梨属植物中天然活性物质的研究进展

曲建辉，杜 彬，杨越冬

(河北科技师范学院，河北秦皇岛，066004)

梨属(Pyrus L．)植物属于蔷薇科(Rosacease)梨亚科(Pomoidease)。我国现有梨属植物14种，主栽系统有砂梨、白梨、秋子梨和新疆梨等，多分布在华北、东北、西北及长江流域各省［1］。梨始载于《名医别录》，有着悠久的药用历史，其味甘、微酸，性凉，果、皮、叶、花、根均可入药，有润燥、生津、清热、化痰等功效［2］。《中华本草》中收录有刺梨的果实、根和叶，鹿梨的果实和根皮，棠梨的果实和枝叶等作为药用［3］。近年来医学研究也发现梨有止咳、消炎、利尿、降血压等作用［4～6］。研究表明，从梨果肉、汁、皮、叶和核中分离出多种活性物质，主要包括多酚类、三萜类、甾醇类、黄酮类、多糖类、挥发油等物质。随着天然产物化学成为研究热点，梨属植物中天然活性物质的研究越来越受到专家学者的关注。本研究综述了梨属植物天然活性物质的提取方法、分离纯化、化学成分和生理活性等方面研究，并提出其应用展望。

1 提取方法

目前对于梨属植物天然活性物质的提取方法研究较多，已经由传统的提取方法逐渐转向新的提取技术。主要有溶剂提取法、超声循环提取法、超高压提取法和超临界流体萃取法等。

1．1 溶剂提取法

溶剂回流提取法是一种传统的提取方法，具有减少溶剂消耗，提高提取率［7］等特点，因此近年来报道比较多。

刘旭辉等［8］采用溶剂回流法提取豆梨中多糖类物质，通过正交试验，得到最佳工艺条件:浸提剂用量为15 mL/g(即1 g原料所用的浸提剂为15 mL，以下同)，提取温度95℃，提取时间2 h，平均提取率3．04%。赵小亮等［9］通过研究杜梨果实中多糖类物质，采用溶剂回流法和正交试验设计，得出最佳提取工艺:浸提剂用量为15 mL/g，提取温度90℃，提取时间5 h，平均提取率为18．65%。查慧领等［10］采用溶剂回流法，通过正交试验对青海软儿梨中黄酮类物质进行提取，最佳提取条件为:乙醇体积分数为0．95，浸提剂用量为30 mL/g，提取温度80℃，提取时间3 h，总黄酮在软儿梨中的质量分数为0．000 189。

该提取方法虽然提取率比较高，但提取时间长，成本高，杂质含量高，料液长时间受热，很容易破坏其中的有效成分。

1．2 超声循环提取法

超声循环提取法也就是传统的超声提取技术，最大的优点是:提取时间短、温度低、提取率高，一般在室温下操作，室温提取可以保护有效成分不被破坏［11］。

赵玉卉等［12］采用超声-微波协同萃取法和常规水浴法提取杜梨多糖，结果表明，超声-微波协同萃取法比常规水浴法提取杜梨叶片多糖效果更好，两种方法提取多糖的质量分数分别是0．215 2和0．104 1，因此，超声-微波协同萃取法可作为杜梨叶片多糖提取的首选方法，但微波提取时间长活性物质容易被破坏，应控制微波提取时间。

1．3 超高压提取法

超高压提取法遵循Pascal原理，即利用100～1 000 MPa的压力，辅助以水或油作为压力媒体，使压力瞬间均匀传递。超高压提取法的优点是:提取率高，耗时短，不会使活性物质结构发生变化。

马佩佩等［13］以库尔勒香梨为原料，采用超高压提取法筛选提取多糖类物质的最佳工艺条件为:压力300 MPa，温度35℃，浸提剂用量3 mL/g，保压时间5 min，多糖得率为4．34%。同微波法和常规水浴提取方法相比，超高压提取方法提取率高，提取时间短，不会破坏有效的活性成分，是提取香梨多糖的最佳方法，但对于不同原材料所需的压强还需进一步研究。

1．4 超临界流体萃取法

超临界流体萃取(SCFE)技术是可以通过调节系统的温度和压力来调节对成分的溶解度，适用于热敏性、易氧化的有效成分提取，其优点是:提取率高，环保无污染，耗能低，不会造成有效成分的破坏。

