桂花果主要化學成分及生物活性研究進展

楊 丹，徐 廣，鄒 艷，張萬超，羅 川，鄧才富

(重慶市藥物種植研究所，特色生物資源研究與利用川渝共建重點實驗室，重慶市 408435)

桂花，為木犀科(Oleaceae)木犀屬(Osmanthus)木犀[Osnzanthusfragrans(Thunb.)Lour.]的俗稱，是我國十大傳統(tǒng)名花之一[1]，是集綠化、美化、香化于一體的優(yōu)良園林樹種。桂花清可絕塵，亦可香飄十里，無論是作為城市綠化還是園林建設，都深受人們喜愛。桂花秋季開花，果實次年4月中下旬逐漸成熟，果實外觀橢圓形，成熟后外果皮由青綠色漸變?yōu)樽虾谏獠糠譃榫G色，角質(zhì)化的硬殼為內(nèi)果皮，其中包被著種子?！侗静菥V目》記載：桂花籽，味甘、辛，性溫，能暖胃、平肝、益胃、散寒[2]，《植物名實圖考長編》記載桂籽能治心痛，《江蘇藥材志》記載桂花籽“暖胃，平肝，益腎，散寒”。民間用作止痛劑，治肝胃氣痛[3-4]。桂花在食用、藥用、日用化工、園林綠化等方面都具有豐富的經(jīng)濟價值[5]。每年果實成熟季節(jié)，大量的桂花果散落遍地，給環(huán)衛(wèi)工作帶來極大麻煩。但是成熟桂花果含有豐富的氨基酸、多肽、有機酸、甾體、黃酮體、香豆素、類內(nèi)酯化合物、蒽醌類化合物和含雙鍵的萜類化合物等物質(zhì)[6]，如果就此丟棄就是對資源的極大浪費。為了探索桂花果中更多值得開發(fā)的有效成分，本文針對桂花果化學成分及藥理活性進行了綜述，并對桂花果開發(fā)和應用前景進行展望。

1 化學成分

1.1 多酚類

多酚類是指化學物質(zhì)中具有多個酚基團的化合物統(tǒng)稱，主要包括黃酮類、單寧類等，具有抗氧化、強化血管壁、促進腸胃消化、降低血脂肪等功效[7]。陶阿麗等[8]通過響應面優(yōu)化超聲提取桂花果實中總黃酮工藝，超聲時間26 min、乙醇體積分數(shù)66%、液料比25 mL/g時，總黃酮提取率達到了6.99%。桂花籽中含有天然高效抗氧化活性原花青素，鄒登峰等[9]通過正交試驗設計超聲提取桂花籽中原花青素，篩選出最佳提取工藝為加8倍量50%乙醇，于50℃ 提取25 min。雷明等[10]通過靜態(tài)吸附、解吸試驗，篩選出AB-8樹脂對桂花果種類黃酮具有較好的吸附和解吸效果。田成[11]利用超聲波處理，通過單因素和正交試驗優(yōu)化桂花鮮果多酚的最佳提取工藝條件，超聲波處理新鮮桂花果最佳提取工藝條件為：70%乙醇作溶劑，料液比1∶8 (g/mL)，以固定頻率超聲波提取2次，每次40 min，桂花果實多酚的得率為2.83 mg/g。桂花果中總多酚成分提取純化工藝已經(jīng)得到深入的研究，但是針對其總多酚成分分離鑒定等研究尚未完善，因此總多酚生物活性機理有待進行深入探索。

1.2 環(huán)烯醚萜苷類化合物

環(huán)烯醚萜苷作為木犀屬植物的代表性成分[12]，經(jīng)研究具有廣泛的生物活性。從桂花果實中分離到的環(huán)烯醚萜苷類化合物(見圖1)，從化學結(jié)構(gòu)式分析，桂花果中多為含兩個和三個糖的裂環(huán)環(huán)烯醚萜苷，其中女貞苷G13和特女貞苷、新女貞苷含量相對較高[13]。Hu等[14]通過HPLC法比較發(fā)現(xiàn)安徽合肥桂花果樣品比武漢、長沙桂花果的新女貞苷、女貞苷含量高，合肥桂花果中新女貞苷含量最高可達1.459 mg/g，女貞苷含量最高2.7403 mg/g。Liao等[15]采收武漢地區(qū)桂花果，以甲醇為溶劑，超聲提取45 min，經(jīng)過HPLC-MS/MS定性定量分析桂花果實中含有新女貞苷、女貞苷、女貞苷G13，其中女貞苷最高含量為26.31 mg/g，新女貞苷最高含量為0.92 mg/g。桂花四大品種種子都具有環(huán)烯醚萜苷類化合物，并且化學成分組成基本一致。李桂華等[16]通過正交試驗設計篩選出微波提取桂花果中女貞苷G13和特女貞苷，最佳提取工藝為乙醇體積分數(shù)55%，料液比1∶10，提取時間15 min，同時初步研究了銀桂品種種子水提物的抗血栓活性，為桂花籽這種廢棄資源開發(fā)和利用提供了參考。

