桂花果实不同部位化学成分及药理活性研究进展*
2020-12-31李亚军黄国保
李亚军,黄国保
(1.湖南环境生物职业技术学院医药技术学院,湖南 衡阳421005;2.玉林师范学院化学与食品科学学院,广西 玉林537000;3.广西农产资源化学与生物技术重点实验室,广西 玉林537000)
桂花是木犀科植物,种类繁多,花香宜人,为我国南方常见观赏性植物[1]。桂花的根、花和果实均具有药用价值。目前关于桂花的研究主要集中在桂花中化学成分的提取分离及药理活性研究,对桂花果实的研究较少。桂花果实呈椭圆形,春季结果,初期青绿色,4月中下旬果实成熟后变为紫黑色。桂花果实从外向内分为桂花果皮、桂花果肉、桂花籽。桂花果实具有温中散寒、行气止痛之功效,可用于治疗咳嗽、心绞痛等[2]。桂花果实成熟后大都脱落至地,无人问津,既浪费了药用资源,又污染了环境。为了促进桂花果实的开发利用,本文从桂花果皮、桂花果肉、桂花籽以及桂花全果4个方面对其化学成分及药理活性进行综述,为桂花果实的开发利用提供理论依据。
1桂花果皮的化学成分及药理活性
目前关于桂花果皮的化学成分研究比较深入的主要在其两种色素:红色素与黑色素。PAN Y M等[3]从桂花果皮中分离纯化得到34.6%红色素,且红色素可溶于酸性溶液、碱性溶液及亲水性有机溶剂,耐热性较好,对盐、有机酸及常见的金属离子较稳定,但容易被高锰酸钾、次氯酸钠及重铬酸钾等氧化剂氧化。活性测试表明,桂花果皮中红色素对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-DiPhenyl-2-PicrylHydrazyl,DPPH)自由基和羟自由基具有较好的清除作用,当红色素质量浓度为0.03μg/mL时,其对羟自由基的清除率为92.3%。
王恒山等[4]采用碱性溶液提取、酸水解、多种有机溶剂萃取沉淀等方法,首次从桂花果皮中分离纯化得到天然黑色素,含有大量铁、锰、铜等微量元素。抗氧化活性测试表明,桂花果皮黑色素还原性强于抗氧化剂二丁基羟基甲苯(Butylated HydroxyToluene,BHT),能够较好地抑制蛋黄脂质过氧化,当桂花果皮黑色素的抗氧化活性与抗坏血酸(即维生素C)相当时,二者质量的数值关系[5]为
式中:m维生素C为维生素C的质量,mg;m黑色素为黑色素的质量,mg。桂花果皮黑色素能够抵御紫外线,随着黑色素含量的增加,防晒霜抗紫外线能力逐渐增强[6]。
刘刚等[7]以70%乙醇作为溶剂,制备了桂花果皮乙醇提取物,并测试了其抑菌活性,结果表明桂花果皮乙醇提取物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌具有极显著的抑制效果。
2 桂花果肉的化学成分及药理活性
王恒山课题组对桂花果肉不同溶剂提取物的抗氧化活性进行了系统的研究,2010年该课题组从桂花果肉乙醇提取物中分离纯化得到11种化合物,分别为5-羟甲基糠醛,羟基酪醇,松脂醇,油酸-7,11-二甲酯,油酸-11-甲酯、马鞭草素、连翘苷、红景天苷、β-谷甾醇、十八酸和辛烷。抗氧化活性测试表明,桂花果肉中的连翘苷和红景天苷的抗氧化活性最好[8]。
JAWAID T等[9]利用乙醇提取桂花果肉中的化学成分,并测试了对小鼠的抗抑郁作用。结果表明,当乙醇提取物的注射剂量为150 mg/kg时,桂花果肉乙醇提取物抗抑郁作用显著,无毒副作用。
3 桂花籽的化学成分及药理活性
桂花籽为成熟桂花果实去除果皮果肉后的剩余部分。《本草纲目》中介绍桂花籽,味甘、辛,性温,能暖胃、平肝、益胃、散寒;《植物名实图考长编》中介绍桂花籽具有治疗心痛的功效[10]。
1)糖苷类化合物。目前报道的桂花籽中的糖苷类化合物主要有红景天苷、红景天苷酯[10]及环烯醚萜苷。桂花籽中的环烯醚萜苷主要为特女贞苷Spe与女贞苷G13,其质量分数分别为82.56%和87.94%[2],银桂品种桂花籽中的特女贞苷Spe和女贞苷G13含量较高,其对5′-二磷酸腺苷(5′-Adenosine DiPhosphate,ADP)、胶原和花生四烯酸(Arochidonic Acid,AA)诱导的血小板聚集有明显的抑制作用[11]。此外,桂花籽环烯醚萜苷提取物能够较好地保护对刀豆蛋白A所致免疫性肝损伤小鼠的肝脏,其可能是通过抑制p38MAPK的磷酸化、抑制炎性介质的释放、提升肝细胞抗氧化能力、降低脂质过氧化反应的发生而产生护肝作用[12]。
2)脂肪酸。油酸与亚油酸为人体必需脂肪酸,对心脑血管疾病具有一定的预防作用。桂花籽中含有大量的脂肪酸,主要为油酸(45.16%)、亚油酸(36.75%)、棕榈酸(11.46%)和硬脂酸(4.68%)[13]。
