杜仲化學(xué)成分、藥理作用及應(yīng)用研究進(jìn)展

胡 楊，李先芝，2*，劉 洋，林 露，石 豪，毛瓊麗，嚴(yán) 玲

(1.勁牌有限公司，湖北 大冶 435112；2.中藥保健食品質(zhì)量與安全湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 大冶 435112)

杜仲是杜仲科植物杜仲EucommiaulmoidesOliv.的干燥樹皮，內(nèi)表面呈暗紫色，光滑，質(zhì)脆易斷，且斷面有細(xì)密、銀白色、富有彈性的橡膠絲相連，氣微，味稍苦，具有補(bǔ)肝腎、強(qiáng)筋骨、安胎之功效[1]。杜仲在我國擁有2 000多年的入藥歷史，是我國傳統(tǒng)的名貴藥材，是我國二等珍貴保護(hù)樹種，具有較高的藥用價(jià)值[2]。近些年來，隨著國內(nèi)外學(xué)者對(duì)杜仲不斷深入研究發(fā)現(xiàn)，杜仲富含有環(huán)烯醚萜類、木脂素類、黃酮類、苯丙素類、多糖類等多種活性成分，在降血壓、降血脂、降血糖、預(yù)防骨質(zhì)疏松、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等方面具有顯著優(yōu)勢。本文對(duì)近些年來杜仲中的化學(xué)成分、藥理作用及應(yīng)用等方面所取得的成果進(jìn)行綜述，以期為杜仲進(jìn)一步的合理利用與開發(fā)提供參考依據(jù)。

1 化學(xué)成分

近半個(gè)世紀(jì)以來，國內(nèi)外學(xué)者從杜仲(包括皮、葉、花、種子)中分離并鑒定出了200多種化合物，將這些化合物按照結(jié)構(gòu)劃分可分為環(huán)烯醚萜類、木脂素類、黃酮類、苯丙素類、多糖類等。

1.1 環(huán)烯醚萜類

環(huán)烯醚萜類化合物是由臭蟻二醛衍生而來，主要分布于杜仲的皮和葉當(dāng)中[3-4]，是杜仲活性成分中含量較高的一類化合物。

陳玉甫等[5]采用高效液相色譜法比較酶解法、水提法、醇提法對(duì)杜仲樹皮中桃葉珊瑚苷、京尼平苷、京尼平苷酸與綠原酸這4種活性成分的含量差異。實(shí)驗(yàn)表明酶解法的提取效果最好，4種活性成分的提取量均比水提法、醇提法高出數(shù)倍。鄭艷萍等[6]考察不同干燥方式對(duì)杜仲葉中活性成分含量的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)干燥方法對(duì)杜仲葉有效成分具有較顯著的影響，微波真空冷凍干燥和真空冷凍干燥較自然陰干、自然曬干、烘干更能保留杜仲鮮葉中的活性成分。此外，劉俊伶[7]采用螺旋擠壓預(yù)處理-超聲輔助的方法，通過響應(yīng)面設(shè)計(jì)優(yōu)化提取工藝，利用大孔樹脂對(duì)杜仲葉中的車葉草苷、京尼平苷酸和綠原酸進(jìn)行富集研究。郭姝等[8]采用CRITIC-AHP權(quán)重分析并結(jié)合響應(yīng)面法對(duì)杜仲中京尼平苷酸、綠原酸、京尼平苷、京尼平以及松脂醇二葡萄糖苷5種有效成分的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。與此同時(shí)，李基銘等[9]對(duì)杜仲籽中桃葉珊瑚苷的提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化。陳驍鵬等[10]采用Box-Behnken響應(yīng)面法設(shè)計(jì)優(yōu)化的杜仲中京尼平苷酸的精制工藝，結(jié)果表明該工藝高效可行，且避免熱處理引起的成分轉(zhuǎn)化損失。

