桂花果主要化学成分及生物活性研究进展

杨 丹，徐 广，邹 艳，张万超，罗 川，邓才富

(重庆市药物种植研究所，特色生物资源研究与利用川渝共建重点实验室，重庆市 408435)

桂花，为木犀科(Oleaceae)木犀属(Osmanthus)木犀[Osnzanthusfragrans(Thunb.)Lour.]的俗称，是我国十大传统名花之一[1]，是集绿化、美化、香化于一体的优良园林树种。桂花清可绝尘，亦可香飘十里，无论是作为城市绿化还是园林建设，都深受人们喜爱。桂花秋季开花，果实次年4月中下旬逐渐成熟，果实外观椭圆形，成熟后外果皮由青绿色渐变为紫黑色，果肉部分为绿色，角质化的硬壳为内果皮，其中包被着种子。《本草纲目》记载：桂花籽，味甘、辛，性温，能暖胃、平肝、益胃、散寒[2]，《植物名实图考长编》记载桂籽能治心痛，《江苏药材志》记载桂花籽“暖胃，平肝，益肾，散寒”。民间用作止痛剂，治肝胃气痛[3-4]。桂花在食用、药用、日用化工、园林绿化等方面都具有丰富的经济价值[5]。每年果实成熟季节，大量的桂花果散落遍地，给环卫工作带来极大麻烦。但是成熟桂花果含有丰富的氨基酸、多肽、有机酸、甾体、黄酮体、香豆素、类内酯化合物、蒽醌类化合物和含双键的萜类化合物等物质[6]，如果就此丢弃就是对资源的极大浪费。为了探索桂花果中更多值得开发的有效成分，本文针对桂花果化学成分及药理活性进行了综述，并对桂花果开发和应用前景进行展望。

1 化学成分

1.1 多酚类

多酚类是指化学物质中具有多个酚基团的化合物统称，主要包括黄酮类、单宁类等，具有抗氧化、强化血管壁、促进肠胃消化、降低血脂肪等功效[7]。陶阿丽等[8]通过响应面优化超声提取桂花果实中总黄酮工艺，超声时间26 min、乙醇体积分数66%、液料比25 mL/g时，总黄酮提取率达到了6.99%。桂花籽中含有天然高效抗氧化活性原花青素，邹登峰等[9]通过正交试验设计超声提取桂花籽中原花青素，筛选出最佳提取工艺为加8倍量50%乙醇，于50℃ 提取25 min。雷明等[10]通过静态吸附、解吸试验，筛选出AB-8树脂对桂花果种类黄酮具有较好的吸附和解吸效果。田成[11]利用超声波处理，通过单因素和正交试验优化桂花鲜果多酚的最佳提取工艺条件，超声波处理新鲜桂花果最佳提取工艺条件为：70%乙醇作溶剂，料液比1∶8 (g/mL)，以固定频率超声波提取2次，每次40 min，桂花果实多酚的得率为2.83 mg/g。桂花果中总多酚成分提取纯化工艺已经得到深入的研究，但是针对其总多酚成分分离鉴定等研究尚未完善，因此总多酚生物活性机理有待进行深入探索。

1.2 环烯醚萜苷类化合物

环烯醚萜苷作为木犀属植物的代表性成分[12]，经研究具有广泛的生物活性。从桂花果实中分离到的环烯醚萜苷类化合物(见图1)，从化学结构式分析，桂花果中多为含两个和三个糖的裂环环烯醚萜苷，其中女贞苷G13和特女贞苷、新女贞苷含量相对较高[13]。Hu等[14]通过HPLC法比较发现安徽合肥桂花果样品比武汉、长沙桂花果的新女贞苷、女贞苷含量高，合肥桂花果中新女贞苷含量最高可达1.459 mg/g，女贞苷含量最高2.7403 mg/g。Liao等[15]采收武汉地区桂花果，以甲醇为溶剂，超声提取45 min，经过HPLC-MS/MS定性定量分析桂花果实中含有新女贞苷、女贞苷、女贞苷G13，其中女贞苷最高含量为26.31 mg/g，新女贞苷最高含量为0.92 mg/g。桂花四大品种种子都具有环烯醚萜苷类化合物，并且化学成分组成基本一致。李桂华等[16]通过正交试验设计筛选出微波提取桂花果中女贞苷G13和特女贞苷，最佳提取工艺为乙醇体积分数55%，料液比1∶10，提取时间15 min，同时初步研究了银桂品种种子水提物的抗血栓活性，为桂花籽这种废弃资源开发和利用提供了参考。

