丁香化學(xué)成分及生物活性研究進(jìn)展

趙永田，王興娥，黃煜，鄭冰玲，王克英

（黔南民族師范學(xué)院生物科學(xué)與農(nóng)學(xué)院，貴州 都勻 558000）

丁 香（Syzygium aromaticum），異 名Eugenia caryophyllataThunb，為桃金娘科（Myrtales）蒲桃屬（Syzygium）植物，系常綠喬木，原產(chǎn)于印度尼西亞，主要分布于坦桑尼亞、馬來(lái)西亞、印度、斯里蘭卡、馬達(dá)加斯加、巴西等［1-2］，我國(guó)廣東、廣西、云南、海南、浙江等地也有栽培。丁香在我國(guó)主要作為藥材使用，有公丁香和母丁香之分。采用丁香花蕾入藥的稱為公丁香，而用果實(shí)入藥的則為母丁香。除此之外，丁香還被作為重要的香料和食品防腐劑使用［3］。自上世紀(jì)60年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)丁香在醫(yī)用、食品、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域開(kāi)展研究，表明丁香具有抗氧化、抗菌、抗炎、驅(qū)蟲(chóng)殺螨、食品保鮮等多種功能［3-5］。鑒于丁香的用途越來(lái)越廣，其已引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，對(duì)其化學(xué)成分的分離鑒定、生物活性的探索也成為近年研究的熱點(diǎn)。本文在前人研究的基礎(chǔ)上綜述近年來(lái)丁香化學(xué)成分及生物活性的主要研究進(jìn)展，以期為丁香的開(kāi)發(fā)利用提供參考。

1 丁香化學(xué)成分研究現(xiàn)狀

丁香在較多領(lǐng)域顯示出有潛力的生物學(xué)功能，而具體發(fā)揮作用的活性物質(zhì)是其化學(xué)成分研究的重點(diǎn)。截至目前，已發(fā)現(xiàn)的活性成分主要集中在精油成分、黃酮類成分、萜類及甾醇類成分等。

1.1 精油

精油是芳香植物的液體提取物，已廣泛作為抗微生物劑、抗癌劑、抗炎劑、抗氧化劑、抗病毒劑等，但其成分相當(dāng)復(fù)雜，是由數(shù)百種成分組成的復(fù)雜物質(zhì)。精油成分可能因生產(chǎn)者的提取過(guò)程或植物的來(lái)源而有很大差異。丁香精油因具有優(yōu)良的生物學(xué)特性，在過(guò)去十多年越來(lái)越受到人們喜愛(ài)，其成分也成為研究的熱點(diǎn)。

Bhuiyan等運(yùn)用GC-MS技術(shù)，鑒定了丁香葉和花蕾精油中的化學(xué)成分，結(jié)果在丁香葉精油中發(fā)現(xiàn)38種成分，主要是丁香酚、桉葉油醇、丁香烯和α-畢橙茄醇；在花蕾精油中鑒定出31種成分，主要是丁香酚、丁香烯、1-乙基-3-硝基苯和苯甲酸,3-（1-甲基 乙 基）［6］。Razafimamonjison等比較了馬達(dá)加斯加、印度尼西亞和桑給巴爾丁香花蕾、葉和莖的精油成分，結(jié)果在3個(gè)部位的精油中共分出121種化合物。其中馬達(dá)加斯加和印度尼西亞花蕾精油的主要成分是丁香酚，在馬達(dá)加斯加和印度尼西亞花蕾精油常見(jiàn)的成分中，乙酸丁香酯和β-石竹烯的含量存在顯著差異。在馬達(dá)加斯加和印度尼西亞葉精油的化學(xué)成分中觀察到主要成分是丁香酚、β-石竹烯和乙酸丁香酚。馬達(dá)加斯加、印度尼西亞和桑給巴爾莖精油的主要成分為丁香酚和β-石竹烯［7］。鄭作略等采用2種技術(shù)方法提取了丁香花蕾精油，經(jīng)GC-MS分析發(fā)現(xiàn)各有32和25種化合物，其中有12種化合物為共有成分［8］。張銳通過(guò)GC-MS總離子流圖對(duì)5個(gè)不同產(chǎn)地（印度尼西亞，中國(guó)的廣東、云南、海南、廣西）丁香藥材揮發(fā)油分析發(fā)現(xiàn)，丁香酚的含量最高達(dá)揮發(fā)油總量的58.6%～63.7%［9］。

