白芷藥食同源研究進(jìn)展

周 熠，那立欣

(1.上海中醫(yī)藥大學(xué) 研究生院，上海 201203；2.上海健康醫(yī)學(xué)院 健康與公共衛(wèi)生學(xué)院，上海 200120)

白芷為傘形科植物白芷Angelicadahurica(Fisch.ex Hoffm.)Benth.et Hook.f.或杭白芷Angelicadahurica(Fisch.ex Hoffm.)Benth.et Hook.f.var.formosana(Boiss.)Shan et Yuan的干燥根，在我國(guó)東北、華北地區(qū)有種植并且分布廣泛，白芷是重要的藥食同源植物，味辛，性溫，具有散寒止痛、通鼻竅、燥濕止帶、消腫排膿、祛風(fēng)止癢的功效。作為一味傳統(tǒng)藥材，以其為原料的藥物有九味羌活口服液、揩齒白芷散、白芷暖宮丸和調(diào)營(yíng)散等[1]。白芷富含揮發(fā)油、氨基酸和白芷多糖等成分，有保健以及美容功效，經(jīng)過(guò)加工可使其成為具有良好市場(chǎng)前景的功能性食品。本文從資源分布、栽培標(biāo)準(zhǔn)、化學(xué)成分、藥用研究、食用方法及前景等方面對(duì)白芷的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，為白芷的研究和開發(fā)提供參考。

1 白芷資源分布

白芷是多年生草本植物，作為藥材在我國(guó)主要有4種原植物(表1)。白芷喜溫和濕潤(rùn)的氣候及陽(yáng)光充足的環(huán)境，耐寒，因此主要分布于我國(guó)東北及華北等地區(qū)[2]，由于其易栽種，種植條件不苛刻，白芷變種也在我國(guó)其他省份有栽培，包括杭白芷、祁白芷、臺(tái)灣獨(dú)活，另外還有毫白芷、山東白芷、甘肅白芷等，其中白芷(原變種)主要分布于東北三省，杭白芷分布于四川、浙江、湖南、湖北等省[3]，祁白芷分布于河北、河南長(zhǎng)葛[4]，臺(tái)灣獨(dú)活分布于臺(tái)灣北部，學(xué)者曾將臺(tái)灣獨(dú)活稱作浙獨(dú)活并且將其定義為杭白芷的原植物，然而經(jīng)過(guò)研究后，并未在杭州等地發(fā)現(xiàn)臺(tái)灣獨(dú)活的野生分布[5]，所以臺(tái)灣獨(dú)活是否為杭白芷原植物有待商榷。

表 1 我國(guó)主要白芷藥材的種類及分布

2 白芷的化學(xué)成分

白芷中含有揮發(fā)油類、香豆素類、多糖類、黃酮類、生物堿類、氨基酸類及其他化學(xué)成分，有效物質(zhì)主要存在于其根部。

2.1 揮發(fā)油

白芷中揮發(fā)油含量為0.24%，張世洋等[6]分別選用祁白芷、禹白芷、川白芷、毫白芷、杭白芷及山東白芷進(jìn)行成分分析，運(yùn)用水蒸氣蒸餾法收集揮發(fā)油，通過(guò)GC-MS聯(lián)用法在白芷揮發(fā)油中確定了12種醇類化合物，主要為十二醇和十四烷醇；48種烯類化合物，主要為β-蒎烯、(3E)-羅勒烯等；14種烷烴類化合物，如環(huán)十二烷、環(huán)十四烷等；6種酮類化合物，如2-壬酮、2-十一酮等；6種醛類化合物，如正辛醛、壬醛等。在6種白芷揮發(fā)油中，十二醇和十四烷醇的含量最高，其醇類化合物總量分別占各自揮發(fā)油總量的68.37%，57.68%，55.11%，53.58%，42.84%，63.22%，可見白芷揮發(fā)油成分主要為醇類化合物。

2.2 香豆素

白芷中香豆素的含量為0.211%～1.221%[7]，俞方紅等[8]研究發(fā)現(xiàn)，白芷中歐前胡素可顯著抑制人肝癌HepG2細(xì)胞的生長(zhǎng)，歐前胡素還可使HepG2細(xì)胞Mcl-1的表達(dá)顯著下調(diào)，當(dāng)轉(zhuǎn)染外源性Mcl-1表達(dá)載體后，Mcl-1水平顯著上升，表明白芷中歐前胡素誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的機(jī)制之一可能是抑制Mcl-1的蛋白表達(dá)。近年來(lái)學(xué)者從白芷中新發(fā)現(xiàn)5種呋喃香豆素，分別為Dahuribirin H，Dahuribirin I，(2′S)-(+)-5-(2′-hydroxy-3′-methylbut-3′-enyloxy)-8-(3″-甲基丁-2-基-壬氧基)補(bǔ)骨脂素，(2′R)-(+)-5-(2′，3′-環(huán)氧-3′-甲基丁氧基)-8-(3″-甲基丁基)-2′-壬氧基)補(bǔ)骨脂素，5-甲氧基-8-((Z)-4′-(3″-甲基丁酸酯)-3′-甲基丁-2′-烯氧基)補(bǔ)骨脂素[9]。

