黃精功能成分的研究進(jìn)展

胡康棣 李昌林 李昌素 孫蕊蕊 李瑩 姚改芳

摘要 黃精（Polygonatum Mill）隸屬于百合目百合科黃精屬植物，以干燥根莖入藥，具有補(bǔ)氣養(yǎng)陰健脾潤肺的效果，屬于藥食同源類保健品。黃精中含有多種有益的營養(yǎng)成分，如甾體皂苷、三萜皂苷、高異黃酮、多糖和凝集素。綜述了黃精的功能成分，分析黃精在抗衰老、抗疲勞、免疫調(diào)節(jié)等方面的作用，提出存在的問題，展望了黃精在人類健康中的廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 黃精;黃精多糖;藥食同源;保健品;人類健康

中圖分類號 R-284.1? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）12-0016-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.12.005

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Research Progress of Polygonatum Functional Components

HU Kang di1， LI Chang lin2， LI Chang su2 et al

（1. School of Food and Biological Engineering， Hefei University of Technology， Hefei， Anhui 230009;2. Qingyang County Sansanfulin Chinese Medicinal Materials Co.， Ltd.， Chizhou， Anhui? 242800）

Abstract Polygonatum Mill belongs to the Liliaceae of the order Liliaceae and is a plant of the genus Polygonatum. It uses dry rhizomes as medicine. It has the effect of nourishing qi， nourishing yin， invigorating the spleen and lungs. Polygonatum is rich in beneficial nutrients， such as steroidal saponins， triple chain saponins， high isoflavones， polysaccharide and lectins. This article reviewed the functional components of Polygonatum， analyzed the effects of Polygonatum in anti aging， anti fatigue， immune regulation， etc.， proposed existing problems， and looked forward to the wide application of Polygonatum in human health.

Key words Polygonatum;Polygonatum polysaccharides;Homology of medicine and food;Health products;Human health

近年來，隨著社會的進(jìn)步，人們對自身健康越來越關(guān)注，社會壓力的增大，使越來越多的人處于亞健康狀態(tài)，因此具有藥食同源的保健食品受到廣泛的關(guān)注。

黃精（Polygonatum Mill）隸屬于百合目百合科黃精屬植物，黃精根莖中含有多種功能成分，如甾體皂苷、三萜皂苷、高異黃酮、多糖和凝集素。黃精具有補(bǔ)氣養(yǎng)陰、健脾潤肺、降血壓血脂及防止動脈粥樣硬化的作用，對于治療糖尿病具有獨(dú)特的作用。我國野生黃精屬植物種質(zhì)資源豐富，且蘊(yùn)藏量巨大，因集藥用、食用、觀賞、美容于一身，市場需求量日益增加，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，筆者全面綜述黃精的功能成分，對于多層次地開發(fā)利用該屬植物具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 黃精種類與分布

黃精，學(xué)名Polygonatum，為百合科植物，以干燥根莖入藥。黃精是多年生草本，高50～90 cm。根莖圓柱狀，結(jié)節(jié)膨大。黃精喜陰濕氣候條件，具有喜陰、耐寒、怕干旱的特性，在濕潤避陰的環(huán)境下生長良好，適合林下生長[1]。

黃精屬由分布于北半球溫帶的71種4變種組成，如中國、日本、韓國、印度、俄羅斯、歐洲、北美，大多數(shù)黃精植物生長在潮濕陰涼的地方，通常生長在土壤肥沃的森林或灌木叢中[2]。主要用于保健食品的黃精品種包括黃精（Polygonatum sibiricum Red.）、多花黃精（Polygonatum cyrtonema Hua.）和滇黃精（Polygonatum kingianum Coll.et Hemsl.）[3]。安徽省池州市九華山是我國四大佛教名山之一，黃精是池州市的特色產(chǎn)品，九華山地區(qū)的多花黃精品質(zhì)優(yōu)良，形成了黃精生態(tài)旅游、黃精深加工產(chǎn)品等特色產(chǎn)業(yè)。

2 黃精功能成分

黃精中能分離出許多類型的化合物，包括甾體皂苷、三萜皂苷、高異黃酮、類黃酮、生物堿、苯乙基肉桂酸酯、多糖和凝集素。在這些化合物中，主要活性化合物是甾體皂苷、三萜皂苷、多糖和凝集素[4]。

