松花粉的主要活性成分及其功能的研究进展
2019-02-16朱巧莎侯占群段盛林牟德华
朱巧莎,侯占群,段盛林,牟德华,*
(1.河北科技大学生物科学与工程学院,河北石家庄050018;2.中国食品发酵工业研究院有限公司,北京100020)
松花粉[1]在医学中又名松花,松属植物的单性花,是我国传统食药兼用的花粉品种[2],并于2014年列入国家中药材标准[3]。研究表明,松花粉富含不饱和脂肪酸、植物甾醇、类黄酮、松花粉多糖、辅酶等活性物质,具有良好的开发价值[4-7]。目前针对松花粉的研究主要集中于活性成分的结构与功能以及相关功能食品的开发,对于具体活性成分的构效关系研究还存在局限性。对近年来松花粉的主要活性成分黄酮、植物甾醇以及多糖的提取、成分组成和功能性特点的相关研究进行综述。鉴于松花粉功效较多,国内外众多专家学者对松花粉中黄酮、多糖、甾醇的关键功效进行深入研究。
1 松花粉中的黄酮类物质及其功能
1.1 松花粉中黄酮类物质的提取和组成成分
常用的植物黄酮提取方法主要有[8]:溶剂回流提取、超声波提取、酶法提取、超临界提取等。郭丽梅等[9]用醇提法对油松花粉中的黄酮进行提取,分析得到黄酮的提取量为1.9 mg/g。李燕梅[10]利用乙醇浸泡松花粉,得到的黄酮量为2.9 mg/g。邵圣娟等[11]采用聚乙二醇-硫酸铵双水相体系对松花粉中的总黄酮进行萃取,其萃取率可以达到98.93%。此外,研究者又对松花粉的物质组成进行了分析。王晖等的研究表明[12],松花粉中的黄酮类物质组成主要包括芦丁,柚皮素、二氢山奈酚、二氢槲皮素等。刘嘉宝等[13]利用薄层层析法鉴定出云南松花粉黄酮类化合物中主要有黄酮和黄酮醇类,其次是二氢黄酮醇类,另外还有少量黄烷醇类的花青素。
1.2 松花粉中黄酮功效
1.2.1 松花粉中黄酮类物质抗氧化的作用
松花粉中黄酮类物质抗氧化活性主要通过清除自由基来实现。王丹丹[14]研究发现,少量的松花粉黄酮提取物有很强的清除羟基自由基的作用。其机理是通过降低细胞氧化水平,阻断脂质过氧化反应来发挥抗氧化作用。Wang 等[15]报道了松花粉中芦丁通过剂量依赖性减少Aβ42 诱导的氧化损伤人神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)胞内活性氧自由基丙二醛的含量,来降低Aβ42 的细胞毒性。回晶等[16]研究发现松花粉中黄酮类化合物有很好的体外抗氧化作用。其机理为抑制Fenton 反应和Fe2+诱发卵黄低密度脂蛋白多不饱和脂肪酸过氧化,进而减少羟基自由基烷氧基和烷过氧基含量。董素哲等[17]研究证明松花粉具有清除DPPH 自由基和羟基自由基的能力,得到松花粉中主要抗氧化物质为黄酮和甾醇。
1.2.2 松花粉中黄酮类物质抗疲劳的作用
胡水保等[18]以玛咖松花粉为试验原料来研究松花粉黄酮抗运动型疲劳的作用。其机理为黄酮通过增加肝糖原储备,同时加速乳酸的清除速率来抵抗运动性疲劳。李守汉等[19]研究表明,松花粉能明显增加Wistar大鼠的负重游泳的时间,具有抗疲劳的功效。刘协等[20]研究表明,松花粉黄酮能增加昆明种小鼠体内肝糖原的含量,具有很好的抗疲劳作用。
1.2.3 松花粉中黄酮类物质的其他作用
松花粉中黄酮类物质还具有保肝护肝的作用,谢惠萍等[21]将松花粉配制成受试物,灌胃受试物的大鼠肝组织损伤低于对照组。得出结论,松花粉能有效减少酒精性肝损伤。朱良等[22]研究表明松花粉总黄酮对四氯化碳致小鼠急性肝损伤具有保护作用。另外,黄酮类物质不仅有保护肝脏的作用,还有抗癌抑癌的功效[23]。
2 松花粉中的多糖类物质及其功能
2.1 松花粉中多糖类物质提取及组成分析
