中药沉香研究进展

2011-02-13谭丽杰山东聊城市中医院药剂科聊城市252004

中国药房 2011年39期

谭丽杰（山东聊城市中医院药剂科，聊城市 252004）

中药沉香为瑞香科植物白木香Aquilaria sinensis（Lour.）Gilg含有树脂的木材[1]。沉香药材可分为国产沉香和进口沉香，其国产沉香又名海南沉香，主产于海南岛、广西等地；进口沉香主产于印度、马来西亚等地。其味辛、苦，性微温，具行气止痛、温中止呕、纳气平喘的功效，用于治疗胸腹胀闷疼痛、胃寒呕吐呃逆、肾虚气逆喘急。

白木香英文名为Incense Tree，又名牙香树、女儿香、栈香等，是我国生产中药沉香的唯一植物资源，为我国特有的珍贵药用植物[2]。健康的白木香植物并不产生沉香，只有通过自然因素（雷劈、火烧、虫蛀等）或人为因素（砍伤、打洞、接菌等）的作用，沉香才会在白木香植物中逐渐形成。沉香独有一种龙涎香与檀香混合的香味，这种混合香味目前仍无法人工合成，因而更显得其稀有珍贵。历史上我国的白木香资源十分丰富，但近年来，由于白木香自然繁殖率低、生存环境被严重破坏、虫害及人为掠夺式砍伐等原因，白木香资源遭到严重破坏，现仅有零星散生的残存植株。白木香1987年被列为国家珍稀濒危三级保护植物。1992年《中国植物红皮书》指出，由于人们任意采集树脂入药，白木香数目剧减，属易危品种。1999年其成为国家二级重点保护野生植物。目前，我国药用沉香70%以上依靠进口，市场缺口较大，药材价格相当昂贵[3]。

沉香含挥发油的量较高，具有浓郁的香气，是沉香挥发性药效的主要成分[4]。笔者就近年来国内、外对沉香的产香机制、化学成分与质量研究等作一综述，以为其开发利用提供参考。

1 沉香的产香机制

一般认为沉香的形成是由于树干损伤后被真菌侵入寄生，在菌体内酶的作用下，使木薄壁细胞贮藏的淀粉发生一系列的变化，从而形成香脂经多年沉积而得。目前，研究主要集中于以下3个方面：病理学、创伤/病理学与非病理学。

沉香的形成与真菌侵染，如与曲霉（Aspergillus sp.）、可可球二孢菌（Botryodiplodia theobromae）、芽枝霉Cladosporum sp.、Ebicoccum granulatum、镰刀菌（Fusarium sp.）、毛霉（Mucor sp.）、青霉（Penicillium sp.）、Rhizoplius sp.、Sphamopus sp.、Tolura sp.、木霉（Trichoderma sp.）等有关。此外，球毛壳菌（Chaetomium globosum）、尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）和裂褶菌（Schizophyllum sp.）也与沉香形成有关[5～7]。

有研究认为，创伤是沉香形成的主要原因，而真菌侵染是次要作用。有研究报道称，树体（A.malaccensis）总是在有创伤时才能形成沉香，而健康树体没有沉香形成。Rahman MA等[8]从树体木块中分离真菌，并将真菌接种，结果表明沉香形成是由开放性伤口引起，并非由特定活性真菌而产生。

生物受到外界侵染，一般都会自动产生防御机制。沉香的形成也可能是对创伤的防卫性反应。Nobuchi T等[5]认为，沉香木创伤后的沉香形成过程中，有两个明显的生理变化阶段：首先是树体受伤后，其薄壁组织细胞内淀粉减少直至消失；第二阶段是在淀粉粒消失后会有显著的液胞化现象，并出现褐色小滴状物。在液胞化的过程中，发现空胞转化成为耐高渗透压状态，与沉香形成有密切的关系，在此过程中未发现任何真菌或菌丝。

