连翘挥发油化学成分、药理作用及其开发利用研究进展△

强亭燕，李香串，房信胜，温春秀，范圣此*

1.河北大学 中医学院，河北 保定 071000；2.山西省医药与生命科学研究院 药用植物栽培育种研究室，山西 太原 030006；3.作物生物学国家重点实验室/山东农业大学 农学院，山东 泰安 271018；4.河北省农林科学院 经济作物研究所，河北 石家庄 050051

连翘为木犀科植物连翘Forsythia suspensa(Thunb.) Vahl 的干燥果实，味苦，性微寒，归肺、心、小肠经，具有清热解毒、消肿散结、疏散风热的功效[1]。连翘始载于《神农本草经》[2]，被视为“疮家圣药”，广泛应用于双黄连注射液[3]、银翘解毒片[4]、连花清瘟胶囊[5]等中成药制剂。连翘主产于河北、山西、陕西、河南等省，在秋季果实初熟尚带绿色时采收，除去杂质，蒸熟，晒干，习称青翘；等到果实熟透时采收，晒干，除去杂质，则为老翘[1]。除了传统的果实可以入药外，连翘的茎、叶、花和根也为民间医学所用[6-9]。

目前，已经从连翘中分离鉴定出200 多个化学成分，包括苯乙醇及其苷、木脂素、黄酮、萜、生物碱和挥发油等[10-12]。其中，挥发油是连翘发挥药理作用的物质基础之一，主要成分包括α-蒎烯、β-蒎烯、香桧烯和松油烯-4-醇等[13-15]，具有抗病毒[16]、抗菌[17]、抗氧化[18]、抗炎[19]、解热[20]、抗肿瘤[21]等功效。《中华人民共和国药典》（以下简称《中国药典》）2020 年版中收载了以连翘挥发油为主要成分的30 多个成方制剂，如维C 银翘片、抗病毒口服液、桑菊感冒片、黄连上清胶囊等[1]。

作为挥发油含量较高的植物，连翘挥发油在制药[22]、食品[23-24]、化妆品[25]和医疗卫生[15]等行业均展示出较好的开发利用价值和广阔的市场前景。然而，近年来由于倒春寒、疫情、囤积及资本炒作等原因，连翘价格偏高，受经济利益的驱使，“抢青”时有发生，导致连翘产量降低且品质变差[26]。因此，《中国药典》2020 年版新增了“青翘”中挥发油含量不得低于2.0%（mL·g-1）的规定[1]。此外，连翘挥发油主要存在于种子中，但是连翘作为中药饮片使用时多利用果壳部分，种子常废弃或被产地农民作为燃料、育苗使用，没有予以恰当的综合开发利用[27]。

基于此，本文从连翘挥发油的化学成分、药理作用及其开发利用等方面进行综述，并对其发展前景进行展望，以期为连翘的质量控制及连翘挥发油的深入研究、开发和利用提供参考。

1 连翘挥发油中的化学成分

连翘挥发油主要存在于果实中，约占果实质量的1.4%～2.2%，种子占全果实质量的35%～40%，种子中挥发油含量平均可达3.8%[28]。除了果实和种子，连翘挥发油也存在于花[29]、叶[30]、枝条、根和树皮中[31]。连翘挥发油中的化学成分按官能团分类可分为烯烃、烷烃、醇、醛、酮、酯、酸、杂环类及环氧化物等多种类型，其中烯烃类化合物所占比例最大，约占所鉴定成分的51.95%，醇类占30.55%，酮类占2.61%，烷类占2.04%，酯类占1.63%，醛类占1.11%，酸类占0.11%，杂环类占0.19%，环氧化物占0.27%[32-33]，连翘挥发油中常见的化合物信息见表1。