2.1 皂苷

皂苷的特征是由氧化角鯊烯衍生的骨架組成，該骨架由與三萜（30個(gè)碳原子）或甾體（27個(gè)碳原子）糖苷配基相連的糖部分組成[5]。黃精中含有大量的甾體皂苷和較少的三萜皂苷。甾體皂苷是黃精屬的特征性成分，表現(xiàn)出多種生物活性，包括免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤以及學(xué)習(xí)和記憶能力的提高[2，6-7]。Hu等[8]根據(jù)NMR和ESI-MS光譜以及化學(xué)證據(jù)，闡明了這3種新化合物的結(jié)構(gòu)，即3-O-α-L-鼠李吡喃糖基-（1→2）-β-D-吡喃糖基-（1→ 4）-β-D-吡喃葡萄糖基-3β，7β，22β-三羥基油酸（1），3-O-α-L-鼠李糖基-（1→2）-β-D-吡喃葡萄糖基-（1→4）-β-D-吡喃葡萄糖基-3β，7β，22β-三羥基油酸甲酯（2）和3-O-β-D-吡喃葡萄糖基-（1→3）-β-D-吡喃葡萄糖基-（1→4）-[α-L-鼠李糖-吡喃糖基-（1→2）]-β-D-吡喃葡糖基-3β，21β-二羥基油酸，28-O-β-D-吡喃葡糖基-（1→3）-β- D-吡喃葡萄糖基-（1→3）-β-D-吡喃葡萄糖苷（3）。

2.2 高異黃酮

異黃酮是類黃酮中的一類特殊化合物。高異黃酮的骨架在B環(huán)和C環(huán)之間比異黃酮的骨架多一個(gè)碳原子。從黃精中可以分離出26種異黃烷酮。這些化合物可進(jìn)一步分類為3-芐基-4-苯并二氫吡喃酮（I）（163-181）、3-芐基-3-羥基-4-苯并二氫吡喃酮（II）和3-芐叉基-4-苯并二氫吡喃酮（III）[9-10]。

2.3 多糖類

多糖是通過糖苷鍵相互連接的單糖殘基的聚合物。黃精多糖是黃精化學(xué)組成的一個(gè)重要活性成分，黃精多糖由不同比例的單糖組成，主要包括甘露糖、半乳糖、葡萄糖、果糖、鼠李糖、阿拉伯糖和半乳糖醛酸[11]。黃精多糖的水溶性組分以低毒性而著稱，適合長期服用，具有各種活性和作用[12]。黃精多糖是黃精甜味的主要來源，這使黃精食品更容易被接受[13]。目前，黃精多糖被廣泛用于心血管疾病和其他疾病的傳統(tǒng)中醫(yī)治療[14-15]。

3 黃精生理功能

3.1 抗疲勞作用

疲勞是人們連續(xù)學(xué)習(xí)或工作以后效率下降的一種復(fù)雜現(xiàn)象，分為生理疲勞與心理疲勞。研究發(fā)現(xiàn)，黃精多糖延長了小鼠負(fù)重游泳的時(shí)間，降低乳酸值，增加肝糖原儲備量，提高小鼠的運(yùn)動能力，且升高了小鼠機(jī)體細(xì)胞的血清中超氧化物歧化酶（SOD）活性，自由基在體內(nèi)能產(chǎn)生損傷機(jī)體的強(qiáng)氧化反應(yīng)，SOD活性的升高可清除過多量氧自由基，減輕組織細(xì)胞的過氧化損傷，從而使小鼠具有抵抗疲勞的身體機(jī)能[16]?；钚匝酰≧OS）積累是一種重要的疲勞因子，高強(qiáng)度運(yùn)動中ROS會過度產(chǎn)生而導(dǎo)致肌肉疲勞、肌肉損傷以及身體機(jī)能下降。脂質(zhì)過氧化的最終產(chǎn)物丙二醛（MDA）是一種很好的氧化應(yīng)激標(biāo)志。黃精可顯著降低MDA含量并增加肝糖原含量[17]。

3.2 抗衰老作用

在現(xiàn)代藥理學(xué)研究中，黃精已成為抗衰老中藥的藥方，無毒副作用且藥食兩用。衰老現(xiàn)象是自由基的氧化活性導(dǎo)致生物大分子系統(tǒng)損傷而產(chǎn)生，細(xì)胞的衰老進(jìn)程破壞了自由基產(chǎn)生與清除的調(diào)節(jié)機(jī)制失衡，黃精多糖使機(jī)體SOD活性增加，抗氧化作用清除損傷細(xì)胞的自由基，減少或者延緩衰老。它也可通過降低自由基水平促進(jìn)EPCs端粒酶活性，對延緩神經(jīng)細(xì)胞衰老產(chǎn)生積極作用[18]。此外，已通過傳統(tǒng)用途和現(xiàn)代藥理研究證明黃精是天然抗衰老劑的良好來源[2]。