娄在祥等［14］采用超临界CO2萃取法提取库尔勒香梨中的精油，与水蒸气蒸馏法、固相微萃取法相比，超临界CO2萃取法的提取率最高，为0．054 9%。结果表明，水蒸气蒸馏法设备简单，操作方便，成本低，但提取温度较高、时间较长，产物易损失。固相微萃取法分析时间短、不使用有机溶剂、样品用量少，不适合用于精油提取。超临界CO2萃取法，由于CO2的临界温度(Tc=31．05℃)易于达到，可在室温对天然植物的有效成分进行提取，并且得率也最高。

2 分离纯化

在天然活性物质研究中，分离纯化是一门很重要的关键技术，样品的纯度影响着样品性质的测定和结构的分析。分离纯化方法包括溶剂萃取法，柱层析法，高效液相色谱法(HPLC)等。

2．1 柱层析法

层析法又称色谱分析法或色谱法，是目前最常用的分离技术，具有高分离效能、高检测性能、分析时间快［15，16］等优点。该方法可用于天然产物的分离制备，被广泛应用于化学、食品、化工、医药和生化等领域，目前关于分离三萜类、黄酮类、多酚类、生物碱类等物质的研究有很多相关报道。

对库尔勒香梨多糖的粗提物进行醇沉后，用正丁醇、质量浓度为0．20的三氯乙酸以及正丁醇-质量浓度为0．20的三氯乙酸法去除蛋白，通过DEAE-52柱层析纯化后，采用Sephadex G-100凝胶柱层析后，证实其为单一组分。研究表明，醇沉后的多糖采用正丁醇-质量浓度为0．20的三氯乙酸去除蛋白效果最佳，其多糖损失率为34．85%，蛋白质去除率为13．75%［17］。

大孔树脂吸附纯化是20世纪70年代发展起来的一种新型纯化方法，在天然产物的分离纯化中广泛应用，具有吸附容量大、易再生、稳定可靠等诸多优点，是分离纯化三萜类、黄酮类、多糖类等物质的重要方法［18］。

刘延吉等［19］通过对吸附率及解吸率的测定，确定最佳大孔树脂型号、静态和动态吸附及解吸条件。结果表明，AB-8型大孔树脂的吸附性能最佳，其最佳静态吸附条件为:pH 5．4，质量浓度1．02 g/L，温度25℃，吸附时间3 h，吸附率65%以上，解吸率75%以上;最佳动态解吸条件为:上样流速1．0 mL/min，解吸流速2．0 mL/min，体积分数为0．50的乙醇为三倍柱床体积，解吸率达80．24%。

柱层析技术设备简单，成本也较低，但分离速度较慢，需要进行反复的分离纯化才能达到目的。

2．2 高效液相色谱法(HPLC)

高效液相色谱法分析速度快、范围广、分离效能高，世界各国已经将此法收载于药典中［20～23］。其分离模式与检测方法有很多种，可以根据样品的构成及性质来选择比较好的色谱条件(色谱柱、流动相、检测器等)。该方法简便、准确、重现性好，已广泛用于天然产物活性成分的样品制备中。

Shahaboddin等［24］利用高效液相色谱研究Pyrus biossieriana Buhse梨叶提取物。其色谱条件为:Prontosil#60-5 C18色谱柱(250 mm × 4．6 mm，5 μm);流动相为V甲醇∶V水∶V乙腈=50∶50∶1;流速0．7 mL/min;室温;检测波长286 nm;进样量20 μL;采用峰面积外标法定量。Dilek和Aziz［25］采用高效液相色谱对7个不同品种的梨汁中的多酚类物质进行了分析，结果表明:绿原酸的质量浓度范围是73．1～249．0 mg/L，表儿茶素是 11．9～81．3 mg/L，咖啡酸是2．4～11．4 mg/L，对香豆酸是0．0～3．0 mg/L。王慧等［26］建立了同时测定中药刺梨中杨梅素和槲皮素含量的HPLC分析方法，色谱条件为:Zorbax SB-C18色谱柱(150 mm ×4．6 mm，5 μm)，流动相 MeOH-H3PO4(MeOH 与 H3PO4体积比为 47∶53)，流速 1．0 mL/min，检测波长368 nm，柱温30℃，进样量为10 μL。结果表明:杨梅素和槲皮素含量分别在0．036 2～0．253 7 μg，0．056 ～0．196 μg，平均加样回收率分别为 98．32%，98．84%，RSD 分别为 2．18%，1．78%，峰面积与浓度呈良好的线性关系(r=0．999 9)。

