天然芪类化合物的制备、鉴定及生物活性研究进展

＊朱伊柯 刘忠

（1.长江大学生命科学学院 湖北 434025

2.武汉市农业科学院 湖北 430000）

天然芪类化合物（Stilbenes）是基于1,2-二苯乙烯骨架的一类具有丰富结构和生物活性的植物多酚类化合物（见图1），也是一种特殊的植物次生代谢产物。其来源广泛，多存在于植物木质部，作为植物抗毒素，抵御外部应激如致病性攻击、感染和紫外线辐射等。天然芪类化合物一般可分为两大类：一类是单体芪，取代基主要是甲氧基和羟基，部分含羧基或异戊烯基；另一类是聚合芪，包括芪和芪的聚合、芪与其衍生物的混杂结构等。迄今为止，已经报道了超过400种芪类化合物，大部分来自反式白藜芦醇（反式-3,4′,5-三羟基二苯乙烯）。

图1 1,2-二苯乙烯结构图

天然芪类成分具有抗氧化、抗炎、抗衰老、调节高脂高糖代谢等多种重要生物学功能，它不能通过人体直接合成，只能在食物和药物中获取，因此对芪类化合物的制备和鉴定就有了非常重要的意义。本文依据国内外有关天然芪类化合物研究的相关文献，就天然芪类化合物的制备、鉴定和生物活性进行梳理综述，以期为天然芪类化合物的进一步研究及开发利用提供参考依据。

1.天然芪类化合物的提取

目前，提取天然芪类化合物的技术逐渐趋于多样化，包括有机溶剂提取法、超声波辅助提取法、亚临界水提取法、酶解法、热回流提取和超临界CO2萃取法等。在芪类化合物的提取中主要以提取时间、溶剂种类、料液比和提取温度为参数，进而采用正交试验或响应面分析法确定最佳工艺条件，使芪类化合物的提取率最大化。

(1)有机溶剂提取法

对萃取效率起关键性作用的是溶剂的极性，因为低聚芪类化合物结构中含有大量羟基基团，极性强，所以水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯等是常用的提取溶剂。从安全性、提取率、回收难易程度等方面考虑，乙醇成为提取芪类化合物较为适合的溶剂。王小艳等[1]通过有机溶剂提取法对丽江大黄中多羟基芪类成分提取工艺进行了优化，优化后多羟基芪类成分的提取含量可达104.98mg/g。

(2)超声波辅助提取法

超声波辅助提取法的提取原理是利用超声波产生的空化反应，使细胞膜及细胞壁快速破裂，有利于细胞内有效成分加速溶解到有机溶剂中，该提取法具有能耗低、效率高、时间短、不破坏有效成分等优点。聂蓉[2]采用超声波辅助提取法提取芍药籽仁和籽壳中低聚芪类化合物，经过单因素试验优化，低聚芪类化合物得率为5.56%。利用超声波辅助提取法，优化提取工艺，结果显示，超声时间、超声功率和乙醇浓度对白藜芦醇含量的影响达到显著水平（P＜0.05）[3]。以上研究表明，该法可作为天然芪类化合物的提取方法。

(3)亚临界水提取法

亚临界水提取法是一种以水为提取剂的可持续、环保的提取方法，它可对不同极性化合物进行连续萃取。近年，亚临界水提取法被用于提取芪类化合物等的研究也有报道。Karacabey等[4]以葡萄为原材料，利用亚临界水提取法提取芪类化合物，可将总芪含量由4.97mg/g提高至7.25mg/g。结果显示，该方法可以提高芪类化合物的提取率。

(4)其它提取技术

其它天然芪类化合物常见的提取方法有酶解法、热回流提取和超临界CO2萃取法等。天然芪类化合物大多存在于植物细胞中，利用纤维素酶和果胶酶可以使细胞壁的主要成分纤维素和果胶质发生水解，使芪类化合物最大程度的从细胞中溶出，更有利于提取该成分[5]；利用热回流法提取过山枫中的总芪类，5倍量95%乙醇加热回流提取1次，每次1h，总芪类提取率可达0.74%[6]；超临界CO2萃取法是一种安全、纯净、无溶剂残留、时间短和提取率高的萃取技术。刘婷等[7]采用超临界CO2萃取刺葡萄中的白藜芦醇，通过最佳提取工艺白藜芦醇的含量可达387.34μg/g。

2.天然芪类化合物的纯化

目前，经初步提取后的植物芪类化合物粗提物还需进一步纯化，对于芪类化合物粗提物纯化的方法主要有大孔树脂吸附法和硅胶柱层析法等。

(1)大孔树脂吸附法

大孔树脂是一种非极性和极性聚合物，具有很高的吸附能力，可以回收被吸附的分子，成本相对较低，易于再生。大孔树脂可通过静电力、氢键相互作用、络合作用、大小筛分作用，从水溶液和非水体系中分离纯化多种植物次生代谢产物。在芪类化合物纯化过程中可有效去除糖类等亲水性杂质，之后用不同浓度的乙醇洗脱，可得到较纯的芪类化合物。王露等[8]采用大孔吸附树脂法纯化牡丹籽粕粗提物，经纯化后，牡丹籽粕纯化物中低聚芪类化合物的质量分数可达39.52%。