3.3 免疫調(diào)節(jié)作用

免疫調(diào)節(jié)功能與運(yùn)動息息相關(guān)，適量的運(yùn)動可以使身體機(jī)能保持良好的狀態(tài)，但高強(qiáng)度的運(yùn)動會起到反作用，使得脾臟免疫功能低下，研究表明，黃精多糖可通過增加T淋巴細(xì)胞增殖能力提升機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)能力，可以抑制因?yàn)楦邚?qiáng)度運(yùn)動而導(dǎo)致的免疫器官功能低下問題，黃精多糖成分也增強(qiáng)了巨噬細(xì)胞的吞噬能力，巨噬細(xì)胞是機(jī)體非特異性免疫的重要組成部分，試驗(yàn)證明黃精多糖顯著提升了巨噬細(xì)胞的活性氧成分、體外抗體細(xì)胞數(shù)、血清凝集效價(jià)，從而阻止機(jī)體免疫功能的降低[19]。PSP可以增強(qiáng)T和B細(xì)胞增殖反應(yīng)以及腹膜巨噬細(xì)胞吞噬作用。它也可以恢復(fù)環(huán)磷酰胺劑量依賴性治療的血清中白介素2（IL-2）、腫瘤壞死因子（TNF-α）、白介素（IL-8）和IL-10的水平?？傊?，PSP可以用作免疫抑制劑，以保護(hù)環(huán)磷酰胺處理的小鼠免受免疫抑制[20]。一氧化氮（NO）具有免疫活性，而iNOS是產(chǎn)生NO的3種關(guān)鍵酶之一，黃精多糖顯著地激活免疫系統(tǒng)釋放NO并上調(diào)iNOS和幾種細(xì)胞因子的mRNA表達(dá)，從而達(dá)到免疫調(diào)節(jié)的效應(yīng)[21]。

3.4 降血糖活性作用

黃精多糖可以有效地緩解臟器損傷，降低血糖，調(diào)節(jié)體內(nèi)血糖代謝，促進(jìn)胰島素分泌，改善胰島素抵抗癥狀，消除糖、蛋白質(zhì)、脂肪代謝紊亂，抑制糖異生作用，促進(jìn)肝糖原合成，應(yīng)對氧化應(yīng)激狀態(tài)，從而發(fā)揮降血糖功效，改善糖尿病癥狀[22]。

四氧嘧啶（ALX）和鏈脲佐星（STZ）可以誘導(dǎo)糖尿病[22]。首先，黃精多糖可降低ALX誘導(dǎo)的糖尿病小鼠的血糖水平，降低丙二醛（MDA）含量，增強(qiáng)血清中總超氧化物歧化酶（T-SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）含量，其次，PSP會顯著影響空腹血糖（FGB）、糖基化血清蛋白（GSP）、總膽固醇（TC）和甘油三酸酯（TG）的水平[23-24]，以及飲水量、食物攝入量，PSP治療組的飲水量和尿量均低于STZ誘導(dǎo)的糖尿病小鼠對照組。另一方面，PSP在STZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠中降低了血糖并具有一定的保護(hù)活性。其機(jī)制可能與抑制胰島細(xì)胞凋亡，減少Caspase 3的活性有關(guān)[20-21]。PSP可通過降低血糖、脂質(zhì)和引起炎癥反應(yīng)而對I型糖尿病的心肌炎癥損害產(chǎn)生保護(hù)作用[22]，通過減少糖分和抑制纖維化來保護(hù)糖尿病大鼠的腎臟[25]。

3.5 神經(jīng)保護(hù)作用

神經(jīng)進(jìn)行性退化是阿爾茨海默氏?。ˋD）的特征，淀粉樣蛋白β肽（Aβ）誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激被認(rèn)為是導(dǎo)致阿爾茨海默氏病的重要原因[26]。研究顯示，黃精多糖的預(yù)處理能減少大鼠PC12細(xì)胞凋亡的發(fā)生，抑制線粒體功能失活，減少細(xì)胞色素向細(xì)胞質(zhì)中的釋放[27]。每天適量攝入黃精多糖大大提高了學(xué)習(xí)和記憶能力，減輕了神經(jīng)病理學(xué)，這是因?yàn)辄S精多糖顯著降低了凋亡率和Bax / Bcl-2比以及阻斷了caspase-3激活，使多糖成分具有保護(hù)神經(jīng)的作用[28]。