应用于松花粉多糖提取的主要为水提法。李艳艳等[24]利用蒽酮-硫酸比色法测定松花粉中粗多糖的含量为4.11%。袁桂香等[25]采用超声破壁技术对马尾松松花粉多糖进行提取,并用苯酚-硫酸法检测多糖含量为11.25 mg/g。Li 上Shanshan 等[26]利用热水来提取蜂花粉多糖,用二乙氨基乙基纤维素凝胶CL-6B 进行分级分离,最后得到多糖的基本组成为鼠李糖(11.5%),半乳糖醛酸(12.0 %),半乳糖(41.2 %)和阿拉伯糖(29.7%)。Yang Xiaoping 等[27]对干花粉进行温差破坏,用硫酸-苯酚法和碘-碘化钾反应法、硫酸咔唑法和双缩脲试验法等一系列方法检测,最后得到多糖组成为中性糖(56.90%)和糖醛酸(8.09%),以及蛋白质(10.24%)。中性单糖组成:葡萄糖,半乳糖,甘露糖,阿拉伯糖和木糖,摩尔比为1.0∶1.45∶0.44∶3.22∶0.03。
2.2 松花粉中多糖的功效
2.2.1 松花粉多糖对肝脏的保护作用
Chu Hui-Li 等[28]研究了马尾松花粉多糖硫酸酯对HepG2 细胞的增殖和成长周期的影响。结果表明松花粉多糖可诱导HepG2 细胞处于阻滞期,其作用机制是CDK1 和CyclinB 的下调以及p53 和p21 表达的上调,从而抑制肝癌细胞的增殖。TaoCong 等[29]研究了马尾松花粉水提物对肝纤维化大鼠模型的抗纤维化作用。松花粉多糖提取物能有效抑制CCl4 诱导的肝纤维化大鼠模型的纤维化过程。高振[30]研究了马尾松花粉中硫酸酯化多糖对肝癌细胞[Ca2+]i 水平的影响,结果发现80%乙醇提取的松花粉多糖和酸解法得到的松花粉多糖对HepG2 细胞的增殖都有抑制作用,且与剂量和时间成依赖关系。
2.2.2 松花粉多糖免疫增强作用
Guo Fanxia 等[31]对泰山松花粉多糖的免疫功效进行研究,结果显示,多糖提取液提高了雏鸡的成活率和质量,显著改善了体液免疫和细胞免疫。BingLi 等[32]同样研究了泰山松花粉的免疫功效,发现松花粉多糖明显提高了免疫器官体重指数,淋巴细胞转化率等免疫参数的水平。Geng Yue 等[33]研究了松花粉硫化多糖对小鼠巨噬细胞的免疫调节作用,发现松花粉硫酸多糖在RAW264.7 巨噬细胞中具有很好的免疫激活作用。其作用机理为松花粉硫化多糖与巨噬细胞上的TLR4 抑制剂结合,这激活了钙离子释放通道。钙离子浓度的增加活化了巨噬细胞,从而提高了小鼠的免疫力。
2.2.3 松花粉多糖降血糖的作用
刘月冉等[34]以马尾松花粉为试验原料,研究其酯化多糖对胰岛细胞中胰岛素分泌的影响,发现松花粉酯化多糖在无葡萄糖的作用下单独使用可显著促进MINI 细胞分泌胰岛素,具有降血糖的功效。冯潍[35]研究发现,松花粉硫酸酯化多糖能够显著降低链佐星诱导的糖尿病小鼠的血糖水平。
3 松花粉中的植物甾醇及其功能
植物甾醇广泛存在于各种植物花粉。近年来,松花粉甾醇的提取和功效成为国内外科学工作者的重点研究对象。
3.1 松花粉中植物甾醇的提取和组成成分研究
高爱新等[36]采用超临界CO2萃取技术来提取松花粉中植物甾醇,最后得到植物甾醇含量为8.6%。Wu Xiao-Qin 等[37]分别选用马尾松、油松、云南松为试验原料,比较了70%乙醇提取物中3 种主要次生代谢产物(类黄酮,酚酸和甾醇)的含量,3 种松花粉中甾醇的含量相似,含量在2.5 mg/g~3.0 mg/g 之间。L Huang 等[38]建立了松花粉超临界提取物中甾醇成分的简便可行的提取分析方法,并确定了松花粉超临界萃取物中甾醇类的主要成分是β-谷甾醇。孙阳恩等[39]采用Liebermann-Burchard 比色法测定马尾松花粉中总甾醇含量为1.680 mg/g,并用气相色谱-质谱联用仪(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)鉴定出8 种植物甾醇成分,分别为:环阿屯醇、Δ5-菜油甾醇、Δ7-菜油甾醇、β-谷甾醇、Δ5-燕麦甾醇、禾本甾醇、豆甾醇和24-亚甲基环木菠萝烷醇。
