新疆藥?；瘜W(xué)成分抗氧化機(jī)理及藥理作用研究進(jìn)展

馬 慧，李文慧，李 昱，王艷萍

（新疆巴音郭楞職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 庫爾勒 841000）

藥桑為落葉喬木，是16 世紀(jì)于伊朗引入的桑屬資源，是維吾爾族的民間藥材，具有消炎、補(bǔ)血、鎮(zhèn)靜等作用，對耳聾眼花、內(nèi)熱消渴、神經(jīng)衰弱、血虛便秘、風(fēng)濕關(guān)節(jié)痛均有療效，其特殊的藥理作用受到了國內(nèi)外醫(yī)療、生物領(lǐng)域?qū)W者的關(guān)注。隨著科技的發(fā)展，藥桑果實(shí)、葉中多種活性成分陸續(xù)被開發(fā)及利用，尤其是多酚、黃酮類物質(zhì)的抗氧化作用備受關(guān)注，開發(fā)出了藥桑葚補(bǔ)腎膏、藥桑葚含片、藥桑葚粥、山藥藥桑葚月餅等“藥食同源”產(chǎn)品，藥桑資源在經(jīng)濟(jì)價(jià)值、營養(yǎng)、醫(yī)療、荒漠化生態(tài)修護(hù)等多方面功能更加凸顯。

1 藥桑化學(xué)成分及含量研究進(jìn)展

1.1 基本成分

藥桑中基本化學(xué)成分及含量見表1。

藥桑中含有豐富的水分、粗纖維、粗脂肪、粗蛋白、還原糖等營養(yǎng)成分，江巖等人[1]分析了同產(chǎn)地其他品種如白桑的營養(yǎng)成分，分別是pH 值6.08，水分79.47%，總可溶性固形物19.40%，灰分含量1.17%，還原糖含量13.3%，粗脂肪含量0.40%，總酸5.60 mg/g。通過對比發(fā)現(xiàn)，藥桑在pH 值、總可溶性固形物含量、水分、粗纖維、還原糖等方面均低于普通白桑，尤其是pH 值偏低，藥桑中總酸含量是白桑的9 倍，這可能是藥桑葚pH 值偏低、口感酸澀的主要原因。

表1 藥桑中基本化學(xué)成分及含量

1.2 礦物質(zhì)

藥桑中礦物質(zhì)成分及含量見表2。

表2 藥桑中礦物質(zhì)成分及含量

據(jù)國內(nèi)其他研究報(bào)道[2]，普通桑葚中鉀含量為239 mg/100 g，鈣為71 mg/100 g，鎂為32.5 mg/100 g，鐵為6.69 mg/100 g；藥桑中鉀、鈣、鎂、鐵的含量分別比普通白桑高1.0～0.5 倍，藥桑中鈣、鎂、鉀含量豐富，可作為天然礦物質(zhì)膳食補(bǔ)充劑，以調(diào)整民眾膳食營養(yǎng)與健康。

1.3 氨基酸

藥桑中氨基酸成分及含量見表3。

表3 藥桑中氨基酸成分及含量/mg·（100 g）-1

目前研究發(fā)現(xiàn)，藥桑果實(shí)中已含有18 種氨基酸，脯氨酸和谷氨酸含量較高，占總氨基酸含量的41.8%和10.9%，且必需氨基酸種類齊全，其中必需氨基酸占總氨基酸比例為39%，必需氨基酸與非必需氨基酸的比值、必需氨基酸與總氨基酸的比值，均達(dá)到世界糧農(nóng)組織和衛(wèi)生組織FAO/WHO 提供的參考蛋白模式值。