表1 连翘挥发油中的主要化学成分

2 不同条件下连翘挥发油中化学成分的比较

2.1 不同部位连翘挥发油中化学成分的比较

2.1.1 连翘果实挥发油 冯雪[47]采用气相色谱-质谱法（GC-MS）从老翘壳和青翘籽挥发油中共鉴定出12 个化学成分，老翘壳中挥发油含量只有0.15%，而连翘籽中挥发油含量可达8.0%。巩丽丽等[36]分析了粉碎前后的连翘果实挥发油，共检出33个化学成分，从粉碎的连翘果实挥发油中鉴定出23 个成分，从未粉碎的连翘果实挥发油中鉴定出28 个成分。粉碎和未粉碎的连翘果实挥发油中的主要成分都是α-蒎烯和β-蒎烯，两者含量之和接近总成分的80%。王书莉[33]从不同加工方法处理的青翘与老翘挥发油中共鉴定出118 个化学成分，含量占挥发油总量的96.1%，其中烯烃类化合物的含量最高，含量较高的化合物有β-蒎烯、α-蒎烯、松油烯-4-醇、对-伞花烃、α-松油烯、柠檬烯等。

2.1.2 连翘花挥发油 连翘花冠黄色，裂片有4，花期较长，繁茂量大，为了更好地开发利用这一丰富的自然资源，众多学者对连翘花中的挥发油进行了提取和成分分析。吕金顺等[29]使用GC-MS 从连翘花挥发油中鉴定出相对含量＞0.1% 的化合物有48 个，占挥发油总量的82.65%，其中烃类占49.84%，醇、酚、醚类化合物占11.61%，醛、酮类化合物占12.68%，酯类占1.35%，卤代烃占7.17%。王金梅[41]采用顶空固相微萃取和GC-MS 从连翘花蕾挥发油中分离出65 个化学成分，从连翘花挥发油中分离出103 个化学成分，一共鉴定出90 个化合物，其中38 个化合物是花蕾和花共有的。连翘花蕾挥发油中以烃类化合物（41.04%）为主，而连翘花挥发油中以醇、醛和酮类化合物（26.46%）为主，酯类化合物在花蕾挥发油中的相对含量为8.11%，在花中下降到2.12%，而酸类化合物则从3.56%上升到5.18%，萜类化合物在花蕾和花挥发油中的含量相差不大。范令刚等[45]采用静态顶空法收集连翘花的头香，结果发现单萜类化合物（65.13%）是头香的主要成分，表明连翘花主体香气是由单萜类化合物贡献的。

2.1.3 连翘叶挥发油 连翘叶具有与果实相似的化学成分，有些成分如连翘苷的含量甚至优于果实，且连翘叶具有丰富的生物资源量，极具开发前景[48]。因此，明确连翘叶中的化学成分及含量变化规律，有助于促进连翘叶的综合开发利用，但目前对连翘叶化学成分的研究主要集中在苯乙醇苷、木脂素和黄酮类化合物[49-52]，对连翘叶中挥发油的研究较少。秦楠等[30]确定了连翘叶挥发油最佳提取工艺条件：95%的乙醇，料液比1∶13、超声温度50 ℃、超声功率200 W、超声50 min，此时连翘叶挥发油的平均含量约为1.87%。利用GC-MS 对连翘叶挥发油进行分析，共鉴定出13 个化合物，主要由烷烃（9.88%）、酯（76.39%）和酮（8.75%）组成，其中相对含量最高的化合物为4-羟基苯乙酸甲酯（39.40%）。

2.1.4 连翘枝条、根和树皮挥发油 Wang 等[31]采用不同的提取溶剂对连翘枝条、根和树皮中的挥发油进行了提取，并使用GC-MS 进行检测，一共鉴定出93 个化合物，化合物的类型包括酸、醇、糖、酚和嘧啶等。当使用乙醇作为提取溶剂时，连翘枝条挥发油中有79个峰，鉴定出55个化合物；连翘根挥发油中有32个峰，鉴定出23个化合物；连翘树皮挥发油中有54 个峰，鉴定出39 个化合物，但3 个部位的挥发油中仅存在3 个共同化合物。当使用乙醇-苯（1∶2）作为提取溶剂时，连翘枝条挥发油中有31个峰，鉴定出17个化合物；连翘根挥发油中有38个峰，鉴定出25个化合物；连翘树皮挥发油中有25个峰，鉴定出14 个化合物，3 个部位的挥发油中仅存在7 个共同化合物。由此可见，连翘不同部位中的挥发性成分存在较大差异，为合理使用生物量较大的连翘枝条、根和树皮提供了参考。

