艾納香揮發(fā)油化學成分及藥理研究進展

寶艷儒，馮貽東，曾偉珍，葉文才，馮漢林

（1.暨南大學藥學院，廣州510632；2.深圳海王醫(yī)藥科技研究院有限公司，深圳518057）

艾納香(Blumea balsamifera DC.)為菊科植物艾納香的干燥地上部分，又名大風艾、大毛艾，牛耳艾[1]。艾納香始載于《本草拾遺》，其性溫，味辛，具有活血溫中，消炎鎮(zhèn)痛，祛風除濕的功效，可用于治療感冒、風濕性關節(jié)炎、產(chǎn)后風痛、痛經(jīng)，外用跌打損傷、瘡布痛腫、濕疹、皮炎[2]。在我國主要分布于廣西、貴州等長江以南地區(qū)。2010版藥典規(guī)定艾納香是提取精制艾片的唯一來源植物。艾片、艾粉及在精致艾片過程中所產(chǎn)生的艾油，已被開發(fā)成多種臨床制劑，如咽立爽滴丸，金猴健噴霧劑等。至今已從艾納香中分離得到300多種化合物，主要包括揮發(fā)油類，黃酮類，甾體類化合物[3-7]。揮發(fā)油部分為艾納香中含量最大、生物活性最為顯著的部分，目前已經(jīng)分離確定了150多個化合物，主要包括單萜、倍半萜、芳香化合物、小分子的脂肪族等。現(xiàn)代藥理學研究表明艾納香揮發(fā)油具有消炎鎮(zhèn)痛、抗菌、抗氧化和抗病毒等生物活性[3,9-14]。本文以“艾納香”、“揮發(fā)油”、“精油”、“成分”、“提取分離”、“藥理作用”、“臨床應用”、“Blumea balsamifera DC.”、“ essential oil”、“ingredient”、“Extraction and separation”、“Pharmacological action”、“Clinical application”等為關鍵詞，在中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)、維普網(wǎng)、PubMed等數(shù)據(jù)庫中組合查詢1995年4月～2020年6月發(fā)表的相關文獻，結果共檢索到相關文獻184篇，其中有效文獻67篇。盡管國內(nèi)外許多文獻對艾納香的化學成分，藥理作用及應用的進行了報道，但對其揮發(fā)油的的綜述尚未報道，本文將近年來國內(nèi)外文獻進行梳理，以期為艾納香揮發(fā)油資源化開發(fā)與利用提供參考。

1 艾納香揮發(fā)油的提取

有效的提取方法和工藝對保證揮發(fā)油質(zhì)量和臨床療效具有重要意義。艾納香揮發(fā)油的提取方法可分為水蒸汽蒸餾法、二氧化碳超臨界流體萃取法、超聲波輔助法、頂空固相微萃取法、溶劑法等[15-17]。藥典及傳統(tǒng)的提取方式為水蒸氣蒸餾法，該方法具有提取設備簡單、經(jīng)濟易行、對溶劑要求不高等優(yōu)點。周欣等人采用水蒸氣蒸餾，GC-MS定性定量分析，鑒定出41個成分，并確定L-龍腦、樟腦、β-石竹烯、桉葉油醇、古蕓烯、芳樟醇為主要成分，其含量占揮發(fā)油總量的87.6%[18]。杜萍等人通過GC-MS對滇產(chǎn)艾納香葉水蒸氣蒸餾法提取的揮發(fā)油進行化學成分分析，鑒定出有效組分56個，主要成分樟腦和龍腦分別占總量的17.76%、52.42%[19]。水蒸氣蒸餾法雖然簡單，但相對耗時，耗費試劑。為了提高效率，李安等人以艾納香精油提取率為主要指標，通過單因素及響應曲面法分別考察微波輔助水蒸氣蒸餾提取工藝，結果顯示當微波功率 450W、提取時間 23min、液料比為 10∶1（mL∶g）時艾納香精油得率為3.45%[20]。王遠輝等人以左旋龍腦、異龍腦和樟腦的提取效率為指標，分別考察了水蒸氣蒸餾(HDSE)、同時蒸餾萃取(SDE)、溶劑浸提(SE)、超聲輔助提取(UAE)、微波輔助提取(MAE)和超聲-微波協(xié)同萃取(UMAE)法，通過GC-MS對三種化合物含量進行測定,結果顯示水蒸氣蒸餾(HDSE)得率最高，UMAE提取最快，并發(fā)現(xiàn)10月中旬至次年1月中旬的艾納香葉中左旋龍腦含量較高[21]。不同的提取方法，得到的產(chǎn)物及含量都有很大差別，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，應該根據(jù)所提化合物及實際的生產(chǎn)需要選擇適合的提取方式。

