花茶中京尼平苷酸三聚體、筋骨草苷、雷撲妥苷、京尼平苷、京尼平苷酸、車葉草苷以及桃葉珊瑚苷的液相色譜檢測(cè)方法，且證實(shí)適宜的加工溫度和時(shí)間有利于杜仲雄花中桃葉珊瑚苷和京尼平苷酸等萜類化合物的釋放。丁艷霞等[12]通過正相硅膠柱色譜、反相柱色譜、凝膠色譜以及重結(jié)晶等多種分離純化手段，對(duì)杜仲雄花中三萜類化合物進(jìn)行分離和鑒定，得到萜類化合物為3-oxo-12-enursane-28-O-α-L-arabinofuranosyl （1→6）-β-D-glucopyranoside、2α，3β-dihydroxyurs-12-en-28-oic acid（28→1）-β-D-glucopyranosyl ester、熊果酸、α-香樹脂醇、熊果醇、3-O-乙酰基熊果酸乙酸酯、3-O-乙?；R墩果酸、白樺脂酸、白樺脂醇。Ding 等[13]采用不同類型的柱層析技術(shù)，從杜仲雄花中分離得到4 個(gè)新的環(huán)烯醚萜和9 個(gè)已知的環(huán)烯醚萜，并確定新化合物分別為3β -methoxyartselawnin C、6β -hydroxyl -1β，3β -dimethoxyartsclaenin III、3，4-dihydro-3β-ethoxyasperuloside 和3，4-dihydro-3β-ethoxydesacetylasperuloside。Li 等[14]從杜仲雄花中分離得到3 個(gè)新的單萜化合物，命名為eucomylide A、B、C。隨著純化技術(shù)和質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展，研究者從杜仲雄花中鑒定出了許多新的萜類化合物，這將為揭示其生物活性提供物質(zhì)基礎(chǔ)。

1.3 其他物質(zhì)

苯丙素是一類具有C6-C3結(jié)構(gòu)的化合物，是木脂素和黃酮類化合物的前體，其中，綠原酸是杜仲苯丙素類化合物中重要的活性物質(zhì)[4，15]。文歡等[16]采用高效液相色譜法測(cè)得杜仲雄花茶中綠原酸含量為0.06%～2.81%，可作為杜仲雄花及其制品質(zhì)量控制的重要指標(biāo)。嚴(yán)穎等[9]采用液相色譜-電噴霧三重四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜法從杜仲雄花中鑒定出8 種苯丙素類，分別為愈創(chuàng)木基丙三醇、寇布拉苷、新綠原酸、綠原酸、隱綠原酸、咖啡酸、異綠原酸A、異綠原酸C。在氨基酸方面，對(duì)193 份種質(zhì)雄花進(jìn)行氨基酸含量測(cè)定，結(jié)果表明，其以天冬氨酸和谷氨酸為主，總氨基酸平均含量為206.23 mg/g，必需氨基酸含量為68.37 mg/g，且不同種質(zhì)之間遺傳多樣性指數(shù)最大[5，17]。此外，杜仲雄花中還含有維生素以及K、Ca、Cu、Fe、Mu 等元素[18]。以上研究表明，杜仲花粉的營(yíng)養(yǎng)和活性物質(zhì)豐富且全面，具有食品開發(fā)價(jià)值。

2 杜仲雄花的生物活性

研究發(fā)現(xiàn)杜仲雄花生物活性主要包括抗氧化、抗炎、抑菌、鎮(zhèn)靜催眠、調(diào)節(jié)血壓、調(diào)節(jié)血脂、調(diào)節(jié)血糖等。