(2)硅胶柱层析法

近年来，硅胶柱层析法被广泛使用。21世纪初，俄罗斯植物学家M.茨维特发现并使用这种技术证明了植物的叶子不仅含有叶绿素，还含有其他色素。目前，硅胶柱层析法已成为生物化学、分子生物学等领域的有效分离分析工具之一。胡迎庆等[9]采用硅胶柱层析法对剑叶龙血树中的芪类化合物进行纯化，然后进行重结晶，鉴定得出两个芪类化合物：3,5-二甲氧基-4′-羟基二苯乙烯（紫檀芪）和反式-3,4′,5-三羟基二苯乙烯（白藜芦醇）。

3.天然芪类化合物的结构鉴定

目前，植物中芪类化合物结构鉴定的方法主要有UV光谱法、FT-IR光谱法、质谱分析法和核磁共振波谱法等。

(1)UV光谱

紫外吸收光谱法是研究分子识别和结合，判断分子是否存在共轭体系的一种广泛应用的方法。利用紫外光谱法对芪类化合物进行鉴定，优点有快速、操作简便、重现性好，对检测环境没有较高的要求，适用性范围也较广。王欣等[10]利用此技术检测三羟基二苯乙烯甲醇溶液，图谱中λmax（MeOH）分别出现在318nm、306.2nm、217.8nm，表明该化合物具有一个较大的共轭体系。但该方法也有不足，包括缺乏足够峰数，如果选择将最大吸收峰作为鉴别的依据，就只能鉴别少部分具有较强共轭体系的物质。

(2)FT-IR光谱法

赫歇尔于1800年首次发现红外辐射，红外辐射分为近红外、中红外和远红外。FT-IR光谱聚焦于电磁波谱的中红外区域。中红外光谱法能提供关于芪类化合物的特定化学官能团的基本振动（从稳定振动状态到第一个激发振动状态）的信息。芪类化合物中几乎所有官能团（特别是C-H、O-H、N-H或C=O）在中红外区都有吸收，张乔会等[11]利用此技术能够对虎杖根白藜芦醇的所含官能团进行分析鉴定。因此，通常用FT-IR光谱法来确定芪类化合物中分子的官能团。

(3)质谱分析法

质谱（MS）是分析芪类化合物结构解析的必不可少的工具之一，它可以提供芪类化合物准确的分子质量和潜在的片段离子，这些片断离子还可以解析出分子结构。近几年来，随着质谱技术的发展，电喷雾电离质谱（ESI-MS）和基质辅助激光解吸附电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）两种技术成为分析芪类化合物等的理想工具。

(4)1HNMR波谱法

1HNMR是利用具有特定频率的电磁波，使样品中氢原子发生能级跃迁，产生的信号转换后以谱图形式体现，通过谱图能够测定芪类化合物中氢原子在碳骨架上的位置和数目，进而推断出有机物的碳骨架结构。1HNMR操作简便、鉴定时间短，而且不易损坏样品。佟志远等[12]运用核磁共振、HPLC-MS等方法鉴定样品的化学结构和分子质量，证实制备样品为氧化白藜芦醇。

4.天然芪类化合物的生物活性

天然芪类化合物具有多种生物活性，包括抗氧化、抑菌、抗病毒、抗肿瘤和抗糖尿病等。

(1)抗氧化活性

机体在有氧代谢中产生的自由基会参与细胞增殖、凋亡、基因表达等一系列调控过程。当自由基产生过量时，会使机体和器官受损。芪类化合物可以通过自身所含的多个酚羟基作为供氢体与外界环境中的自由基结合，终止自由基的连锁反应，导致氧化反应无法继续进行。有研究表明，从新疆的酿酒葡萄中提取的5种芪类化合物均具有一定的抗氧化活性[13]。

(2)抑菌活性

芪类化合物是一种天然存在的多酚物质，从低等的苔藓植物到高等被子植物都有分布，是广谱抗菌物，对真菌和细菌均有抑制作用。值得注意的是，在一定浓度下，芪类化合物可以改变细菌毒力等性状的表达，减少毒素的产生，抑制生物膜的形成，可以降低细菌活力和干扰群体感应。

(3)抗病毒活性

芪类化合物通过刺激T细胞和巨噬细胞，促进白细胞介素产生，从而使机体产生内源性干扰素，达到抗病毒的目的，可以用于治疗鸡传染性法氏囊病、仔猪圆环病毒病和病毒性流感。Liu等[14]从龙葵中分离出6种芪类化合物，并通过神经氨酸酶活性测定法进行了评价。在活性测定法中，6种芪类化合物均对3种流感病毒具有抑制作用，IC50值范围为5.0～26.3mg/mL，表明了芪类化合物具有较强的抗病毒活性。

5.结语

天然芪类化合物具有多种生物活性，在人们日益注重自身保健的今天，开发利用含有芪类化合物的功能性产品具有实际意义。因此，应加大研究力度，充分利用现有技术，对天然芪类化合物进行全面深入的研究，要深入研究其制备和鉴定技术，以获得纯度更高、产量更高的天然芪类化合物；要深入研究天然芪类化合物功能活性以及构效机理，以获得有关天然芪类化合物更多、更实用的数据，为天然芪类化合物开发利用提供更好的理论依据和技术支持，这也对促进我国国民经济发展和提升人民健康具有现实意义。