2 沉香的造香技术

白木香种植6～7年后，胸径15 cm时即可人工造香。一般认为树龄愈大，树脂凝结时间愈长，其取香质量也愈好。人工造香就是人为使木材受到外伤，促进真菌侵入[9]。

2.1 砍伤法

通常选择8～10年或10年以上、树干直径30 cm左右的植株，在距地面1.5～2 m处，顺砍几刀，刀与刀之间的距离约30～40 cm，伤口深约3～4 cm。一段时间后伤口附近的木质部会分泌油脂类物质，数年后逐渐变成黑棕色，这便是沉香。取香后造成的伤口，仍有可能继续结香。

2.2 半断干法

在离树干基部1～2 m处的树干上锯一伤口，深度可达树干粗的1/3～1/4，可在同一方向不同高度锯几个伤口，伤口之间的距离为30～40 cm，伤口宽约3～4 cm，俗称“开香门”。伤口处也能结香，数年后即可在伤口处取香，取香后香门仍有可能继续结香。

2.3 化学法

用甲酸、硫酸等处理伤口，可刺激伤口，采收后再用药物处理，仍可能继续结香。

2.4 人工接种结香法

在大树上用锯或凿在树干的同一边，从上到下每隔40～50 cm开一香门，香门长为树干粗的一半，深度为树干粗的一半，宽为1 cm。如果是小树，则每隔15 cm钻一个洞，从树干一面穿向对面，以不穿透为准。开凿香门后，天气干燥时用冷水淋湿伤口，随即将菌种塞满香门，用塑料薄膜包扎封口，以防杂菌的污染或昆虫、蚂蚁等的危害，又可保湿以利菌种繁殖。当上下伤口都结香而相连接时，大约4年后整株砍下可采到二级沉香。

2.5 凿洞法

在距树干基部50 cm直至树顶上端枝条全面打洞，亦叫“开香门”。其圆形小洞口直径1～1.5 cm，洞口相距7 cm，上下洞口相距为15 cm。打洞后，必须砍掉枝条一部分，防止风倒。为使树脂分泌得快，还要采取物理、化学处理或菌种接种方法。经过打洞处理后，白木香树生长分泌油脂，时间越长，油脂越厚。定洞2年后，白木香树的生长细胞把洞口密封，变为内包香，洞内油脂分泌更厚，3～5年油脂厚度可达到沉水。数年后，就可将全树倒放，按照左右上下洞口距离中间线，用锯分开，成为一条条油格空心木条，再用小刀雕去白木，留下黑色树脂部分即可。

3 化学成分

中药沉香化学成分研究始于20世纪80年代。其化学成分主要有倍半萜化合物（挥发性成分）、2-（2-苯乙基）色酮、三萜类、芳香族类、脂肪酸类及其他成分[10]。

3.1 倍半萜类

邓红梅等[11]用超临界二氧化碳流体法萃取沉香中的精油，首次从中分离得到3种倍半萜化合物：γ-芹子烯、α-可巴烯-8-醇、广藿香醇。杨峻山等[12～14]用气相色谱法比较了国产沉香和进口沉香挥发油的组成，发现两者有差别；国产沉香的挥发油经硅胶柱和氧化铝柱层析分离得到螺旋烷类倍半萜成分白木香酸、白木香醛、沉香螺旋醇和沉香螺旋醛，当经硅胶柱层析和制备性薄层层析分离后得到2个沉香呋喃倍半萜；同时还从该植物挥发油的低沸点部分得到4个已知化合物：苄基丙酮、对甲氧基苄基丙酮、茴香酸和β-沉香呋喃。徐妍青[15]采用气相色谱（GC）及气相色谱-质谱（GC-MS）方法，对沉香呋喃类中的（α-白木香、β-白木酸、去氢白木香醇）3对差向异构体进行了成功的分离鉴定，确定了每对异构体的比例。有学者对沉香精油进行分离研究，得到了2个新的倍半萜化合物：呋喃白木香醛、呋喃白木香醇，同时还得到二氢卡拉酮等已知化合物。梅文莉等[16]首次报道了在沉香挥发油中发现苍术醇、圆柚酮、缬草烯酸、愈创醇、γ-古芸烯、γ-蛇床烯、绿花白千层醇、异香橙烯环氧化物、朱栾倍半萜和α-木香醇等倍半萜成分。