2.1 抗氧化、抗炎及抑菌作用

杜仲雄花的抗氧化活性與其活性成分息息相關(guān)，如黃酮類化合物[19]。杜仲雄花中含有大量的酚類化合物，其還原力、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl radical，DPPH）自由基清除率和抗脂質(zhì)過氧化活性與總酚含量呈顯著正相關(guān)[20]。邢敏等[21]研究發(fā)現(xiàn)杜仲雄花多酚對(duì)羥基自由基（·OH）、超氧陰離子自由基（O2-·）和DPPH 自由基的清除率分別達(dá)到72.01%、32.33%、85.33%，表明杜仲雄花具有較好的抗氧化活性。劉夢(mèng)培等[22]利用動(dòng)態(tài)高壓微射流處理杜仲雄花多糖溶液，對(duì)比未經(jīng)處理的杜仲雄花多糖溶液，·OH、2，2-聯(lián)氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸） 二銨鹽[2，2'-azinobis-（3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate，ABTS）]陽離子自由基和DPPH 自由基的清除率增幅依次為15.1%、16.2%和40.7%，表明其抗氧化能力得到一定程度的提高。

同時(shí)，體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)均證實(shí)了杜仲雄花具有抗炎作用。Wang 等[23]的研究結(jié)果表明杜仲雄花70%乙醇提取物在體內(nèi)外均有抗炎作用，與抑制有關(guān)促炎細(xì)胞因子和中性粒細(xì)胞有關(guān)。通過MH7A 細(xì)胞的體外實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)杜仲雄花醇提取物能明顯降低MH7A 細(xì)胞上清液中腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNFα）和NO 水平，初步推斷杜仲雄花醇提物在體外可以促進(jìn)RA-FLS 細(xì)胞的凋亡并有一定的抗炎作用[24]。王健英等[25]研究了杜仲雄花醇提取物對(duì)模型小鼠氣道變應(yīng)性炎癥的影響，發(fā)現(xiàn)杜仲雄花醇提取物對(duì)氣道變應(yīng)性炎癥有一定的抑制作用。黃紅瑩等[26]研究了杜仲雄花茶水提液對(duì)免疫球蛋白E（immunoglobulin E，IgE）介導(dǎo)的小鼠皮炎動(dòng)物模型的作用，證明杜仲雄花茶水提液對(duì)特應(yīng)性皮炎具有抗炎作用。此外，杜仲雄花中含有的桃葉珊瑚苷也有一定的抗炎作用，主要表現(xiàn)在抑制小鼠巨噬細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α[27]。同時(shí)，杜仲雄花及其提取物對(duì)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎也有潛在的治療作用[28-29]。

在抑菌方面，杜仲雄花提取物對(duì)枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、炭疽桿菌、大腸桿菌和黑曲霉具有較好的抑菌作用[30-32]。杜仲雄花提取物能夠使細(xì)菌DNA和蛋白質(zhì)含量下降，破壞細(xì)胞膜完整性，通過增加細(xì)胞膜通透性等方式抑制金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng)繁殖[33]。杜仲雄花及其提取物具有作為天然食品防腐保鮮劑的潛在應(yīng)用價(jià)值。

2.2 鎮(zhèn)靜催眠、神經(jīng)保護(hù)及抗疲勞作用

杜仲雄花及其提取物在鎮(zhèn)靜催眠方面有著很好的效果。Li 等[34]證實(shí)了杜仲雄花總生物堿能誘導(dǎo)小鼠入睡，具有良好的鎮(zhèn)靜催眠和抗小鼠驚厥作用。除杜仲雄花提取物外，杜仲雄花水提物及雄花茶也具有鎮(zhèn)靜催眠作用，能明顯提高小鼠睡眠率[35]。陳百泉等[36]研究了杜仲雄花茶對(duì)小鼠的鎮(zhèn)靜催眠作用，結(jié)果表明，杜仲雄花茶能減少小鼠自主活動(dòng)次數(shù)，延長(zhǎng)其睡眠時(shí)間。杜仲雄花在神經(jīng)保護(hù)方面也有一定作用，其中，槲皮素-3-O-桑布雙糖苷（quercetin-3-O-sambubioside）能刺激神經(jīng)中樞以增強(qiáng)興奮感，而不引起驚厥[37]。同時(shí)，杜仲雄花可通過抑制過度自噬及乙酰膽堿酯酶（acetylcholinesterase，AChE）和slc6a3 基因的表達(dá)來改善阿爾茨海默病癥狀[10]。Ding 等[38]研究了杜仲雄花對(duì)乙醇致小鼠小腦和大腦皮層DNA 損傷的保護(hù)作用，結(jié)果表明杜仲雄花可以降低Keap1 蛋白的表達(dá)水平，提高細(xì)胞抗氧化應(yīng)激的能力，從而提高神經(jīng)系統(tǒng)的保護(hù)功能。在抗疲勞方面，杜仲雄花茶能夠加強(qiáng)受試動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)耐力，改善影響疲勞的相關(guān)生理生化指標(biāo)，從而表現(xiàn)出抗疲勞作用[39]。Li 等[40]研究表明杜仲雄花中的京尼平苷酸、去乙?；嚾~草苷酸、咖啡酸、柚皮素、無梗五加苷B、蘆丁和槲皮素7 種物質(zhì)可能通過參與激素調(diào)節(jié)而發(fā)揮抗疲勞作用。

