黑果枸杞的花青素成分和药理作用研究进展

艾则孜江·艾尔肯，滕 亮，刘 梦，胡 岩(新疆医科大学第一附属医院药学部，乌鲁木齐 830054)

茄科植物黑果枸杞(LyciumruthenicumMurray)的成熟果实在我国传统民族医药中占有重要的地位。据《维吾尔药志》及藏医学名著《晶珠本草》与《四部医典》记载：黑果枸杞味甘、性平、清心热，用于治疗心热病、心脏病、月经不调、停经等病症[1]。黑果枸杞果实中富含花青素类天然色素、多糖、氨基酸及无机元素等成分，目前已发现的花青素多达十几种，且花青素含量居各类浆果之首[2-3]。现代药理学研究证明,黑果枸杞的抗衰老、抗自由基、改善视力、预防心血管疾病、提高认知能力、抗肿瘤、抗突变等活性与花青素类成分有关,花青素也是一种常见的天然食品添加剂[4]。花青素母核有天竺葵素、飞燕草素、锦葵素和矮牵牛素[5]。其中矮牵牛素是最主要的花青素母核，其衍生花青素占黑果枸杞总花青素的90%以上。笔者综述了近十几年来黑果枸杞中的花青素成分及其药理作用、药代动力学和毒性作用的研究进展。

1 黑果枸杞中的花青素类成分

花青素是一类水溶性色素，可随着细胞液的酸碱情况改变颜色[6]。细胞液呈酸性则偏红，细胞液呈碱性则偏蓝。花青素显色的原因是花青素的共轭结构使其在紫外与可见光区具有显著吸收(520～545，275～285 nm)[7]。自然界中花青素多以糖苷化或酰基化形式存在，其中糖苷化多发生在C3、C5和C7位羟基上[8]。结合的糖基可以为葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、乙糖和戊糖等[9-10]；结合的酰基化基团有乙酸、丙二酸、香豆酸、芥子酸、阿魏酸、没食子酸、草酸、丁二酸、苹果酸、咖啡酸和琥珀酸等[11-13]。郑洁[9]报道，在鲜黑果枸杞中发现了13种花青素，其中花青素母核为矮牵牛素、飞燕草素及锦葵素，相对分子质量在300～1 000之间，且主要分布在600～1 000之间。Tian Z H等[14]报道了干黑果枸杞中8种花青素，其中母核为天竺葵素、矮牵牛素、锦葵素及飞燕草素，见图1。所鉴别的化合物相对分子质量较鲜果明显减少，相对分子质量多分布在450～650之间推断黑果枸杞中花青素在阴干过程中会出现脱糖反应。黑果枸杞干/鲜果实中花青素已鉴别成分见表1。

图1 黑果枸杞中花青素的母核结构

表1 黑果枸杞中几种花青素的母核取代位置

目前花青素含量的常用检测方法有pH 示差法[15-17]、紫外分光光度法[18-20]、HPLC法[21-23]和高效液相色谱-质谱联用法[24]。有研究发现，样品的紫外吸光度值越大，样品还原能力越强[25]。目前为了对黑果枸杞中花青素实现液相或液质定量分析，流动相一般加入三氟乙酸以及高浓度的乙酸，以保证花青素的相对稳定构型。黑果枸杞中花青素在溶液中可以在共轭结构之间相互转换，其中包括显示红色的2-苯基苯并阳离子形式、无色的甲醇假碱形式、蓝紫色的醌型碱形式和无色的查尔酮形式。结构间互换的程度主要取决于溶液的pH环境。pH环境不仅影响花青素的构型互换程度，还影响花青素的稳定性。Fleschhut J等[26]报道,在中性条件下天竺葵素是最为稳定的花青素。在低pH条件下，花青素主要是以离子形式存在。pH为2～4时，花青素主要以醌式结构存在，此时颜色为蓝色；pH为5～6时，羟基进攻C2位，形成半缩醛化合物假碱，由于半缩醛化合物的不稳定性，假碱进而转变为查尔酮形式化合物[27]。巩芳芳等[28-29]实验发现，不同产地的黑果枸杞中花青素含量不同，说明产地的气候条件和土壤条件会对黑果枸杞中花青素的含量产生影响。此外，汪洋等[29-30]实验发现，野生型和人工栽培黑果枸杞内的花青素含量无差异，说明人工栽培黑果枸杞可能是一种更好的方式。