3.2 三萜类

林立东等[17]从白木香中分得羟基何帕酮（3-oxo-22-hydroxyhopane）。

3.3 2-（2-苯乙基）色酮

杨峻山等[18～20]将国产沉香经层析得到6个色酮类化合物，分别为2-（2-苯乙基）色酮、6-羟基-2-（2-苯乙基）色酮、6-甲氧基-2-（2-苯乙基）色酮、6，7-二甲氧基-2-（2-苯乙基）色酮、6-羟基-2-[2-（4′-甲氧基苯乙基）]色酮、6-甲氧基-[2-（3′-甲氧基苯乙基）色酮；而后经硅胶层析，分得5，8-二羟基-2-（2-对甲氧基苯乙基）色酮、6，7-二甲氧基-2-（2-对甲氧基苯乙基）色酮和5，8-二羟基-2-（2-苯乙基）色酮。林立东等[21]又从白木香中分得 6-甲氧基-2-[2-（4′-甲氧基苯）乙基]色酮和 6，7-二甲氧基-2-[2-4′-甲氧基苯乙基]色酮。Yagura T等[22]从沉香的甲醇提取物中分得4个新的2-（2-苯乙基）色酮类化合物，分别为5-hydroxy-6-methoxy-2-（2-phenylethyl） chromone、6-hydroxy-2-（2-hydroxy-2-phenylethy1） chromone、8-chloro-2-（2-phenylethy1）-5，6，7-trihydroxy-5，6，7，8-tetrahydrochromone 以及6，7-dihydroxy-2-（2-phenylethy1）-5，6，7，8，-tetrahydrchromone。

江滨等[23]采用硅胶柱色谱等方法进行分离纯化，根据理化性质和波谱数据进行结构鉴定。结果，从沉香中分离得到5个色酮类化合物，经鉴定为6-羟基-2-[2-（4′-甲氧基苯基）乙基]色酮（1）、6-羟基-2-（2-苯乙基）色酮（2）、6-羟基-7-甲氧基-2-（2-苯乙基）色酮（3）、6-羟基-2-[2-（4′-羟基苯基）乙基]色酮（4）、6，7-二甲氧基-2-[2-（4′-甲氧基苯）乙基]色酮（5）。其中，色酮（3）和色酮（4）为首次从白木香中分离得到。

3.4 芳香族类

梅文莉等[24]对5批国产沉香经GC-MS分析后首次报道了在沉香挥发油中发现2，4-二叔丁基苯酚、4-甲基-2，6-二叔丁基苯酚、苯基丙酸、1-苄氧基-8-萘酚、茴香基丙酮等芳香族成分。

3.5 脂肪酸类

梅文莉等[24]从国产沉香中分得棕榈酸、油酸、肉豆蔻酸、硬脂酸和亚油酸等组成，与以往文献报道的白木香挥发油的脂肪酸成分基本一致。

3.6 其他成分

国内学者从白木香木材中分得二氢卡拉酮、枯树醇（Kusunol）、沉香雅槛蓝醇、白木香呋喃酸、呋喃白木香醛以及呋喃白木香醇[25]。此外，含有萘乙酸（NAA）的MS培养基中生长的白木香愈伤组织的乙醚提取液与健康白木香木材组织的乙醚提取液主要成分相同，都是棕榈酸、十八碳烯-[9]-酸、十八碳二烯-10-12-酸，这表明白木香愈伤组织细胞的代谢分化与木材组织的代谢分化相似，有可能成为研究沉香倍半萜化合物生物合成的适合系统。梅文莉等[24]利用GC-MS法分离得到异香橙烯环氧化物。苗成林等[26]利用动态顶空进样-GC-MS法分析中药沉香的化学成分，结果得到了包括异硫氰酸异丁基酯、顺式-2-（2-戊烯基）呋喃等在内的54种化合物，其中16种为首次报道。这也提示我们利用动态顶空进样-GC-MS法鉴定沉香成分，与其他常用的挥发油提取、萃取技术相比，更为简便、快速，且溶剂污染较少，对目标检测物有较强的选择性和灵敏度。

3.7 未知成分

梁永枢等[27]利用GC-MS对沉香药材挥发油成分进行分析，首次从沉香挥发油中得到Guaiol与α-Copaen-11-ol，且11号峰在沉香挥发油中的相对含量最高，这还有待进一步研究鉴定。