2.3 糖類

楊曉杰等[10]確定了水提取白芷多糖的最佳工藝，即浸提2 h，料水比為1∶2?？祵W(xué)軍等[11]通過(guò)紫外光譜和紅外光譜法對(duì)白芷多糖進(jìn)行定性分析，研究了白芷多糖的結(jié)構(gòu)和單糖組成，通過(guò)紅外光譜得知白芷多糖有酰胺結(jié)構(gòu)的特征吸收峰，很可能為一種氨基多糖。此外還發(fā)現(xiàn)白芷中含有6種已知單糖，分別為鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖，除已知單糖外，還發(fā)現(xiàn)一種未知單糖，通過(guò)氣相色譜分析，未知單糖應(yīng)該為五碳糖。

2.4 氨基酸

牛延菲等[12]建立柱前衍生RP-HPLC法，選用四川安岳、四川遂寧、安徽華佗、安徽亳州及四川南川白芷藥材，研究發(fā)現(xiàn)白芷中含有17種常見氨基酸，分別為門冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、甘氨酸、組氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、脯氨酸、酪氨酸、纈氨酸、甲硫氨酸、胱氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、賴氨酸。其中來(lái)自四川安岳的白芷藥材總游離氨基酸中必需氨基酸含量最高。

2.5 生物堿

QI等[13]運(yùn)用光譜測(cè)量數(shù)據(jù)和計(jì)算電子圓二色性方法從白芷中確定結(jié)構(gòu)為6種新的白芷堿A-F(1-6)、5種已知的吡咯烷酮-5-羧酸丁酯。盧嘉等[14]對(duì)杭白芷進(jìn)行研究，分離得到17種化合物，并發(fā)現(xiàn)了新的結(jié)構(gòu)類型生物堿成分廣金錢草堿。

白芷中還木脂素、苷、甾醇等活性物質(zhì)，因此白芷有解熱鎮(zhèn)痛、抗炎、抗病原微生物、抗驚厥以及抗腫瘤作用[15]，白芷中含大量的有效成分，需要更多研究來(lái)制定可靠的質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行質(zhì)量控制。

3 白芷的藥用歷史及現(xiàn)狀

3.1 藥用歷史

很多書籍中都記載了白芷的藥用功能，東漢時(shí)期《名醫(yī)別錄》中記錄白芷可治療帶下證，擅于燥濕止帶[16]。南北朝時(shí)期《本草經(jīng)集注》也對(duì)白芷有擅于止帶的記載。宋朝《百一選方》《和劑局方》《濟(jì)生方》分別記載白芷可治療牙齦腫痛、風(fēng)寒頭痛、鼻淵等疾病[17]。元朝《御院藥方》記載白芷可與細(xì)辛、全蝎和川芎配伍，治療風(fēng)冷牙痛。到了明代，對(duì)白芷的藥用又有了新認(rèn)識(shí)，《滇南本草》《本草綱目》《袖珍方》收載了其“攻瘡癰，排膿定痛”的功效[18]。清代《醫(yī)宗金鑒》和《中華人民共和國(guó)藥典》對(duì)白芷的藥用記載更加詳細(xì)，且治療風(fēng)寒感冒、頭痛痹痛、鼻淵、帶下、瘡癰腫毒等功效皆被證實(shí)[19]。

3.2 現(xiàn)狀研究

3.2.1 抗菌 白芷等中藥提取物、鎂鹽、異噻唑啉酮制成的防霉劑能破壞菌體細(xì)胞結(jié)構(gòu)，對(duì)多種霉菌有高效殺抑作用。體外實(shí)驗(yàn)研究表明川白芷水煎劑對(duì)大腸桿菌、傷寒桿菌、副傷寒桿菌、綠膿桿菌、變形桿菌等均有抑制作用[20]。劉洋等[21]采用瓊脂平板打孔法和倍比稀釋法對(duì)川白芷的抗菌作用進(jìn)行研究，證實(shí)了川白芷提取液對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、銅綠假單胞菌以及肺炎克雷伯氏均有不同程度的抑制效果。趙波等[22]研究白芷乙醇提取物對(duì)白色念珠菌生物膜抑菌效果，證實(shí)白芷乙醇提取物對(duì)白色念珠菌生物膜的抑菌作用隨其濃度增大而增強(qiáng)。

3.2.2 消炎鎮(zhèn)痛 金義虎等[23]篩選白芷中抗炎鎮(zhèn)痛香豆素類成分和相關(guān)關(guān)鍵結(jié)合蛋白，初步探討白芷的抗炎鎮(zhèn)痛機(jī)制，發(fā)現(xiàn)與白芷香豆素結(jié)合能最高的6種蛋白為1PTW、5D3I、3N8X、3NT1、2GMX和6MYN。徐方飚等[24]通過(guò)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法研究白芷香豆素類成分鎮(zhèn)痛作用的潛在途徑與靶點(diǎn)，并進(jìn)行了分子模型對(duì)接后，結(jié)果表明白芷發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用可能是通過(guò)香豆素類成分通過(guò)碳代謝、HIF-1炎癥等通路，主要影響核苷-磷酸生物合成、氧化還原輔酶代謝等生物過(guò)程。