表1 杜仲中環(huán)烯醚萜類成分

1.2 木脂素類

木脂素是由苯丙素氧化聚合而成的一類天然產(chǎn)物，廣泛分布于杜仲皮中，是杜仲化學(xué)成分中研究最多的一類化合物[13]。

Guo Jiading等[14]開發(fā)了十二烷基硫酸鈉協(xié)同微波輔助萃取方法，用于提取和測定杜仲皮層中的鳶尾酮、苯基丙烷和木脂素，結(jié)果表明該方法準(zhǔn)確度高，重復(fù)性好。黃文平等[15]研究比較了杜仲不同藥用部位及制劑中松脂醇二葡萄糖苷、松脂素單葡萄糖苷、丁香素、松脂素含量的差異，結(jié)果表明不同藥用部位中4種木脂素總量相近，但不同杜仲制劑和不同產(chǎn)地的杜仲樣品中4種木脂素總量存在一定差異。吳兵等[16]考察研究不同加工方法對(duì)杜仲中松脂醇二葡萄糖苷含量的影響，結(jié)果表明不同加工方法對(duì)樣品中松脂醇二葡萄糖苷含量有顯著影響，其中微煮后再“發(fā)汗”松脂醇二葡萄糖苷含量最高。與此同時(shí)，潘亞磊等[17]對(duì)杜仲中松脂醇二葡萄糖苷的提取工藝優(yōu)化，確定了最優(yōu)提取工藝。李方飛等[18]應(yīng)用近紅外光譜技術(shù)并結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)建立杜仲中松脂素二葡萄糖苷和京尼平苷酸含量測定模型，表明此快速預(yù)測模型準(zhǔn)確可靠，穩(wěn)定性好。馬永青等[19]利用 HPLC 法建立杜仲配方顆粒指紋圖譜和松脂醇二葡萄糖苷和綠原酸含量測定方法，結(jié)果表明該方法可操作性強(qiáng)，較全面反應(yīng)杜仲顆粒間差異。

表2 杜仲中木脂素類成分

1.3 黃酮類

杜仲中含有豐富的黃酮類化合物，是杜仲主要的活性成分之一，故作為評(píng)判杜仲藥材質(zhì)量的重要指標(biāo)，主要存在于杜仲葉和花中。

楊海濤等[20]以杜仲雄花為原料，采用單因素結(jié)合正交實(shí)驗(yàn)，研究了超聲輔助杜仲雄花總黃酮的最佳提取工藝條件，并評(píng)價(jià)不同處理方式對(duì)其總黃酮含量的影響及抗氧化性。魏媛媛等[21]采用超微粉碎物理破壁技術(shù)對(duì)杜仲雄花進(jìn)行破壁，通過對(duì)超微粉碎破壁處理前后花粉液顯微鏡下觀察，表明超微粉碎具有很好的破壁效果，能促進(jìn)總黃酮、綠原酸等內(nèi)容物的釋放，提高得率。唐鵬等[22]建立一測多評(píng)法同時(shí)測定不同采收期杜仲葉中槲皮素-3-O-α-L-阿拉伯糖-(1→2)-β-D-葡萄糖苷、蘆丁、異槲皮苷和紫云英苷的含量，結(jié)果表明該方法準(zhǔn)確穩(wěn)定，重復(fù)性好，可用于杜仲葉的質(zhì)量控制。董興葉等[23]以杜仲葉為原料，采用亞臨界萃取法提取黃酮類化合物，通過單因素及正交試驗(yàn)確定亞臨界萃取的最優(yōu)工藝條件，結(jié)果表明亞臨界萃取法能夠大幅度提高黃酮類化合物的得率。

表3 杜仲中黃酮類成分

1.4 苯丙素類

苯丙素類化合物是形成木脂素的前體，主要包括綠原酸、咖啡酸、愈創(chuàng)木丙三醇、松柏昔、丁香苷、間輕基苯丙酸等，而對(duì)杜仲中苯丙素類化合物的研究主要集中在綠原酸上。

Wang Wanru等[24]采用分離萃取技術(shù)從杜仲提取物中通過分十步進(jìn)行級(jí)分萃取，并獲得高純度綠原酸。Jiang Hua等[25]采用大孔樹脂技術(shù)從杜仲葉提取物中分離提取綠原酸，結(jié)果表明用大孔吸附樹脂富集后，提取物中的綠原酸含量從1.9%增加到11.8%，增加了6.21倍，綠原酸的回收率達(dá)到87.9%。張子?xùn)|等[26]建立高效液相色譜法同時(shí)測定不同生長年限、不同部位杜仲中的5 種苯丙素類成分含量，研究發(fā)現(xiàn)不同生長年限杜仲葉中的5 種苯丙素類活性成分總量高于杜仲干皮。胡小祥等[27]建立了杜仲平壓片中綠原酸和蘆丁的含量測定方法，結(jié)果表明該法簡便可行、重現(xiàn)性好，可用于杜仲平壓片中綠原酸和蘆丁的含量測定。劉霞等[28]采用Box-Behnken中心組合實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面分析法，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以酶用量、料液比、pH和酶解時(shí)間為影響因素，綠原酸提取率為響應(yīng)值，對(duì)酶法輔助聚乙二醇(PEG)-200提取杜仲葉綠原酸的工藝進(jìn)行優(yōu)化。

