石榴皮的研究与应用进展
2013-12-06滕碧蔚
滕碧蔚
(广西轻工业科学技术研究院,广西 南宁 530031)
石榴(Punica granatum L.)是石榴科(Punicaceae)石榴属(Punica L.)中的植物,植株为落叶小乔木或灌木,树高一般为5~10m,原产地为中、西亚地区,如伊朗、阿富汗等。据记载,我国在西汉时期由张骞出使西域时才引入石榴。如今,在我国亚热带及温带的南北各地区均有石榴种植,大约有70多个品种,分为观赏和食用2大类。石榴皮是水果石榴去除可食的果肉部分后,经干燥而得的果皮,约占石榴的20~30%,一般厚度为1.5~3mm,呈片状、瓢状等不规则的形状,呈红棕色、暗棕色或棕黄色等多种颜色,质硬易脆,气微弱,味苦涩[1]。我国年产石榴约20万吨,主要分布在云南蒙自、四川会理、陕西临潼、山东枣庄、安徽怀远和新疆喀什,其中云南蒙自的石榴种植面积和年产量均居全国之首,种植面积和年产量分别为6.5万亩和6.0万吨,超过全国总量的 30%。此外,随着石榴越来越受到人们的喜爱,石榴已经成为我国重点发展的水果之一,种植面积逐渐扩大,然而,具有多种活性成分的石榴皮资源却没有被充分的利用起来,几乎都被废弃,造成极大的资源浪费[2]。
1 石榴皮的活性成分研究
早在1929年,就有外国研究人员对新鲜石榴果皮的活性成分进行分析[3],得出的结果如表1:
表1 石榴皮主要成分表
1963年,研究人员又从石榴皮中提取出异槲皮甙和石榴皮碱[4];1995年,乔树华等人采用中草药化学成分系统预测试方法鉴定了石榴皮的化学成分[5],结果表明:石榴皮中含有糖及其苷类、皂苷、有机酸、鞣质、黄酮类、糖、生物碱类、酚性成分、有机酸、香豆素和油脂类等化学成分;2008年,张笑颖综述了石榴皮的化学成分[6],指出:石榴皮主要含有鞣质类、黄酮类、有机酸类和生物碱类等;2010年,林勇总结了石榴皮的化学成分[7],并根据其结构与性质的不同,分为以下三类,见表2。
表2 石榴皮活性成分分类
2 石榴皮的药用功效及其药理作用研究
自古以来,石榴皮一直是用来治疗治蛔虫、泻痢、腹痛等疾病的中草药,《本草拾遗》、《本草纲目》、《名医别录》和《太平圣惠方》等古代医学书籍均对石榴皮进行了记载,现行有效的《中国药典》2010年版也将石榴皮载入,其具有涩肠止血、止血、驱虫的功效。经现代医学研究表明,石榴皮在抗细菌、真菌方面表现出较强的作用。石榴皮含有多酚、氨基酸、生物碱等多种活性成分而被广泛用于医药保健品、美容化妆品、污水处理等行业和领域。
2.1 抑菌作用
早在1995年,乔树华等人就对石榴皮活性成分的抑菌活性进行了初探,结果发现:石榴皮乙醇提取液具有较强的抑制黄瓜枯萎病活性;2009年,陈雪珊等[8]对石榴皮提取液、浓缩液、冻干粉末及石榴皮软膏的体外抑菌效果进行研究,结果表明:几种石榴皮成分的药物均具有较强的体外抗菌活性;2007年,杨林等通过实验研究[9],表明鞣质类和黄酮类化合物是石榴皮具有抑菌功效的主要活性成分。
2.2 抗病毒作用
张杰等研究人员于 1997年研究了石榴皮对乙型肝炎病毒(HBV)的体外灭活作用[10],结果发现石榴皮鞣质具有较强的抗病毒能力,其作用机制与鞣质沉淀蛋白质特性紧密相关。
2.3 抗肿瘤作用
早在1992年,以色列研究人员就报道了从石榴皮中提取的逆没食子鞣质及其水解产物鞣花酸具有抗乳腺癌作用;姜婧等2010年综述了石榴主要成分抗肿瘤作用的研究进展[11],指出石榴皮中的多酚类化合物是其具有抗肿瘤功效的活性成分。
2.4 抗氧化作用
周本宏等 2008年研究了石榴皮鞣质对羟自由基和超氧阴离子自由基的清除作用[12],2009年焦士蓉等研究了石榴皮多酚类物质的抗氧化作用[13],何春林等2011年研究了石榴皮多糖的抗氧化活性[14],以上结果表明,石榴皮的鞣质、多酚类物质和多糖均具有抗氧化作用。
2.5 对消化系统的影响
2009年,李春燕等人研究了石榴皮提取物对大鼠离体十二指肠运动的作用及其机制[15],同年,连军等人也进行了石榴皮提取物对治疗溃肠性结肠炎的大鼠模拟实验研究[16],以上研究表明:石榴皮提取物对消化系统疾病具有很好的治疗作用。
2.6 对心血管系统的影响