3.2.3 抗腫瘤 栗坤等[25]以U14移植性實(shí)體瘤小鼠為模型，對(duì)白芷生物堿抗宮頸癌作用進(jìn)行研究，結(jié)果表明白芷生物堿能有效抑制U14荷瘤鼠瘤體生長(zhǎng)。俞方紅等[26]研究發(fā)現(xiàn)白芷歐前胡素可顯著抑制人肝癌 HepG2 細(xì)胞生長(zhǎng)，歐前胡素還可使HepG2細(xì)胞Mcl-1表達(dá)顯著下調(diào)，證實(shí)了歐前胡素具有體外抗肝腫瘤生物活性，其通過(guò)下調(diào)Mcl-1蛋白表達(dá)從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

3.2.4 對(duì)心血管的作用 歐興長(zhǎng)等[27]發(fā)現(xiàn)白芷和杭白芷的醚溶性成分對(duì)離體免耳血管有顯著擴(kuò)張作用，而白芷的水溶性成分有血管收縮作用，通過(guò)毛細(xì)管法表明白芷的水溶性成分有明顯止血作用。此外，白芷香豆素能增加交感神經(jīng)遞質(zhì)的活性，因此可拮抗副交感神經(jīng)[28]。少量白芷毒素可興奮延腦呼吸中樞、血管運(yùn)動(dòng)中樞和脊髓，使呼吸興奮，血壓升高，心率減慢，因此白芷還有興奮中樞作用[29]。

4 白芷食品開發(fā)

白芷是優(yōu)秀的食材，可經(jīng)過(guò)加工成美味又健康的食品，還可提取揮發(fā)油等成分加工成香料，四大腌菜之一的川東菜也用到了白芷揮發(fā)油制成的香料[30]，白芷還作為原料被制作成很多特色食品，如能量棒、風(fēng)干速食魚、食用油、食用香料、佐料、減肥茶、燉湯、燕窩等，見表2。目前白芷多是作為輔料以及調(diào)味料原料，也可將白芷與藥酒相結(jié)合，作為保健酒向市場(chǎng)推廣。

表 2 食用白芷開發(fā)現(xiàn)狀

國(guó)家對(duì)白芷種植流程和生產(chǎn)技術(shù)制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如DB13/T 601-2006，從源頭進(jìn)行規(guī)范化種植，很大程度上提高了食用白芷的質(zhì)量和安全?！吨腥A人民共和國(guó)藥典》2020版規(guī)定，食用及藥用白芷水分不得超過(guò)14.0%，總灰分不得超過(guò)6.0%，浸出物按照醇溶性浸出物測(cè)定法項(xiàng)下的熱浸法，用稀乙醇作溶劑，不得少于15.0%。

5 白芷栽培

白芷優(yōu)良品種栽培基地主要分布于四川、浙江、河南、河北、安徽等省份[39]。川白芷種子發(fā)芽率低，杭白芷種植面積日益減少，禹白芷栽培土地貧瘠，祁白芷產(chǎn)量大質(zhì)量卻較差，這些都是白芷栽培需要解決的問(wèn)題[40]。

我國(guó)目前發(fā)布白芷栽培相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)，其中1項(xiàng)已被廢止，1項(xiàng)于2021年1月1日開始實(shí)施，標(biāo)準(zhǔn)的制定很大程度上保障了白芷的規(guī)范化生產(chǎn)，見表3。雖然我國(guó)已發(fā)布多個(gè)與白芷栽培相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但栽培管理不規(guī)范、各地白芷栽培基地需要因地適宜進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)制定、缺少對(duì)病蟲的檢測(cè)手段等問(wèn)題仍存在。同時(shí)白芷過(guò)度異地引種導(dǎo)致了各地白芷藥材魚龍混雜，白芷市場(chǎng)以壞充好的現(xiàn)象也屢見不鮮，這些問(wèn)題需要更多標(biāo)準(zhǔn)的制定與實(shí)施方能解決[41]。

表 3 我國(guó)白芷栽培技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

6 結(jié)語(yǔ)

相較于葛根、山藥等其他作物而言，白芷作為藥食同源植物的研究較少，關(guān)于白芷食品安全的研究也較少，需要增大對(duì)白芷藥材中農(nóng)藥殘留限量、白芷中害蟲檢測(cè)手段、白芷耕種土壤的選擇等方面的研究。在藥用開發(fā)方面，需要進(jìn)一步對(duì)白芷內(nèi)部化合物建立質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，在食用方面，目前白芷多是作為調(diào)味料原料，可以對(duì)其作為主食的運(yùn)用多加研究。在栽培方面，對(duì)白芷病蟲害防治及監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究較少，需要分析各地白芷的蟲害發(fā)生情況和處理方案，因地制宜進(jìn)行種植栽培標(biāo)準(zhǔn)的制定，為白芷的藥食同源研究提供保障。