从以上结果分析，表明沉香的有效成分主要是挥发油，其中酸性成分研究较多。此外，沉香可能还含有许多其他成分，还有待进一步研究。

4 质量研究

郭晓玲等[28]利用GC-MS联用技术来鉴定不同产区沉香药材的真伪，以三氯甲烷为提取溶剂，超声法提取挥发性成分，对其化学成分的差异进行分析。结果发现所测药材中，进口沉香和广东沉香以芳香族化合物为主要成分，海南沉香以倍半萜类成分为主要成分，且均为正品，醇溶性浸出物的含量均达到《中国药典》规定，不同产区沉香药材的化学成分存在较大差异。江向东等[29]根据沉香中挥发油与香草醛反应呈紫红色，且含量越高，显色越明显的原理，建立了一种准确、快速的比色分析方法，此法用来检验沉香的等级，与常用醇浸出物含量测定法相比具备一定优势。林峰等[30]采用乙醚浸提法提取，对3种人工结香法所产沉香的挥发性成分进行质量评价。结果发现，3批沉香样品均主要由倍半萜、芳香族化合物和脂肪酸组成，但凿洞法样品中的白木香醛含量远远高于砍伤法样品，同时凿洞法样品中还产生了沉香螺旋醇，而在砍伤法样品中未检出。此外，凿洞法样品的挥发油得率高于砍伤法样品，而其残留的脂肪酸成分的含量也远远低于砍伤法样品。结果提示打钉法及凿洞法所产沉香质量较好。杨小平等[31]应用热重法和微分热重法研究沉香质量。结果表明，热曲线图特征与沉香的质量密切相关，这说明微分热重法可作为鉴定沉香质量的一种快速、简便的分析方法。该法同样具备所需分析样品量较少等优点，但热分析结果易受药材表面的泥沙等杂质、粉碎程度是否完全、粉碎时外来杂质等的干扰。

此外，王凌等[32]建立了GC法测定沉香药材中苄基丙酮含量的方法，结果证明该方法灵敏、准确、可靠，可作为控制沉香质量的有效方法。

郑克敏等[33]将高速逆流色谱应用到了沉香的质量研究中。他们采用氯仿-甲醇-水（4∶2.6∶2.4）为两相溶剂体系，上相为固定相，流速1.2 mL·min-1。结果，结构相近的2-（2-苯乙基）色酮衍生物沉香四醇（agarotetrol，AH1）和4′-甲氧基沉香四醇具有理想的分离效果，所得两分离峰最后又经EI-MS、核磁共振氢谱（1H-NMR）和核磁共振碳谱（13C-NMR）鉴定确认。

5 展望

目前，由于受到中药沉香自身具备多种药理活性及其原植物资源的锐减等多种因素的影响，其研究开发已经引起人们的广泛重视。近年的研究还发现，沉香具有明显的抗癌作用，或可研制成为抗癌药物。从沉香中开发新药已成为中药行业的新课题。此外，研究人员还发现沉香的内生真菌中存在着丰富的抗菌天然活性物质[34]，这可为寻找新型抗菌物质提供资源。

此外，我国尤其是华南地区白木香的种植规模日益扩大，但未经选育所造林占多数，这面临着产香少甚至是不产香的风险。健康白木香木材组织并没有沉香倍半萜类成分。经鉴定其主要成分是棕榈酸、十八碳二烯10，12-酸和十八碳-9-酸等，且不同树龄的健康白木香树干或枝条木材组织的脂肪酸成分及其相对百分含量相同。这些木材组织中的成分是白木香产香的前期物质，其含量的高低对产香的产量产生直接的影响。因此，以此作为高产香型良种选育的突破口对白木香进行早期筛选，再结合生长指标和抗逆指标，开展高产香型良种选育是重要而且有效的工作[35]。

在沉香质量分析方面，目前已有学者将固相微萃取应用到沉香样品的分析前处理上面，研究结果表明，该技术的应用使整个分析过程更加快速、准确，且极大地减少了有机溶液的使用[36]。相信随着科学技术的进一步发展，还会有更多的分析新技术涌现并应用到沉香的分析研究中。

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