圖1 桂花果中環(huán)烯醚萜類化合物Fig. 1 Iridoids in O. fragrans fruits

1.3 三萜類化合物

桂花果實乙酸乙酯萃取物中含有萜類化合物，利用HPLC-MS分析鑒定出三萜類化合物包括齊墩果酸、乙酰氧基齊墩果酸、白樺酯醇、熊果酸、樺木酸、羽扇豆醇、積雪草酸等多種萜類化合物[17-18]。從化學結(jié)構(gòu)分析可知桂花果中的三萜類化合物主要是五環(huán)三萜類化合物(見圖2)。三萜類化合物具有明顯的抗炎、抗癌、調(diào)節(jié)免疫、抗腫瘤及降血糖等藥理作用，后續(xù)仍需針對桂花果中的三萜類成分進行逐一分離鑒定，以進一步研究桂花果中三萜類成分在生物體內(nèi)外的藥理活性及作用機理。

圖2 桂花果中三萜類化合物Fig. 2 Triterpenoids in the fruits of O. fragrans fruits

1.4 苯乙醇苷類化合物

苯乙醇苷(Phenylethanoid glycosides , PhDs )是一種天然存在于植物中的水溶性酚類化合物，其結(jié)構(gòu)特點是以β-吡喃葡萄糖為母核，通過酯鍵和糖苷鍵與取代肉桂酸基和取代苯乙基相連[19]。Liao 等[20]采收武漢地區(qū)桂花果，以甲醇為溶劑，超聲提取45 min，經(jīng)過HPLC-MS/MS定性定量分析桂花果實中含有毛蕊花糖苷、異毛花糖苷和紅景天苷。苯乙醇苷類化合物具有增強記憶、抗炎抗菌、抗腫瘤、保肝、抗氧化、抗衰老、美白等作用[19]，所以苯乙醇苷類化合物的生物活性及藥理作用的研究受到廣大學者的關注。桂花果中含有紅景天苷成分，作為化妝品原料開發(fā)具有一定的開發(fā)價值。

