肉桂與大葉清化桂生理生化特征比較分析

陳楚文 許丹蕓 張輝菊 楊全 高弘揚

摘 要：目的：通過比較肉桂和大葉清化桂葉、枝、皮3個部位的揮發(fā)油、總黃酮、原花青素、可溶性糖、可溶性蛋白、水分及肉桂醛這7種成分的指標，對這兩種肉桂進行質(zhì)量評價。方法：分別按《中國藥典》、NaNO2-Al（NO）3-NaOH比色法、鐵鹽催化法、蒽酮法、考馬斯亮藍法和高效液相色譜法測量肉桂種揮發(fā)油、總黃酮、原花青素、可溶性糖、可溶性蛋白和肉桂醛的含量。結(jié)果：大葉清化桂的葉部中總黃酮、原花青素、可溶性糖（包括鮮品和干品）、可溶性蛋白的含量，均接近于肉桂的2倍;肉桂枝中各種成分含量大葉清化桂與肉桂相近，總體上前者略高于后者;但大葉清化桂的皮中揮發(fā)油、肉桂醛、原花青素和總黃酮均顯著高于肉桂。結(jié)論：揮發(fā)油目前仍然是衡量肉桂價值最重要的指標，而總黃酮、原花青素、可溶性糖、可溶性蛋白、肉桂醛等5種成分作為可利用資源，大葉清化桂的潛在價值高于肉桂，其中仍以皮部分的價值最高。

關(guān)鍵詞：肉桂;大葉清化桂;成分測定;潛在價值

Abstract：Objective： To measure the contents of seven components of volatile oil， total flavonoids， proanthocyanidins， soluble sugars， soluble protein， and cinnamaldehyde in the leaves， branches， and bark of C. cassia and C. cassia Presl var. macrophyllum Chu， and the indicator of moisture，to evaluate the quality of these two kinds of cinnamon. Method： The contents of volatile oil， total flavonoids， proanthocyanidins， soluble sugar， soluble protein and cinnamaldehyde in Cinnamomum cassia seeds were determined by Chinese Pharmacopoeia， NaNO2-Al（NO）3-NaOH colorimetry， iron catalyzed method， anthrone method， coomassie brilliant blue method and high performance liquid chromatography. Results： The contents of total- flavonoids， proanthocyanidins， soluble sugars （including fresh and dried products）， and soluble proteins in cinnamon leaves were nearly twice as high as that of C. cassia; the contents of various components in cinnamon branches were C. cassia Presl var. macrophyllum Chu. The content of various components in cinnamon sticks is similar to C. cassia， but the former is slightly higher than the latter; However， the volatile oil， cinnamaldehyde， proanthocyanidins and total flavonoids in the bark of C. cassia Presl var. macrophyllum Chu were significantly higher than those in C. cassia. Conclusion： Volatile oil is still the most important indicator to measure the value of cinnamon， and taking the five components of cinnamon total flavonoids， proanthocyanidins， soluble sugars， soluble proteins， cinnamaldehyde as available resources， the potential value of C. cassia Presl var. macrophyllum Chu will be higher than that of C. cassia， and the value of the skin part is still the highest.Key words：Cinnamomum cassia Presl; C. cassia Presl var. macrophyllum Chu; Composition determination; Potential value

中圖分類號：R284

肉桂（Cinnamomum cassia Presl），樟科（Lauraceae）植物樟屬（Cinnamomum） 中的一種大型喬木，在有些地方又稱西江桂。曾正渝等[1]通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，肉桂的產(chǎn)區(qū)主要有中國、斯里蘭卡、印尼、馬達加斯加、越南等地，其中產(chǎn)量在10 t以上的有中國、印尼、斯里蘭卡等，這些國家生產(chǎn)的肉桂占世界總產(chǎn)量的92.8%。中國不僅是肉桂的主要產(chǎn)地之一，生產(chǎn)總量占世界的38.1%，同時也是肉桂的主要出口國，由此可見肉桂在國際間的需求量很大，是經(jīng)濟價值很高的自然資源。肉桂為我國廣東和廣西二省的重要經(jīng)濟作物，其作為香料、飲片、揮發(fā)油及其他相關(guān)制品已逐步產(chǎn)業(yè)化，成為當?shù)刂匾慕?jīng)濟支柱。