2.2 不同产地对连翘挥发油中化学成分的影响

药用植物的生长与环境关系密切，气候、温度、土壤和海拔等因素都会影响中药材有效成分的含量及组成。何新新等[53]采用GC-MS 对河南、山东、陕西、河北、山西和内蒙古6 个产地连翘挥发油中的化学成分进行了分析，结果表明，不同产地连翘挥发油中所含化学成分的含量存在一定的差异。例如，β-蒎烯含量最高的是山西连翘，α-蒎烯含量最高的是山东连翘。裴晓丽等[54]对18 个不同产地的连翘挥发油及β-蒎烯含量进行了测定，结果表明，山西绛县青翘和湖北青翘的出油率较高，山西绛县青翘和山西安泽青翘挥发油中β-蒎烯含量较高。魏珊等[55]提取了不同产地16 批连翘果实中的挥发油，其中山西太原连翘的出油率最高，其次是山西安泽。此外，山西连翘挥发油中β-蒎烯、α-蒎烯和莰烯等主成分的含量均高于河南、河北和陕西等地连翘。

2.3 不同采收期对连翘挥发油中化学成分的影响

封燮等[46]在邯郸涉县连翘种植基地采集了4个时期的青翘和2 个时期的老翘，结果发现除了第一时期，青翘中挥发油的含量均明显高于老翘，并且青翘和老翘的总挥发油含量均随着采收时期的推移而逐渐升高。通过GC-MS 分析，从6 个采收时期的连翘挥发油中共鉴定出28 个化学成分，主要为单萜、含氧单萜、单萜醇和倍半萜。其中，β-蒎烯是不同时期连翘挥发油中含量最高的化合物，大约占挥发油总量的50%，其次是α-蒎烯和桧烯。主成分分析结果表明，4个时期的青翘和2个时期的老翘共计30批样品可分为6 个区域，提示不同采收时期青翘和老翘挥发油含量及化学成分组成存在明显差异。通过计算变量重要性投影预测筛选出4 个差异化合物，分别为β-蒎烯、桧烯、α-蒎烯和松油烯-4-醇。其中，β-蒎烯和松油烯-4-醇的相对含量在第四时期的青翘中达到最高，与总挥发油含量的变化趋势基本一致。

2.4 不同提取方法对连翘挥发油中化学成分的影响

植物挥发油的提取方法主要有水蒸气蒸馏法（HD）、超临界流体提取法、有机溶剂提取法、压榨法、微波提取法、酶辅助提取法、超声辅助提取法及多种方法联用技术[56]。肖会敏等[57]研究发现，超临界CO2萃取法提取青翘挥发油的平均收率为3.40%，β-蒎烯的相对含量为6.72%；而HD 提取青翘挥发油的平均收率为2.14%，β-蒎烯的相对含量为47.37%。邓超澄等[58]研究发现，采用HD 和超临界CO2萃取法提取得到的青翘挥发油中的化学成分组成及含量相差较大，仅有16 个相同化合物。HD所得挥发油以挥发性高的单萜、倍半萜及其含氧衍生物为主，几乎不含有脂肪族化合物，但超临界CO2萃取法提取得到的连翘挥发油中脂肪族化合物的种类及含量都明显高于前者。

Jiao等[59]采用微波辅助离子液体处理加氢蒸馏法（MILT-MHD）从连翘种子中提取挥发油，与HD 和新兴的微波辅助水离子液体加氢蒸馏法（MAILHD）相比，MILT-MHD 在更短的提取时间（29.3 min）即可得到9.58%的挥发油，而利用HD 提取100 min仅得到4.08%的挥发油，利用MAILHD 提取45 min得到5.43%的挥发油。此外，GC-MS 检测结果表明，利用MILT-MHD 获得的连翘挥发油中含有更多的含氧单萜类化合物（22.79%），高于HD（16.57%）和MAILHD（19.84%）。

2.5 其他因素对连翘挥发油中化学成分的影响

挥发油气芳香、易挥发，除了提取部位、产地、采收期和提取方法外，产地初加工方法、包装材料、仓储条件及仓储时间也是影响挥发油中化学成分组成及含量的重要因素。目前，青翘的加工方式有蒸制、煮制、生晒和烘烤等，已有学者研究了不同加工方式对连翘中连翘苷和连翘酯苷A 含量的影响[60-61]，但有关不同加工方式对连翘中挥发油含量影响的研究相对较少。

