昆仑雪菊化学成分及功能活性研究进展
2019-01-05曹娅王慎苓潘广彦郑伟
曹娅,王慎苓,潘广彦,郑伟
(1.新疆职业大学烹饪与餐饮管理学院,新疆乌鲁木齐 830013;2.山东农业大学食品科学与工程学院,山东泰安 271018;3.山东瀚方食品科技集团有限公司,山东烟台 265200)
昆仑雪菊(Coreopsis tinctoria),学名两色金鸡菊、蛇目菊[1],为菊科金鸡菊属一年生草本植物[2]。在我国雪菊主要分布在新疆和田地区,多在海拔3 000 m 左右的昆仑山区一带[3]。昆仑雪菊的花瓣呈金黄色,中心花蕊呈深棕色,于每年8 月盛开,花期短且采摘艰难,产量极小[4]。根据《新华本草纲要》的记载,雪菊全草,味甘,性平,有清热解毒、活血化瘀的功效,可用于急、慢性痢疾等病症的治疗[6]。现代药理研究表明,昆仑雪菊中的多糖、黄酮、挥发油类物质,能够对病原体产生抵抗作用,从而增强机体抵抗力,对人体多种疾病的预防和治疗效果显著,可作为药品和保健品的良好原料[7]。近年来,国内外对昆仑雪菊的药用和食用价值开展了广泛研究,因其药食同源的特性,昆仑雪菊具有广阔的利用前景和研究价值[8-9]。本文对目前昆仑雪菊的化学成分和功能活性的研究进展进行了综述,为昆仑雪菊的质量评价提供依据。
1 化学成分
1.1 黄酮类化合物
黄酮类化合物是强抗氧化剂,具有多重功效,可有效清除机体内氧自由基,防止细胞退化和衰老,降低癌症发生的可能性。昆仑雪菊含有多种黄酮类物质,且黄酮类物质的含量越高代表雪菊的品质越好[10]。目前已从昆仑雪菊中分离得到黄酮类物质共有40 种,其中马里苷和黄诺玛苷在顶状花序中的含量最高,约占总黄酮含量的54%[11]。康红玲等[12]利用微波辅助提取法提取了昆仑雪菊中的总黄酮,并优化了提取工艺,得到总黄酮的提取率为11.94%±0.04%,此外,她还验证了所提取的总黄酮对羟自由基和DPPH 自由基的清除效果,确定了总黄酮具有抗氧化作用。田勇等[13]以D-半乳糖致衰老小鼠为研究模型,分析探究了昆仑雪菊中水溶性黄酮提取物对该类小鼠学习记忆能力的改善作用,并探讨其作用机制。实验结果表明,昆仑雪菊中水溶性黄酮提取物可以明显提高该类小鼠的学习记忆能力(P<0.05),其作用机制可能是提高小鼠的脑组织胆碱能系统功能和减少小鼠机体的自由基损伤。
1.2 多糖类成分
多糖具有提高机体免疫力、抗衰老、抗病毒等多种生物活性,保健功能较强[14]。曹志龙等[15]通过糖腈乙酸酯衍生化法对昆仑雪菊多糖进行组分分析,实验结果显示,昆仑雪菊粗多糖的单糖组成是鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖,且葡萄糖的含量最高。Guo 等[16]首次对雪菊多糖微波辅助提取和超声辅助提取工艺进行了优化,超声辅助提取条件为超声振幅68%、提取时间21 min,提取率为4.26%±0.21%;微波辅助提取条件为功率500 W、微波时间6.5 min,提取率为4.13%±0.24%。Zhao 等[17]研究了昆仑雪菊多糖对乙酰氨基酚所致肝损伤的预防作用及其可能机制。研究表明,小鼠肝细胞肿胀、变性、坏死得到缓解,病理损伤得到改善。中、高剂量雪菊多糖预处理可预防肝损伤,作用机制可能与雪菊的抗炎作用及相关蛋白表达的调控有关。
1.3 挥发油