图1 桂花果中环烯醚萜类化合物Fig. 1 Iridoids in O. fragrans fruits

1.3 三萜类化合物

桂花果实乙酸乙酯萃取物中含有萜类化合物，利用HPLC-MS分析鉴定出三萜类化合物包括齐墩果酸、乙酰氧基齐墩果酸、白桦酯醇、熊果酸、桦木酸、羽扇豆醇、积雪草酸等多种萜类化合物[17-18]。从化学结构分析可知桂花果中的三萜类化合物主要是五环三萜类化合物(见图2)。三萜类化合物具有明显的抗炎、抗癌、调节免疫、抗肿瘤及降血糖等药理作用，后续仍需针对桂花果中的三萜类成分进行逐一分离鉴定，以进一步研究桂花果中三萜类成分在生物体内外的药理活性及作用机理。

图2 桂花果中三萜类化合物Fig. 2 Triterpenoids in the fruits of O. fragrans fruits

1.4 苯乙醇苷类化合物

苯乙醇苷(Phenylethanoid glycosides , PhDs )是一种天然存在于植物中的水溶性酚类化合物，其结构特点是以β-吡喃葡萄糖为母核，通过酯键和糖苷键与取代肉桂酸基和取代苯乙基相连[19]。Liao 等[20]采收武汉地区桂花果，以甲醇为溶剂，超声提取45 min，经过HPLC-MS/MS定性定量分析桂花果实中含有毛蕊花糖苷、异毛花糖苷和红景天苷。苯乙醇苷类化合物具有增强记忆、抗炎抗菌、抗肿瘤、保肝、抗氧化、抗衰老、美白等作用[19]，所以苯乙醇苷类化合物的生物活性及药理作用的研究受到广大学者的关注。桂花果中含有红景天苷成分，作为化妆品原料开发具有一定的开发价值。