1.4 藥桑中揮發(fā)油化學(xué)成分

馬春蘭[3]研究了藥桑葚中揮發(fā)油成分，確定了17 種揮發(fā)油化學(xué)成分，分別是異戊烯酸-4'-甲氧基苯醋（分子式C12H14O3)、1-正壬基環(huán)己烯（分子式C15H28）、2- 丁烯基苯基醚（分子式C10H12O）、4,6-二叔丁基間苯二酚（分子式C12H22O2））、甲基-3-丁烯基醚（分子式C5H10O）、乙基甲基酮（分子式C10H12O）、反-2,3- 丁二醇（分子式C4H10O2）、辛醛（分子式C9H18O）、1,4-丁二醛（分子式C4H6O2）、α -甲基呋喃（分子式C5H6O）、甲乙硫醚（分子式C3H8S）、α -（2',5'- 二氧六環(huán)基） 呋喃（分子式C8H10O3）、己六醇（分子式C6H14O6）、棕櫚酸（分子式C16H32O2）、 9,12,15- 十八三烯醛（分子式C18H30O）、乙酸-3- 十八烯-1- 醇酯（分子式C20H38O2）、7-甲基十五烷（分子式C6H34O），其中棕櫚酸、乙酸-3-十八烯-1-醇酯、4,6-二叔丁基間苯二酚、甲基-3-丁烯基醚及反-2,3- 丁二醇含量較高。

1.5 藥桑中多糖及主要成分

藥桑中多糖類化合物是存于桑樹細(xì)胞壁中的一類由醛糖或酮糖，通過糖苷鍵連接而成的天然高分子聚合物。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，新疆藥桑中多糖含量比一般桑樹品種要高，以及不同地區(qū)、不同品種間多糖含量有較大的差別。馬春蘭等人[3]通過熱水提取、脫蛋白、脫色、透析、葡聚糖凝膠柱層析得到純化藥桑多糖，后經(jīng)薄層色譜、凝膠柱層析、旋光測定法、紫外吸收光譜法等多種方法進(jìn)行純度測定，后經(jīng)紅外光譜掃描分析，測定了單糖組分，經(jīng)測定多糖中含有的單糖種類有4 種，分別為鼠李糖、葡萄糖、半乳糖和甘露糖，藥桑多糖含量為92.3%。

1.6 黃酮類化合物

黃酮類化合物是植物代謝產(chǎn)物，以游離苷元或糖苷的形式存在于植物中，具有抗氧化、預(yù)防動(dòng)脈硬化、抗衰老等生物活性，研究發(fā)現(xiàn)藥桑果實(shí)、葉中富含黃酮類化合物。

張貴會(huì)[4]提取并分離出了11 個(gè)黃酮類化合物，通過鑒定其結(jié)構(gòu)，黃酮類化合物為蘆丁、異槲皮苷、金絲桃苷、山奈酚-3-O-β-D-吡喃葡萄糖、草質(zhì)素-7-O-（3''-O-β-D- 葡萄糖基） -α-L- 鼠李糖苷、槲皮素-3-O-β-（2''-O- 乙酰基） - 吡喃半乳糖苷-7-O-α- 吡喃阿拉伯糖苷、紅景天素、山奈酚-3-O-β-（2''-O-α-L-吡喃鼠李糖基） -葡萄糖醛酸苷、鼠李素-3-O- 半乳糖苷、槲皮素-3'-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷，其中化合物金絲桃苷和山奈酚-3-O-β-D-吡喃葡萄糖首次從新疆藥桑葉中分離獲得。

1.7 生物堿

桑葉中富含生物堿類化合物，具有良好的降血糖等功效。郝蒙蒙、王賀等人[5-6]對藥桑中生物堿成分均有研究，并從藥桑葉中采用LC-MS/MS 方法從粗生物堿中共鑒定出4 個(gè)生物堿物質(zhì)，分別是1-脫氧野尻霉素、蕎麥堿、1-甲基-1-脫氧野尻霉素、未知化合物定性離子是157.2，116.2，70.2 m/z。

