二色补血草生物活性成分及抗氧化功能研究进展
2019-06-21王保志张红梅张桂然
王 君 李 欣 王保志 张红梅 张桂然
(沧州师范学院生命科学学院 河北 沧州 061001)
二色补血草(Limonium bicolor)又名扫帚草、苍蝇花、匙叶草,是白花丹科(Plumbaginaceae)补血草属(Limonium Mill)植物中的一种,属于多年生草本。补血草属植物资源在全世界约有300种,其中17~18种分布在我国的华北、东北、西北和滨海地区。河北省分布有3种,即二色补血草、金色补血草(Limonium aureum)和中华补血草(Limonium sinense),其中二色补血草最具代表性,具有很高的观赏价值、生态价值,除此之外,二色补血草的药用价值也不容小觑,其全草均可入药,性味甘微涩苦。
沿海湿地二色补血草含有的天然生物活性成分十分丰富,具有一定药效价值和保健作用,并具有很强的抗氧化能力。二色补血草中含有黄酮类、多糖类、多酚类、维生素类、甾体、有机酸、氨基酸等多种活性成分。其中含有的黄酮类、多糖类、多酚类具有较强的抗氧化能力和临床药理作用。古代医家认为该植物具有补血、止血、调经、散瘀、消炎抗菌之功效,而最新的研究发现该植物还具有保肝、抗病毒、抑制苷酶等药理活性。另外氨基酸是传统中药中重要的物质基础,是细胞的重要组成部分,在植物生命活动中担负着各种生理作用,氨基酸对人体健康来说也是不可缺少的物质。因二色补血草具有独特的药用价值,近年来颇受人们的关注。目前,对于补血草属植物的研究主要集中在耐盐机理、栽培及形态特征方面,故本文从二色补血草的生物学特点、生物活性成分及抗氧化功能等方面进行综述,旨在为进一步研究、开发利用该植物提供依据。
1 生物学特点
二色补血草一般分布在海拔500~2 000 m的海边或内地盐碱地上,耐寒、耐旱、耐盐碱,适应性很强,多生于pH值8~9的盐土和盐碱土中,是一种盐碱地的指示植物。野生的二色补血草,于5月返青,6月下旬开始抽薹,7月开始开花,种子成熟于8月。植株茎直立光滑,叶根处莲座状,花小,黄白色,花萼漏斗状,花冠黄色,分5瓣,基部连合,雄蕊5枚,果实具五棱,长圆形。二色补血草开花结实后死亡,为越年生的植物。
2 生物活性成分
二色补血草全草均可入药,含有十分丰富的天然活性成分:黄酮类、多糖类、多酚类、氨基酸、维生素等,主要功能有益脾健胃、止血补血等功效,其中含有的多糖对肿瘤细胞具有很强的抑制作用。
2.1 总黄酮类。黄酮类物质大量地存在于蔬菜、水果中,对人体的健康具有无可替代的重要作用。例如蔬菜中的“芹菜配基”可抑制致癌物质引起的细胞癌变;松树皮中的黄酮、葡萄籽中的白黎芦醇、酸果蔓汁中的花青素和大豆异黄酮均有防止动脉粥样硬化和抗中风、抗心肌梗塞的效果。国外对补血草属植物的研究始于50年代,以黄酮为主,常作为强壮剂和收敛剂,许多种是闻名的鞣料植物和染料植物。总黄酮提取物是二色补血草中最主要的活性成分。目前,研究者发现,黄酮类化合物在补血草属中可多达50种。二色补血草具有补益气血、散瘀止血的功效,黄酮类化合物具有降血糖、调血脂、改善糖耐量、抗氧化及抑制心肌肥厚等功能。因此,对于二色补血草中总黄酮的提取就成为人们较关注的问题。研究发现,二色补血草植株不同部位的总黄酮含量不同,其中花中总黄酮含量最高,其次是茎、根,而叶中总黄酮含量最低。朱蓉等将二色补血草地上部分萃取后进行硅胶柱层析首次分离出槲皮素、北关圣草素等5种化合物;Na-Na Kong等从二色补血草中又分离发现了2种新黄酮类物质,均被证实具有较强的体外抗肿瘤活性。李晓雁等人采用超声-微波协同提取法及L9(34)正交试验设计优化二色补血草中黄酮类化合物的提取条件,研究表明,二色补血草的最佳提取条件为:乙醇浓度40%,料液比1∶50(g/ml),温度50℃,提取时间20 min,在此条件下提取量为50.97 mg/g。严丽芳等通过采用不同工艺提取二色补血草中的总黄酮,通过单因素试验分析认为微波法最优。
