青钱柳叶片活性成分及其影响因素研究进展

袁丛军 刘 娜 谢 涛 黄安香 吴运辉 丁访军

(1.贵州省林业科学研究院，贵州 贵阳 550005；2.黎平县林业局，贵州 黎平 557300)

青钱柳(Cyclocaryapaliurus)系胡桃科青钱柳属速生落叶乔木，是我国特有单种属植物，也是珍稀药食同源植物，其果实似铜钱，叶片味甘甜，因此别名摇钱树、甜茶树[1-2]。其集药、食、观赏、用材等较高价值于一身。青钱柳叶作为茶饮，其味道津甜，具有清热消暑的作用，同时具有降血、降脂、降压、降糖、和抗氧等多种保健功能[3]，被誉为植物界的大熊猫、医学界的第二棵树，引起大批学者对青钱柳展开研究。早期的研究主要集中在青钱柳化学成分方面，后期则对青钱柳药理作用、药用机制、活性成分影响因素等方面的研究较多。植物叶片活性成分作为评价青钱柳叶品质的重要指标，其受到内在和外在等多种因素影响。本文综述青钱柳叶片主要活性成分类型、组成与特征，分析总结青钱柳在生长过程中的水肥供给、光照条件与植物外源激素处理、地形因子、种源地、叶片采摘时间与加工工艺等因素对青钱柳叶片活性成分影响特征，并提出相应的解决对策，旨在促进青钱柳叶片资源高效开发与利用提供技术支撑。

1 青钱柳活性成分

1.1 多糖类

青钱柳多糖类物质在抗病毒、抗炎、降血糖、降血脂、抗辐射等方面具有广泛的药理作用，已成为研究热点之一。将向辉等[4]对青钱柳叶片的多糖组分分析显示，青钱柳叶中单糖主要包括：半乳糖、甘露糖、鼠李糖、葡糖糖、阿拉伯糖、木糖、核糖，粗多糖含量为43.37mg/g，葡萄糖为其中主要的单糖，核糖和木糖峰面积比值可作为鉴定青钱柳叶药材的特征指标。

1.2 黄酮类

黄酮类化合物是青钱柳中主要的化学成分和活性物质，目前从青钱柳中分离并鉴定出40余种黄酮类化合物，黄酮类物质中最主要的单体为异槲皮苷、山奈酚和槲皮素[5]。

1.3 三萜类

三萜类化合物是青钱柳化学成分中数量最多的一类化合物，并鉴定出多个新天然化合物，其含量可作判断青钱柳质量的重要指标。1992年，杨大坚等[6]在对青钱柳的甜味成分研究中，分离出一种新的天然甜味化合物，命名为甜茶树甙A。钟瑞建[7]和舒庚希[8]在1996年又陆续分离出5个新的三萜类单体化合物，分别命名为青钱柳甙Ⅰ、青钱柳甙Ⅱ、青钱柳甙Ⅲ、青钱柳酸A.青钱柳酸B。近年来，李夏蕾[9]从青钱柳叶中分离出4种环氧达玛烷三萜类化合物并鉴定为新天然化合物。之后，崔保松[10]在青钱柳叶中又分离得到12个新的达玛烷型三萜类化合物。这些新化合物的发现为天然化合物家族增添了新成员。

1.4 有机酸类

研究表明青钱柳中富含多种有机酸，包括香草酸[11]、苯甲酸[11]、山俞酸[8]、棕榈酸[1]、硬脂酸[1]、软脂酸[12]、咖啡酸[13]、没食子酸[13]、逆没食子酸[14]、原儿茶酸[15]等多种有机酸，但针对青钱柳中无机酸含量报道却较少。

1.5 其他类

研究表明[16]青钱柳叶中含有胡萝卜素，还含有丰富的维生素C和维生素E，同时含有多种人体必需的大量元素和微量元素，富含Fe、Mn、Zn、Co、Cu等元素。舒任庚等[1]在青钱柳中首次分离出咖啡因(生物碱类)，为民间用青钱柳制茶提供科学依据，同时含有甾醇[1]、肌醇[8]、甾酮[17]、甾烷[18]等多种有机物质。