根據(jù)《中華人民共和國藥典》2015版（簡稱《中國藥典》，下同）記載，肉桂具有很高的開發(fā)利用價值。其與由越南引進的大葉清化桂（C. cassia Presl var. macrophyllum Chu）在外觀上差異型并不是很大。目前，對于肉桂和大葉清化桂之間的差異性研究，主要是集中在肉桂油及其成分、葉表型性狀、木材纖維結(jié)構(gòu)和皮顯微結(jié)構(gòu)，而關(guān)于肉桂葉、枝、皮3個部位多種化學成分及價值探究的報道較少[2-4]。在不同部位上，如其葉部，能溫中補虛、燥濕祛寒，治療風寒感冒、咳嗽、頭痛、胸悶、腹部疼痛、嘔吐、凍瘡等病癥;肉桂的枝部，具有溫經(jīng)通脈、助陽化氣等功效，常用于外感風寒、經(jīng)脈不通導致的疼痛、心慌、多痰、小便不利等;而肉桂的皮部，即中藥學中的肉桂（Cinnamomumi cassia Presl），能祛寒止痛、舒筋活血，常用于胸悶、嗆咳、腹寒、嘔吐、風濕關(guān)節(jié)痛、跌打瘀腫等[5-6]。在眾多的中醫(yī)古籍記載里，肉桂的枝部與皮部常被用于治療痹證。陳若冰等[7]認為，肉桂除了被列入《中國藥典》的藥效外，還能活血化瘀、安肝息風、解毒生肌、祛風止痙、止癢等，而止血的藥理作用則有待進一步證實。

肉桂的一些化學成分也具有許多已開發(fā)或潛在的藥理作用及生物活性：①揮發(fā)油。揮發(fā)油是目前肉桂開發(fā)程度最大的活性成分，其藥理作用主要有抗菌、抗病毒、抗氧化自由基、擴張血管以及抗血栓等[8]。蔡定建等[9]通過GC-MS分析，鑒定出了苯甲醛、鄰羥基苯甲酸、桂皮醛、（1-乙基-1，3丁二烯）苯、環(huán)己醇苯甲醛這5個含量較高的化合物，其中又以桂皮醛含量最高。②總黃酮。黃酮類化合物普遍存在于天然植物中，其存在形態(tài)主要有游離態(tài)黃酮、黃酮苷以及與鞣酸形成脂3種，能保護心腦血管系統(tǒng)和肝臟、提高免疫系統(tǒng)和消化系統(tǒng)活性，從而具有抗腫瘤、抗病毒、抗疲勞、鎮(zhèn)痛、清除自由基等功效[10-11]。庫詠峰等[12]通過總黃酮的生理生化試驗，得知肉桂總黃酮對氧離子自由基的清除率能夠達到23.46%，具有較好的抗氧化活性。③萜類。張笮晦等[13]通過測試肉桂葉揮發(fā)油中微量萜類的種類以及其相對百分含量，總共檢測出13種不同的萜類，且儲藏時間越久，萜類成分逐漸減少，80 d以上的肉桂葉中基本不含萜類成分。④原花青素。由兒茶素或者表兒茶素聚合而成的多酚類化合物。它的藥理作用與成分總黃酮相似且抗氧化能力較強。另外還能抑制細菌、保護心臟循環(huán)系統(tǒng)、降低血脂等[14-15]。黎超等[14]研究發(fā)現(xiàn)，肉桂原花青素可以很好地減少體外糖基化，是防治糖尿病的潛在物質(zhì)之一。⑤肉桂醛。肉桂醛存在于眾多肉桂植物中，是檢測肉桂揮發(fā)油的質(zhì)量標準之一。宋宗輝等[16]調(diào)研發(fā)現(xiàn)，肉桂醛能夠抑制糖尿病、抑菌和抗肥胖等，對循環(huán)系統(tǒng)也有保護作用。⑥其他。李莉等[17]通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）法鑒定出肉桂多糖水解后的產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)肉桂多糖由六種單糖組成，其中以D-呋喃葡萄糖所占比例最大，為38.64%。

為了更好地開發(fā)肉桂與大葉清化桂的利用價值，本文通過翻閱相關(guān)文獻資料，然后測定和比較肉桂和大葉清化桂干燥前后葉、枝、皮3個部位的揮發(fā)油、總黃酮、可溶性糖、可溶性蛋白、原花青素、肉桂醛等成分的含量，并對其中如總黃酮、原花青素、多糖等多種成分進行方法學考察，來對這兩種肉桂進行質(zhì)量評價與生理生化分析，為今后對肉桂的研究提供一個系統(tǒng)的工藝基礎。