2006年,李云峰等比较了石榴提取物对氧化应激血管内皮细胞的保护作用[17],结果发现石榴皮提取物可以保护氧化应激人脐静脉内皮细胞(ECV304),表现为人脐静脉内皮细胞存活率升高显著,而且可以防止细胞膜微黏度的升高, 同时还能保护细胞抗氧化力值与超氧化物歧化酶活性,抑制细胞凋等。2009年,祝建平等研究了石榴皮水提物对中华大蟾蜍心电活动的影响,结果发现石榴皮水提物能够抑制麻醉蟾蜍的心率和心电活动[18]。
2.7 对免疫系统的影响
R.Gracilus等早在2001年就发现石榴皮悬浮液能极大的增加兔抗体效价,并能抑制白细胞的移动[19]。吕琴等2007年研究了石榴皮醇提物小鼠体液免疫功能的影响,结果证实了石榴皮醇提取物能够提高小鼠的免疫力[20]。
2.8 其他
此外,有研究人员还报道了石榴皮提取物在影响生殖系统上也具有一定的作用,具体表现在:抑制前列腺增生、降低尿毒症毒素、抑制人精子等;石榴皮中的植物多酚能够吸收200~300nm的紫外线,所以可以防止皮肤黑色素的生成,可在美容美白化妆品中发挥一定的作用;石榴皮还可以作为新的吸附剂来吸附废水中的重金属或染料,前景广阔。
3 石榴皮有效成分的提取及含量测定方法
研究人员主要以水或有机溶剂(如乙醇、丙酮等)来浸泡石榴皮粉[9],通过加热的方式使石榴皮的有效成分溶解在溶剂中,有些采用微波、超声、超临界萃取等手段进行提取[10],得到粗提液,再通过有机溶剂萃取、沉淀、离心、大孔树脂分离、膜分离等方式分离提纯,最后通过浓缩、重结晶的方式获得纯度较高的单体物质[11],以该单体物质为基础进行药用有效成分及其临床应用的研究。
研究人员通过紫外分光光度法、高效液相色谱法、气相色谱法等现代分析检测方法对多酚、黄酮等有效成分的进行含量测定,同时通过质谱、核磁共振等先进的检测手段对石榴皮中的没食子酸等单一组分进行结构鉴定。
近几年来,无论是石榴皮有效成分的提取分离、含量测定,还是单一组分的结构确定,均取得了较好的成绩,发表文章数篇,申请专利多项,取得成果多项,极大的提高了石榴皮的科研水平,为石榴皮的应用发展打下了良好的基础。
4 石榴皮的应用现状分析
目前,石榴皮在临床上主要用于治疗腹泻、溃肠性结肠炎、鸡眼、新生儿尿布皮炎、无排卵性功能失调子宫出血等,在其他行业上的应用还比较少,大多数限于当前的实验室阶段的小型研究,并未形成大规模的工业化生产,其原因如下。
4.1 石榴皮总产量不大,且种植区域分布范围太广,不利于集中加工
全国每年的石榴产量约为20万吨,以石榴皮占石榴产量的20~30%计算,全国石榴皮的年产量约为6万吨左右,且分布在全国各地。即使将厂区设在云南蒙自,那么原料年产量量最多也仅为2万吨左右,难以形成大规模的工业化开发与应用。
4.2 水果石榴不利于石榴皮的加工
目前国内石榴种植主要以水果为主,其水果成熟后可以分销到全国各地,在食用水果后将石榴果皮集中回收、统一加工,实现综合利用的难度很大。
4.3 石榴皮的药的药理作用不够明确,单一药用组分有待于挖掘
尽管石榴皮有如上所述的有效成分且被广泛用于临床,但是其目前的功效主要体现在抑菌、抗病毒方面,石榴皮的多种化学成分协同完成了这些功效,而具有这些功效的药物种类繁多,所以石榴皮药物在这一方面没有价格优势,目前晒干后作为中草药使用的石榴皮市场价格仅为3.0~4.0元/公斤。如果石榴皮的单一组分能够被不断的挖掘和纯化,在抗肿瘤、防治艾滋病等方面能够发挥其不可代替的功效,那么其价值将会得到极大的提升。
4.4 相关质量标准有待完善
虽然石榴皮已经作为中草药被《中国药典》2010年版载入,但是该质量标准仅限于石榴皮中草药原材料的采收,石榴皮中的多酚、黄酮、生物碱等单一组分目前尚未建立明确的含量测定、组分确证等相关的统一的分析手段和质量标准,这会造成不同的研究人员对同一组分的分析带来较大的差异性,甚至没有可比较性,不利于石榴皮科研水平的快速提高;以石榴皮的某种组分为原料生产医药保健品、美容化妆品、功能性食品等产品也没有相关的质量标准,这也就给石榴皮的产业化发展带来极大的束缚。
5 小结
石榴皮资源是宝贵的财富。石榴皮含有多种活性成分,在治疗腹泻、溃肠性结肠炎等临床应用上具有很好的疗效,在抗氧化、抗肿瘤等方面具有广阔的发展前景。大力推广石榴种植,合理布局种植区域,形成规模更大的石榴产区,方便石榴深加工产品的集中研究与开发,同时加强单一活性成分的研究,完善相关标准,为石榴皮资源的充分利用提供保障。
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