3 梨属植物化学成分

近年来，波谱技术在梨属植物天然活性物质的结构分析中得到了广泛的应用，多酚类、三萜类、甾醇类、黄酮类、多糖类、挥发油等活性物质已经被越来越多的科学工作者探索研究。

3．1 多酚类物质

韩国学者Lee等［27］利用ESI-MS和NMR技术，从亚洲梨(Pyrus pyrifolia Nakai cv．Chuhwangbae)的梨皮中分离得到8种多酚类物质，其中化合物4-(O-β-D-葡萄糖基)-3-(3＇-甲基-2＇-丁烯基)苯甲酸和Z-绿原酸在梨属植物中首次被发现，其他的化合物分别为:熊果苷，3-二羟基苯甲酸，E-绿原酸，异鼠李素3-O-β-D-葡萄糖苷，3，5-二咖啡酰奎宁酸，(-)-表儿茶素。

Ma等［28］利用液质联用技术，对苹果梨(Pyrus pyrifolia cv．Pingguoli)的梨皮和果肉中的6个主要物质进行了分析，结果表明，梨皮中的多酚类物质比果肉中的要多，抗氧化性更强;通过HPLC-DAD进行检测，对Rocha梨和其它品种梨中的多酚类物质含量和抗氧化性进行了比较，经过DPPH法和铁还原能力测定，研究证实，Rocha梨含有最多的多酚类物质和最强的抗氧化性［29］。

3．2 三萜类和甾醇类物质

Cho等［30］对亚洲梨(Pyrus pyrifolia Nakai cv．Chuhwangbae)进行研究，从梨皮中提取并分离得到6种三萜类物质，通过ESI-MS和NMR技术进行结构鉴定，分别为(1)白桦酯醛，(2)羽扇豆醇，(3)白桦酯酸，(4)3-O-Z-咖啡酰白桦酯酸，(5)3-O-E-咖啡酰白桦酯酸，(6)3-O-E-咖啡酰齐墩果酸，其中首次发现(1)，(4)，(5)，(6)等4种化合物。另外，化合物(4)，(6)含有部分咖啡酸相似结构，具有更强的清除自由基能力，并对铜离子诱导氧化的鼠血浆有抑制效应。

刘传水等［31］采用硅胶柱层析，葡萄糖凝胶Pharmadex LH-20柱层析进行分离，通过MS和1D-NMR鉴定化合物结构。从棠梨花中分离得到了13种物质，分别鉴定为熊果醇，熊果醛，对羟基苄基甲基醚，对羟基苄基乙基醚，E-1-(4＇-羟基苯基)-丁-1-烯-3-酮，5，6α-环氧-3β-醇-豆甾烷，5，6β-环氧-3β-醇-豆甾烷，豆甾-5-烯-3β，7α-二醇，棕榈酸胡萝卜苷，1，3-二亚油酸甘油酯，亚油酸，胡萝卜苷，β-谷甾醇。

3．3 黄酮类物质

Rychlińska和Gudej［32］报道了从西洋梨花中分离得到的5种黄酮苷，通过UV，NMR，MS等技术进行结构鉴定，分别为:山奈酚3-O-β-D-葡萄糖苷，异鼠李素3-O-β-D-葡萄糖苷，8-甲氧基山奈酚3-O-β-D-(2″-O-α-D-葡萄糖基)-葡萄糖苷，8-甲氧基山奈酚 3-O-β-D-(2″-O-α-L-鼠李糖基)-葡萄糖苷，异鼠李素3-O-β-D-(6″-O-α-L-鼠李糖基)-葡萄糖苷。

3．4 多糖类物质

通过L9(33)正交试验筛选杜梨(Pyrus betulaefolia Bge．)多糖最佳提取工艺，采用UV，IR，HPLC等方法对杜梨多糖(PBP)进行研究，探索PBP对羟自由基(·OH)、超氧阴离子自由基(O－·2)和1，1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)自由基的清除活性。结果表明，在浸提剂用量为15 mL/g，提取温度90℃，提取时间5 h的最优条件下，PBP提取率达到18．65%。通过多角激光光散射仪分析，PBP分子质量为392．9 kU。单糖组成分析表明，PBP是由阿拉伯糖、丰乳糖醛酸、鼠李糖、半乳糖和葡萄糖组成，其摩尔比为49．54∶28．68∶8．81∶8．45∶4．54［9］。

3．5 挥发油物质

通过顶空萃取和气相色谱-质谱联用技术分析3个白梨品种与3个砂梨品种商熟期果实香气成分。分析得出，6个梨品种果实共同具有的主要香气成分为:己醛、1-己醇、壬醛、乙酸己酯和2-戊基呋喃，其中己醛的质量分数最高，为18．752 μg/g［33］。采用水蒸气蒸馏法从杜梨果实中提取挥发油，通过气相色谱-质谱法对化学成分进行鉴定，其主要的化学成分为酯、烷、酸、酮及醇类化合物，其中质量分数最多的为 n-棕榈酸，占总挥发油的 9．74%［34］。