1 材料與方法

1.1 植物材料

選取樹齡為7年的肉桂和大葉清化桂，樣品采集于廣東省茂名市（北緯22°27′44″，東經(jīng)111°08′17″）。肉桂和大葉清化桂各取3株，采集其新鮮的皮、枝和葉，迅速用液氮快速降溫冷凍后，在-80 ℃保存，用于后續(xù)的實驗。以廣東省茂名市種植的肉桂和大葉清化桂為試驗材料，于2019年6月采集樹齡為7年的肉桂和大葉清化桂，各取3株采集樣品。

1.2 實驗方法

1.2.1 揮發(fā)油含量測定

按《中國藥典》2015版四部通則2204項下的乙法，直接測量肉桂揮發(fā)油成分的含量。肉桂揮發(fā)油相對密度大于1.0，屬于重油，直接讀數(shù)誤差較大，加入二甲苯后使揮發(fā)油比重小于1.0，讀數(shù)更準確。讀數(shù)時需減去所加二甲苯的量。本實驗采用揮發(fā)油測定法測量肉桂與大葉清化桂干燥后葉、枝、皮3個部位的揮發(fā)油含量。

1.2.2 總黃酮含量測定

紫外光區(qū)260 nm和360 nm左右是黃酮類化合物產(chǎn)生的兩個最大吸收峰分布區(qū)，不過由于黃酮粗提液的成分復雜，多糖、單寧酸、酚類等可能會干擾其紫外線吸收，從而使吸收峰移動或被掩蓋。采用紫外可見分光光度法能準確地測定總黃酮含量的前提是使用NaNO2-Al（NO）3-NaOH作為顯色劑。

肉桂植物的葉、枝和皮中總黃酮含量的測定，以蘆丁標準品作參照，在pH值適宜的情況下加入Al3+，使黃酮化合物化合成為鋁鹽絡合物，溶液吸光度在最大吸收波長508 nm處測定。

1.2.3 原花青素含量測定

通過表兒茶素和兒茶素聚合形成的類黃酮化合物是原花青素，它是無色無味的，深紅色的花青素離子需要經(jīng)過加熱酸處理才會生成。獲得最大吸收峰的前提是將原花青素轉(zhuǎn)化為花青素，這個過程需要催化劑硫酸鐵銨以及稀鹽酸的水解。樣品溶液中原花青素的含量的計算需將原花青素作為對照吸光值。

1.2.4 可溶性糖和可溶性蛋白含量測定

用蒽酮比色法測定可溶性糖含量，可溶性蛋白質(zhì)含量通過考馬斯亮藍染色法測定。

1.2.5 肉桂醛含量測定

按照高效液相色譜法（通則0512）測定。在具塞錐形瓶中加入0.5 g肉桂粉末和95%乙醇25 mL，在超聲波下提取30 min后，冷卻至室溫，95%乙醇用來補足其損失了的重量，搖勻，過濾，離心10 min后取上清液。在10 mL量瓶中加入0.1 mL用甲醇溶解并定容的肉桂醛對照品，取出其中的1 mL定容至50 mL量瓶中，則可配制成0.214 2 mg含桂皮醛溶液1 mL。在10 mL量瓶中各加2 mL對照品母液，從而可以制成混合對照品。分別精密吸取對照品溶液與供試品溶液各10 μl，注入液相色譜儀，測定，即可。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)均使用GraphPad Prism 7.00處理并作圖，通過SPSS 21.0進行顯著性差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 肉桂和大葉清化桂水分含量，可溶性蛋白和可溶性糖含量比較

肉桂和大葉清化桂枝部和葉部的水分含量均在50%左右。皮部的水分含量比枝葉都低，其中肉桂的皮部水分含量在25%左右，大葉清化桂的在40%左右（如圖1A）。據(jù)圖1B知，對于鮮品的可溶性蛋白，肉桂與大葉清化桂的葉部含量最少，均在1 mg·g-1左右;枝部較多，兩者均接近4 mg·g-1;皮部最多，都是5 mg·g-1左右。對于干品，肉桂的枝部、皮部與大葉清化桂的葉部、枝部、皮部的可溶性蛋白含量均接近于1.50 mg·g-1，而肉桂的葉部可溶性蛋白含量則相對最少，為0.89 mg·g-1（圖1C）。