2 艾納香揮發(fā)油的化學組成

艾納香揮發(fā)性成分比較復雜，其種類及其相對百分含量因不同產(chǎn)地、不同組織、不同采收期、不同干燥方法都有較大差異，因此在艾納香揮發(fā)油提取等工業(yè)化生產(chǎn)時應充分考慮這個因素?，F(xiàn)將不同條件下艾納香揮發(fā)油的成分特點綜述如下。

2.1 艾納香揮發(fā)油的主要成分

目前從艾納香揮發(fā)油中已經(jīng)提取得到150多種成分，主要由萜類，脂肪酸類，芳香類化合物等組成，其中單萜及倍半萜種類的含量較高，約占總揮發(fā)油含量的85.6%[18]。單萜化合物L-borneol和D-camphor為艾納香中含量最高的單體成分，其含量含量分別占揮發(fā)油總量的57.7%,5.0%[22]。L-borneol為艾片的主要有效成分，具有較好的消炎鎮(zhèn)痛、抗菌、抗氧化和抗病毒等生物活性。倍半萜類化合物為自然界中結構最為多樣的一類化合物，艾納香揮發(fā)油中的倍半萜主要由木蘭烷型、愈創(chuàng)木烷型和桉烷型等類型組成。如陳銘、Shirot等課題組分別在95%乙醇和甲醇提取物中分別分離得到了10個和4個新的愈創(chuàng)木烷型倍半萜類化合物 Blumeaenes A-J、Blumeaenes E2和Blumeaenes K、L、lumeaenes M[23-24]；Fujimoto 等人從艾納香干燥葉片的90%乙醇提取物中分離得到了三個吉馬烷型倍半萜內(nèi)酯Blumealactone A-C[25]。Xu等人從艾納香的地上部分分離得4個新桉烷型倍半萜Balsamiferines B-C，samboginone[26]。

2.2 不同產(chǎn)地艾納香揮發(fā)油的化學成分

貴州省羅甸縣為中藥艾納香的主要藥材產(chǎn)地，羅甸艾納香是貴州十大苗藥之一。國內(nèi)其他地區(qū)也廣泛種植，其中海南儋州以其適宜的氣候，逐漸也成為艾納香的另一個重要生產(chǎn)基地。但艾納香藥材分布范圍廣泛，不同產(chǎn)地氣候土壤及溫度等導致艾納香揮發(fā)油含量及各成分比重亦有一定差異。王永輝分別對中國境內(nèi)不同產(chǎn)地以及越南、泰國、東南亞等地艾納香揮發(fā)油中L-borneol等主成分成分含量進行了比較，如貴州羅甸艾納香中主成分及含量為(-)-borneol(76.39%),l-caryophyllene(4.21%),camphor(1.05%)，海南儋州中主要成分及含量分別為caryophyllene(19.28%),(-)-borneol(15.54%),caryophyllene oxide(11.2%),thujopsene(10.36%)，泰國產(chǎn)艾納香揮發(fā)油法的主要成分為 (-)-borneol,cineole,limonene,palmitic,myristic acids,pyrocatechic tannin,glycoside,(-)-camphor[27]。夏稷子、孫懂華等課題組對不同產(chǎn)地（貴州、云南、廣西等）艾納香藥材的GC指紋圖譜進行研究比對，結果均顯示不同產(chǎn)地艾納香的成分種類上差異不大，但成分比例和量上差異較大[28-30]。