2.2 多糖类。在二色补血草中多糖的含量相对较高,多糖是所有生命有机体的重要成分,研究表明天然多糖具有抗肿瘤、调节免疫、抗病毒、抗衰老等生物活性。多糖类活性成分的提取方法主要有超声提取法、水提法、微波法、酶解法等,最常用的为前2种。张丽华(2011)采用超声波提取技术,通过正交试验来探究二色补血草中多糖提取的最佳条件,研究发现该方法下多糖的最佳提取条件为:提取时间65 min,超声波功率85 W,提取温度85℃,料液比1∶11(g/ml),再次提取条件下,多糖的提取率为1.879%。张连茹等(2004)从二色补血草中分离提取到的水溶性直链多糖(LP),能够在体外显著抑制Hela细胞的生长和增殖,可以抑制肿瘤细胞的活性。赵鹏等通过研究发现二色补血草乙酞化多糖具有较高的抗氧化性。龙玲等(2012)通过对黄花补血草多糖的研究发现其对小鼠癌细胞的生长具有很强的抑制作用,可以促进肿瘤细胞的凋亡。
2.3 多酚类。目前关于二色补血草中多酚类物质的提取研究较少。多酚的独特结构使其具有抗肿瘤、抗氧化、降血糖、抗动脉硬化、防治冠心病与中风等心脑血管疾病以及抗菌等多种生理功能,多酚在食品、医药等方面也起到了一定的作用。Lin LCdeng等在中华补血草的地上部分和根中分离出了10多种酚类物质。Murray AP等从巴西补血草(Limonium brasiliense)根中也分离发现了酚类物质。赵玉红等人通过对樟子松中松多酚进行提取,采取有机溶剂浸提法,通过正交试验来确定松多酚的最佳提取条件,松多酚最佳提取条件为乙醇溶度60%,料液比1∶25(g/ml),提取时间240 min,提取温度60℃。王泽永对祁山药中多酚类物质进行提取,确定最佳提取工艺,并对提取液中的祁山药多酚用Folin~Ciocaltea(福林酚)试剂比色法进行含量测定。发现了祁山药中多酚的最佳提取工艺,并测定祁山药以及其他所含多酚类物质的植物中的多酚含量,为祁山药的深入研究和开发利用提供科学依据。
2.4 氨基酸。氨基酸是传统中药中重要的物质基础,是细胞的重要组成部分,在植物生命活动中担负着各种生理作用,氨基酸对人体健康来说也是不可缺少的物质。补血草属植物中含有各种氨基酸,肖振发等研究发现,中华补血草中氨基酸的总量可达2490.19mg/100g,氨基酸种类有18种,其中含有丰富的必需氨基酸,如缬氨酸、苏氨酸和苯丙氨酸的含量分别达14.89mg/100g、13.18mg/100g、9.75mg/100g。在非必需氨基酸中,脯氨酸、谷氨酸含量较高,分别为2 136.56 mg/100 g和155.34 mg/100 g,而蛋氨酸、半胱氨酸含量相对较低。周浩(2011)等人通过氨基酸分析仪测定了药用植物二色补血草中各种氨基酸的组成,并对其进行了营养评价。结果显示,二色补血草中含有18种氨基酸,包括8种人体必需氨基酸,各种氨基酸的配比合理。目前,关于沿海湿地二色补血中氨基酸含量及组分分析的报道少之又少。
3 抗氧化功能
羟自由基是一种主要的氧化性自由基,已证明会影响肌体的正常代谢,其形成与肌体的功能障碍和疾病如衰老、肾病等的发生有关。机体中适量的活性氧对细胞的分裂、分化、生长、消炎解毒等起着积极的作用;而过量则会引起蛋白质变性、酶失活、多糖降解、DNA链断裂、细胞解体乃至机体病变和死亡。李晓雁等研究发现黄酮类提取物对羟自由基具有清除作用,其效果会随着浓度的增加而增强,同时在一定程度上可以防止油脂酸败,这为保健营养食品的开发及医药工业提供了技术支持和理论基础。抗氧化、衰老作用研究发现,多数植物中提取的多糖和黄酮都具有明显的抗氧化作用,目前可知如坛紫菜、中华芦荟、枸杞等植物中的多糖抗氧化活性均较好。大量研究表明,灵芝多糖、云芝糖肽、人参多糖、中华猕猴桃多糖等对多种来源的活性氧自由基具有一定的清除作用。赵鹏等通过试验发现二色补血草中的多糖具有较高的抗氧化性。白莹等研究表明,在二色补血草中总黄酮、多糖、多酚类物质是一种天然的抗氧化剂,主要体现在对羟基自由基和超氧阴离子具有较强的清除率。
4 展望
补血草属植物毒性低,耐盐碱,生命力强,分布广泛,可用于园林美化和城市绿化,是一种优良的野生植物资源。另外,二色补血草含有丰富的生物活性成分,蛋白质含量高,含有种类齐全的氨基酸,维生素含量高,具有较高的药用价值,但由于过度采摘和保护不利,野生的补血草资源量不断下降,因此应采取切实有效的保护措施。目前对二色补血草的研究仅限于耐盐机理、形态特征及栽培等方面,对于具有药用价值的成分研究仅限于黄酮类的分离提取,对于其作用机制和单一化合物如多糖、多酚、氨基酸的活性及抗氧化功能的研究极少,因此需要对二色补血草植物的生物活性成分及作用机理进行不断的深入研究,为开发利用丰富的二色补血草植物资源提供坚实的理论基础和科学依据。