牡丹次级代谢产物及保健功效研究进展

周远明

(青岛农业大学中心实验室，山东青岛 266109)

牡丹(PaeoniasuffruticosaAndr.)为被子植物门，芍药科芍药属木本植物，分布于我国大部分地区，特别是洛阳、菏泽等地有大量种植。牡丹除了可作为观赏植物外，还具有药用价值。自古以根皮入药，称为丹皮：丹皮性味苦、辛、微寒；入心、肝、肾经；功效清热凉血，活血化瘀；用于温毒发斑，无汗骨蒸，经闭痛经，痈肿痛经，跌打损伤。近代药理学证明，丹皮有抗凝血、降血压、抗炎、抑制中枢神经系统等功能[1]。

近年来，大量研究表明，牡丹含有多种生物活性次级代谢产物，其中主要的活性成分有单萜类、单萜糖苷类、多酚及其苷类、丹皮酚类等，具有抗氧化、抗炎、抗病毒、抗肿瘤等多种生物活性。本文在国内外文献检索工作基础上，综述了牡丹的次级代谢产物和保健功效，以期促进牡丹资源的综合开发利用。

1 次级代谢产物

关于牡丹次级代谢产物的研究目前主要集中在牡丹根皮中，而对牡丹籽、牡丹枝叶及牡丹花中次级代谢产物的研究相对较少。牡丹中的次级代谢产物有单萜类、单萜糖苷类、多酚及其苷类、丹皮酚类等，其中，单萜糖苷类及丹皮酚类是牡丹的主要生物活性成分。

1.1 单萜类(monoterpenes)

目前，从牡丹中发现的单萜种类不多，主要为蒎烷骨架结构的单萜、lactinolides类结构的单萜等，见表1。

表1 牡丹中的单萜类

1.2 单萜糖苷类(monoterpene glucosides)

单萜糖苷类是牡丹中种类最多、含量最高的一类次级代谢产物，也是牡丹的主要生物活性成分，其主要结构特点为含有蒎烷基本骨架，并与葡萄糖连接形成糖苷，同时在不同位置连接有苯甲酸(B)、对羟基苯甲酸(HB)、没食子酸(G)、香草酸(Va)和对甲氧基苯甲酸(MG)等结构，如芍药苷、苯甲酰芍药苷等，见表2。

表2 牡丹中的单萜糖苷类

1.3 多酚类 (polyphenols)

在牡丹中发现的多酚类次级代谢产物也较多，包括oligostilbenes类、黄酮及其苷类等，见表3。

表3 牡丹中的多酚类

1.4 丹皮酚类 (paeonols)

在牡丹中发现的丹皮酚类次级代谢产物种类不多(表4)，但它们却是牡丹中重要的生物活性和药用成分，尤其是丹皮酚，具有镇痛、抗炎、解热和抑制变态反应的作用。

表4 牡丹中的丹皮酚类

2 生物活性

近年来的大量研究表明，牡丹中含有多种具有生物活性的物质，其中主要的活性成分有单萜糖苷类(如芍药苷等)、丹皮酚类(如丹皮酚)、牡丹酚苷、牡丹酚原苷、多酚类等，具有抗氧化、抗炎、抗病毒、抗肿瘤等多种生物活性。

单萜类成分在牡丹中发现的较少，相关生物活性研究报道也较少。生物活性试验表明：单萜芍药甙元酮(paeoniflorigenone)具有强烈的抑制脂多糖诱导巨噬细胞产生NO的生物活性[4]；单萜6-甲氧基芍药甙元酮(6-methoxypaeoniflorigenone)能够增强人类HepG2细胞在高糖条件下对葡萄糖的摄取能力和糖原的合成能力[6]，还能促使AMP活化蛋白激酶，提高丝氨酸蛋白激酶GSK-3β的磷酸化程度[6]；单萜lactinolide可以磷酸化AMPK(AMP活化蛋白激酶)，促进GSK-3β的磷酸化，还能抑制因大鼠腹腔渗出细胞诱导的抗原抗体反应而导致的组胺释放[7]。