2.3 不同采收時期艾納香揮發(fā)油的化學成分

由于植物在不同的生長期中，光照、溫度、水分、各種生物酶以及植物個體差異等因素影響，使得成分種類和含量不斷發(fā)生變化。王永輝等分別對秋季和冬季艾納香葉揮發(fā)油成分進行分析，結果顯示秋季樣品揮發(fā)油成分為49種，其中萜類化合物為43種；冬季樣品揮發(fā)油成分為47種，其中萜類化合物為37種，同時秋冬季樣品排名前五位的成分及含量也不盡相同[31]。黃梅對一年中不同月份艾納香揮發(fā)油化學成分含量進行分析，結果顯示10月L-borneol含量最高，其中嫩葉中的含量可達到7.90mg/g[32-33]。王遠輝等人以左旋龍腦、異龍腦和樟腦的提取效率為指標，對水蒸氣蒸餾(HDSE)和超聲-微波協(xié)同萃取(UMAE)提取的揮發(fā)油進行分析，結果顯示10月中旬至次年1月中旬的艾納香葉中左旋龍腦含量較高,約9 mg/g，該結果與黃梅一致[21]。

2.4 不同組織、葉形及干燥方式艾納香揮發(fā)油的化學成分

植物在生長周期的過程中，不同組織生物合成及積累的速度也不盡相同，所以探明哪些器官組織含有更豐富的功能成分具有重要意義。羅夫來等研究發(fā)現(xiàn)艾納香葉片揮發(fā)油含量1.1417 ml/kg顯著高于嫩枝0.6313 ml/kg[34]。黃梅，yuanyuan等人分別對艾納香不同功能部位的L-borneol含量進行檢測，結果顯示：嫩葉＞功能葉＞老葉＞枯葉＞嫩梢＞嫩莖，嫩葉揮發(fā)油含量為嫩枝的1.6～2.2倍，這與艾納香主要以葉片為入藥部位和制取艾片的原料一致[35]。

艾納香不同葉型中揮發(fā)油含量差異也較大，夏稷子等人對艾納香揮發(fā)油和左旋龍腦在不同葉型及不同部位的分布進行研究，發(fā)現(xiàn)左旋龍腦含量由高到低依次為馬耳艾、大葉艾、小葉艾[36]。與此同時艾納香新鮮葉片揮發(fā)油含量顯著高于陰干及烘干處理的葉片，分別是陰干及烘干的1.30和1.25倍，所以提取艾納香揮發(fā)油時，應該采用新鮮葉片，而且最好即采即用。另外陰干葉片揮發(fā)油含量顯著高于烘干葉片揮發(fā)油含量，所以在提取揮發(fā)油時還要注意烘干方式[34]。

3 質(zhì)量標準

艾納香藥材質(zhì)量標準最早收載于 《貴州省中藥材、民族藥材質(zhì)量標準》(2003年版)，但質(zhì)量標準中只有性狀鑒別一項[37]，因此夏稷子等人對黔產(chǎn)艾納香藥材進行了詳細的質(zhì)量分析研究，他們以左旋龍腦為對照品，對艾納香進行薄層色譜法鑒別，建立了艾納香藥材薄層色譜定性鑒別的方法；同時還依照《中國藥典》2010年版法，測定了藥材中水分、灰分、酸不溶性灰分和揮發(fā)油的含量，提出了艾納香藥材中水分、灰分、酸不溶性灰分的限度以及揮發(fā)油含量的定量標準[38]。后期，劉慧等人又結合《中國藥典》2015版中附錄及相關方法，對艾納香藥材進行水分、總灰分和酸不溶性灰分鑒別；又以艾納素為對照，采用薄層色譜法和高效液相色譜法對其進行定性定量分析，進一步完善的艾納香的質(zhì)量標準[39]。對于艾納香油的質(zhì)量標準，胡璇等人以不同批次的艾納香油為對象，通過對物理性狀的觀察和測定對其質(zhì)量進行初步評價，即艾納香油為澄清、棕紅色的液體，有特異的芳香氣，易溶于乙醇、氯仿、乙醚，幾乎不溶于水，比旋度宜為-26°～-30°，相對密度宜 0.94～0.98，以 β-石竹烯和 l-龍腦為對照薄層色譜法鑒別，并建立了GC指紋圖譜，確定了17個共有峰[40]。

