山核桃外蒲殼成分與功能研究進(jìn)展

申秀英，毛建衛(wèi)，2，蔡成崗

（1.浙江科技學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院，浙江杭州310023；2.浙江省農(nóng)產(chǎn)品化學(xué)與生物加工技術(shù)重點(diǎn)實驗室，310023；3.浙江樹人大學(xué)生物與環(huán)境工程學(xué)院，浙江杭州310015）

山核桃（Juglans mandshurica Maxim）是胡桃科山核桃屬木本植物，果實含有蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸、必需氨基酸、多種礦物質(zhì)和維生素，具有降血脂、補(bǔ)腎等多種顯著功效；山核桃外果皮稱為外蒲殼，未成熟時含有單寧和胡桃醌等成分，具有抑菌、抗腫瘤、抗氧化和鎮(zhèn)痛等作用。我國傳統(tǒng)中藥用外蒲殼治療胃病和皮膚病，有一定的療效。文章回顧了山核桃外蒲殼中的主要功效成分和利用進(jìn)展，擬為其高效開發(fā)利用提供參考。

1 山核桃外蒲殼的功能

1.1 抑菌殺蟲活性

山核桃外蒲殼對多種食源性致病菌、人體致病菌和植物致病菌具有抑制活性。研究人員采用甲醇浸提山核桃外蒲殼得到浸膏，再用不同有機(jī)溶劑提取后研究不同浸提液對番茄、蘋果、小麥和水稻等植物致病菌均有抑制作用，結(jié)果表明，正丁醇相的抑菌效果好于氯仿相、石油醚相和乙酸乙酯相[1]，說明抑菌物質(zhì)為具有一定極性的成分。其中氯仿提取相分離后得到5-羥基-2-甲氧基-1，4-萘醌和-β-谷甾醇，可抑制番茄灰霉病菌和小麥赤霉病菌孢子萌發(fā)[2]。

張昕等[3]研究表明，山核桃外蒲殼水提取液對黃瓜枯萎病菌孢子萌發(fā)的抑制率為73.9%，芽管長的抑制率為63.5%。對番茄灰霉病菌孢子萌發(fā)的抑制率為82.7%，芽管長的抑制率為65.1%，也為山核桃外蒲殼開發(fā)利用提供了理論依據(jù)。山核桃外蒲殼富含揮發(fā)性成分，對人體致病菌如表皮葡萄球菌、金黃色葡萄球菌、豬霍亂沙門氏菌和肺炎球菌具有良好的抑制作用[4]。經(jīng)GC/MS 分析和查閱文獻(xiàn)，確定出4 種有抑菌作用的成分，分別為胡椒烯（三環(huán)倍半萜類化合物）、金合歡醇（萜烯類衍生物）、氧化石竹烯（萜類化合物）、α-杜松醇（醇類化合物），占總揮發(fā)性成分的29.11%。山核桃中起抑菌活性作用的主要為胡桃醌，其結(jié)構(gòu)為5-羥基-1，4-萘醌，具有抗氧化、抗菌、鎮(zhèn)痛、止血、抑癌等多種生物活性，胡桃醌對癌細(xì)胞、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、酵母菌、黑曲霉等均有較好的抑制作用，如表1 所示。

表1 胡桃醌生物活性[5-6]Table 1 Biological activity of juglone

另外，山核桃外蒲殼甲醇提取物藥劑對蚜蟲具有較好的毒殺作用，其LC50為0.042 8 g/mL，對小菜蛾、斜紋夜蛾的毒殺作用較弱，對朱砂葉螨都沒有毒殺作用[7]。山核桃外蒲殼含有的醌類等成分具有良好抑菌效果，可以其開發(fā)為新型的生物抑菌劑。