以上研究表明，丁香不同部位提取的精油成分不同，不同產(chǎn)地的丁香精油成分不同，不同提取技術(shù)提取的精油成分不同，其成分因丁香產(chǎn)地、提取部位和提取方法的不同，化學(xué)成分及含量存在差異。但依然可以看出，丁香酚、丁香烯、石竹烯、乙酸丁香酚酯等可能是丁香精油中的主要化學(xué)成分。

1.2 黃酮類

黃酮類物質(zhì)作為非揮發(fā)性成分，在丁香中的種類僅次于精油，更多的黃酮類成分正在被發(fā)現(xiàn)。Nassar從丁香種子中鑒定出2種新的類黃酮類化合物，分別為apigenin 6-C-[β-d-xylopyranosyl-（1?→2″）-β-d-galactopyranoside]-7-O-β-dglucopyranoside、apigenin 6-C-[β-d-xylopyranosyl-（1?→2″）-β-d-galactopyranoside]-7-O-β-d-（6?-Op-coumarylglucopyranoside）［10］。Pathak等采用 薄層色譜光密度法定量了丁香中的沒(méi)食子酸，證明丁香中含有沒(méi)食子酸［11］。劉夢(mèng)菲等運(yùn)用HPLC法測(cè)定了丁香中槲皮素、山奈酚、異鼠李素等黃酮的含量，并比較了我國(guó)10個(gè)不同地域產(chǎn)丁香黃酮的含量，發(fā)現(xiàn)四川和江西產(chǎn)丁香黃酮含量較高［12］。但春等運(yùn)用色譜技術(shù)從丁香中分離出21種化合物，其中大多數(shù)為黃酮類化合物，如山柰素、木犀草素、丁香苷、楊梅素等［13］。

1.3 萜類及甾醇等

Mona從丁香中分離出2個(gè)萜類化合物，分別為Hydroxy-alpha-Terpenyl Acetate和Labda-8（17）,13（E）-Diene-15［14］。Ladurner等分析了丁香中的三萜酸物質(zhì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)主要含有齊墩果酸、熊果酸、corosolic acid和maslinic acid［15］。毛艷蘋從丁香乙酸乙酯提取物中分離出5種化合物，分別為2個(gè)甾體化合物、3個(gè)萜類化合物［16］。

2 丁香生物活性研究現(xiàn)狀

丁香在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、食品等行業(yè)得到了廣泛運(yùn)用，其生物活性涉及對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)的作用，農(nóng)用抑菌殺蟲(chóng)，抗氧化，食品保鮮等。

2.1 醫(yī)用活性

2.1.1 對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用

馮甲棣等通過(guò)比較丁香酚注入老鼠的側(cè)腦室部位和外周部位，發(fā)現(xiàn)側(cè)腦室用藥降溫效果要強(qiáng)于和快于外周部位用藥，說(shuō)明丁香酚可以在中樞水平上發(fā)揮藥用作用［17］。黃燕瓊等研究了丁香提取物對(duì)老鼠腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)與溫?zé)崴幮缘南嚓P(guān)性，結(jié)果表明與丁香揮發(fā)油對(duì)老鼠腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)有影響，且與其溫?zé)崴幮源嬖谙嚓P(guān)性［18］。