4 生理活性

随着对梨属植物天然活性物质的深入研究，已发现其在抗氧化、抗炎、抑菌、抗肿瘤、保护神经干细胞损伤等方面呈现出较强的活性。

4．1 抗氧化作用

Yasunori等［35］通过对乙醇诱导患有胃溃疡的小鼠进行研究，探索西洋梨中原花青素对其病状的效果。结果证明，梨中的原花青素对小鼠胃溃疡病变的趋势具有显著的保护作用，并且认为其抗溃疡的效果主要是由于具有很强的抗氧化性。杨江涛等［36］采用D-半乳糖所致衰老的小鼠为试验对象，每天用不同剂量(100，200，400 mg/kg)的刺梨多糖对小鼠灌胃，47 d后观察刺梨多糖对小鼠血浆、肝脏、脑组织中超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、过氧化氢酶(CAT)含量的影响。实验证明，刺梨多糖可以显著提高小鼠血浆、肝脏和脑中的SOD及CAT含量，同时能够防止脂膜的过氧化，并呈一定的量效关系，能提高衰老小鼠体内抗氧化能力。赵小亮等［37］研究发现，杜梨果实多糖对羟自由基(·OH)、超氧阴离子自由基)及DPPH自由基均有很好的清除作用，并呈现一定的量效关系。

4．2 抗炎作用

实验发现，白梨的提取物具有很好的抗炎效果，经过抗炎活性实验，β-谷甾醇、胡萝卜苷、齐墩果酸、熊果酸呈现出较强的抗炎活性［5］。以角叉菜胶诱导患有水肿的大鼠足爪作为试验对象，研究白梨提取物的抗炎和抗菌作用，结果表明，乙酸乙酯层提取物对由二甲苯诱导的耳朵水肿有较强的抑制作用，正丁醇层提取物次之［6］。

4．3 抑菌作用

研究发现，白梨的提取物中分离得到的2β，19α-二羟基熊果酸，α-香树脂素和槲皮素对于耳朵水肿具有良好的抑菌作用［6］。从苹果梨表皮蜡中分离得到的正烷烃、三萜类物质及脂肪酸也具有一定的抑菌效果［38］。通过生物方法的试验发现，从嫩梨枝(Pyrus spp．)中提取得到的苯醌对于梨火疫病菌发挥很强的抑菌活性［39］。

4．4 抗肿瘤作用

以H22(肝癌实体型)移植小鼠为研究对象，探索杜梨果实热水提取物的抗肿瘤作用及对脾脏、胸腺指数的影响。实验证明，杜梨果实热水提取物对H22有显著的抑制作用，使荷瘤小鼠的脾脏、胸腺指数明显升高，具有一定的抗肿瘤活性［40］。

4．5 神经干细胞损伤的保护作用

以大鼠胚胎纹状体的神经干细胞谷氨酸损伤模型为试验对象，模拟神经元的缺血缺氧性损伤，分别用谷氨酸损伤组和刺梨多糖(RRTP)不同浓度试验组进行对照。结果证明，不同浓度的刺梨多糖(RRTP)对于神经干细胞损伤有不同程度的减轻作用。高浓度RRTP试验组神经干细胞死亡率和乳酸脱氢酶漏出率较低，与谷氨酸损伤组比较有显著性差异(P＜0．01)。刺梨多糖对神经干细胞损伤有明显的保护作用［41］。

5 展 望

近年来，国内外学者对于梨属植物中天然活性物质的探索研究越来越多，提取、分离纯化及结构分析等方面的研究技术也在进行不断地改进和发展。在提取方面，传统的溶剂提取法耗时、成本高;超声波、超高压萃取技术具有提取率高、能耗低等优点，正在得到广泛应用。分离纯化方面，高效液相色谱法具有分辨率高、分析速度快、定量分析准确度高等优点，已经在天然产物活性物质的分离纯化中得到了广泛的应用。结构分析方面，UV，IR，MS，NMR对于活性物质的结构解析起到关键性的作用。目前虽然对于梨属植物天然活性成分的结构鉴定和分析已取得了一定的进展，但研究还不够深入，尚有很多活性成分未被分离和鉴定。梨属植物天然活性物质的结构分析及其与生物功能活性之间的关系将成为今后研究的重点。

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