表2 鲜/干黑果枸杞中的花青素成分

2 黑果枸杞中花青素的药理作用

2.1抗氧化作用 花青素是一类强有力的抗氧化剂，能够清除体内自由基[31-32]。最早Tsuda T等[33]研究发现，天竺葵素-3-O-β-D-葡萄糖苷、矢车菊素-3-O-β-D-葡萄糖苷、飞燕草素-3-O-β-D-葡萄糖苷、天竺葵素、矢车菊素以及飞燕草素具有抗氧化活性、清除自由基能力和抑制由紫外线造成的脂质氧化的能力。张玲艳等[34-35]研究发现，黑果枸杞中花青素具有清除1，1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH·)和羟基自由基(OH·)的能力，当花青素质量浓度大于0.5 mg·mL-1时，对OH·清除能力较强，且随着花青素质量浓度的增加，清除能力逐渐增强，而后趋于平衡。Duan Y 等[36]提出， 黑果枸杞中的花青素可有效地提高小鼠体内抗氧化酶的活性，加强自由基的清除率，起到防辐射的作用。黑果枸杞中花青素的抗氧化机制可能有2个[37]：其一是通过供氢与氧自由基(ROS)结合，终止脂质体过氧化的链式反应，达到抑制氧化的作用；其二是与金属螯合，防止过渡金属(铁、铜、钴等)离子促进过氧化脂(ROOH)和脂分子(RH)的分解和氧分子活化产生自由基。于长春等[38]通过研究发现，青海地区黑果枸杞中花青素的抗氧化能力高于宁夏和新疆地区。

2.2调节血脂的作用 林丽等[39-40]研究发现，黑果枸杞中花青素能升高血液内总胆固醇(TC)和总三酰甘油(TG)的含量，降低低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量，说明花青素具有一定的降血脂和抑制体内脂质过氧化作用，能够预防动脉粥样硬化。目前黑果枸杞中花青素调节血脂的可能机制为[41]：(1)抑制环磷酸腺苷-磷酸二酯酶(cAMP-PDE酶)的活性：结果是环磷酸腺苷(cAMP)的浓度降低，而cAMP依赖蛋白的磷酸激酶可抑制还原酶3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMG-CoA)，从而使HMG-CoA的磷酸化提高，最终使胆固醇合成减少。(2)螯合金属离子，影响酶蛋白的磷酸化：重金属阳离子(Zn2+)是磷酸激酶发生酶促反应不可缺少的作用位点，金属离子与黄酮结合形成络合物，最终对酶促反应有负影响。但是黑果枸杞总黄酮对TC的降低与剂量不存在量效关系。有研究推测[42]，黑果枸杞总黄酮或许在其他关键位点影响脂类的新陈代谢，如通过影响体内胆固醇的转化排泄途径；或与高密度脂蛋白(HDL)和低密度脂蛋白(LDL)的疏水基团的结合。

2.3抗肿瘤作用 花青素可能是通过促进癌细胞凋亡、调节信号通路、增加化疗敏感性等实现抗肿瘤作用[43]。Haseeb A等[44]研究表明，花青素可作用于磷脂酰肌醇-3激酶等途径来抑制外界刺激，诱导环氧合酶的表达和一氧化氮的产生。

2.4其他作用 大量文献报道，黑果枸杞中花青素具有抗氧化及调节血脂作用，还有报道其具有保护细胞[44-46]、延缓衰老[47-48]、抗疲劳[49-52]、增强免疫功能[53-54]以及抗菌活性[55]。上述作用机制尚不明确，仍需进一步研究。

3 黑果枸杞中花青素的药代动力学

由于中药黑果枸杞中花青素的化学成分研究还处于初步阶段，主要有效成分尚不是很明确,目前黑果枸杞中花青素的研究多采用模拟药理效应法来研究其药代动力学。采用模拟药理效应法[56]研究中药药代动力学符合中药的整体观，测得的各项参数能够反映中药多种成分的综合疗效与协同效应。

殷红梅[57]以家兔全血中谷光甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力升高率为药理效应指标，采用药理效应法对黑果枸杞中花色素进行了药动学研究。结果表明，75，100，125 mg·kg-13个给药剂量下，大致符合一级吸收二室模型，药效消除半衰期为2.76～4.35 h，药效呈现速率常数为1.45～1.59 h，药效消除速率常数为0.16～0.25 h，药效达峰时间为1.5 h。

4 黑果枸杞中花青素的毒性

黑果枸杞属于药食同源类物品，日益在食品、医药等方面受到人们的重视，因此，对黑果枸杞花青素进行毒理研究具有重要意义。赵晓辉等[58]对黑果枸杞花青素的毒理学进行评价，结果显示，小鼠和SD大鼠均未见明显的中毒症状或死亡，表明黑果枸杞中花青素无毒无害，可以安全使用。内蒙古阿拉善盟蒙古族牧民在放牧途中常采摘黑果枸杞的果实生吃解渴，并将其作为常见食用野果种类之一，未见有中毒或不适症状发生[59]。综上所述，黑果枸杞中花青素具有较好的食用安全性，可以作为药食两用的天然色素使用。

5 展望

花青素安全无毒，兼具一定的营养和药理作用[60-62]，不仅用于药品的开发，还可作为营养强化剂和防腐剂等食品添加剂，开发前景广阔，但目前研究基础薄弱，存在以下问题急需解决：①花青素属多酚类化合物，光热不稳定性及不同构型间药效差异；②黑果枸杞中有效成分花青素抗肿瘤、延缓衰老等药理作用机制还有待研究；③黑果枸杞中花青素的毒理及药代动力学研究还停留在动物实验阶段,不够深入。目前，已有很多花青素提取方法的报道，为其今后进一步加工成黑果枸杞功能性食品的应用开发和工业化生产提供依据[63-66]。

总之，黑果枸杞是具有很大开发价值的民族药材，但目前对黑果枸杞中花青素的基础研究还有待进一步深入。