圖3 桂花果中苯乙醇苷類化合物Fig. 3 Phenylethanoid glycosides in O. fragrans fruits

1.5 揮發(fā)油及脂肪酸類

桂花果實中核仁為種子類中藥，含有豐富的揮發(fā)油及不飽和脂肪酸。目前針對桂花果揮發(fā)油及不飽和脂肪酸的研究主要集中在提取工藝的優(yōu)化和成分分析方面。桂花果實核仁油脂中脂肪酸主要包含油酸、亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸等，其中油酸和亞油酸等不飽和脂肪酸含量高達83.25%[1]。彭凡等[21]通過正交試驗設計石油醚超聲提取桂花果核仁油，其最佳提取條件為料液比1∶12，超聲時間30 min，超聲溫度40℃和超聲功率240 W，桂花果實核仁油的得率為31.69%，并且通過GC-MS分析桂花果核仁油中鑒定出7種主要成分，其中含量較高的是油酸(37.98%)、亞油酸(30.21%)、肉豆蔻酸(11.02%)、棕櫚油酸(6.94%)。畢淑峰等[22]采用GC-MS分析桂花果實精油成分，共鑒定出44個化合物，占精油總量的89.12%，主要包括酯類8種(47.28%)、酸類4種(15.67%)、醛類7種(5.78%)、酮類1種(1.05%)、醇類1種(0.83%)、萜類及其含氧衍生物13種(6.26%)、烷烴類5種(7.45%)，含苯環(huán)的酚、醌、蒽類5種(4.80%)。王苗苗等[23]運用響應面法對桂花種子油的回流提取工藝進行優(yōu)化，并利用GC-MS法測定桂花種子油的脂肪酸組成。桂花四大品種種子油的最佳提取工藝分別為丹桂：回流時間60 min，溫度70℃，料液比1∶13 mL/g；四季桂：回流時間71 min，溫度71℃，料液比1∶13mL/g；金桂：回流時間72 min，溫度80℃，料液比1∶13 mL/g；銀桂：回流時間120 min，溫度80℃，料液比1∶12 mL/g。畢淑峰等[24]采用超聲波輔助法提取桂花籽油，測定桂花籽油的理化性質(zhì)，成熟的桂花籽油的碘值(I)為124.38 g/100g，過氧化值為1.16 mmol/kg，皂化值(KOH)為190.28 mg/g，酸值(KOH)為1.24 mg/g，相對密度(20℃)為0.9313。張蝶等[25]通過比較不同提取方法提取桂花果實油脂，發(fā)現(xiàn)快速溶劑提取法油脂得率最高，最佳的提取工藝條件為提取時間8 min，提取壓力7 MPa，提取溫度96℃。在該條件下，桂花果實的油脂得率為29.8%；通過GC-MS分析顯示，四季桂果實油脂的脂肪酸組成主要為油酸(43.16%)、亞油酸(38.02%)、順-10-十五碳烯酸(12.34%)、硬脂酸(3.32%)。從上述桂花果籽油及不飽和脂肪酸成分分析的研究表明，桂花果籽油可以作為一種優(yōu)質(zhì)的功能性食用油開發(fā)利用。不飽和脂肪酸具有很高的藥理活性，也可以考慮開發(fā)桂花果實作為食品添加劑和飼料添加劑。

1.6 色素類

黑色素是一種氨基酸衍生物，分子表面帶大量負電荷，可溶于堿性溶劑，微溶于水、DMSO，不溶于酸性溶劑及常見有機溶劑。汪洪濤等[26]通過響應面設計對桂花果色素超聲提取工藝進行優(yōu)化，乙醇濃度50%，料液比1∶23(g/mL)，超聲時間30 min，超聲溫度63℃，桂花果實中色素提取液的色價值為381.4。梁敏等[27]采用堿性溶液提取、酸水解、多種有機溶劑萃取沉淀等工藝手段分離純化了桂花種子皮色素。該色素呈天然黑色，耐光、耐熱，對還原劑較穩(wěn)定，堿性條件下較穩(wěn)定。Cu2+、Ca2+、Fe3+、Zn2+等金屬離子對該色素有護色、增色作用，Mg2+、Al3+、Na+雖有減色作用，但是一種性能優(yōu)良的天然黑色素。從桂花果皮中提取分離得到的紅色素、黑色素性能均較穩(wěn)定，抗氧化活性較強，是今后開展天然抗氧化活性劑的重要資源。

1.7 多糖類

黃國文等[28]研究了金桂果實多糖的提取條件并進行優(yōu)化，同時用濾紙圓片法和比濁法研究了果實多糖的抑菌作用。金桂果實多糖對三種菌都有抑制作用，由強到弱的順序是金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌和大腸桿菌。桂花種子中多糖含量4.32%，多糖粗提取物對4種自由基和亞硝基均具有一定清除作用，是一種天然的抗氧劑和亞硝基清除劑[29]。桂花果口感酸甜略澀，其糖分含量相對較高，然而桂花果中多糖的單糖成分尚未分析，因此對于桂花果中單糖成分的分析將成為今后的研究方向。桂花果實在落地之后，不會出現(xiàn)腐爛、臭味等現(xiàn)象，說明桂花果皮中的成分具有較強抑菌、抗氧化活性功效。

2 桂花果實生物活性

2.1 抗炎鎮(zhèn)痛作用

李佳川等[30]研究桂花籽水提物能明顯抑制二甲苯致小鼠耳廓腫脹和角叉菜膠誘導的足腫脹，減輕棉球肉芽腫的質(zhì)量，明顯或部分減輕福爾馬林誘導小鼠的Ⅱ相舔后足反應，減少冰醋酸引起的扭體次數(shù)，延長其潛伏期，而對熱板試驗和福爾馬林Ⅰ相反應無效。說明桂花籽水提物具有明確的抗炎、鎮(zhèn)痛作用。 桂花果實中多糖或糖苷類化合物可能是抗炎鎮(zhèn)痛的主要藥效成分之一，其機理和用藥條件等需要進一步研究。