表4 杜仲中苯丙素類成分

1.5 多糖類

杜仲中含有豐富的多糖，是近些年從杜仲中發(fā)現(xiàn)的又一重要的活性成分。許碧琪等[30]探討了杜仲多糖對(duì)2型糖尿病小鼠胰腺組織氧化應(yīng)激的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)杜仲多糖有降低空腹血糖的作用，其作用機(jī)制可能為增加機(jī)體的抗氧化因子活性，從而減少氧化應(yīng)激對(duì)胰腺的損傷，進(jìn)而使胰腺組織損傷得到改善。陳雪花等[31]研究杜仲葉多糖的超聲波協(xié)同酶法提取工藝，結(jié)果說明，與傳統(tǒng)提取工藝相比，超聲波協(xié)同酶法提取工藝能快速高效地提取杜仲葉多糖，大大降低提取成本。雷燕妮等[32]采用水提醇沉法制備杜仲葉粗多糖，以DEAE-52纖維柱色譜法進(jìn)行分離純化，并測定多糖對(duì)DPPH自由基、超氧陰離子自由基、羥基自由基、ABTS自由基的清除作用，研究發(fā)現(xiàn)杜仲多糖對(duì)乳腺癌MCF-7細(xì)胞體外生長具有抑制作用。陳蕾[33]采用水熱法和微波輔助法提取杜仲葉和杜仲皮中的多糖，并利用化學(xué)分析和紅外分析對(duì)4種提取物B-HWE、B-MAE、L-HWE和L-MAE的活性成分和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行表征，研究杜仲皮和杜仲葉中多糖分子物的抗氧化活性及對(duì)運(yùn)動(dòng)人體免疫機(jī)能的影響，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)杜仲多糖主要通過提高機(jī)體免疫應(yīng)答能力，從而提高運(yùn)動(dòng)人體免疫機(jī)能。

2 藥理作用

杜仲中含有多種有效活性成分，現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明這些有效成分的存在使得杜仲具有降血壓、降血糖、降血脂、預(yù)防骨質(zhì)疏松、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等作用。

2.1 降血糖、降血壓、降血脂

蘇卓等[34]研究了杜仲多糖對(duì)鏈脲佐菌素(STZ)致糖尿病小鼠的作用及影響，并探討其相關(guān)機(jī)制，研究發(fā)現(xiàn)杜仲多糖具有降血糖和降血脂作用，其作用機(jī)制可能與提高糖尿病小鼠機(jī)體抗氧化能力、降低炎癥因子血清中的量，以及降低胰腺中TLR4，NF-κB蛋白含量相關(guān)。丁振江[35]研究了杜仲花粉對(duì)高血壓大鼠的降壓作用和機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)杜仲花粉高、中、低劑量組均有降血壓的作用，且杜仲花粉高、中劑量組能更好地促進(jìn)ACE2、Mas的蛋白及mRNA的表達(dá)，明顯增加血漿中Ang1-7含量，從而對(duì)血管舒縮因子進(jìn)行調(diào)控和降低血壓。同時(shí)杜仲花粉通過調(diào)節(jié)血漿中內(nèi)皮舒縮因子NO、EDHF、PGI2、AngⅡ、ET-1含量，達(dá)到對(duì)血管內(nèi)皮功能進(jìn)行保護(hù)和降壓作用。雷燕妮等[36]探究了商洛杜仲葉多糖對(duì)高血脂模型小鼠脂質(zhì)代謝的影響，研究表明杜仲葉多糖能夠明顯降低小鼠血清總膽固醇(TC)、甘油三脂(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-D)、脂蛋白α(Lp-α)和載脂蛋白B(Apo-B)水平、動(dòng)脈硬化指數(shù)(AI)和冠心指數(shù)(R-CHR)，且肝臟組織中TC、TG含量亦有明顯降低。