1.8 花青素

藥桑果實(shí)從綠變紅，最后成熟時(shí)呈紫褐色，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)在桑葚紅變黑的時(shí)期，花青素含量急速升高，大部分果色變黑后，花青素含量又逐漸下降。王賀等人[7]從新疆藥桑葚花青素提取物中鑒定出了4 個(gè)組分，分別是飛燕草色素、芍藥花色苷、矢車菊花色苷、牽?；ㄉ眨? 個(gè)組分待定還需要進(jìn)一步研究。

1.9 其他物質(zhì)

向偉等人[8]從藥桑枝條中分離得到了一種稀有黃酮類化合物桑根酮M，抗氧化活性試驗(yàn)表明，桑根酮M 具有很好的抗氧化活性，其抗氧化原理還需要進(jìn)一步研究。藥桑枝條中還檢測出綠原酸、蘆丁、異槲皮苷、紫云英苷、白藜蘆醇和桑色素等化合物[9]。

2 活性成分提取及抗氧化研究進(jìn)展

藥理學(xué)研究表明，多數(shù)疾?。ㄈ缒[瘤、衰老、動(dòng)脈粥樣硬化等） 與自由基有內(nèi)在聯(lián)系，植物體黃酮、多酚類化合物具有較強(qiáng)的抗氧化和清除自由基能力，其作用機(jī)理為黃酮類化合物將氫原子供給自由基，自身轉(zhuǎn)變?yōu)榉幼杂苫?，穩(wěn)定的酚自由基降低了自動(dòng)氧化的鏈傳遞反應(yīng)速度，從而能抑制脂類等物質(zhì)的進(jìn)一步被氧化。

2.1 黃酮類化合物

2.1.1 黃酮類化合物的提取工藝

藥桑黃酮的提取方法較多，有超聲波提取[4]、回流提取法[10]、超臨界CO2萃取法[11]。對藥桑進(jìn)行浸提，并對提取物進(jìn)行檢測，結(jié)果表明，超聲波提取法總黃酮的得率為2.24%?；亓魈崛》ㄌ崛『蟛捎米贤夥止夤舛确y得總黃酮提取量為32.65 mg/g，而超臨界萃取物黃酮含量為超聲波提取物的67 倍，通過對比顯示，超臨界流體萃取的效率遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)提取方法，適于藥桑黃酮的大規(guī)模提取，紫外分光光度法在波長510 nm 處測定藥桑黃酮含量為0.578 g/L，結(jié)果準(zhǔn)確、穩(wěn)定、簡單易行且重復(fù)性好，可作為藥桑黃酮的檢測方法。

2.1.2 黃酮類化合物的抗氧化作用

張貴會(huì)[4]通過對藥桑葉黃酮單體化合物抗氧化活性研究發(fā)現(xiàn)，4 種活性單體對DPPH 自由基的清除效果由大到小順序?yàn)榭箟难幔窘鸾z桃苷＞蘆?。井愰纹ぼ眨旧侥畏?3-O-β-D-吡喃葡萄糖，在濃度為0.07% mg/mL 時(shí)清除效率最好。對DPPH 自由基半數(shù)抑制率（50%inhibitive concentration IC50） 分別為0.005 0，0.006 0，0.008 3，0.023 7，0.051 0 mg/mL，對ABST 自由基的半數(shù)抑制率0.009 0，0.012 0，0.017 2，0.021 0，0.087 0 mg/mL，而藥桑枝中提取的稀有黃酮桑根酮對DPPH 自由基半數(shù)抑制率IC50為0.045 98 mg/mL，對比人工抗氧化劑BHT（IC50為0.064 19 mg/mL） 發(fā)現(xiàn)，金絲桃苷、蘆丁、異槲皮苷的IC50均比人工抗氧化劑低，抗氧化性強(qiáng)于后者。