2.2 抗氧化作用

桂花果肉乙醇提取物中分離出了Oleoside dimethyl ester和紅景天苷。紅景天苷是桂花果肉中的主要抗氧化活性化合物之一[31]。張曉璞[32]研究發(fā)現(xiàn)桂花果實中天然黑色素的還原性比人工合成抗氧化劑BHT強。研究表明桂花果實中多酚類化合物、色素類、揮發(fā)油類化合物均具有較強抗氧化性，因此今后可加強對桂花果實抗氧化功效的開發(fā)研究工作。陳曉鳳等[33]以石油醚為溶劑超聲波輔助提取桂花種子油脂，分別用 DPPH法和ABTS法測定桂花種子油的抗氧化活性。結(jié)果表明，桂花種子油對ABTS和DPPH自由基有顯著的清除效果，IC50值分別為271.963和286.347 mg/mL。桂花種子油的質(zhì)量濃度在62.500～500.000 mg/mL范圍，清除率在38.460%～89.840% ，最高可達90.0%。王升勻等[34]研究桂花種子多糖對DPPH自由基的抑制較強，其IC50為0.51 g/L，桂花種子多糖對羥基和O2-自由基的抑制很強，其IC50分別為0.88 g/L和0.41 g/L；桂花種子多酚對ABTS自由基的抑制也較強，其IC50為1.18 g/L，對亞硝基的清除率達到27.8%。通過開發(fā)桂花果中抗氧化劑，其可以應用到化妝品及食品添加劑中。

2.3 其它生物活性

成熟的桂花果實中，分離得到的環(huán)烯醚萜苷類化合物具有抑制血小板凝集作用，多糖具有抑菌功效等[12,35]；還有學者從桂花果實中提取植物緩腐蝕劑，用于鋼材的緩腐蝕作用中[36]。桂籽環(huán)烯醚萜苷提取物對刀豆蛋白A所致免疫性肝損傷小鼠的肝臟有較好的保護作用，其機制可能與抑制p38MAPK的磷酸化、抑制炎性介質(zhì)的釋放、提高肝細胞抗氧化能力、減弱脂質(zhì)過氧化反應的發(fā)生有關[37]。這些生物活性研究比較分散，可以結(jié)合同科同屬植物的相關研究，進一步分析桂花果中的生物活性，應用到日化生產(chǎn)及相關產(chǎn)業(yè)當中。

3 討論與展望

目前，對于桂花資源的利用主要集中在花上，對果實的研究很少。桂花果中既含有多酚類、三萜類、揮發(fā)油和不飽和高級脂肪酸成分等，這些成分都具良好的藥理活性。揮發(fā)油和不飽和脂肪酸，具有抑菌、抗氧化、預防老年癡呆等功效[38-40]；桂花果中毛蕊花糖苷、異毛蕊花糖苷、女貞苷等具有抗骨質(zhì)疏松、降低小鼠高尿酸水平、提高細胞存活率等活性[41-43]；紅景天苷、齊墩果酸等萜類化合物具有美白活性、抑制腫瘤細胞等活性[44-47]；其中毛蕊花糖苷毒性小，在抑制腫瘤生長、保護神經(jīng)系統(tǒng)功能、抗炎、抵抗細菌和病毒感染、保護皮膚屏障等方面有重要作用[49]，近幾年表現(xiàn)出良好的開發(fā)和應用前景。桂花果含有豐富的色素，可以用做食品添加劑、化妝品、染發(fā)劑等；無論是果皮、果肉和種子，在大健康產(chǎn)品、化妝品等方面，都將具有極好的開發(fā)和應用前景。然而，桂花作為木犀屬代表性植物，現(xiàn)階段不同品種桂花的葉、花、皮等地上部分的化學成分及生物活性研究較為深入[50]，但是對于桂花果藥用價值的研究則相對較少。雖然我國傳統(tǒng)醫(yī)藥著作對桂花果的藥用價值作了一定的介紹，但多是民間藥用經(jīng)驗的積累，對其藥效物質(zhì)基礎和作用機制并不明確?？梢岳镁W(wǎng)絡藥理學及分子對接等現(xiàn)代科學技術方法，對桂花果中化學成分及生物活性作用機理進行分析，為今后開發(fā)提供理論依據(jù)。