2.3 其他作用

除了上述生物活性外，杜仲雄花還具有調(diào)節(jié)血壓、血脂、血糖和保護(hù)肝損傷的作用等。Ding 等[41]研究表明，杜仲雄花的水提取物可通過激活自發(fā)性高血壓大鼠ACE2-Ang-（1-7）mAs 信號(hào)通路發(fā)揮降壓作用。婁麗杰等[42]證明了杜仲雄花茶可以對(duì)四氯化碳引起的小鼠肝損傷有一定保護(hù)作用。同時(shí)，陳保玲[43]研究發(fā)現(xiàn)杜仲花粉可以降低大鼠血清中谷丙轉(zhuǎn)氨酶（alanine aminotransferase，ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（aspartate transaminase，AST）的含量，也證實(shí)了杜仲雄花具有保護(hù)肝臟的作用。陳百泉等[36]研究發(fā)現(xiàn)杜仲雄花茶能有效延長(zhǎng)小鼠的耐低溫、耐高溫、負(fù)重游泳及耐缺氧的時(shí)間，減緩因應(yīng)激因子引起的機(jī)體損傷。

3 杜仲雄花產(chǎn)品

杜仲雄花產(chǎn)品有雄花茶、發(fā)酵酒、代餐粉以及破壁咀嚼片。杜仲雄花茶是以杜仲雄花為原料，經(jīng)攤晾、揉捻成型、速凍、真空干燥、殺青、催香、過篩冷卻等工藝研制而成，湯色黃綠透亮，滋味濃郁爽口，香氣獨(dú)特持久[16]。杜仲雄花發(fā)酵酒是利用干杜仲雄花加水浸泡后，加熱、冷卻、加糖調(diào)酸后，接種釀酒酵母并發(fā)酵、過濾，再經(jīng)過后酵、陳釀、澄清、過濾、調(diào)配、灌裝、殺菌后制得的產(chǎn)品。杜仲雄花酒呈粉紅色，有光澤，外觀清澈透明，無沉淀及懸浮物，具有花香及酒的和諧香味，清新爽口[44]。杜仲雄花代餐粉是經(jīng)過原料粉碎、酵解、離心、過濾、濃縮、擠壓膨化、粉碎、混合等工藝加工而成[45]。鐘雪婷等[46]通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對(duì)代餐粉進(jìn)行研究，制備的代餐粉沖調(diào)性良好，入口順滑，感官品質(zhì)較佳，其血糖生成指數(shù)（glycemic index，GI）為45.8，有穩(wěn)定餐后血糖的效果，適合三高（高血壓、高血脂和高血糖）人群食用。杜仲雄花破壁咀嚼片則是通過真空干燥、超微粉破壁、混合原輔料、干燥、壓片等工藝制成，該產(chǎn)品色澤呈棕綠色，外觀光潔圓整，茶香味濃，酸甜可口、口感細(xì)膩、有可嚼性[47]。