挥发油具有广泛的生物活性,在医药中具有清热解毒、抗过敏、抗病毒、抗氧化等功效[18],目前有研究发现天然植物源挥发油的抗真菌能力较强[19]。昆仑雪菊属于天然植物源,它所含挥发油成分复杂,数量较多,主要成分有柠檬烯、α-蒎烯、L-香芹酮、顺式香芹醇和月桂酸等,且柠檬烯的含量最高[20-22]。张彦丽等[23]采用挥发油提取器提取了昆仑雪菊中的挥发油物质,并用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术对挥发油成分进行了定性定量分析,实验结果表明,在所提取的挥发油中共分析出苧烯、3-蒈烯、β-对繖花烃等22 种化合物,占挥发油总含量的92.66%;苧烯的含量最高,占挥发油总含量的63.23%。张艳梅等[24]通过微量稀释法研究分析了昆仑雪菊挥发油对致病真菌新生隐球菌的抗菌能力,研究结果表明,昆仑雪菊挥发油对新生隐球菌的最低抑菌浓度为0.781 μL/mL,挥发油对该菌的生物量和芽管萌发都具有抑制作用,并且抑制作用与挥发油浓度呈正相关。
1.4 氨基酸
氨基酸是人体必需的营养物质,其广泛存在于天然产物中,昆仑雪菊中含有丰富的氨基酸。木合布力·阿布力孜等[25]利用氨基酸分析仪检测了昆仑雪菊中的氨基酸含量,结果显示,昆仑雪菊中含有17 种氨基酸,总含量为10.81%,其中包括8 种人体必需氨基酸,占总氨基酸的40.3%。刘立业[26]采用高效液相色谱法-蒸发光散射检测器测定了昆仑雪菊中的未水解氨基酸,该方法测得昆仑雪菊水浸提物中含有甘氨酸、丝氨酸、天冬氨酸等14 种氨基酸,其中有6 种人体必需氨基酸。
1.5 绿原酸
绿原酸为苯丙素类化合物,具有保护机体肝细胞、抑制血小板凝集等多种作用。绿原酸有多种生物活性,在抑菌、抗病毒、抗氧化及免疫调节等方面有良好功效[27-28]。研究发现,绿原酸为昆仑雪菊中的有效成分之一。王省超等[29]通过超声提取法提取了昆仑雪菊中的绿原酸,采用高效液相色谱法进行检测分析,并对提取工艺进行优化。实验结果表明,绿原酸最佳提取工艺条件为80%甲醇溶液,超声60 min,功率300 W,料液比1:25,该条件下测得绿原酸的提取量为9.981 mg/g。买买提·艾买提等[30]通过反相高效液相色谱法检测了昆仑雪菊中绿原酸含量,结果显示,绿原酸在8.05~120.72 g/mL 范围内具有良好的线性关系。采用该方法进行样品测定,得到昆仑雪菊中绿原酸含量为4.90 mg/g。
1.6 其它成分
昆仑雪菊中还含有许多皂苷、微量元素、原花青素等其他成分。张彦丽等[31]采用分光光度计进行分析,测得昆仑雪菊中总皂苷的含量为8.36%。高晶[32]采用火焰原子吸收光谱法研究分析昆仑雪菊中微量元素的不同形态。发现昆仑雪菊中元素含量差别较大,Ca、Mn、Zn、Fe、Cu元素的含量依次减少,Fe 主要以有机态存在,其余元素主要以无机态为主。翟红月等[33]探究了昆仑雪菊原花青素对四氯化碳致小鼠急性肝损伤的影响作用。实验结果显示,原花青素对小鼠肝损伤具有保护作用,且保护作用与原花青素含量成正相关。
2 功能活性
2.1 降血压
近年来,有大量研究证实昆仑雪菊具有降压作用。明婷等[34]分析探究了昆仑雪菊对高血压小鼠的降压作用,实验结果表明,昆仑雪菊提取物50%乙醇洗脱物低剂量组(100 mg/kg)和高剂量组(200 mg/kg)对高血压小鼠均具有显著的降压效果,并可以增强小鼠抗氧化能力,减少由高血压引起的氧化损伤,这证实昆仑雪菊具有一定的降压作用。郭玉婷等[35]提取了昆仑雪菊的有效成分,对其降压作用进行研究。经初步筛选后得到,昆仑雪菊的降压活性部位为乙酸乙酯、正丁醇和水萃取部位,这些部位均能使家兔血压下降(P<0.05)。
2.2 降血脂