1.2 抗氧化活性

山核桃外蒲殼含有大量多酚、有機(jī)酸、苷類和生物堿等成分，具有顯著的抗氧化作用，開發(fā)潛力大，其中基本酚類物質(zhì)與普通核桃相似[8]。山核桃外蒲殼提取物能有效地清除·OH，可能主要是通過清除·OH 來達(dá)到其抑制脂質(zhì)過氧化目的[9]。吳峰華等分析了不同提取方法對山核桃外蒲殼中總酚酸及抗氧化活性的影響，結(jié)果表明，水提取物、VE、80%乙醇提取物、乙酸乙酯提取物對還原力、DPPH 自由基的清除能力、油脂抗氧化能力等存在一定的差別，主要由于不同溶劑對不同酚類物質(zhì)的提取量不同，山核桃外蒲殼提取物的抗氧化活性與總酚含量和酚類物質(zhì)組成均相關(guān)[10]。

陳向明等[11]研究了不同溶劑提取山核桃外蒲殼對芝麻油、菜籽油的抗氧化活性的影響，結(jié)果表明乙酸乙酯提取液抗氧化效果優(yōu)于乙醇、水提取液，鞣質(zhì)抗氧化活性高于黃酮和醌類。萬政敏等[12]采用HPLC 分析了山核桃外蒲殼的多酚類物質(zhì)，酚酸物質(zhì)共17 種，每百克干物質(zhì)中沒食子酸為146.2 mg，阿魏酸為6.1 mg；8種黃酮類物質(zhì)中蘆丁含量最高，為187.6 mg。山核桃外蒲殼的抗氧化能力取決于其中含有的多酚等成分，目前對其單體成分的分離和研究還需要進(jìn)一步深入。

1.3 抗腫瘤作用

山核桃外蒲殼具有抗腫瘤的作用，包括對腫瘤細(xì)胞的毒性作用、提高免疫能力，影響腫瘤細(xì)胞細(xì)胞膜等。如氯仿和醋酸乙酯粗提外蒲殼溶液對人白血病細(xì)胞株、人胃癌細(xì)胞株及人宮頸癌細(xì)胞株有明顯的細(xì)胞毒性作用；外蒲殼冷醇、熱醇提取能降低小鼠的胸腺指數(shù)，升高荷瘤小鼠的脾指數(shù)，延長H22 小鼠的生命[13]。山核桃青皮在臨床抗癌應(yīng)用研究中也有顯著效果。以山核桃外蒲殼注射液注射肌肉，能改善癌癥癥狀、部分縮小腫塊、提高白血球與血小板[14]。山核桃外蒲殼可能從兩方面實現(xiàn)其抗腫瘤作用，一是通過降低血漿及脾細(xì)胞中丙二醛，增加超氧化物歧化酶，二是通過促進(jìn)巨噬細(xì)胞的腫瘤壞死因子α-mRNA 的表達(dá)，發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。如有研究表明，小鼠口服山核桃青皮水提物后，其水提物在體外可協(xié)同亞劑量刀豆蛋白A 誘導(dǎo)小鼠脾細(xì)胞合成腫瘤壞死因子，在體內(nèi)也有可能經(jīng)代謝產(chǎn)生的中間產(chǎn)物影響脾淋巴細(xì)胞產(chǎn)生TNF 的功能，或者通過對機(jī)體其他系統(tǒng)或途徑間接影響脾淋巴細(xì)胞功能，增強(qiáng)其產(chǎn)生腫瘤壞死因子[15]。用原位雜交技術(shù)也發(fā)現(xiàn)山核桃外蒲殼水提物具有促進(jìn)小鼠巨噬細(xì)胞的腫瘤壞死因子α-mRNA 表達(dá)的效應(yīng)[16]。目前還需要加強(qiáng)對山核桃外蒲殼中的抗腫瘤單體成分進(jìn)行純化和深入研究，以進(jìn)一步實現(xiàn)外蒲殼的開發(fā)和利用。