2.2 總多酚類化合物

2.2.1 總多酚類化合物的提取工藝

植物多酚類化合物提取工藝較多，有超聲提取法[12]、微波提取法[13]、索氏提取法[14]、超聲波輔助乙醇提取法[15]等，伍春等人[16]采用響應(yīng)曲面法對新疆藥桑桑皮中多酚類化合物的提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取乙醇體積分?jǐn)?shù)、提取溫度、提取時(shí)間進(jìn)行三因素三水平的Box-behnken 中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)，采用響應(yīng)曲面法（RSM） 分析3 個(gè)因素對響應(yīng)值的影響。結(jié)果表明，最佳提取工藝條件為溶劑中乙醇體積分?jǐn)?shù)78%，提取溫度70 ℃，提取時(shí)間240 min，料液比1∶30 （g∶mL），在此條件下總多酚得率達(dá)到0.793%。該方法工藝簡單易行、重復(fù)性好。劉丹等人[17]采用超聲波輔助乙醇共提取3次，超聲波處理溫度67 ℃，乙醇體積分?jǐn)?shù)77%，總多酚得率達(dá)到3.72%。

2.2.2 總多酚類化合物抗氧化活性

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，藥桑桑葚總多酚還原能力、清除DPPH 自由基活性能力、清除ABST 自由基的活性能力與其濃度有線性關(guān)系，在相同濃度下，還原能力高于維C，且隨著濃度的增加，還原能力顯著增強(qiáng)。

3 藥桑藥理作用研究進(jìn)展

3.1 抗炎鎮(zhèn)痛作用

通過黑桑及非黑桑中總黃酮（TFs） 對小鼠RAW264.7 細(xì)胞活力的測定試驗(yàn)表明[18]，總黃酮（MnTF） 相對于蒙古?？傸S酮MmTF 和珍珠白總黃酮MazTF 具有更出色的鎮(zhèn)痛和消腫活性，MnTF 的鎮(zhèn)痛消腫作用呈劑量依賴性增強(qiáng)，而這些特性與其所含豐富的花青素（C3G 和C3R） 和黃酮醇（Ru），以及其對炎癥細(xì)胞因子、iNOS、COX2 和核因子-κB（NF-κB） 途徑相關(guān)蛋白的抑制作用密切相關(guān)。

3.2 抗新城疫病毒作用

新疆藥桑多糖具有體外抗新城疫病毒（NDV）作用。賽福丁·阿不拉等人[19]通過對新疆阿魏多糖、藥桑多糖及其硫酸化產(chǎn)物體外抗新城疫病毒（NDV）作用研究發(fā)現(xiàn)，各多糖均有一定的抗NDV 作用，其中先加病毒后加多糖組抗病毒效果最好，各多糖中藥桑多糖的硫酸化修飾物（sMP2.5） 抗NDV 作用最強(qiáng)，病毒抑制率達(dá)到87.69%，具有較好的研發(fā)前景。

3.3 抗腫瘤作用研究

藥桑葚多糖（Polysaccharide of black mulberry fruits，PBMF） 及其單糖具有對HeLa 細(xì)胞增殖和凋亡的影響作用[20-22]，通過超高效液相色譜法（UPLC）分析藥桑葚多糖的單糖組分發(fā)現(xiàn)其含有甘露糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖等單糖種類，具有抗氧化作用，其還原力和羥自由基清除能力較強(qiáng)，并對HeLa 細(xì)胞的增殖具有顯著的抑制作用，且呈劑量依賴性，能誘導(dǎo)HeLa 細(xì)胞周期停滯于G0/G1期（p＜0.05），即余婉莎等人[22]研究發(fā)現(xiàn)PBMF 能抑制女性宮頸癌HeLa 細(xì)胞增殖，并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，其機(jī)制與caspase-3 的活化有關(guān)。