王书莉[33]考察了青翘水煮8 min 后不同干燥温度处理、青翘蒸制不同时间后80 ℃干燥处理、青翘蒸制10 min后不同干燥温度处理、青翘60 ℃微波处理及老翘不同温度烘烤处理对挥发油含量的影响。结果发现，青翘蒸制品挥发油的含量高于煮制品及微波处理品；随着干燥温度的升高，青翘中挥发油总含量及4 个化学成分（α-蒎烯、β-蒎烯、对-伞花烃和芳樟醇）的含量均呈下降趋势。

目前，缺少针对连翘的科学合理的包装贮藏技术。唐蕾[62]研究了5 种包装材料和2 种贮藏条件对连翘的外观性状、显微、薄层、水分、浸出物、灰分、连翘酯苷A 含量等的影响，但没有考察对挥发油的影响。后续应加强包装材料、仓储条件和仓储时间对连翘挥发油的含量及化学成分组成影响的研究，以保证连翘药材质量的均一、稳定、安全、可控，尤其是挥发油的含量符合《中国药典》2020 年版的规定。

3 连翘挥发油的药理作用

3.1 解热、镇痛、抗炎

中药治疗发热历史悠久且疗效显著，连翘是典型的清热解毒药，可用于温热病的各个阶段。罗林等[63]研究发现，连翘挥发油可明显抑制干酵母皮下注射和脂多糖腹腔注射导致的大鼠发热。郑立等[64]发现，在酵母致热大鼠模型中，连翘挥发油和连翘挥发油自微乳均能抑制大鼠体温升高，但挥发油自微乳抑制体温上升的趋势较挥发油更明显。此外，连翘挥发油自微乳较挥发油具有更持久温和的解热作用。

郭际[65]研究发现，连翘挥发油对小鼠二甲苯所致的耳廓肿胀、小鼠腹腔毛细血管通透性亢进、大鼠角叉菜胶性足肿胀、大鼠角叉菜胶所致胸膜炎、大鼠油酸所致急性肺损伤5 种急性炎症和大鼠棉球肉芽肿慢性炎症均有明显的抑制作用。此外，连翘挥发油高剂量组（0.24 mL·kg-1）对热板所致小鼠疼痛反应有明显抑制作用，并且连翘挥发油高、低剂量组（0.24、0.12 mL·kg-1）均能显著减少乙酸所致的小鼠扭体次数，镇痛率分别可达83.27%和62.35%。

3.2 抗菌

连翘挥发油对所有易感微生物都具有广谱抗菌作用，对革兰阳性菌的抑制作用强于革兰阴性菌，对真菌同样有抑制作用，是食品、化妆品、制药等行业极具开发前景的天然防腐剂[66]。

顾仁勇等[67]考察发现，连翘挥发油对6种供试菌种包括革兰阳性菌、革兰阴性菌、霉菌及酵母均有很强的抑制作用，并且抑菌效果随着pH的降低而增强，121 ℃加热处理15 min 对连翘挥发油的抑菌效果无明显影响。魏希颖[68]采用牛津杯法研究发现，连翘种子挥发油对11 种细菌具有不同程度的抑制作用，对3种常见真菌和3种葡萄致病真菌同样具有抑制作用。通过透射电镜和十二烷基苯磺酸钠（SDS）-聚丙烯酰胺凝胶电泳观察推测出连翘种子挥发油主要是通过2 个方面来发挥抑菌作用：1）破坏大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌和酿酒酵母3 种指示菌的细胞壁和细胞膜结构，导致细胞内容物外漏，从而引起细胞凋亡；2）破坏指示菌生长过程中某些蛋白质或蛋白质合成酶，从而导致细胞生长周期终断。

3.3 抗病毒

连翘是常用的清热解毒中药，其水提取物、醇提取物及挥发油均具有抗病毒作用[69-71]。20 世纪80年代，马振亚[72]采用鸡胚内和鸡胚外实验证实，连翘种子挥发油对亚洲甲型流感病毒和Ⅰ型副流感病毒具有显著的抑制作用，并且对感染亚洲甲型流感病毒的小鼠具有一定的保护作用，感染组小鼠病死率与对照组相比差异有统计学意义。肖会敏等[22]利用连翘挥发油软胶囊治疗急性上呼吸道感染（70%～80%患者由病毒引起），结果发现连翘挥发油软胶囊对儿童和成人均有显著疗效，且未发现明显不良反应。