指紋圖譜及含量測定方面的研究顯示，盡管不同產(chǎn)地艾納香成分含量有一定差異，但總主要成分無顯著差異。夏稷子等人采用毛細管氣相色譜法，對來自14個不同產(chǎn)區(qū)的艾納香藥材進行了指紋圖譜測定，結果顯示14個不同產(chǎn)地的艾納香藥材的GC指紋圖譜有23個共有峰；相似度評價和聚類分析結果表明，不同產(chǎn)地艾納香的成分種類上差異不大，但成分比例和量上差異較大[28]。孫緒等人運用GC-MS對艾納香、艾粉、艾納香油進行系統(tǒng)的指紋圖譜研究，標定艾納香、艾粉、艾納香油共有峰分別為40、17、31個，同一產(chǎn)地艾納香藥材的指紋圖譜有一定差異，但提取物艾粉和艾納香油相對較為穩(wěn)定且不同批次產(chǎn)品差異較小[41]。

艾納香屬植物與其偽品間的質(zhì)量研究概況。貴州同屬植物假東風由于其與艾納香藥材性狀相似，生長環(huán)境相近，易混淆，所以楊留波等人分別對21批艾納香及假東風進行指紋圖譜相似度分析研究，結果顯示艾納香與不同品種假東風草比較存在明顯的差異，因此不建議將同屬植物假東風草B.riparia(BL.)DC葉及嫩枝也作艾納香藥材來源[42]。

4 藥理活性

4.1 鎮(zhèn)痛抗炎活性

炎癥的早期階段，一般通過激活免疫細胞介導，不同類型細胞發(fā)生聚集并導致各種促炎和抗炎介質(zhì)的產(chǎn)生，如由中性粒細胞釋放的PGE2，是花生四烯酸經(jīng)環(huán)氧化酶而生成的一類重要炎癥介質(zhì)[43]。研究表明艾納香揮發(fā)油能顯著抑制二甲苯所致小鼠耳廓腫脹，顯著降低PGE2含量，提高血清SOD的活性，降低血清MDA含量，從而具有抗炎活性[44]。龐玉新等人發(fā)現(xiàn)稀釋的艾納香揮發(fā)油能改善創(chuàng)面收縮和閉合，減少炎癥細胞數(shù)量，提高創(chuàng)面愈合率，顯著提高羥脯氨酸含量、促進膠原形成，降低成纖維細胞的頻率，推測其機制可能是通過SP分泌的增加、間充質(zhì)細胞的增殖和分化，從而促進毛細血管再生、血液循環(huán)、膠原沉積、顆粒組織形成、上皮沉積、創(chuàng)面收縮[45]。Chen等人從艾納香中分離得到的4個萜類化合物，發(fā)現(xiàn)其對RAW264.7細胞系中脂多糖誘導的NO產(chǎn)生有抑制活性，半數(shù)抑制濃度分別為 40.06,46.35，57.80和59.44μg/ml[46]。