杜仲雄花產(chǎn)品以雄花茶的研究最為廣泛。Ding等[3]利用4 種環(huán)烯醚萜類、1 種苯丙素類和6 種黃酮類物質(zhì)構(gòu)建了杜仲雄花茶的液相色譜指紋圖譜，用于產(chǎn)品質(zhì)量控制和分類。魏媛媛等[48]對(duì)不同產(chǎn)地杜仲雄花茶進(jìn)行分析，根據(jù)地理位置的不同，就多糖、總黃酮及活性成分含量而言，陜西產(chǎn)地的杜仲雄花茶品質(zhì)較佳，貴州產(chǎn)地品質(zhì)較差；且南方產(chǎn)地杜仲雄花感官品質(zhì)明顯高于北方產(chǎn)地，而北方產(chǎn)地杜仲雄花多糖含量明顯高于南方產(chǎn)地。針對(duì)杜仲雄花茶在加工過程中易變色的問題，付卓銳等[49]利用鹽離子、檸檬酸、抗壞血酸和殺青等處理抑制杜仲雄花的褐變以實(shí)現(xiàn)護(hù)綠的效果，確定了杜仲雄花茶加工過程中適宜的護(hù)綠工藝：杜仲雄花蕾與提取液的料液比為10∶1（g/mL），其中提取液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.04%的Zn2+水溶液和0.4%的檸檬酸水溶液，杜仲雄花蕾噴灑處理后于蒸汽中蒸40 s，制成的杜仲雄花茶可以避免加工過程中變色和品質(zhì)變差的問題。根據(jù)不同的工藝方法，杜仲雄花茶的成分含量以及品質(zhì)方面有所不同。董娟娥等[50]研究了微波工藝與傳統(tǒng)炒制、熱風(fēng)干燥方法對(duì)杜仲雄花茶品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)微波干燥速度快、效率高，可最大程度地保留杜仲雄花中的功能性成分，且干燥的杜仲雄花茶的感官品質(zhì)佳，可作為生產(chǎn)杜仲雄花茶的首選方法。劉夢(mèng)培等[51]以杜仲雄花為原料，探討了采用釀酒酵母、植物乳桿菌單獨(dú)和二者復(fù)合發(fā)酵對(duì)杜仲雄花茶品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，菌種發(fā)酵效果為植物乳桿菌＞復(fù)合菌＞釀酒酵母。植物乳桿菌發(fā)酵杜仲雄花茶汁6 d 后，可溶性固形物含量、透光率、pH 值依次為7.6%、45.3%和3.1，滋味和香氣最佳；綠原酸、總黃酮含量分別在第1 天、第5 天達(dá)到峰值，增幅依次為29.4%和70%；多酚、多糖含量分別在第1 天、第3 天降至最低，降幅依次為33.9%和71%。利用發(fā)酵技術(shù)能夠提高杜仲雄花茶中活性成分的含量，促進(jìn)滋味和香氣物質(zhì)的形成，是提高杜仲雄花茶品質(zhì)的重要技術(shù)手段。

4 結(jié)語

杜仲雄花作為我國(guó)珍貴的藥食兩用花粉資源，具有悠久的使用歷史。近年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)杜仲雄花的活性成分及作用進(jìn)行了深入研究，表明杜仲雄花含有豐富的生物活性成分，具有多種生物活性作用，如抗氧化、鎮(zhèn)靜催眠、抑菌、調(diào)節(jié)血壓、調(diào)節(jié)血脂、抗疲勞、神經(jīng)保護(hù)等作用。但目前來看，市面上的杜仲雄花產(chǎn)品相對(duì)較少，杜仲雄花及其制品生產(chǎn)過程中活性成分及品質(zhì)變化規(guī)律和形成機(jī)理尚未展開深入研究。因此，可有針對(duì)性地優(yōu)化杜仲雄花活性成分的提取工藝，以便開發(fā)適用于不同特殊人群的功能性食品；另一方面，可進(jìn)一步開展面制品、飲品等杜仲雄花大眾產(chǎn)品的研發(fā)，從杜仲雄花改變產(chǎn)品特性、風(fēng)味和適口性等方面開展系統(tǒng)研究，提高杜仲雄花制品市場(chǎng)的接受度和認(rèn)可度。