图3 桂花果中苯乙醇苷类化合物Fig. 3 Phenylethanoid glycosides in O. fragrans fruits

1.5 挥发油及脂肪酸类

桂花果实中核仁为种子类中药，含有丰富的挥发油及不饱和脂肪酸。目前针对桂花果挥发油及不饱和脂肪酸的研究主要集中在提取工艺的优化和成分分析方面。桂花果实核仁油脂中脂肪酸主要包含油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸等，其中油酸和亚油酸等不饱和脂肪酸含量高达83.25%[1]。彭凡等[21]通过正交试验设计石油醚超声提取桂花果核仁油，其最佳提取条件为料液比1∶12，超声时间30 min，超声温度40℃和超声功率240 W，桂花果实核仁油的得率为31.69%，并且通过GC-MS分析桂花果核仁油中鉴定出7种主要成分，其中含量较高的是油酸(37.98%)、亚油酸(30.21%)、肉豆蔻酸(11.02%)、棕榈油酸(6.94%)。毕淑峰等[22]采用GC-MS分析桂花果实精油成分，共鉴定出44个化合物，占精油总量的89.12%，主要包括酯类8种(47.28%)、酸类4种(15.67%)、醛类7种(5.78%)、酮类1种(1.05%)、醇类1种(0.83%)、萜类及其含氧衍生物13种(6.26%)、烷烃类5种(7.45%)，含苯环的酚、醌、蒽类5种(4.80%)。王苗苗等[23]运用响应面法对桂花种子油的回流提取工艺进行优化，并利用GC-MS法测定桂花种子油的脂肪酸组成。桂花四大品种种子油的最佳提取工艺分别为丹桂：回流时间60 min，温度70℃，料液比1∶13 mL/g；四季桂：回流时间71 min，温度71℃，料液比1∶13mL/g；金桂：回流时间72 min，温度80℃，料液比1∶13 mL/g；银桂：回流时间120 min，温度80℃，料液比1∶12 mL/g。毕淑峰等[24]采用超声波辅助法提取桂花籽油，测定桂花籽油的理化性质，成熟的桂花籽油的碘值(I)为124.38 g/100g，过氧化值为1.16 mmol/kg，皂化值(KOH)为190.28 mg/g，酸值(KOH)为1.24 mg/g，相对密度(20℃)为0.9313。张蝶等[25]通过比较不同提取方法提取桂花果实油脂，发现快速溶剂提取法油脂得率最高，最佳的提取工艺条件为提取时间8 min，提取压力7 MPa，提取温度96℃。在该条件下，桂花果实的油脂得率为29.8%；通过GC-MS分析显示，四季桂果实油脂的脂肪酸组成主要为油酸(43.16%)、亚油酸(38.02%)、顺-10-十五碳烯酸(12.34%)、硬脂酸(3.32%)。从上述桂花果籽油及不饱和脂肪酸成分分析的研究表明，桂花果籽油可以作为一种优质的功能性食用油开发利用。不饱和脂肪酸具有很高的药理活性，也可以考虑开发桂花果实作为食品添加剂和饲料添加剂。

1.6 色素类

黑色素是一种氨基酸衍生物，分子表面带大量负电荷，可溶于碱性溶剂，微溶于水、DMSO，不溶于酸性溶剂及常见有机溶剂。汪洪涛等[26]通过响应面设计对桂花果色素超声提取工艺进行优化，乙醇浓度50%，料液比1∶23(g/mL)，超声时间30 min，超声温度63℃，桂花果实中色素提取液的色价值为381.4。梁敏等[27]采用碱性溶液提取、酸水解、多种有机溶剂萃取沉淀等工艺手段分离纯化了桂花种子皮色素。该色素呈天然黑色，耐光、耐热，对还原剂较稳定，碱性条件下较稳定。Cu2+、Ca2+、Fe3+、Zn2+等金属离子对该色素有护色、增色作用，Mg2+、Al3+、Na+虽有减色作用，但是一种性能优良的天然黑色素。从桂花果皮中提取分离得到的红色素、黑色素性能均较稳定，抗氧化活性较强，是今后开展天然抗氧化活性剂的重要资源。

1.7 多糖类

黄国文等[28]研究了金桂果实多糖的提取条件并进行优化，同时用滤纸圆片法和比浊法研究了果实多糖的抑菌作用。金桂果实多糖对三种菌都有抑制作用，由强到弱的顺序是金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和大肠杆菌。桂花种子中多糖含量4.32%，多糖粗提取物对4种自由基和亚硝基均具有一定清除作用，是一种天然的抗氧剂和亚硝基清除剂[29]。桂花果口感酸甜略涩，其糖分含量相对较高，然而桂花果中多糖的单糖成分尚未分析，因此对于桂花果中单糖成分的分析将成为今后的研究方向。桂花果实在落地之后，不会出现腐烂、臭味等现象，说明桂花果皮中的成分具有较强抑菌、抗氧化活性功效。

2 桂花果实生物活性

2.1 抗炎镇痛作用

李佳川等[30]研究桂花籽水提物能明显抑制二甲苯致小鼠耳廓肿胀和角叉菜胶诱导的足肿胀，减轻棉球肉芽肿的质量，明显或部分减轻福尔马林诱导小鼠的Ⅱ相舔后足反应，减少冰醋酸引起的扭体次数，延长其潜伏期，而对热板试验和福尔马林Ⅰ相反应无效。说明桂花籽水提物具有明确的抗炎、镇痛作用。 桂花果实中多糖或糖苷类化合物可能是抗炎镇痛的主要药效成分之一，其机理和用药条件等需要进一步研究。