2.1.2 對(duì)消化系統(tǒng)的作用

洪天國(guó)等探索了丁香劑量與大鼠腸活動(dòng)的關(guān)系，結(jié)果表明丁香可以抑制大鼠的腸收縮，且抑制作用隨著用藥濃度的增加而增強(qiáng)［19］。胡洪波等試驗(yàn)表明丁香不僅能夠促進(jìn)胃液的分泌，促進(jìn)胃腸的蠕動(dòng)，還具有健脾、排腸、止呃等功效［20］。朱生樑等探究發(fā)現(xiàn)丁香提高了家兔下食管括約肌環(huán)行肌的張力、改善了平滑肌的功能，對(duì)混合反流性食管炎具有較好的治療［21］。

2.1.3 醫(yī)用抗菌作用

袁文靜研究發(fā)現(xiàn)丁香乙醇提取液對(duì)結(jié)核分枝桿菌、蠟狀芽孢桿菌、肺炎克雷伯菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等有較強(qiáng)的抗菌效果，且對(duì)小鼠的毒副作用較低［22］。黎家勤等研究表明丁香水煎液對(duì)哈氏弧菌的最低抑菌濃度為15.625mg/mL，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗菌潛力［23］。Mohamed等篩選了7種精油對(duì)33株金黃色葡萄球菌的抑制活性，發(fā)現(xiàn)丁香精油對(duì)所有細(xì)菌均表現(xiàn)出高活性，對(duì)金黃色葡萄球菌的敏感性最高（97.5%），最小抑菌濃度較低，為0.10 μL/mL［24］。

2.1.4 其它藥理活性

丁香作為藥用植物，在抗病毒、抗腫瘤、抗炎、止痛、麻醉等方面也有較多應(yīng)用。Aboubakr等測(cè)試了6種植物水提取物對(duì)人諾如病毒（試驗(yàn)以貓杯狀病毒代替人諾如病毒）的體外抗病毒活性，結(jié)果表明丁香和姜水提取具有較高的抗病毒活性［25］。Han等研究了丁香精油對(duì)人皮膚成纖維細(xì)胞的抗炎作用，發(fā)現(xiàn)濃度為0.011%的丁香精油對(duì)人皮膚成纖維細(xì)胞顯示出強(qiáng)大的抗增殖作用，具體表現(xiàn)在顯著抑制了幾種促炎性生物標(biāo)志物的產(chǎn)生，顯著抑制組織重塑蛋白分子，顯著調(diào)節(jié)了整體基因表達(dá)并改變了炎癥，組織重塑和癌癥信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程至關(guān)重要的信號(hào)傳導(dǎo)途徑等［26］。Kaur等研究發(fā)現(xiàn)丁香精油可有效緩解牙痛、口腔潰瘍等帶來(lái)的疼痛［27］。Fujimoto等對(duì)丁香精油麻醉3種亞馬遜魚(yú)的效果進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果表明在所有測(cè)試濃度下均達(dá)到了深度麻醉，并且在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中以及觀察48 h后均未觀察到魚(yú)的死亡［28］。