3.2 松花粉中甾醇功效
3.2.1 松花粉甾醇对抑制前列腺增生的作用
植物甾醇是松花粉的主要活性物质之一。朱宝安等[40]研究了总甾醇对SD 大鼠前列腺良性增生的影响,最后得出结论,松花粉甾醇能够抑制前列腺的增生。Wang Ruwei 等[41]研究发现富含植物甾醇花粉提取物对良性前列腺增生有良好的改善作用。彭修娟等[42]对昆明种小鼠注射丙酸睾酮,建立前列腺增生小鼠模型,发现秦岭松花粉对模型组前列腺增生有抑制作用。
3.2.2 松花粉甾醇对心血管的保护作用
谷甾醇是松花粉甾醇的主要成分之一,KlausFassbender 等[43]对适度升高人体的植物甾醇水平与降低心血管风险的相关性进行研究,结果表明,谷甾醇的浓度与冠心病风险降低显著相关。各种花粉,坚果,全谷物和豆类植物是植物甾醇的良好来源。JyotikaD-hankhar[44]研究发现,各种植物甾醇有利于降低心血管疾病发生的风险并促进身体健康。García-Llatas G 等研究显示[45]植物甾醇能有效降低血浆胆固醇水平。其机理是由于他们与胆固醇的结构相似,因此能够减少小肠对胆固醇的吸收。从而降低心血管疾病的发生率。
3.2.3 松花粉甾醇轻身减肥的作用
刘杰尔[46]证实了松花粉提取物中含有一定量的植物甾醇,松花粉甾醇参与了受试小鼠的血脂调控,抑制脂酶活性,达到减肥的功效。许继民[47]研究发现与空白对照组相比,松花粉甾醇组对前脂肪细胞增殖有显著抑制作用,12.8 μg/mL 的马尾松花粉甾醇组抑制效果最好,抑制率达到75%。
3.2.4 松花粉甾醇的其他作用
MirasmorenoB 等[48]研究发现,植物甾醇具有抗癌作用。其作用机理为植物甾醇能够抑制血管生成参与肿瘤细胞生长和发展的相关化合物。Misawa 等[49]研究得出植物甾醇有抗糖尿病的功效。KarimC.ElKasmi 等[50]研究了植物甾醇对肝功能的影响,植物甾醇的缺乏或减少是婴儿接受肝脏保护的机制之一,可见过量的甾醇反而会成为肝脏的负担。李丽的研究[51]表征了马尾松花粉的化学成分,包括β-谷甾醇等16 种成分,并证实了松花粉甾醇对SD 大鼠的胃黏膜有保护作用。董素哲等[17,52]研究表明松花粉具有一定的抗氧化活性,其有效部位为黄酮和甾醇。并通过多元分析发现清除DPPH 自由基与清除羟基自由基和总黄酮与总甾醇的含量确实存在关联。
4 松花粉中其他活性成分及其功能
松花粉中还含有丰富的生物活性肽、核酸、胆碱等活性成分[12]。宣自华等[53]研究松花粉对非酒精性脂肪肝大鼠的影响,得出结论,松花粉能够治疗非酒精性脂肪肝。YanhongLuo 等[54]研究了松花粉对砷中毒小鼠大脑皮质中细胞凋亡相关蛋白的影响。结果表明,松花粉能够降低Bax,Bcl-2 蛋白的表达而增加p53 蛋白表达,起到抑制细胞凋亡的作用。
5 结语
近年来,松花粉因其具有很好的功能特性,已经引起研究人员的广泛关注。根据文献调研,发现松花粉中的主要活性成分是植物甾醇、黄酮和多糖。该文针对这3 种主要活性物质的提取、成分组成、结构特点等进行概述,并分别对其功能性进行了总结。现在市面上的松花粉产品主要是功能性饮料和片剂,没有得到充分的应用。松花粉需进一步的研究和开发,可应用于药材,特医食品等领域,这将增加松花粉的经济价值,具有很好的前景。