2 活性成分的影响因素

2.1 生长处理

2.1.1施肥

许多研究表明施肥处理会显著影响青钱柳中次生代谢产物的积累。刘盈盈等[19]研究发现低氮水平的混合肥和复合肥对提高叶片可溶性糖效果明显；张小燕等[20]的研究表明中等偏低的施氮量会促进青钱柳三萜类化合物的积累；岳喜良等[21]的研究认为，低氮(0g/株)和高氮(6g/株)胁迫有利于青钱柳叶中总黄酮、总三萜、总多酚含量的积累，但均不利于青钱柳的生长；叶紫云等[22]和吕萌等[23]分别对青钱柳进行根施硒肥和叶片喷洒硒肥处理，结果表明青钱柳叶片硒含量显著提高，叶片铁、锌等微量元素含量增加，铜、锰含量降低；黄酮、皂苷和多糖等有效成分含量增加。矿质营养是植物形态建成和代谢活动的物质基础，施肥是提供植物矿质营养的主要措施，这些研究将为青钱柳叶用型林分控肥管理经营提供参考。

2.1.2光质和光强

光质和光强调控会使叶片次生代谢情况发生改变，从而影响活性成分的含量。刘洋[24]的研究认为高光强的红光处理有利于青钱柳中多糖类物质的积累，而中高光强的蓝光处理则有利于黄酮类和三萜类化合物的积累；陈培等[25]的研究结果表明：白光处理下酚类物质积累较少，而蓝光处理对青钱柳酚类物质的积累最有利。遮阴会改变环境中温度和湿度，从而影响青钱柳活性物质的积累，中度遮阴促进青钱柳苗的高生长，而随着遮阴程度加大，黄酮类化合物、总三萜、三萜单体受到遮阴处理的抑制[26]。明确青钱柳活性物质对光质光强的响应规律，为青钱柳林光照管理经营提供参考。

2.1.3植物激素

吴亚萍等[27]比较稀土、水杨酸和赤霉素对青钱柳总黄酮和总三萜类物质含量的影响，结果表明：水杨酸对青钱柳总三萜含量的促进作用显著高于稀土和赤霉素，而1 mol/L浓度的水杨酸溶液对青钱柳总三萜含量的促进效果最优；王纪[28]的研究结果也表明：施加水杨酸对提高黄酮含量效果最好，施加纳米TiO2则显著提高Fe元素的含量。

2.2 地形

地形因子会影响植物可获得的光照和水分条件等，从而影响内含物质的合成和积累。研究表明[24]年平均温度和日照时数较长的青钱柳居群具有较高的三萜物质含量，水溶性多糖含量与年降雨量成正比；坡度在10°～19°之间时青钱柳中多糖、黄酮和三萜类物质含量较高，而当坡度大于30°时，三类活性成分含量则较低，三种内含物含量在海拔为600～800m之间最高[29]；根和茎中黄酮含量随海拔升高呈先升后降的规律，而叶则是呈锯齿状变化[30]，叶片微量元素则没有显著地理变异规律[31]。

2.3 种源地

物种在长期的进化过程中产生遗传变异，会分化出种内有差别的地理生态种源。多位学者对不同种源和家系青钱柳内含物质进行了比较分析研究，部分研究结果见表1。可见，不同种源地内含物含量差异较大，多糖含量范围在3.5%～5.85%，总三萜含量范围为16.67 mg/g～44.63 mg/g，总多酚为10.53 mg/g～33.04 mg/g，天然居群黄酮含量范围为6.79 mg/g～20.9 mg/g，要低于33个家系总黄酮18.0 mg/g～29.0 mg/g，章发盛等[32]的研究也表明青钱柳原始林(32.65 mg/g)黄酮含量低于人工林(32.65 mg/g)。开展青钱柳种资资源研究，提供多培育目标优良种源，为青钱柳产业开发奠定物质基础很有必要。

表1 不同种源地青钱柳活性物质含量差异

2.4 采摘时间及部位

不同采摘月份对青钱柳活性物质含量具有一定影响，以不同活性物质为标准，青钱柳最佳采摘时间不同(表2)。由表可见，大部分地区青钱柳最佳的采摘时间都在9月至10月之间，章发盛等[32]发现：黄酮类物质与树龄密切相关，随着树龄增长而下降的趋势，黄酮含量随季节表现为马鞍形折线变化，在夏初最高，在夏末至最低后上升。此外，不同生长年限下青钱柳中活性物质含量也具有一定差异，王维等[35]通过对比不同生长年限青钱柳中糖类、萜类、槲皮素、山奈素的含量，通过综合得分分析认为，黔产青钱柳最佳生长年限为7年左右；郭亮等[36]以可溶性多糖为指标，确定桂北地区青钱柳最佳采摘年限为4年左右。青钱柳老叶和嫩叶相比，两者所含化学成分基本相同，但相对来说老叶中化学成分及含量较嫩叶中高[37]，从不同部位来看，在不同器官中次生代谢物含量表现为：叶片>幼根>树皮>幼枝>老根>老枝>茎[38]。

