玉竹总黄酮的研究进展

王京京 ,佐 月，殷 乐 ，奚广生 ，许永华

（1.吉林农业大学人参新品种选育与开发国家地方联合工程研究中心，长春130118；2.吉林农业科技学院中药学院，吉林132101）

玉竹(Polygonatum odoratum(Mill.)Druce.）为黄精属植物玉竹的干燥根茎，俗称女萎（神农本草经）、尾参（湖北）、地管子（河北）、玉参等，为湖南省地道药材，具有滋阴润肺，养胃生津之功效，用于肺胃阴伤，燥热咳嗽，咽干口渴，内热消渴[1]（俗称糖尿病）。现代药理学研究发现，玉竹有降血糖、抗肿瘤、调节免疫、延缓衰老、抑菌等多种作用[2]。玉竹中含有22种化学成分，其主要包括甾体皂苷类、高异黄酮类、挥发油类及多糖等化合物[3]。其中玉竹总黄酮是其药理作用的主要成分之一，本文对目前国内外有关玉竹总黄酮的提取分离、含量测定、结构分析及药理作用研究进行综述。

1 玉竹总黄酮的提取

1.1 超声波提取法

张运良等[4]对超声辅助提取玉竹总黄酮进行研究，利用超声波的高强穿透力实现对中药有效成分的溶出，其最佳条件为：乙醇浓度40%，超声时间30min，料液比1∶20(g/m L)，提取功率300W，该条件下总黄酮提取率达0.924%。提取率远高于溶剂提取法，且该方法准确、简单、快速，实际应用范围广。

1.2 表面活性剂提取法

表面活性剂是一类具有亲水与疏水双重基团并可降低溶液表面张力，有促进增溶的作用，常用的有聚乙二醇和吐温系列。相比有机溶剂具有无毒、成本低等优点，且能较好溶解黄酮类成分。夏光辉等[5]研究发现，当表面活性剂为浓度8%聚乙二醇400时，玉竹总黄酮提取率可以达至0.6627%。

1.3 微切助互作提取法

李化强等[6]以玉竹为原料,通过单因素与正交结合试验优化微切助互作技术提取总黄酮的工艺条件，添加3%磺丁基醚-β-环糊精（m：m）为助剂，用70%丙酮（体积分数）在50%水浴条件下提取60min，玉竹总黄酮提取率达1.72%。该技术能够高效、低成本提取黄酮类成分，具有广泛的应用前景。

1.4 低共熔溶剂提取法

由醋酸钠和乳酸合成的NADESs（物质的量比为1∶5）具有较高的提取率。熊苏慧等[7]采用新型天然低共熔 绿 色 溶 剂 （nature deep eutectic solvents， 简 称NADESs）提取玉竹总黄酮，经响应面法优化，水比例（v∶v）22%， 在 液 固 比 21 m L/g 条 件 下 ，51℃提 取21min，溶出率可达20.13 mg/g。回收实验表明，NAK-9对总黄酮的吸附效率 （88.67%）显著高于D-101（77.33%）和 AB-8（79.15%）。NADESs作为提取介质具有绿色高效、可重复利用等优点，其提取率显著高于文献已报道的提取方法，为其他中药材有效成分的提取开辟新思路。

2 玉竹总黄酮的含量测定

黄酮类成分的含量测定可分为两大类：一类是根据吸光度的不同测定含量，即比色法。比色法是以特征吸收峰位置相同或极接近的黄酮为对照品作标准曲线，一般以芦丁为对照品，是测定粗黄酮的常用方法。紫外分光光度法主要有亚硝酸钠法、三氯化铝法及硝酸铝－醋酸钾法、改良的铝盐显色分光光度法等[8～9]，其原理为：黄酮结构中特征官能团直接与显色剂反应后显色，则紫外可见光谱中具有特定吸收，进而检测样品中黄酮含量[10]。比色法的利在于操作简单、快速、重复性好、费用低、所需试剂便宜易得，弊在于准确度相对不高，易受外界因素干扰。