2.2 農(nóng)用活性

2.2.1 農(nóng)用抑菌活性

已有研究表明丁香對(duì)植物病原真菌和細(xì)菌均有抑制作用。Soliman等研究發(fā)現(xiàn)丁香花蕾乙醇提取物對(duì)白地霉菌、灰霉菌、尖孢鐮刀菌和凍土毛霉菌等4種植物病原真菌均具有抑制活性，經(jīng)TLC和柱層析分離出活性物質(zhì)為glucoside β-sitosterol［29］。Kaur等 測(cè) 試 了 丁 香 精 油 和2種 化 學(xué) 合 成的乙酸丁香酚酯和苯甲酸丁香酚酯對(duì)3種植物病原真菌的抑制活性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)丁香精油具有中等抑制活性；苯甲酸丁香酚酯對(duì)串珠鐮刀菌和稻瘟菌 抑 制 最 強(qiáng)，EC50分 別 為10.17 μg/mL和5.3 μg/mL［30］。Xie等研究表明丁香芽油對(duì)立枯絲核菌和尖孢鐮刀菌表現(xiàn)出良好的抗真菌活性，IC50分別為106.5和149.9 μg/mL［31］。姚翰文等研究發(fā)現(xiàn)丁香乙醇提取物在20 g/L時(shí),可以完全抑制山核桃干腐病和油茶炭疽病生長(zhǎng)，對(duì)2種病害的EC50分 別 為2.566 g/L和1.005 g/L［32］。芶 劍渝 等研究發(fā)現(xiàn)，公丁香提取的丁香酚和乙酸丁香酚酯10倍稀釋液對(duì)黑脛病菌抑制率分別為100%和60.19%，說(shuō)明丁香酚和乙酸丁香酚酯為主要抑菌成分［33］。曾令達(dá)等研究發(fā)現(xiàn)丁香提取物在5mg/mL時(shí)可以完全抑制荔枝霜疫霉菌的生長(zhǎng)，抑菌中濃度（EC50）為0.30 mg/mL［34］?？梢?jiàn)丁香不同部位的精油、不同溶劑提取物往往具有較好的抑菌活性。

2.2.2 殺蟲(chóng)活性

Park等篩選了29種植物精油對(duì)日本白蟻的熏蒸作用，發(fā)現(xiàn)丁香油在0.5 μL/L濃度時(shí)產(chǎn)生100%的死亡率，GC-MS分析丁香精油主要成分為丁香酚和β-石竹烯。Kafle等測(cè)試了丁香干粉、丁香酚、乙酸丁香酚酯、β-石竹烯等生物活性物質(zhì)對(duì)紅火蟻的毒性和驅(qū)避作用，同時(shí)丁香干粉在3～12 mg/cm2的條件下，6 h內(nèi)紅火蟻死亡率為100%，3 h內(nèi)驅(qū)除率為99%，是對(duì)紅火蟻?zhàn)饔米羁斓幕衔铮?5］。Tian等評(píng)估了丁香精油、丁香酚和β-石竹烯對(duì)梨木虱的觸殺活性，結(jié)果3種物質(zhì)對(duì)梨木虱的LD50范圍為0.673～0.730 μg/成蟲(chóng)，其中丁香酚的觸殺效果最好［36］。Fayemiwo等檢測(cè)了丁香精油對(duì)埃及伊蚊和致倦庫(kù)蚊幼蟲(chóng)的作用活性，發(fā)現(xiàn)24 h內(nèi)均導(dǎo)致85%的死亡率［37］。De等評(píng)價(jià)了2種植物精油對(duì)牛蜱蟲(chóng)的作用效果，發(fā)現(xiàn)丁香精油作用不同地域的牛蜱蟲(chóng)20 d后，可導(dǎo)致92.47%～100%不等的死亡率，殺蟲(chóng)效果最好［38］。Candy等研究了5種植物精油對(duì)頭虱的作用效果，發(fā)現(xiàn)丁香精油效果最好，在接觸丁香精油30 min的頭虱，2 h內(nèi)死亡率達(dá)到90%［39］。

2.2.3 除草活性

潘麗萍等試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)丁香成分丁香酸可以顯著抑制狗尾巴草、稗草和苜蓿的種子萌發(fā)，對(duì)幼苗苗高、根長(zhǎng)、鮮重和干重也有不同程度的抑制作用［40］。

2.2.4 抗病毒活性

張波波等試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用添加丁香成分丁香酸的人工飼料飼喂舞毒蛾，其導(dǎo)致核型多角體病毒致死的LC50為91.1 OBs/μL，而正常人工飼料的LC50為194.8 OBs/μL［41］。黃曉芳等以400 μg/mL的丁香酚預(yù)防和治療煙草花葉病毒病，其防效分別為65.82%和62.14%；同時(shí)丁香酚可抑制TMV復(fù)制關(guān)鍵因子核酸復(fù)制酶（RdRp）和外殼蛋白（CP）基因的表達(dá)，進(jìn)而抑制TMV的復(fù)制和增殖［42］。