芍药单萜糖苷类是牡丹中一类重要活性成分，其中芍药苷的活性显著，具有镇痛解痉、抗炎、抗应激性溃疡、扩张冠脉血管、对抗急性心肌缺血、抑制血小板聚集等多方面的作用。另有研究显示，芍药苷长期使用对阿尔茨海默病的学习记忆障碍有明显的改善作用，且具有抗抑郁作用等[31-32]。生物活性试验表明：单萜糖苷类成分α-苯甲酰氧芍药甙(α-benzoyloxypaeoniflorin)、β-苯甲酰氧芍药甙(β-benzoyloxypaeoniflorin)、Suffrupaeoniflorin A、没食子酸芍药甙(galloyloxypaeoniflorin)及水杨酸芍药甙(salicylpaeoniflorin)等显示出强的自由基清除活性，且活性强于维生素E[10,16,23]；α-benzoyloxypaeoniflorin具有强烈的抑制脂多糖诱导巨噬细胞产生NO的生物活性[10]；salicylpaeoniflorin对人肺腺癌表皮A549细胞具有与芍药苷(paeoniflorin)类似的抗细胞增殖作用[21]。另外，丹皮酚甙(paeoniside)A、B，以及芍药苷(paeoniflorin)、苯甲酰芍药苷(benzoylpaeoniflorin)和4-O-甲基芍药苷(4-O-methyl paeoniflorin)具有对环氧合酶-1和环氧合酶-2的抑制活性[23]。Ding等[33]从牡丹根皮中分离得到单萜糖苷类化合物牡丹皮苷B(mudanpioside B)、牡丹皮苷H(mudanpioside H)及苯甲酰芍药苷等，发现他们能够抑制酪氨酸酶活性，进而减少黑色素的生成。

丹皮酚是传统中药丹皮的主要药效成分，可以治疗多种疾病。研究表明，丹皮酚具有广泛的药理活性，如抗炎、抗氧化、免疫调节、降血压、抗菌、促进血液循环、防止血栓形成、杀螨、抗肿瘤等[34-39]。Suffruticosides A、B、C、D具有清除自由基的活性，且活性强于维生素E[16]。Suffruticoside A具有很强的抑制脂多糖诱导巨噬细胞产生NO的生物活性[29]。Du等[35]研究发现，丹皮酚的抗氧化活性可用于治疗过敏性支气管哮喘。周军等[40]研究发现，丹皮酚具有减缓阿尔茨海默病发病的治疗作用。Wang等[41]发现丹皮酚具有预防动脉硬化等药理活性。Li等[42]研究发现，丹皮中的酚苷类化合物乙酰香草酮能降低谷丙转氨酶水平，可用于防治败血症。Choi等[43]从丹皮中分离得到一种丹皮酚的衍生物，可用于治疗类风湿性关节炎。

相关研究表明，牡丹的另一种重要次级代谢产物是1,2,3,4,6-penta-O-galloyl-β-D-glucose(PGG)，也属于多酚类活性成分，具有抗氧化、抗诱变、抗细胞增殖的药理活性[44-46]。Kang等[47]发现PGG具有扩张血管的作用。Fujiwara等[48]研究表明，PGG可抑制β-淀粉样蛋白(amyloid β-protein)纤维化，可用于预防阿尔茨海默病和帕金森病。

此外，研究显示，牡丹籽中含有齐墩果酸、常春藤皂苷元、山奈酚、木犀草素、芹菜素、柯伊利素、白藜芦醇、β-谷甾醇、豆甾醇、β-胡萝卜苷及其他茋类化合物[15,26,28,49]，茋类化合物具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎、抗菌、抗病毒、抗疟疾、护肝、神经保护作用[49]。牡丹籽油中含有油酸、亚油酸、亚麻酸、维生素E、植物甾醇、多酚类物质等多种营养成分,这些营养成分都具有良好的功能。目前，牡丹籽油已正式步入食品行列，我国已将牡丹籽油列为新食品原料[50]，并在山东省菏泽市推广种植油用牡丹‘凤丹’超过13万hm2。

多糖类也是牡丹的重要化学成分。研究表明，丹皮多糖-2b能显著降低大鼠对食物和水的摄取量，降低总胆固醇及甘油三酯水平，改善葡萄糖耐量，提高肝细胞膜的亲和力及胰岛素敏感性，对2型糖尿病及其并发症可能有治疗作用[51]。在前期试验研究中，作者从牡丹花雄蕊中分离得到一种多糖，其结构被鉴定为聚阿拉伯糖[52]。有文献报道，聚阿拉伯糖可以作为脂肪替代品应用于保健食品中，它能选择性地抑制小肠中的蔗糖酶，从而抑制蔗糖的吸收，产生节食减肥等功效[53]，在减肥、控制糖尿病等方面有较好的应用前景。

3 讨论

目前，牡丹次级代谢产物的研究主要集中于牡丹皮，而牡丹花及花蕊的研究报道较少。课题组曾从牡丹花雄蕊中分离得到系列单萜糖苷类次级代谢产物[54]。民间有把‘凤丹’牡丹花雄蕊制成雄蕊茶饮用的习惯，因牡丹花雄蕊茶能降血脂，预防和辅助治疗心血管疾病、脑血管疾病，因而备受人们关注。同时，牡丹花雄蕊茶对胃肠功能紊乱、便秘有积极的辅助治疗作用，对前列腺炎、前列腺增生有辅助治疗和恢复作用，因而被誉为“植物黄金”。因此，对牡丹的次级代谢产物进行深入研究，对促进牡丹在医药和食品工业方面的应用具有重要的理论指导意义和重大的经济价值。