2.2 抗骨質(zhì)疏松

王方杰等[37]采用GC-MS為基礎(chǔ)的代謝組學(xué)技術(shù)結(jié)合生化指標(biāo)分析，研究杜仲抗骨質(zhì)疏松作用，研究發(fā)現(xiàn)杜仲可能通過調(diào)控氨基酸代謝、氧化應(yīng)激等途徑緩解骨質(zhì)疏松癥狀。邢威等[38]探討杜仲健骨方對(duì)大鼠骨質(zhì)疏松癥作用機(jī)制，杜仲健骨方各劑量組均能提高大鼠骨組織Wnt3a m RNA、β-catenin m RNA和蛋白表達(dá)水平，增加骨密度，從而達(dá)到治療骨質(zhì)疏松癥的作用。袁真等[39]探討了杜仲黃酮類3種藥物成分治療大鼠骨質(zhì)疏松的比較研究，發(fā)現(xiàn)杜仲黃酮類3種藥物成分中，山柰酚治療大鼠骨質(zhì)疏松的療效最佳，蘆丁次之，槲皮素最弱。與此同時(shí)，胡倩影等[40]研究了杜仲中松脂素二葡萄糖苷和松脂素對(duì)成骨細(xì)胞中OPG和RANKL 表達(dá)的影響，研究發(fā)現(xiàn)松脂素二葡萄糖苷與松脂素均能通過促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖和分化達(dá)到抗骨質(zhì)疏松作用，但其作用機(jī)制不同，松脂素二葡萄糖苷主要通過促進(jìn)OPG分泌來發(fā)揮，而松脂素則既能通過促進(jìn)OPG分泌又能通過抑制RANKL表達(dá)來發(fā)揮作用。

2.3 抗氧化、免疫調(diào)節(jié)

李陸軍等[41]通過優(yōu)化表面活性劑輔助超聲提取杜仲葉總多酚工藝，并比較了不同提取工藝的杜仲葉提取物的體外抗氧化能力，研究表明杜仲葉總多酚具有一定的清除自由基能力和還原能力。鐘淑娟等[42]研究比較了杜仲皮、葉、雄花及籽中總黃酮含量與抗氧化活性，發(fā)現(xiàn)杜仲葉與雄花部位總黃酮含量較高、抗氧化活性較強(qiáng)。王翔等[43]以杜仲葉為研究對(duì)象，采用常規(guī)理化方法對(duì)其干品的營養(yǎng)成分、主要功效成分進(jìn)行系統(tǒng)分析，并利用營養(yǎng)評(píng)價(jià)手段及體外抗氧化實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)其營養(yǎng)價(jià)值和抗氧化能力，發(fā)現(xiàn)杜仲葉具有多種營養(yǎng)成分，且其提取物具有良好的抗氧化活性。彭密軍等[44]將杜仲葉提取物添加至斷奶仔豬飼糧中，研究其對(duì)斷奶仔豬生長性能、抗氧化力和免疫功能的影響，研究結(jié)果顯示飼糧中添加杜仲葉提取物可改善斷奶仔豬的生長性能，降低腹瀉率，提高仔豬抗氧化力和免疫功能。丁浩軒等[45]研究了杜仲提取物對(duì)黃羽肉雞生長性能、抗氧化能力和免疫功能的影響，研究發(fā)現(xiàn)飼料中添加 300 mg/kg 杜仲提取物或 100 mg/kg 杜仲提取物+抗生素時(shí)，可以有效改善黃羽肉雞的生長性能、抗氧化能力和免疫功能。

2.4 抗炎、抑菌

Fan Shanshan等[46]研究探討了杜仲對(duì)帕金森氏癥小鼠的治療作用，同時(shí)探討了杜仲對(duì)1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶(MPTP)誘導(dǎo)的神經(jīng)炎的抗炎機(jī)制。研究表明杜仲在帕金森氏癥小鼠中具有廣闊的治療潛力，其分子機(jī)制是通過下調(diào)p38/JNK-Fosl2基因表達(dá)來減輕神經(jīng)炎癥。與此同時(shí)，史雪聰?shù)萚47]探討了杜仲醇提取物通過NF-κB信號(hào)通路作用于牙周病破骨細(xì)胞活化因子(IL-1β)改善大鼠牙周組織病的療效。研究結(jié)果表明杜仲醇提取物通過NF-κB信號(hào)路徑對(duì)牙周病破骨細(xì)胞活化因子(IL-1β)產(chǎn)生作用，降低牙周組織內(nèi)炎癥因子含量，對(duì)牙周病起到治療作用。王明英等[48]研究了杜仲葉提取液對(duì)常用細(xì)菌的體外抑菌作用，藥敏試驗(yàn)結(jié)果顯示，大腸桿菌、沙門氏菌對(duì)提取液中度敏感，金黃色葡萄球菌對(duì)提取液輕度敏感，而對(duì)大腸桿菌等腸道菌有較強(qiáng)的抑菌作用。石惠姝等[49]研究了杜仲葉水提物對(duì)保加利亞乳桿菌Lactobacillus bulgaricus生長及最適生長濃度下杜仲葉水提物對(duì)保加利亞乳桿菌抑菌活性的影響，研究結(jié)果表明在適宜劑量下，杜仲葉可能通過促進(jìn)益生菌的生長達(dá)到抑制致病菌的效果，調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，發(fā)揮杜仲葉的補(bǔ)益功效。