3.4 抗氧化

顾仁勇等[67]通过测定添加连翘挥发油及特丁基对苯二酚（TBHQ）的猪油样品在贮藏期间的过氧化值发现，连翘挥发油具有一定的抗氧化效果，且随着用量加大抗氧化能力增强，但效果不及TBHQ。魏希颖等[73]研究发现，连翘种子挥发油对有机自由基和超氧阴离子自由基的清除率高于90%，具有作为天然抗氧化剂的潜质。王金梅等[74]采用固相微萃取技术在连翘花挥发油中检测到2,6-二叔丁基对甲酚（BHT）和与其结构相似的2,6-二-叔丁基-4-(1-氧代丙基)苯酚。BHT是目前用量最大、使用范围最广的抗氧化剂。2,6-二-叔丁基-4-(1-氧代丙基)苯酚与BHT结构相似，也具有抗氧化作用。

3.5 抗肿瘤

连翘是一味广谱抗肿瘤中药，是常用的抗癌组方药物之一，对乳腺癌、前列腺癌、食道癌等癌细胞均有抑制作用，是治疗癌症的潜力药物[75]。前期研究表明，连翘的抗肿瘤功效主要是醇提取物在发挥作用[76]，对连翘挥发油抗肿瘤活性的研究较少。仝立国等[21]采用S180 瘤株肿瘤模型对白术、莪术、连翘挥发油的剂量配比进行优选。结果发现，3种挥发油抗肿瘤的最佳比例为白术挥发油500 mg·kg-1、莪术挥发油100 mg·kg-1、连翘挥发油25 mg·kg-1，最佳比例的低、中、高剂量挥发油的肿瘤抑制率分别为29.08%、41.15%、58.20%，为3 种中药挥发油抗肿瘤制剂的开发提供了参考。

4 连翘挥发油的开发利用现状

4.1 医药产品中的开发利用

连翘挥发油是许多中成药的主要成分之一，已获批的非处方药复方银翘氨敏胶囊是常见的感冒用药，每1000 粒含连翘挥发油0.32 mL[77]。连翘挥发油软胶囊是通过电加热的方式，使连翘挥发油汽化从而发挥治疗急性上呼吸道感染的显著疗效[22]。《中国药典》2020 年版中收载了以连翘挥发油为主要成分的32 种成方制剂，如表2 所示，涉及口服液、颗粒、糖浆、片剂和胶囊等多种剂型。

表2 《中国药典》2020年版中收载的含有连翘挥发油的成方制剂

虽然连翘挥发油具有显著的药理作用，但其水溶性差、易挥发、性质不稳定，并且具有刺激性，直接口服患者难以下咽。郑立等[64]开发出连翘挥发油自乳化的最佳处方条件，解决了口服刺激性大、溶解性差等问题；徐坤[78]采用微乳法制备出连翘挥发油固体脂质纳米粒，扩展了其给药途径并提高了生物利用度；郝彬等[79]使用β-环糊精对升血小板胶囊中的连翘挥发油进行包合，能有效防止连翘挥发油挥发，从而保证疗效。

4.2 仓储防护及食品保鲜中的开发利用

近年来，使用天然防腐剂代替化学合成防腐剂成为一种发展趋势，连翘挥发油对真菌和细菌均有抑制作用，并且还具有一定的抗氧化作用，在仓储防护和食品保鲜等方面效果良好。吴彦等[80]研究发现连翘挥发油对烟草甲和赤拟谷盗熏蒸活性的半数致死浓度（LC50）分别为8.94、7.68 mg·L-1；触杀活性的半数致死量（LD50）分别为23.66、30.13 µg/头。其中，α-蒎烯、γ-松油烯和松油烯-4-醇对2 种仓储害虫均具有较好的熏蒸和触杀活性，松油烯-4-醇对烟草甲的熏蒸和触杀毒性最强。此外，水果、蔬菜等食品在储藏过程中易遭受病菌侵袭而腐烂。吴子龙等[23]证实了连翘挥发油能够抑制圣女果表面有害微生物的生长，起到了较好的抗菌保鲜作用。顾仁勇[81]开发了一种以连翘、牛至、丁香、山苍子和肉桂5 种植物挥发油混合制成的复合保鲜剂，能够有效抑制肉类腐败微生物的生长，结合真空包装，在0～4 ℃保存能使猪肉保鲜时间长达18 d。