4.2 抗菌、抗病毒及抗氧化作用

艾納香揮發(fā)油具有顯著的抗細菌和抗真菌活，Sakee等人采用圓盤擴散法和瓊脂微稀釋法檢測發(fā)現(xiàn)艾納香揮發(fā)油對革蘭氏陽性菌、蠟樣芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌的 MIC為150 mg/L、對真菌、假絲酵母菌的抑菌活性為1.2 mg/mL[47]。鄒婧、張穎等研究發(fā)現(xiàn)，艾納香乙醇提取物除對金黃色葡萄球菌有效外，還能抑制大腸埃希菌、白色念珠菌及肺炎克雷伯菌等4種易引起口腔感染、炎癥及潰瘍的細菌，抑菌效果良好且長時間維持80%以上的抑菌率[48,49]。唐暉慧等人證實了艾納香精油對假絲酵母和黃曲霉具有較好的抑制能力，同時對李斯特氏菌和沙門氏菌也表現(xiàn)出了抑制能力[50]。Jiang等人采用蝦幼蟲和對蝦致死生物活性試驗、試管斜面法、DPPH法分別考察了艾納香揮發(fā)油的細胞毒，抗菌以及抗氧化活性，結果顯示艾納香揮發(fā)油有較強的抗腫瘤、抗植物病原真菌活性和一定的抗氧化活性[51]。其抗氧化活性通過Yuan Yuan等人通過DPPH和BCB試驗進一步證明，結果顯示年輕的葉子和小芽表現(xiàn)出更強的抗氧化活性。其中Dimethoxydurene,β石竹烯、α石竹烯具有較好的抗氧化活性,而β-eudesmol、葉綠醇、tetradecanal發(fā)揮負面作用[35]。鑒于其較好的抗氧化及抗菌活性，艾納香葉精油被廣泛的于食品和化妝品中。

4.3 治療燒傷、促進創(chuàng)面愈合，治療濕疹及美白的作用

艾納香在民間常用于治療燒燙傷、瘡癤痛腫、濕疹、皮炎。Fan等人通過對燒傷大鼠進行連續(xù)21天艾納香揮發(fā)油處理，發(fā)現(xiàn)燒傷大鼠經(jīng)艾納香揮發(fā)油處理后，組織含水量明顯降低，結痂時間縮短，愈合速度加快。推測其機制是燒傷組織含水量下降，(IL-1)及腫瘤壞死因子-α（TNF-α）減少,基本成纖維細胞生長因子（bFGF）、血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）和轉(zhuǎn)化生長因子（TGF-β）表達明顯增加，血漿炎癥因子水平下降，愈合速度加快[52]。與此同時，龐新玉等人就艾納香揮發(fā)油作為添加劑治療燙傷的肝毒性進行了研究，結果顯示，低劑量時對人體不會造成肝損傷，當高濃度時，只有輕微的肝損傷，所以證明艾納香揮發(fā)油作為治療燒傷的外用藥是安全的[53]?？紤]到艾納香具有較好的治療燒傷的作用以及較低的毒性，未來可以用于燒傷的治療及相應的藥物開發(fā)中。周輝等[54]報道貴州產(chǎn)艾納香油外擦與中藥濕敷結合治愈嬰兒濕疹療效顯著，達到保護嬰兒嬌嫩皮膚的目標。

研究表明艾納香揮發(fā)油可以通過恢復超氧化物岐化酶(SOD)活性及丙二醛、還原型谷胱甘肽等含量，降低8-OHdG、IL-6和NF-κB水平，抑制P53、PCNA表達，從而達到保護紫外線誘導小鼠皮膚曬傷[55]。酪氨酸酶是生物合成色素過程中的關鍵酶，通過抑制酪氨酸酶的活性，阻斷黑色素的合成反應鏈，減少其在皮膚內(nèi)的生成，可達到祛斑增白的效果[56]。龐玉新等人發(fā)現(xiàn)艾納香提取物可以通過抗氧化、抑制酪氨酸酶活性從而達到美白祛斑的作用[57]。基于艾納香精油的防曬及抗酪氨酸酶活性，張彬等人以艾納香為原料開發(fā)了一系列具有美白、補水等作用的手工皂，百草液等[58]。