3 應(yīng)用

杜仲是一款藥食同源的植物，其皮、籽、花、葉均可食用。杜仲籽油和杜仲雄花經(jīng)毒理學(xué)鑒定都是安全無毒的，兩者已被國家衛(wèi)計(jì)委批準(zhǔn)為新食品原料。杜仲葉于2019年被國家衛(wèi)健委批準(zhǔn)列入藥食同源試點(diǎn)名單中，由此可見，杜仲在食品開發(fā)方面具有廣闊前景。

楊娟等[50]以杜仲粉末為主要原料，以明膠和木薯淀粉為復(fù)配凝膠劑，以麥芽糖醇為甜味劑，以檸檬酸為酸味劑，運(yùn)用單因素及正交試驗(yàn)進(jìn)行配方優(yōu)化，通過感官評(píng)定和質(zhì)構(gòu)分析，得出杜仲凝膠軟糖最佳工藝配方，且研究表明杜仲軟糖提取物對(duì)DPPH自由基、羥自由基具有清除作用。吳淼等[51]以杜仲雄花代餐粉為研究對(duì)象，以分散性指數(shù)和感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)，對(duì)其粉碎粒度、甜味劑添加量進(jìn)行了探討，結(jié)果表明當(dāng)聚葡萄糖添加量2%、單雙甘油脂肪酸酯添加量0.1%、羥丙基淀粉添加量2%時(shí)，杜仲雄花代餐粉的分散性指數(shù)最高為97.28%，代餐粉的沖調(diào)特性最佳。馬鑫等[52]以紅棗為主料、杜仲為輔料，探討了杜仲浸提液、白砂糖和檸檬酸添加量對(duì)紅棗杜仲復(fù)合飲料品質(zhì)的影響，并研制出營養(yǎng)豐富，口感適宜，有補(bǔ)氣養(yǎng)血、強(qiáng)身健體功效的保健型復(fù)合飲料。楊喬等[53]以杜仲葉毛茶和黑毛茶為原料，將其按照不同的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行拼配，采用汽蒸渥堆、壓制定型、發(fā)花干燥等工序，加工成復(fù)合型茯茶。李偉等[54]以杜仲籽油為主要原料，對(duì)杜仲籽油微乳飲料的生產(chǎn)工藝進(jìn)行研究，通過正交試驗(yàn)探討了原料配比、乳化劑與穩(wěn)定劑復(fù)配比例，通過單因素試驗(yàn)探討了剪切工藝條件。

4 展望

杜仲是我國獨(dú)有的藥材，具有悠久的用藥歷史。近些年來，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)杜仲的化學(xué)成分及藥理作用進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)杜仲含有豐富的化學(xué)成分，在降血糖、降血脂、降血壓、調(diào)節(jié)免疫、抗炎抑菌等方面具有顯著的藥理活性。我國一直以來都有以杜仲皮入藥的傳統(tǒng)，導(dǎo)致杜仲皮資源緊缺，因此眾多學(xué)者加強(qiáng)對(duì)杜仲葉和杜仲花的深入研究，以期代替杜仲皮入藥，緩解杜仲資源緊缺的現(xiàn)狀。但是，對(duì)杜仲葉和杜仲花入藥是否影響療效還要進(jìn)一步研究。市面上的杜仲參差不齊，對(duì)杜仲單味藥劑及與其配伍的中成藥的質(zhì)量和療效都會(huì)產(chǎn)生影響，因此加強(qiáng)對(duì)杜仲的質(zhì)量監(jiān)管具有重要意義。目前，對(duì)杜仲的研究主要集中于藥理部分，但杜仲作為藥食同源的新食品原料，在食品領(lǐng)域的研究較少，主要是作為一種輔料，或簡單的制作成杜仲茶等，技術(shù)含量低，沒有充分發(fā)揮出杜仲中有效成分的功效作用，因此加強(qiáng)杜仲在食品領(lǐng)域的研究，開發(fā)出具有保健功能的杜仲食品，提高杜仲的附加值和利用率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。