表2 不同地区青钱柳最佳采摘时间

2.5 加工、测定与提取工艺

2.5.1加工工艺

不同加工工艺对青钱柳中活性物质含量影响较大。邹荣灿[33]比较了直接烘干、烫后烘干、边搓变烘、烫后边搓4种加工方法对青钱柳功能性成分含量的影响，不同加工方法下青钱柳总黄酮含量为17.20～134.10 mg/g，多糖含量为38.45～1116.63 mg/g，总三萜含量为31.45～141.64 mg/g，进行综合分析后认为，100 ℃和80 ℃边搓边烘处理的青钱柳功能性成分含量最高，80 ℃边搓边烘为青钱柳加工的最佳选择。张黛[45]比较了微波杀青、锅炒杀青、蒸汽杀青、微波蒸汽组合杀青4中杀青方式对青钱柳茶品质的影响，结果表明微波杀青90 s得到的青钱柳茶多糖和黄酮含量最高，是青钱柳理想的杀青方式。

2.5.2含量测定和提取工艺

测定方法和提取工艺直接关系到活性物质的利用率，研究青钱柳中活性物质含量测定方法和提取工艺，对生产实际具有指导性意义。目前对青钱柳中活性物质的测定方法主要包括比色法(苯酚-硫酸法、蒽酮-硫酸法、香草醛-高氯酸法、DNS比色法)和高效液相色谱法两大类；而物质提取的方法则较多，主要包括溶剂提取法、超声波提取法、微波提取法三大类，为提高提取率，经常利用超声波、微波、高压、生物酶等进行辅助复合提取。不同提取方法下青钱柳活性物质含量差异较大(表3)，多糖提取率从3.7%到10.02%，黄酮提取率从4.379%至9.227%，三萜类提取率从2.22%至9.19%。在实际应用中，仅以提取率为指标评价提取方法的优劣并不可取，还应考虑提取物质的纯度和活性等方面，应根据自身实际选择适宜的提取方法。

表3 不同提取工艺下青钱柳活性物质提取率

3 总结与展望

青钱柳叶已被国家卫生计生委列入新食品原料(食用部位为青钱柳叶子，食用方式为冲泡)[40]，叶制茶用是当前青钱柳的开发利用主要方式，弄清青钱柳叶片内主要活性成分的组成、含量及分布变化规律，是科学确定采收时间、加工工艺等方法，以提高叶片内活性成分含量为定向培育目标的科学管理，并针对不同功效成分的新产品研发具有重要实践意义。

青钱柳中含有丰富的黄酮类、多糖、三萜等多种活性成分化合物，具有较大的市场开发前景。叶片活性成分作为评价青钱柳叶品质的关键指标，其受到内在因素(基因型或地理种源、植株年龄等)与外在因素共同作用，包括植株所处的光照、温度、水分，植株各种生长处理、叶片采摘时间与部位，叶片加工工艺等多种因素的影响。植物叶产量与品质(黄酮类、多糖类、三萜类等目标次生代谢产物含量)决定青钱柳叶片制茶资源化利用水平高低。如何加强青钱柳叶片有效活性成分的组成、分布、形成与调控机理等基础研究，促使粗加工向精加工转变，提高青钱柳叶片新产品的竞争力。然而有关研究仍然薄弱，成果转化率不高，未来应加强以下研究：(1)基于青钱柳叶片有效活性成分为主的叶质量综合评价研究；(2)基于叶用型青钱柳优质种质资源筛选与评价，筛选优质叶用种源，采用微型根坨苗[57]、两段育苗[58]等技术培育优质种苗，实现青钱柳叶用林定向培育，助推叶茶产业发展；(3)青钱柳叶片有效活性成分分布、形成与调控机理；(4)青钱柳叶片关键有效活性物质促增调控技术；(5)基于叶用型的青钱柳叶茶及复配茶饮品研发。此外，持续深入从选育、栽培、提取、加工、利用等各环节系统研发，加强青钱柳的开发利用和产业化进程，应将理论研究成果进行积极转化，通过选育优良基因型，调控外在影响因素提高目标产物产量、完善提取工艺增加产物利用率，进行产品深加工多用途开发等，拓延青钱柳叶茶产业链，着力解决生产实际问题，提高青钱柳叶茶品质与产品附加值，助推叶用青钱柳产业健康持续发展。