4.4 其他活性

2013 年Chu等人發(fā)現(xiàn)艾納揮發(fā)油對玉米象鼻蟲成蟲具有明顯的熏蒸毒性，其中1,8-桉葉素、α-松油醇和4-松油醇的效果顯著強于龍腦和樟腦[59]。Fujimoto等人發(fā)現(xiàn)從艾納香干燥葉片中分離得到的倍半萜內(nèi)酯類化合物blumealactone A-C，能夠抑制吉田肉瘤的生長，抑制濃度在5～10μg/ml下[60]。艾納香甲醇提取物具有抑制肥胖的效果，其機制可能是通過抑制甘油磷酸脫氫酶（GPDH）的活性，降低脂肪形成轉(zhuǎn)錄因子過氧化物酶體增殖因子活化受體γ（PPARγ）、CCAAT元件結合蛋白和3T3-L1的表達，從而達到抗肥胖的效果[61]。Fu等人發(fā)現(xiàn)0.5%，1.0%及2.0%的艾納香揮發(fā)油就能促進硫酸沙丁胺醇的經(jīng)皮滲透過程[62]。

5 臨床應用

艾納香揮發(fā)油根據(jù)其藥理功效及獨特的香氣主要應用于醫(yī)藥及日化用兩方面。其中醫(yī)藥方面主要集中在以“艾片”和“艾納香油”為原料的中成藥開發(fā)上。目前已有30多個品種應用于臨床，如咽立爽滴丸、心胃止痛膠囊、金喉健噴霧劑、復方一支黃花噴霧劑等[7]。日化方面，因其獨特的香氣及抑菌作用，艾納香揮發(fā)油被廣范應用于化工、香料、香精等領域，如貴州利生香中藥科技有限公司公開發(fā)的艾納香油系列日化品，包括花露水、洗發(fā)香波、沐浴露、洗衣液等[63]。艾納香資源豐富，價格低廉，提取方便，具有巨大的市場空間及應用前景。

6 結語

現(xiàn)代藥理學研究證明艾納香揮發(fā)油是艾納香的重要藥效部位，具有抗病毒、抗菌及抗氧化等多方面的藥理活性。近年來，隨著民族醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，艾納香已應用于醫(yī)藥、化妝品等行業(yè)，產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟效益和社會效益。艾納香揮發(fā)油在藥材中含量高，易于制備具巨大的開發(fā)潛力，但進一步開拓市場還需解決一系列問題：首先提取方面，盡管已經(jīng)有學者對微波提取，超臨界萃取等方法進行了嘗試，但目前艾納香提取加工仍以簡單的水蒸氣蒸餾的為主，該方法提取效率低，損失較大，而做為重要醫(yī)藥原料的艾片及艾粉的提取加工，目前仍采用簡易蒸餾的方法獲得，農(nóng)戶就地提取，艾粉提取效率極低，產(chǎn)能低，污染大。所以希望能對提取方法及加工工藝進行更多的改進及提高，并建立相應的標準。質(zhì)量方面，艾納香分布范圍廣，其含量及組成還受到收采收時間，采收部位，烘干方法等多種因素影響，所以很難建立統(tǒng)一的測定方法及標準。目前已有學者對艾納香揮發(fā)性成分的指紋圖譜進行探索，并確定了其主成分，這對艾納香揮發(fā)油的的鑒別具有重要意義。但中藥的質(zhì)量還應該與中藥的有效性相關聯(lián)，尋找艾納香揮發(fā)油的質(zhì)量標志物，建立基于Q-Marker的含量測定方法，從根本上保證艾納香揮發(fā)油的質(zhì)量及療效。藥理方面，艾納香揮發(fā)油本身成分比較復雜，而現(xiàn)有的研究切入點比較分散，沒有形成系統(tǒng)的研究體系，活性機制研究不夠深入，因此不利于研究、開發(fā)新藥。隨著現(xiàn)代技術的不斷發(fā)展，希望能對艾納香揮發(fā)油的作用機制進行深入研究，使其能更廣泛的應用與臨床及工業(yè)生產(chǎn)中。