另一类是直接测定黄酮含量，如高效液相色谱法，其原理为：在流动相作用下，将不同极性或结构的化合物在装有固定相的色谱柱中被依次分离，按顺序进入检测器检测。最大优点是在不分离出单体物质的条件下也可对样品进行分析[11]。黄海涛等[12]采用HPLC对不同地区玉竹中黄酮含量进行测定，其中湖南玉竹黄酮总峰面积最大，关玉竹次之，尚志玉竹最少。沙子健等[13]利用HPLC在黑龙江省人工栽培玉竹中发现高异黄酮类化合物。HPLC法用于测定单一黄酮含量，相对比色法而言，其利在于测量相对精确、干扰因素少，弊在于成本高，需要有高纯度的对照品。HPLC法测定样品含量不适用于以下两种情况：一是不了解其黄酮成分；二是不易得到纯对照品。

3 玉竹总黄酮的分离纯化

目前国内有关玉竹总黄酮的分离纯化方法，主要采用大孔树脂吸附法，大孔吸附树脂是一种不溶于酸、碱及各种有机溶剂的高分子有机聚合物，利用其选择性吸附作用及多孔结构进行分离纯化，尤适于黄酮类、皂苷类等成分。宁波等[14]研究发现，上柱药液pH值、树脂用量是影响树脂纯化的重要因素。钟方丽等[15]通过静态吸附与解吸附试验确定树脂型号，并优化工艺条件，D-101型是理想的吸附树脂，最佳条件为样液pH8、吸附5h、60%乙醇解吸3.5h、体积25倍于树脂质量（解吸液体积／树脂质量），分离纯化后，总黄酮纯度提高5倍以上。

4 玉竹总黄酮的结构分析

目前对玉竹黄酮类化合物结构分析的相关研究报道较少。李丽红等[16～17]利用各种柱色谱及高效液相色谱对玉竹提取物进行分离纯化，从中得到9个化合物,其中3个为新的二氢高异黄酮类化合物（图1-ABC），表现出抗肿瘤和抗炎的生物活性。朱若男[18]亦从玉竹乙醇提取物三氯甲烷分离部位中得到三种二氢高异黄酮类化合物（图1-DEF），其对蛋白质非酶糖基化有明显的抑制作用，中英名称见表1。

表1 玉竹黄酮类化合物Table 1.Polygonatum flavonoids

图1 玉竹中黄酮类成分结构式Fig.1.The structures of flavonoids chemical consituents of polygonatum odoratum

5 玉竹总黄酮的药理活性

来自玉竹中的总黄酮有广泛的药理作用，例如抗衰老、降血糖、抗疲劳、抗炎抑菌和抗癌作用。另外有文献报道，玉竹根茎在加工后具有低毒性[19]。

5.1 降血糖作用

糖尿病是由于胰岛功能减退、胰岛素抵抗等而引发的碳水化合物代谢紊乱综合征[20]。玉竹总黄酮是玉竹的主要降血糖活性成分之一，对链脲佐菌素(STZ)和四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠具有降血糖作用，使用玉竹总黄酮（50-200mg/kg体重）可显著降低糖尿病小鼠的空腹血糖，增加2型糖尿病小鼠的胰岛素水平[21]（P＜0.05）。He K等[22]持续4周对STZ诱导的糖尿病小鼠口服玉竹提取液，并测定血浆葡萄糖和血清醛糖还原酶（AR）活性，显示出抗糖尿病能力。

糖尿病肾病是严重的慢性糖尿病微血管并发症，持续高血糖引起机体多种蛋白质非酶糖基化。朱若男等[23]研究发现，玉竹二氢高异黄酮是蛋白质非酶糖基化抑制剂，对抑制蛋白质非酶糖基化终端产物形成有良好作用。邓亚飞[24]以细胞作为降糖模型，研究各组分对促进细胞吸收葡萄糖的作用，发现黄酮能较强地促进细胞对葡萄糖的吸收，并抑制α-葡萄糖苷酶活性。