3.6 抗炎活性

炎癥是機(jī)體對于刺激的一種防御反應(yīng)，分為感染性炎癥和非感染性炎癥。研究中，以脂多糖（LPS）誘導(dǎo)的小鼠為模型，黃精多糖對小鼠RAW264.7巨噬細(xì)胞釋放NO產(chǎn)生抑制作用，NO具有良好的生物活性，有介導(dǎo)細(xì)胞免疫和炎癥毒性的功能，所以黃精多糖通過抑制過量NO的生成而緩解炎癥[29]。

黃精除上述功能外，還具有補(bǔ)氣、滋陰養(yǎng)陰、潤肺、健脾腎等功能，它入肺經(jīng)主要用于治療肺虛，如陰虛肺燥的干咳少痰、久咳及肺虛喘咳等癥，入腎經(jīng)用于腎虛精虧的頭暈、乏力、腰膝酸軟、須發(fā)早白等?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，黃精具有增強(qiáng)免疫力、止血、補(bǔ)充能量、刺激唾液和胃液的分泌、保護(hù)呼吸系統(tǒng)、增加食欲、美容養(yǎng)顏和抗病毒等功效[2]。

4 討論

以黃精為主要原料申報(bào)的保健食品多達(dá)千種，申報(bào)功能主要集中在增強(qiáng)免疫力、緩解體力疲勞、輔助降血糖等，產(chǎn)品劑型主要有膠囊、片劑、酒劑、口服液、顆粒劑等。目前，市場上以黃精為主要原料的普通食品多為黃精酒、黃精茶、黃精速溶沖劑、黃精壓片糖果、黃精口服液等。結(jié)合近年來以黃精為主要原料申報(bào)的專利產(chǎn)品可知，黃精作為藥食同源物品正被廣泛用于保健食品的開發(fā)中，如黃精黃酒、黃精糖、黃精復(fù)合果汁、黃精酸奶、黃精茶干、黃精面條、黃精豆腐、黃精糯米酒、黃精代用茶、黃精固體飲料、黃精粉絲等。黃精作為藥食同源物品，藥理活性顯著，原料需求量正隨著新產(chǎn)品的研發(fā)問世逐年增加。黃精野生資源有限，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場需求，但隨著黃精種苗快速繁殖技術(shù)以及人工栽培等技術(shù)的不斷成熟，為黃精種植提供了新的機(jī)會[30]。

參考文獻(xiàn)

[1] 樓枝春.黃精[J].國土綠化，2002（8）：47.

[2] ZHAO P，ZHAO C C，LI X，et al.The genus Polygonatum：A review of ethnopharmacology，phytochemistry and pharmacology[J].Journal of ethnopharmacology，2018，214：274-291.

[3] 董治程.不同產(chǎn)地黃精的資源現(xiàn)狀調(diào)查與質(zhì)量分析[D].長沙：湖南中醫(yī)藥大學(xué)，2012.

[4] TANG C，YU Y M，QI Q L，et al.Steroidal saponins from the rhizome of Polygonatum sibiricum[J].Journal of Asian natural products research，2019，21（3）：197-206.

[5] VINCKEN J P，HENG L，DE GROOT A，et al.Saponins，classification and occurrence in the plant kingdom[J].Phytochemistry，2007，68（3）：275-297.

[6] ZENG T，TANG Y R，LI B，et al.Chemical characterization of constituents from Polygonatum cyrtonema Hua and their cytotoxic and antioxidant evaluation[J].Natural product research，2020，34（17）：2482-2489.

[7] 付莉慧.滇黃精粗多糖含片制備工藝及其抗疲勞作用的初步研究[D].昆明：云南中醫(yī)藥大學(xué)，2019.

[8] HU C Y，XU D P，WU Y M，et al.Triterpenoid saponins from the rhizome of Polygonatum sibiricum[J].Journal of Asian natural product research，2010，12（9）：801-808.

[9] DU TOIT K，DREWES S E，BODENSTEIN J.The chemical structures，plant origins，ethnobotany and biological activities of homoisoflavanones[J].Natural product research，2010，24（5）：457-490.

[10] JIANG H B，HUANG J，GUO M J，et al.Recent advances in the study of natural homoisoflavonoids[J].Acta pharmaceutica sinica，2007，42（2）：118-126.