3)三萜类化合物。熊果酸为五环三萜类化合物,具有抗氧化、镇静、降血糖等多种生物学活性,如熊果酸的抗氧化作用可用于皮肤美容保养。乔春林等[10]以桂花籽为原材料,通过石油醚脱脂、95%乙醇提取、硅胶柱层析分离,得到了熊果酸。
4)多酚类化合物。原花青素为多酚类化合物的一种,研究表明其具有较好的抗氧化活性。金裕华等[14]从桂花籽中分离得到原花青素。抗氧化测试表明桂花籽中的原花青素对DPPH自由基的清除率高达92%,具有良好的抗氧化活性。
4 桂花全果的化学成分及药理活性
1)多酚类化合物。田成[15]利用超声波法提取桂花果皮及桂花果肉中的多酚,并优化了其提取工艺条件,抗氧化活性测试表明,在相同质量浓度条件下,桂花果实的多酚溶液的还原力明显高于VC溶液,对羟自由基、亚硝酸根离子的最大清除率分别为96.3%和65.4%,并对猪油有较好的抗氧化作用。陶阿丽等[16]采用超声波提取法,辅助提取桂花全果总黄酮,总黄酮提取率达6.99%。雷明[17]以60%乙醇回流提取、AB-8大孔树脂吸附、80%乙醇解析,得到纯度较高的桂花全果类黄酮提取物,其对羟自由基的清除率达到51.69%,且对O2-离子的抑制作用明显。
2)不饱和脂肪酸。苗欣[18]分别采用索氏提取法、超临界CO2萃取法、冷榨法3种提取方法,提取新鲜桂花果实中的脂肪酸(包括棕榈油酸、棕榈酸、亚油酸、油酸、硬脂酸、花生油酸、花生酸、7-十八碳烯酸),通过羟自由基清除实验、DPPH自由基清除实验、O2-离子清除实验,比较3种提取方法得到的桂花果实油抗氧化性能的强弱,结果显示抗氧化性能最好的是采用冷榨法提取得到的桂花果实油。
3)色素。汪洪涛等[19]采用超声提取法,提取了桂花全果中的色素。抗氧化性测试结果表明质量浓度在1 mg/mL时,桂花果实色素提取液对O2-自由基和DPPH自由基的清除能力与VC相当,但对羟自由基的清除能力低于VC;稳定性测试结果表明,桂花果实色素在室内自然光下更稳定,对热稳定,在弱酸性溶液及中性溶液中较稳定[20]。
4)三萜类化合物。三萜类化合物是一类重要的植物次生代谢产物,具有保健功能和防病作用。利用高效液相色谱-质谱联用技术,对桂花果实中不同位置取代的羟基或甲基的三萜酸和三萜酯进行定性分析,共鉴定出31种化合物,其中27种属于首次发现[21]。
5)糖苷类化合物。采用C18柱反相液相色谱法,以甲醇/水为流动相,对桂花果实中3种苯乙醇苷进行了有效分离,红景天苷、新女贞苷及女贞子苷三者的检测限分别为3.9 ng/mL,25.4 ng/mL和24.2 ng/mL[22]。
6)挥发油。桂花果实中的挥发油以5-乙烯基-3-吡啶羧酸甲酯、对甲酰基苯甲酸甲酯、棕榈酸等酯类和酸类为主;桂花果实精油总还原力、金属离子的螯合作用、对于2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(2,2'-Azino-Bis(3-ethylbenzoThiazoline-6-Sulfonic acid),ABTS)自由基清除作用和对于DPPH自由基清除作用的半数有效量(median Effective Dose,ED50)分别为147.63μL,41.25μL,33.51μL,50.94μL。表现出较好抗氧化活性[23]。
5 结束语
桂花果实中具有多种活性化学成分,主要为桂花果皮中的黑色素与红色素,桂花籽中的环烯醚萜苷(主要包括特女贞苷Spe与女贞苷G13)、红景天苷、挥发油、不饱和脂肪酸、熊果酸等。除含有以上化学成分外,桂花全果还含有植物多酚、类黄酮等。这些活性化学成分的药理活性主要表现在:一是红色素、黑色素、多酚、脂肪酸、挥发油、类黄酮的抗氧化作用,可作为天然抗氧化剂进行开发利用;二是黑色素与红色素稳定性好,表明桂花果皮可作为植物染色剂进行开发利用;三是桂花籽中的环烯醚萜苷具有抑制血小板凝聚及保肝作用,可进一步研究开发桂花籽作为抗凝保肝药物。此外,桂花果肉与桂花果皮乙醇提取物分别具有抗抑郁作用与抑菌作用,但具体是何种物质发挥作用目前尚未见报道。
桂花果实为一种常见的植物果实,含有多种生物学活性物质,是一种容易被浪费却有研究价值的植物果实,在以后的研究中可围绕以下3个方面深入开展研究:一是桂花果实中有效化学成分的抗氧化机理,量化并评估其作为天然抗氧化剂的作用价值,为桂花果实开发为天然保健品提供科学支持;二是深入研究桂花果实中发挥抗抑郁作用与抑菌作用活性的具体物质,并进一步研究其机理;三是多糖具有抗氧化、抗癌、抗炎等多种活性,植物果实常含有丰富的多糖,关于桂花果实多糖的研究尚未见报道,可研究桂花果实多糖的含量、优化提取工艺条件及药理活性。
湖南属大陆性亚热带季风湿润气候,阳光充足、水资源丰富,桂花树随处可见,以桂花果实为切入点,研究其活性化学成分,不仅为天然产物的开发利用拓宽了思路,带动了地方经济发展,而且减少了资源浪费和环境污染。