2.3 食品活性

2.3.1 抗氧化活性

丁香含有大量具有羥基的化合物，可能是其抗氧化的主要原因。如Gülcin等研究表明，丁香精油在15 μg/mL濃度下可抑制亞油酸乳液的97.3%脂質(zhì)過(guò)氧化。此外，丁香精油具有有效的DPPH清除、ABTS+清除、超氧陰離子自由基清除、過(guò)氧化氫清除、Fe3+還原能力和Fe2+螯合能力［43］。Hemalatha等檢測(cè)了丁香甲醇，丙酮和氯仿提取物對(duì)1,1-二苯基-2-吡啶并肼基（DPPH）的抗氧化活性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)甲醇提取物具有更好的自由基清除活性［44］。EI-Maati等評(píng)估了丁香乙酸乙酯、乙醇和水提取物對(duì)采用DPPH、ABTS+、β-胡蘿卜素的漂白等的抗氧化能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)DPPH自由基猝滅活性為25.3%～91.4%，ABTS+清除活性為49.4%～99.4%，對(duì)β-胡蘿卜素的漂白有抑制作用，其活性為水＞乙醇＞乙酸乙酯提取物［45］。

2.3.2 食品保鮮活性

鑒于丁香優(yōu)越的抗氧化性能和抑菌活性，其在食品保鮮方面也發(fā)揮了重要作用。Ribes等研究發(fā)現(xiàn)丁香精油可顯著降低草莓果醬的腐爛，具有較好的保鮮作用［46］。高曉杉等檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，丁香花蕾水提取液浸泡切割甜椒后，甜椒的可溶性固形物含量、還原糖含量和維生素C含量保持完好，同時(shí)切割甜椒在貯藏保鮮中的失重問(wèn)題和褐變現(xiàn)象也得到了極大改善［47］。弓德強(qiáng)等研究了以丁香花蕾提取物對(duì)“臺(tái)農(nóng)1號(hào)”杧果果實(shí)品質(zhì)的影響，研究表明經(jīng)丁香花蕾提取物處理后的杧果失重率和病果率顯著降低，果皮顏色轉(zhuǎn)黃延長(zhǎng)，果實(shí)硬度保持較高，杧果的品質(zhì)和風(fēng)味保持良好［48］。

3 展望

丁香作為傳統(tǒng)中藥材，具有多種藥用價(jià)值。除藥理作用外，隨著研究的深入還發(fā)現(xiàn)丁香具有農(nóng)用殺蟲(chóng)、抑菌、除草、抗病毒以及食品保鮮等作用。鑒于其藥食兩用的安全功效，以及大眾對(duì)高毒農(nóng)藥和食品防腐劑的抵制，丁香在農(nóng)用活性和食品保鮮方面出色的表現(xiàn)值得進(jìn)一步深入挖掘。雖然丁香顯示了良好的生物活性，但其活性成分的作用靶點(diǎn)、作用劑量等仍不清楚［49-51］，還需要更多的研究來(lái)確定其作用部位和劑量水平。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)，丁香產(chǎn)地不同，其化學(xué)成分及含量差異較大［6,52］。這種差異可能與產(chǎn)地、生長(zhǎng)條件、品種等有關(guān)，而對(duì)丁香植物的預(yù)處理、加工和提取方法也會(huì)改變其化學(xué)成分［53］。該差異是否會(huì)對(duì)丁香的生物活性產(chǎn)生影響還有待進(jìn)一步探索。在未來(lái)的研究中，需要進(jìn)一步立足本地丁香資源開(kāi)展化學(xué)成分提取分離方法、生物活性等的探索，為豐富丁香化學(xué)活性成分化合物數(shù)據(jù)庫(kù)、作用劑量及生物活性篩選提供理論依據(jù)。