5.2 抗衰老作用

黄酮类化合物是一种天然的抗氧化剂，具有抗衰老，增强机体免疫力的作用，玉竹总黄酮可被视为食药行业的天然抗氧化剂和抗炎剂。玉竹总黄酮能清除DPPH自由基，能增强衰老模型小鼠血液中SOD活性，降低肝组织中MDA，朱琪等[25]研究发现玉竹总黄酮与铁盐相互作用后，清除DPPH自由基的能力明显增强。钟方丽等[26]用玉竹总黄酮提取液对DPPH、·OH、O2-·、NaNO2、ABTS+·进行清除活性测定， 发现其具有一定的还原能力，而且随着质量浓度的增加，对各种自由基、亚硝酸盐清除率均逐渐增加。

近年研究发现，Zhou X等[27]从玉竹中可分离出三种新的同种异黄酮和八种同型异黄酮，所有分离出的同型异黄酮均显现出强大的抗氧化活性，而具有二羟基化B环的化合物表现出比VC更强的抗氧化活性。夏光辉等[28]经体外抗氧化试验发现，酵母菌发酵处理对玉竹黄酮的抗氧化活性影响较小，而挤压膨化处理可导致其抗氧化能力显著下降。不同品系及不同生长年限的玉竹黄酮抗氧化能力不同，二年生大玉竹的DPPH清除能力、抗氧化能力最强。相同品系、不同生长年限的玉竹中，二年生玉竹黄酮抗氧化能力高于一年生玉竹；相同生长年限不同品系的玉竹中，大玉竹抗氧化能力优于大圆叶和小圆叶玉竹[29]。玉竹总黄酮抗氧化能力存在一定差异,且表现出特定的量效关系,总趋势是随浓度升高抗氧化能力增强,其中浓度在0.5g/L时总黄酮抗氧化能力最强[30]。

5.3 抗炎作用

炎症通常涉及到蛋白质变性，变性蛋白质失去生物学功能，而次生代谢物如酚类、类黄酮和单宁可以抑制蛋白质变性[31]，且自由基是炎症发展的介质，抗氧化剂和自由基清除剂可间接缓解炎症，故黄酮类成分有抗炎活性。有研究表明，不同的玉竹提取物可以防止蛋白质变性（抗炎活性），这可能与它们的酚类特征（TPC,TFC和TTC）和抗氧化能力有关[32]。Debnath T等[33]对H2O2处理的恒肝细胞进行细胞内活性氧（ROS）水平测定，并抑制NO，通过诱导型iNOS和脂多糖刺激的Raw264.7鼠巨噬细胞系中的肿瘤坏死因子-α(TNF-α)蛋白表达来评价抗炎活性，结果表明：玉竹提取物可减少NO，并抑制iNOS和TNF-α蛋白的表达，对炎症有抑制作用。

5.4 抑菌作用

张轩铭[34]选取6种细菌、13种植物病原菌对不同产地玉竹提取物的抑菌活性进行测试，结果表明：对细菌而言，湖南玉竹总黄酮对金黄色葡萄球菌和灵杆菌抑制作用较强，抑菌圈均达到14mm；各产地玉竹总黄酮对溃疡病原菌的抑制活性均强，抑菌率达76.2%～88.2%。

6 展望

玉竹是一种药食同源植物，是常见的一类滋阴药，随着人们对玉竹了解的加深，玉竹中有效成分——总黄酮也逐渐被了解认知。近20年来，随着提取手段和结构鉴定技术的快速发展，加快对玉竹中化学成分的研究，但主要集中于多糖类成分，相对黄酮类成分而言，高效绿色的提取分离技术亟待进一步的开发与完善，尤其是分离技术，目前国内还局限在大孔吸附树脂法。另外，已有的文献报道黄酮含量测定还主要集中在比色法和色谱法，低成本、简便快捷的检测技术还值得深入开发。而对于化学结构的研究仍有限，高级结构研究还是空白，须进一步对玉竹总黄酮进行结构分析。关于药理作用的研究多而不深，且没有具体阐明作用机理、功能结构及构效关系，因此可将结构分析和药理活性相结合全面认识玉竹总黄酮，使其研究朝着整体瞄准、多途径发展的方向前进，为玉竹的进一步开发利用及其质量控制提供坚实基础。