1.4 其他作用

1.4.1 鎮(zhèn)痛作用

我國中醫(yī)傳統(tǒng)上常將山核桃外蒲殼用于胃痛、腹痛等病的治療，山核桃外蒲殼也對熱傳導(dǎo)及化學(xué)刺激引起的痛感有明顯抑制作用，主要是基于外蒲殼中高含量的鉀元素造成腦內(nèi)低鈣高鉀條件，進(jìn)而提高疼痛閾值。

1.4.2 消炎作用

研究人員利用外蒲殼的抑菌作用將其用于青春痘治療，對炎癥病例療效比較明顯[17]。另外對巴豆油所致的小鼠耳殼腫脹、大鼠角叉菜膠性足腫脹以及醋酸引起的小鼠腹腔毛細(xì)血管通透性增高，山核桃外蒲殼均有明顯的抑制作用。

1.5 外蒲殼中的其他成分

1.5.1 揮發(fā)油與脂肪酸

研究人員從山核桃外蒲殼中分離到（反式）-1-（2，6-二羥基-4-甲氧苯基）-3-苯基-2-丙烯-1-酮、β-谷甾醇、十六酸、（Z，Z）-9，12 -十八烷二烯酸、2，3-二羥丙-反-油酸丙酯等65 個揮發(fā)油組分[18]，主要屬于萜類化合物、烷烴類化合物、醇類化合物、酯類化合物等，其中β-谷甾醇含量較高，采用的研究方法包括固相微萃取結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)等。山核桃外蒲殼中還含有十六碳酸、十八碳酸、十六碳烯酸、十八碳烯酸、十八碳二烯酸和十八碳三烯酸等脂肪酸，其中不飽和脂肪酸對人體具有較高的價值[19]。

1.5.2 色素

采用95%乙醇提取山核桃殼棕色素，經(jīng)AB-8 大孔樹脂純化后，對其生物活性及紅外光譜進(jìn)行研究。棕色素具有一定的抗氧化能力，可以清除·OH 自由基，對釀酒酵母、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、黑曲霉都具有抑制作用，紅外光譜分析結(jié)果表明該棕色素含有苯環(huán)和酚羥基結(jié)構(gòu)。

1.5.3 礦物元素

周靖等測定了山核桃外蒲殼中含有鈣、鐵、錳，鎂，鉀，鋅，銅等七種元素，采用火焰原子吸收分光光度法定性定量，加標(biāo)回收率在95.2%～100%之間[20]，山核桃外蒲殼中含有較高的K、Ca 以及Fe、Mn、Zn、Mg、Cu等微量元素[21]。以山核桃外蒲殼為原料，采用熱處理法制取碳酸鉀，在灰化溫度600 ℃，灰化時間6 h，材料粒度5 mm～10 mm，鉀得率約30%，純化后的粗堿煅燒溫度600 ℃，煅燒時間0.5 h，制備的碳酸鉀產(chǎn)品純度高達(dá)98%[22]，為山核桃外蒲殼利用提供了思路。

2 小結(jié)

山核桃是浙江杭州臨安市的主要林特產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)價值很大。山核桃外蒲殼具有抑菌、抗腫瘤、抗氧化和鎮(zhèn)痛等作用同時對胃病和皮膚病有一定的療效。目前，山核桃外蒲殼主要進(jìn)行退殼還林、燒制細(xì)炭、開發(fā)核磷、生產(chǎn)碳酸鉀等方面，尚未高效利用，且可產(chǎn)生毒性強(qiáng)、腐蝕性高、強(qiáng)堿性、高有機(jī)濃度的有害液體，嚴(yán)重破壞了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。鑒于外蒲殼的潛在價值，開發(fā)新型的生物抑菌劑和純化抗腫瘤制劑將在農(nóng)業(yè)保護(hù)、食品防腐、腫瘤防治等方面起到重要作用，對于山核桃外蒲殼的利用、改善環(huán)境、提高農(nóng)村效益都具有重要意義。

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