3.4 抗肝炎作用

藥桑多糖還具有保護(hù)肝臟、抗肝炎作用。夏娜等人[23]通過藥桑多糖對四氯化碳所致大鼠肝損傷的保護(hù)作用研究發(fā)現(xiàn)，50，100，200 mg/(kg·d)劑量的藥桑多糖能顯著增加大鼠體質(zhì)量（p＜0.05），降低肝臟指數(shù)（p＜0.05）、腎臟指數(shù)（p＜0.05） 和脾臟指數(shù)（p＜0.01），能顯著抑制CCl4所致肝損傷大鼠血清ALT、AST 活力和膽紅素含量的升高（p＜0.05）；肝臟MDA、IFN-γ、TNF-α 含量顯著降低（p＜0.05），SOD、CAT、GSH-Px 活力以及IL-10 含量顯著升高（p＜0.05）。即藥桑多糖對CCl4誘導(dǎo)的大鼠肝損傷具有明顯的保護(hù)作用，其肝臟保護(hù)作用與提高肝臟抗氧化能力及抑制肝臟炎癥有關(guān)。

3.5 降血糖作用

通過試驗(yàn)表明[24-25]，新疆藥桑桑葉水提物和生物堿浸膏對試驗(yàn)性Ⅱ型糖尿病小鼠血糖和脂質(zhì)代謝的具有顯著影響作用。在試驗(yàn)中，與模型組相比，桑葉水提物組和生物堿浸膏組均能夠顯著降低糖尿病小鼠的空腹血糖（p＜0.05，p＜0.01），且能顯著提高血清胰島素水平（p＜0.01），能降低Ⅱ型糖尿病小鼠的LDL 和TG，并增加對胰島素的敏感性（p＜0.01），使小鼠血清SOD 活力顯著升高（p＜0.01），MDA 水平明顯下降；糖耐量試驗(yàn)中，桑葉水提物組和生物堿浸膏組在0.5，1.0，2.0 h 測得的血糖值與模型組相比均呈現(xiàn)極顯著性差異（p＜0.01）。

研究表明，新疆藥桑桑葉水提物和生物堿浸膏均具有一定的降血糖作用，且桑葉水提物優(yōu)于生物堿浸膏，同時(shí)能有效改善糖尿病小鼠脂質(zhì)代謝紊亂，增強(qiáng)活性氧清除能力，并提高糖尿病小鼠糖耐量。

3.6 抗輻射和抗氧化活性作用

藥桑色素具有較強(qiáng)的清除自由基能力[26]，并對X-射線輻射斑馬魚胚胎損傷具有保護(hù)作用，其機(jī)制可能與藥桑色素提高斑馬魚胚SOD 活性、減少氧自由基的產(chǎn)生、抑制脂質(zhì)過氧化有關(guān)。

3.7 抗衰老作用

藥?；ㄇ嗨鼐哂醒娱L果蠅壽命、增強(qiáng)體內(nèi)抗氧化酶活性作用。江巖[27]通過研究藥桑葚花青素對黑腹果蠅的壽命及抗氧化系統(tǒng)的影響中發(fā)現(xiàn)，隨著培養(yǎng)基中花青素含量增加，雌雄果蠅體內(nèi)GSH-Px、SOD及CAT 活力明顯升高、MDA 含量明顯下降，呈劑量-反應(yīng)關(guān)系，至質(zhì)量濃度11.25 mg/100 g 時(shí)各種酶的活性均達(dá)到最高、MDA 含量降至最低（p＜0.01）。研究表明，藥桑葚花青素具有增強(qiáng)果蠅體內(nèi)抗氧化酶活性，抑制脂質(zhì)過氧化反應(yīng)可能是果蠅壽命延長的原因之一。