鮮品中肉桂的葉部與皮部可溶性糖含量較低，分別是30.6 mg·g-1、35.8 mg·g-1，枝部的含量是50.1 mg·g-1，相對與其他部位較高。而大葉清化桂恰恰相反，枝部的可溶性糖含量相對較低，其余兩個部位的較高。其中大葉清化桂葉部的可溶性糖含量最高，是53.8 mg·g-1，枝部的最低，是27.0 mg·g-1（圖1D）。據(jù)圖1E知，干品中，肉桂的可溶性糖含量皆低于大葉清化桂，其中大葉清化桂葉部和皮部的可溶性糖含量較高（均高于40 mg·g-1），枝部較少（低于40 mg·g-1），而肉桂的可溶性糖含量，葉部、枝部、皮部在20～40 mg·g-1之間依次增加。

2.2 肉桂和大葉清化桂揮發(fā)油和肉桂醛含量比較

皮部揮發(fā)油含量最高，肉桂皮部的為1.88 mL/100 g，大葉清化桂皮部的為3.63 mL/100 g，后者揮發(fā)油的含量接近于前者的兩倍。葉部和枝部揮發(fā)油的含量與皮部相比則低很多，其中大葉清化桂的葉部最低，只有0.533 mL/100 g，還不足肉桂葉部的一半（見圖2）。

肉桂與大葉清化桂的肉桂醛含量從葉部到枝部再到皮部均依次增高，其中肉桂的枝部和皮部含量較為接近，且其葉部和枝部的肉桂醛含量均比大葉清化桂的高。大葉清化桂葉部肉桂醛含量相對最低，為12.36 mg·g-1，其皮部的肉桂醛含量則相對最高，為33.59 mg·g-1（圖2）。

2.3 肉桂和大葉清化桂原花青素和總黃酮含量比較

由圖3可知，肉桂和大葉清化桂的原花青素含量均是皮部最多，枝部次之，葉部最少，并且大葉清化桂的原花青素含量均高于肉桂。

肉桂葉部的總黃酮含量最低，為3.83 mg·g-1，不足大葉清化桂的一半，肉桂枝、肉桂皮的總黃酮含量也均低于大葉清化桂。而大葉清化桂葉、枝、皮三個部位的總黃酮含量較為接近，分別是12.05、12.43、12.69 mg·g-1（圖3）。

3 討論

蒽酮法分別測定了鮮品和干品肉桂不同部位的可溶性糖。大葉清化桂的葉在干品、鮮品的測定中都比肉桂的可溶性糖含量更高，說明大葉清化桂的葉子中可溶性糖含量高于肉桂。在枝皮中，鮮品肉桂的可溶性糖含量高于大葉清化桂，干品中，數(shù)據(jù)相反。可能是因為水分不同導致的，大葉清化桂的枝皮水分含量高于肉桂，因此鮮品的可溶性糖含量低于肉桂。干品的大葉清化桂除去水分，所以可溶性糖含量高于干品肉桂。這與試驗的干濕重實驗結(jié)果相一致。

考馬斯亮藍法[18]分別測定了鮮品和干品肉桂不同部位的可溶性蛋白，發(fā)現(xiàn)新鮮肉桂的蛋白質(zhì)含量明顯高于干品肉桂的蛋白質(zhì)含量。肉桂的枝、皮中，鮮品的蛋白質(zhì)含量是干品的兩倍以上，因為蛋白質(zhì)干燥后容易降解，所以干品肉桂的蛋白質(zhì)含量降低。且干品鮮品在不同部位的含量的蛋白質(zhì)含量，兩種植物的蛋白質(zhì)含量的比例趨勢都是一致的。

肉桂和大葉清化桂枝和葉的水分含量在50%左右。皮的水分含量比枝葉都低，肉桂皮在25%左右，大葉清化桂在40%左右，可能與大葉清化桂的樹皮更厚有關(guān)。在本實驗中，測量的有鮮品和干品，而測量出來的結(jié)果不同，可能是水分含量不同導致的，水分含量越少，說明干物質(zhì)含量越多，品質(zhì)更好。

與其他部位相比肉桂的皮部中的揮發(fā)油含量最高，并且要高得多。王世偉等[19]對兩者進行藥材形態(tài)組織、揮發(fā)油成分的比較分析，結(jié)果表明，大葉清化桂無論揮發(fā)油的含量或油中肉桂醛的含量均高于肉桂，這與本文的結(jié)果一致。故本文所運用的肉桂揮發(fā)油提取與測定方法，可以為探索其抑菌抗毒、抗血栓等藥用價值奠定基礎。