血脂代谢异常会直接引起危害人体健康的疾病,血脂水平过高是引发冠心病的主要原因。研究证明,昆仑雪菊具有降低血脂的功效。梁淑红等[36]研究了昆仑雪菊提取物对高血脂小鼠的降血脂作用,实验结果显示,昆仑雪菊乙醇总提取物及其极性部分均可降低小鼠血脂,小鼠体内低密度脂蛋白及总脂蛋白水平显著降低。雪菊氯仿萃取物对小鼠血清总胆固醇具有降低作用,乙酸乙酯萃取物可显著降低小鼠体内甘油三酯水平。谢贵林等[37]以脂肪变性肝细胞作为实验研究模型,加入不同浓度的昆仑雪菊黄酮提取物,经观察发现肝细胞内脂滴的积累呈下降趋势,定量分析后得到细胞内胆固醇含量降低。实验结果显示,昆仑雪菊黄酮提取物能够显著降低肝细胞内总胆固醇含量。
2.3 降血糖
高血糖又称多糖症,是常见病、多发病,长期患高血糖会对眼睛、肾脏、血管等部位产生损害,严重威胁人类健康。昆仑雪菊提取物可通过抑制α-葡萄糖苷酶活性及保护胰岛β 细胞起到降低血糖的功效。张淑鹏等[38]研究了昆仑雪菊提取物对α-葡萄糖苷酶的活性影响,并以阿卡波糖作阳性对照,结果显示昆仑雪菊的5 种提取物均可显著抑制α-葡萄糖苷酶活性,且抑制作用均高于阿卡波糖。康金森等[39]研究证实,昆仑雪菊水提物在1、5、10 μg/mL浓度时对胰岛β 细胞增殖具有明显的促进作用,并且能够使对抗棕榈酸诱导的胰岛β 细胞凋亡。
2.4 抗氧化
经研究证明,昆仑雪菊的抗氧化作用显著。丁豪[40]在昆仑雪菊抗氧化作用研究中发现,雪菊中的马里苷、金鸡菊噢等5 种黄酮类化合物具有强抗氧化活性。通过结构优化和能量计算后得出,黄酮分子的抗氧化作用与其羟基、氢键数目有关,羟基所在位置不同活性也会有所差异。曹艳等[41]研究证实,昆仑雪菊提取物具有清除羟自由基、氧自由基和DPPH 自由基的作用,表现出了较强的抗氧化活性。
2.5 抗炎
昆仑雪菊含有黄酮等活性物质,使得昆仑雪菊具有抗菌、抗炎等多种功能。康宏玲等[12]研究了昆仑雪菊总黄酮提取物对细菌、霉菌及酵母菌等微生物的抑制作用,结果表明昆仑雪菊总黄酮对大肠杆菌、酵母菌以及青霉的最低抑菌浓度分别为0.625、2.5、5.0 mg/mL,抑菌能力较高,并且对细菌的抑制作用最强。
2.6 抗肿瘤
癌症起源于恶性肿瘤,已成为严重威胁人类生命健康且较广泛的疾病,目前已有很多国家选择使用传统医学进行防治。帕尔哈提·买买提依明等[42]研究分析昆仑雪菊对人体结肠癌细胞株增殖的影响。研究发现,昆仑雪菊总黄酮粗提物、总黄酮纯化物和总多糖均可显著抑制癌细胞株,其中总黄酮纯化物抑制作用最强,抑制细胞株增殖的效果最明显。
3 昆仑雪菊的开发利用及前景展望
作为纯天然的药食两用植物,昆仑雪菊具有减肥养颜、抗菌消炎、改善睡眠质量等功效,作为保健菊花茶饮品广泛饮用,近年来昆仑雪菊的深加工产品开发快速发展。姬华等[43]以昆仑雪菊、红茶、冰糖为主要原料,研制出了昆仑雪菊饮料,产品香气浓郁,味感协调,并具有美容养颜、润肠通便等功效。吴晓菊等[44]以昆仑雪菊和黑米为主要原料,研制得到昆仑雪菊黑米保健酒,产品口感醇厚丰满,集天然、营养、滋补和方便于一体,保健效果显著。白云慧等[45]将昆仑雪菊多酚作为天然抗氧化剂,添加到食用油中探究其对花生油的抗氧化作用,结果表明昆仑雪菊多酚能够有效抑制亚麻酸含量的降低(P<0.05),提高花生油的DPPH 自由基清除能力,可延长花生油货架期至48 个月,因此昆仑雪菊多酚可作为天然抗氧化剂用于延缓食用油的氧化。昆仑雪菊中黄酮类化合物具有很强的抗氧化活性和抑菌活性,可作为化妆品美白功效成分和生物防腐剂进行开发利用。刘田静[46]研究开发的昆仑雪菊花瓣面膜,具有良好的铺展性、流平性,美白效果显著,并且昆仑雪菊提取液具有抑菌功效,因此可减少化妆品防腐剂的用量。
昆仑雪菊目前主要作为保健茶类,其药用价值还待进一步的研究开发。昆仑雪菊总黄酮的开发利用及抗氧化有效单体成分,可以作为未来深入研究的重点。总结当下对昆仑雪菊化学成分及功能活性的研究进展,能够为昆仑雪菊的深入研究和合理开发提供新的思路,对于促进其资源综合利用和新药研发具有重要意义。