3.8 其他

裴凌鵬等人[28]通過維藥黑藥桑黃酮對糖尿病大鼠骨質(zhì)影響研究發(fā)現(xiàn)，使用鏈脲佐菌素注射Wister 雄性大鼠6 周，成功建立糖尿病模型；對正常組、模型組、黑藥桑黃酮組和胰島素治療組進(jìn)行骨常規(guī)參數(shù)進(jìn)行測定及比較。結(jié)果表明，模型組骨密度、骨結(jié)構(gòu)、生物力學(xué)參數(shù)，骨鈣、鎂、錳及羥脯氨酸含量均有顯著降低（p＜0.01），而骨磷含量、骨和血清堿性磷酸轉(zhuǎn)移酶顯著升高（p＜0.01）；相比之下，黑藥桑黃酮組在上述參數(shù)方面均與模型組呈現(xiàn)顯著差異（p＜0.01），與胰島素治療組呈現(xiàn)相同作用趨勢，但效果略遜于后者。長期攝入黑藥桑黃酮可減少小劑量多次腹腔注射鏈脲佐菌素大鼠糖尿病的發(fā)病率，影響糖尿病大鼠骨質(zhì)的變化。

還有研究人員通過對多糖機(jī)理研究發(fā)現(xiàn)，多糖可以影響腸道微生物群，同時(shí)多糖能影響腸道有益菌，一種果膠多糖FMP-6-S2 平均分子量86.83 kDa 從桑葚葉純化。生物活性測試結(jié)果表明，F(xiàn)MP-6-S2 及其降解產(chǎn)物能促進(jìn)腸道細(xì)菌的增長，在腸道的人類腸道黏膜中獲益。這些結(jié)果表明FMP-6-S2 及其降解產(chǎn)物可能改善人類健康。

4 結(jié)語

綜上所述，新疆藥桑具有豐富的基本營養(yǎng)成分，pH 值較低，味偏酸，礦物質(zhì)鉀、鈣、鎂、鐵含量高于普通白桑，可作為天然礦物質(zhì)膳食補(bǔ)充劑；富含18 種氨基酸，其中脯氨酸和谷氨酸含量較高；揮發(fā)性成分方面，發(fā)現(xiàn)了17 種揮發(fā)油化學(xué)成分，為藥桑揮發(fā)性成分方面填補(bǔ)了空白；藥桑多糖方面，其含量豐富，分析發(fā)現(xiàn)聚合物主要由4 種單糖構(gòu)成，分別是鼠李糖、葡萄糖、半乳糖和甘露糖，還分離純化了11 種黃酮類化合物，其中化合物金絲桃苷和山奈酚-3-O-β-D-吡喃葡萄糖首次從新疆藥桑葉中分離獲得，檢測出了4 個(gè)生物堿物質(zhì)，其中3 個(gè)確定了化合物結(jié)構(gòu)，還有一個(gè)成分待定，分離了5 個(gè)花青素類組分，其中4 個(gè)確定其結(jié)構(gòu)，還有一個(gè)待定。

藥桑黃酮的提取方法較多，有超聲波提取、回流提取法、超臨界CO2萃取法。通過對比顯示，超臨界流體萃取的效率遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)提取方法，具有推廣價(jià)值。黃酮類化合物種稀有桑根酮、單體化合物金絲桃苷、蘆丁、異槲皮苷及多酚類化合物均具有對DPPH 自由基、ABST 自由基清除作用，在一定范圍內(nèi)，隨著濃度增加，抗氧化能力顯著增加，同時(shí)發(fā)現(xiàn)多酚類物質(zhì)的抗氧化能力優(yōu)于抗壞血酸，這為開發(fā)天然抗氧化物提供了研究方向。

近幾年研究發(fā)現(xiàn)藥桑還具有抗炎鎮(zhèn)痛、抗新城疫病毒、抗腫瘤、抗肝炎、降血糖、抗輻射、抗衰老等藥理作用。

藥桑能夠在新疆嚴(yán)酷的生存環(huán)境長期生存下來，其中的化學(xué)成分已隨著環(huán)境的變化而適應(yīng)，尤其是多酚、黃酮類化合物賦予了藥桑特有的藥用價(jià)值，藥桑中的化學(xué)成分還需要進(jìn)一步開發(fā)研究，為醫(yī)療、營養(yǎng)、食品等領(lǐng)域貢獻(xiàn)一份力量。因此，對藥桑的研究仍具有較大的空間。