在本文對總黃酮的提取中，得到的結(jié)果是大葉清化桂的總黃酮含量較高，在12.0 ～13.0 mg·g-1。庫詠峰等[12]利用溶劑浸提法和超聲波輔助法對肉桂總黃酮進行提取和分析研究，其中溶劑浸提法包括乙醇浸提法和水浸提法，發(fā)現(xiàn)超聲波輔助法提取總黃酮效率相對溶劑浸提法要高。其肉桂原料由南寧市景昌中藥飲片有限公司提供，總黃酮的提取率是3.56%，遠高于相同提取條件下的提取率，可能是本文實驗時所用劑量較小，損耗較大所導致的結(jié)果，或是因為原料來源的不同。故而今后定性定量分析肉桂總黃酮時，實驗操作中可適當采用較大的劑量。

鐵鹽催化法具有較好的標準曲線，測量肉桂原花青素時，標準品和供試品的最大吸收波長接近，良好的重現(xiàn)性精密度、穩(wěn)定性和精密度，較高的回收率，可靠性和準確度，所以該方法適合測定肉桂非揮發(fā)性成分原花青素的含量。本文結(jié)果與鐘益寧等[20]采用同樣方法測定由防城港市那梭香料廠提供的肉桂枝葉原花青素含量結(jié)果接近，此外鐘益寧等[20]未提及的肉桂皮，在本文中原花青素含量最高。今后可在開發(fā)利用肉桂原花青素的抗病毒、抗氧化等方面可選擇該法作定量分析，其中原料可選擇以肉桂皮為主。

4 結(jié)論

肉桂葉中總黃酮、原花青素、可溶性糖（包括鮮品和干品）、可溶性蛋白的含量，大葉清化桂均接近于肉桂的2倍;肉桂枝中各種成分含量大葉清化桂與肉桂相近，總體上前者略高于后者;但大葉清化桂的皮中揮發(fā)油、肉桂醛、原花青素和總黃酮均顯著高于肉桂。將肉桂的總黃酮、原花青素、可溶性糖、可溶性蛋白、肉桂醛等5種成分作為可利用資源，大葉清化桂的潛在價值會高于肉桂，其中仍以皮部分的價值最高。

目前，主要集中在葉表型性狀、油成分和皮顯微結(jié)構(gòu)等方面研究對大葉清化桂和肉桂的差異，為了更好地開發(fā)與利用大葉清化桂和肉桂的價值，將肉桂的原花青素、總黃酮、可溶性糖、可溶性蛋白、肉桂醛等5種成分作為潛在的可利用資源，建立一個系統(tǒng)的提取工藝研究方法具有不可或缺的意義。

肉桂揮發(fā)油是現(xiàn)今肉桂最主要的經(jīng)濟價值所在，包含肉桂醛、肉桂酸等活性成分，肉桂具有許多藥理作用和生物學活性，起作用的不單單只有揮發(fā)油成分。如非揮發(fā)成分的總黃酮及類黃酮原花青素，在抗腫瘤、抗病毒、消炎、鎮(zhèn)痛和抑菌上存在著一定的作用，肉桂的可溶性糖和可溶性蛋白，在生理上具有降血糖等作用，這些都需要以一個科學的，切實有效的、利于投入到研究的工藝為基礎去深入探索。

本文利用超聲波輔助法提取肉桂總黃酮，鐵鹽催化法測量肉桂原花青素，蒽酮法測量肉桂的可溶性糖，考馬斯亮藍法測量肉桂的可溶性蛋白，以及高效液相色譜法測量肉桂醛含量，均取得一定程度的效果，證明這些方法對探索肉桂潛在價值和綜合利用與開發(fā)具備現(xiàn)實的理論依據(jù)。

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基金項目：廣東省基礎和應用基礎研究基金聯(lián)合基金（編號：2019A1515111043）;廣東省普通高校青年創(chuàng)新人才類項目（編號：2019KQNCX057）;羅定肉桂產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎研究項目（編號：2018-082）。

作者簡介：陳楚文（1995—），男，本科在讀;研究方向為中藥。

通信作者：高弘揚（1990—），女，博士，講師;研究方向為中藥。