[11] WU L H，LV G Y，LI B，et al.Study on effect of Polygonatum sibiricum on Yin deficiency model rats induced by long term overload swimming[J].China journal of Chinese materia medica，2014，39（10）：1886-1891.

[12] 劉曉謙，易紅，姚麗，等.黃精屬植物的研究進(jìn)展及其開發(fā)前景[J].中國藥學(xué)雜志，2017，52（7）：530-534.

[13] CUI X W，WANG S Y，CAO H，et al.A review：The bioactivities and pharmacological applications of Polygonatum sibiricum polysaccharides[J].Molecules，2018，23（5）：1170-1181.

[14] 李友元，鄧洪波，向大雄，等.黃精多糖的降血脂及抗動脈粥樣硬化作用[J].中國動脈硬化雜志，2005，13（4）：429-431.

[15] YANG J X，WU S，HUANG X L，et al.Hypolipidemic activity and antiatherosclerotic effect of polysaccharide of Polygonatum sibiricum in rabbit model and related cellular mechanisms[J].Evidence based complementary and alternative medicine，2015，2015：1-6.

[16] 劉玉明，錢甜甜，莫琳芳，等.方格星蟲多糖對運(yùn)動小鼠抗疲勞作用實(shí)驗(yàn)研究[J].中國海洋藥物，2012，31（3）：41-44.

[17] HORNG C T，HUANG J K，WANG H Y，et al.Antioxidant and antifatigue activities of Polygonatum Alte lobatum hayata rhizomes in rats[J].Nutrients，2014，6（11）：5327-5337.

[18] 秦臻，韋正新，宰青青，等.黃精降低活性氧水平促進(jìn)衰老內(nèi)皮祖細(xì)胞功能的研究[J].中國藥理學(xué)通報(bào)，2019，35（1）：123-127.

[19] 華巖，李鴻敏，王春亮，等.黃精多糖對強(qiáng)迫運(yùn)動大鼠脾臟免疫功能的影響[J].揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版），2019，40（1）：57-61.

[20] LIU N，DONG Z H，ZHU X S，et al.Characterization and protective effect of Polygonatum sibiricum polysaccharide against cyclophosphamide induced immunosuppression in Balb/c mice[J].International journal of biological macromolecules，2018，107（Pt A）：796-802.

[21] GU W，WANG Y F，ZENG L X，et al.Polysaccharides from Polygonatum kingianum improve glucose and lipid metabolism in rats fed a high fat diet[J/OL].Biomedicine & pharmacotherapy，2020，125[2020-08-25].https：//doi.org/10.1016/j.biopha.2020.109910.

[22]? 陸建平，張靜，張艷貞.黃精多糖的功能活性及應(yīng)用前景[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào)，2013，4（1）：273-278.

[23] WEISKOPF D，WEINBERGER B，GRUBECK LOEBENSTEIN B.The aging of the immune system[J].Transplant international，2009，22（11）：1041-1050.

[24] GONG H L，LI W P，YIN Y Y，et al.Hypoglycemic activity and mechanism of Polygona polysaccharide on diabetic rat model[J].China journal of Chinese materia medica，2009，34（9）：1149-1154.

[25] FU T T，WANG G X，CHEN T T，et al.The protective effect of Polygonatum sibiricum polysaccharide on diabetic nephropathy rats[J].Pharmacology and clinics of Chinese materia medica，2015，31（4）：123-126.

[26] BUTTERFIELD D A，DRAKE J，POCERNICH C，et al.Evidence of oxidative damage in Alzheimer's disease brain：Central role for amyloid β peptide[J].Trends in molecular medicine，2001，7（12）：548-554.

[27] ZONG S H，ZENG G F，ZOU B，et al.Effects of Polygonatum sibiricum polysaccharide on the osteogenic differentiation of bone mesenchymal stem cells in mice[J].International journal of clinical & experimental pathology，2015，8（6）：6169-6180.

[28] ZHANG F，ZHANG J G，WANG L H，et al.Effects of Polygonatum sibiricum polysaccharide on learning and memory in a scopolamine induced mouse model of dementia[J].China nerve regeneration research，2008，3（1）：33-36.

[29] 王巧蓮.黃精根莖化學(xué)成分及其抗炎活性研究[D].北京：北京化工大學(xué)，2016.

[30] 于純淼，劉寧，宮銘海，等.黃精藥理作用研究進(jìn)展及在保健食品領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)[J].黑龍江科學(xué)，2019，10（18）：66-68.