2.2 抗氧化作用

桂花果肉乙醇提取物中分离出了Oleoside dimethyl ester和红景天苷。红景天苷是桂花果肉中的主要抗氧化活性化合物之一[31]。张晓璞[32]研究发现桂花果实中天然黑色素的还原性比人工合成抗氧化剂BHT强。研究表明桂花果实中多酚类化合物、色素类、挥发油类化合物均具有较强抗氧化性，因此今后可加强对桂花果实抗氧化功效的开发研究工作。陈晓凤等[33]以石油醚为溶剂超声波辅助提取桂花种子油脂，分别用 DPPH法和ABTS法测定桂花种子油的抗氧化活性。结果表明，桂花种子油对ABTS和DPPH自由基有显著的清除效果，IC50值分别为271.963和286.347 mg/mL。桂花种子油的质量浓度在62.500～500.000 mg/mL范围，清除率在38.460%～89.840% ，最高可达90.0%。王升匀等[34]研究桂花种子多糖对DPPH自由基的抑制较强，其IC50为0.51 g/L，桂花种子多糖对羟基和O2-自由基的抑制很强，其IC50分别为0.88 g/L和0.41 g/L；桂花种子多酚对ABTS自由基的抑制也较强，其IC50为1.18 g/L，对亚硝基的清除率达到27.8%。通过开发桂花果中抗氧化剂，其可以应用到化妆品及食品添加剂中。

2.3 其它生物活性

成熟的桂花果实中，分离得到的环烯醚萜苷类化合物具有抑制血小板凝集作用，多糖具有抑菌功效等[12,35]；还有学者从桂花果实中提取植物缓腐蚀剂，用于钢材的缓腐蚀作用中[36]。桂籽环烯醚萜苷提取物对刀豆蛋白A所致免疫性肝损伤小鼠的肝脏有较好的保护作用，其机制可能与抑制p38MAPK的磷酸化、抑制炎性介质的释放、提高肝细胞抗氧化能力、减弱脂质过氧化反应的发生有关[37]。这些生物活性研究比较分散，可以结合同科同属植物的相关研究，进一步分析桂花果中的生物活性，应用到日化生产及相关产业当中。

3 讨论与展望

目前，对于桂花资源的利用主要集中在花上，对果实的研究很少。桂花果中既含有多酚类、三萜类、挥发油和不饱和高级脂肪酸成分等，这些成分都具良好的药理活性。挥发油和不饱和脂肪酸，具有抑菌、抗氧化、预防老年痴呆等功效[38-40]；桂花果中毛蕊花糖苷、异毛蕊花糖苷、女贞苷等具有抗骨质疏松、降低小鼠高尿酸水平、提高细胞存活率等活性[41-43]；红景天苷、齐墩果酸等萜类化合物具有美白活性、抑制肿瘤细胞等活性[44-47]；其中毛蕊花糖苷毒性小，在抑制肿瘤生长、保护神经系统功能、抗炎、抵抗细菌和病毒感染、保护皮肤屏障等方面有重要作用[49]，近几年表现出良好的开发和应用前景。桂花果含有丰富的色素，可以用做食品添加剂、化妆品、染发剂等；无论是果皮、果肉和种子，在大健康产品、化妆品等方面，都将具有极好的开发和应用前景。然而，桂花作为木犀属代表性植物，现阶段不同品种桂花的叶、花、皮等地上部分的化学成分及生物活性研究较为深入[50]，但是对于桂花果药用价值的研究则相对较少。虽然我国传统医药著作对桂花果的药用价值作了一定的介绍，但多是民间药用经验的积累，对其药效物质基础和作用机制并不明确。可以利用网络药理学及分子对接等现代科学技术方法，对桂花果中化学成分及生物活性作用机理进行分析，为今后开发提供理论依据。