4.3 化工行业中的开发利用

连翘挥发油因其具有广谱抗菌及抗病毒作用可用于消毒剂的开发。目前，空气在众多传染病的传播媒介占首位，空气消毒是一个急需解决的问题，连翘挥发油以其无污染、低毒的优点逐渐用于空气消毒剂的开发。徐旭红等[82]研究发现，连翘、香薷、桂枝挥发油电热挥散剂的空间消毒效果与紫外线相比差异无统计学意义，可用于肺、肝等传染科病房的快速消毒，预防院内交叉感染。沈伟等[83]采用平板沉降法研究发现，连翘在燃烧过程中产生的烟雾弥漫在组培室的各个角落，灭菌率高，并且人接触时没有任何不适感，是一种安全、可靠的消毒方式。

此外，连翘挥发油还可用于新型生物燃料的开发，利于节能减排和解决极端环境燃料供应等问题。例如，α-蒎烯、β-蒎烯、柠檬烯和蒈烯等化合物的结构特殊，一部分分子具有环结构而另一部分分子具有支链结构，尤其是蒎烯具有C10分子骨架，能同时提供多元环、桥环、环外或环内双键等，通过碳-碳偶联反应可以构建具有可控环结构和支链结构的分子，通过加工可得到一系列密度和冰点可控的燃料分子，满足严寒天气和高空低温的工作环境[84-85]。

4.4 化妆品中的开发利用

因为连翘挥发油具有良好的抗菌、消炎效果，在日用快消品中可广泛应用，作为天然防腐剂、抑菌剂添加于化妆品中，也可开发成美容香皂、精油、消毒纸巾等。邱思娃等[86]研究发现，连翘挥发油与荆芥挥发油1∶1 配伍对痤疮丙酸杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制作用较好，对表皮葡萄球菌也有一定的抑制作用。此外，晏洁等[87]将连翘挥发油与其他植物功效成分通过微乳技术复合在一起，增加了亲脂性和亲水性舒敏成分的溶解性，能够从水相、油相多层次起到舒敏效果，适用于化妆品制备。

5 结语与展望

连翘作为我国常用的大宗中药材，市场需求量大，青翘每年用量约6000～7500 t，老翘每年用量约1500～2000 t，可见我国连翘挥发油的储量较大。如何开发和利用连翘挥发油资源并实现其产业化，是值得诸多学者和企业家深入研究和探讨的一个重要课题。此外，连翘挥发油的含量及化学成分的变化必定会引起药理药效的改变，但目前对连翘挥发油药理作用的研究仍主要集中在抗菌、抗炎、抗氧化、解热等功能的评价上，其物质基础及明确的作用靶点和通路仍需开展进一步的研究。因此，后期可从以下几个方面开展深入的研究：1）研究不同采收期连翘果实中挥发油含量的动态变化，确定连翘的适宜采收期。同时建议政府应出台相关规定，加大巡查力度，严格控制“抢青”现象，从源头上保障连翘的质量。2）考察连翘不同加工方式（蒸制、煮制、晒干、烘干、微波等）对连翘挥发油的含量、化学成分组成及其药效学的影响，从而确定连翘的最佳产地初加工方法。3）比较青翘果壳及种子、老翘果壳及种子、果梗、枝、叶、花等部位的挥发油含量及化学成分组成，分析出共性成分和差异性成分，为后续连翘挥发油的提取以及工业化生产提供指导。4）比较连翘不同部位挥发油的抗菌、抗炎、抗氧化、解热等活性差异，结合药效指标及化学成分分析结果探究连翘挥发油的潜在药效物质，再通过网络药理学方法探讨连翘挥发油抗菌、抗炎、抗氧化、解热等药理活性的作用靶点及通路，为连翘挥发油的开发利用提供参考。

[利益冲突]本文不存在任何利益冲突。