大黃非藥用部位化學(xué)成分、藥理作用及資源利用研究進(jìn)展

張文廣，王丹，賈春艷，張?jiān)弃Q，苗小樓，李秀娟，李蕓

1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)，甘肅 蘭州 730000；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所，甘肅 蘭州 730050；3.甘肅省中醫(yī)院，甘肅 蘭州730050

大黃為廖科植物掌葉大黃L.、唐古特大黃Maxim.ex Balf.和藥用大黃Baill.的干燥根及根莖，是我國(guó)傳統(tǒng)大宗藥材，廣泛用于醫(yī)藥、保健、食品和化妝品等領(lǐng)域。迄今，在栽培和生產(chǎn)過程中，占全草1/2以上的地上部分、根頭、支根、細(xì)根、根皮等非藥用部位常被丟棄，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。近年來(lái)研究表明，大黃非藥用部位富含多種氨基酸、礦物質(zhì)元素和常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分，有類似根及根莖的化學(xué)成分和藥理作用。本研究對(duì)大黃非藥用部位化學(xué)成分、藥理作用及資源利用狀況進(jìn)行整理，以期為大黃資源綜合利用提供參考。

1 化學(xué)成分

目前，從大黃地上部分分離得到40余種化合物，主要源于藥用大黃莖葉，分別為蒽醌類、黃酮類、糖類、吲哚類、酚類、烷烴類、色原酮類、核苷類、酯類及甾體類等，同時(shí)富有鞣質(zhì)類、有機(jī)酸類、氨基酸類、礦物質(zhì)元素和常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分等。對(duì)比3種正品大黃地上部分與傳統(tǒng)藥用部位發(fā)現(xiàn)，所含大類化學(xué)成分基本相似；各非藥用部位部分化學(xué)成分含量較傳統(tǒng)藥用部位高，尤其葉片和葉柄富含多種氨基酸、礦物質(zhì)元素、有機(jī)酸類和常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分。其中，常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分與蔬菜水果相似?？梢?，大黃地上部分藥食兩用價(jià)值巨大。

1.1 蒽醌類

大黃非藥用部位迄今已分離鑒定出16個(gè)蒽醌類化合物（見表1，結(jié)構(gòu)式見圖1），其中編號(hào)11為新化合物。此外，個(gè)別蒽醌類成分含量較藥用部位高，見表2。藥用大黃葉中大黃素、大黃酚含量分別為0.05%和0.03%，經(jīng)優(yōu)選提取工藝后，得到總蒽醌和大黃素含量分別為0.4%、0.13%。優(yōu)化藥用大黃莖葉純化工藝參數(shù)后，總蒽醌含量為15.25%，可達(dá)到2020 年版《中華人民共和國(guó)藥典》（以下簡(jiǎn)稱《中國(guó)藥典》）要求。

表1 大黃地上部分蒽醌類化合物

圖1 大黃地上部分蒽醌類化學(xué)結(jié)構(gòu)

表2 大黃非藥用部位較藥用部位含量高的蒽醌類化合物

1.2 黃酮類

已分離鑒定出14個(gè)黃酮類化合物（見表3，結(jié)構(gòu)式見圖2），其中編號(hào)23、24、26、30為首次從大黃屬植物中分離得到。

表3 大黃地上部分黃酮類化合物

圖2 大黃地上部分黃酮類化學(xué)結(jié)構(gòu)

1.3 多糖類

已分離鑒定出3種糖類化合物，分別為對(duì)甲基苯基-1-O--D-吡喃葡萄糖苷（編號(hào)31）、2-甲基苯基-1-O-D-吡喃葡萄糖苷（編號(hào)32）、2-O--D-fructofuranosyl-D-allopyranose（編號(hào)33），均為首次從大黃屬植物中分離得到（見表4，結(jié)構(gòu)式見圖3）。此外，掌葉大黃葉柄和葉片可溶性多糖含量分別為5.76%～7.63%、3.50%～5.72%，其莖和葉多糖主要分布于表皮和基本組織的薄壁細(xì)胞中。唐古特大黃葉柄、莖、種子多糖含量分別為18.96%（干重）、6.64%、6.58%。

圖3 大黃地上部分糖類化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)

表4 大黃地上部分多糖類化合物

1.4 其他

從藥用大黃莖葉中分離鑒定出多種化合物（見表5，結(jié)構(gòu)式見圖4），其中編號(hào)38為新化合物，編號(hào)34、35為首次從大黃屬植物中分離得到。

表5 大黃地上部分其他類化合物

圖4 大黃地上部分其他類化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)

研究表明，大黃地上部分還含有香豆素類、鞣質(zhì)類、有機(jī)酸類、氨基酸類、礦物質(zhì)元素及常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分等。多年生掌葉大黃葉片鞣質(zhì)類（沒食子酸）含量較根高；有機(jī)酸類主要為蘋果酸（77.05 mg/g）、琥珀酸、檸檬酸和草酸，其草酸含量較常見蔬菜水果高。本課題組研究發(fā)現(xiàn)，掌葉大黃葉柄主要成分為有機(jī)酸及其酯類化合物。掌葉大黃和唐古特大黃葉氨基酸種類豐富，且必需氨基酸含量高；礦物質(zhì)元素鈉（Na）、鎂（Mg）、鉀（K）、鋁（Al）、鈣（Ca）及鐵（Fe）含量為主根的數(shù)倍，鉀（K）含量超過66種常用新鮮蔬菜礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量，具有開發(fā)為微量元素補(bǔ)充劑的潛在價(jià)值；掌葉大黃葉柄、葉片總纖維素平均含量分別為15.54%、10.20%，粗蛋白含量分別為0.57%、1.90%（干重）；唐古特大黃葉柄蛋白質(zhì)、粗纖維、粗脂肪、維生素C 含量分別為5.84%、14.86%、0.59%（干重）、0.13 mg/g，種子蛋白質(zhì)含量為21.81%。綜上，大黃非藥用部位化學(xué)成分種類豐富，可為其食藥兩用價(jià)值挖掘提供參考。

2 藥理作用

2.1 瀉下

蘭志瓊等研究發(fā)現(xiàn)，藥用大黃根及根莖、葉柄和葉片水煎液（1.0 g/mL）有明顯致瀉作用，20 g/kg劑量能明顯縮短首次排便時(shí)間及增加排便數(shù)量，其中根及根莖的作用最明顯，且葉柄低劑量（2 g/kg）也具瀉下作用，對(duì)自身糞便實(shí)熱模型小鼠致瀉作用明顯，葉柄、葉片高劑量組的排便時(shí)間縮短率均大于大黃組，以葉柄作用較佳。唐古特大黃莖劑量為0.67 g/kg時(shí)，可明顯縮短首次排便時(shí)間，且排便頻率明顯增加，0.67、2.00 g/kg組小腸推進(jìn)率明顯降低。李傲等以Bliss法計(jì)算的小鼠瀉下半數(shù)有效量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察掌葉大黃不同商品規(guī)格、等級(jí)間致瀉強(qiáng)度差異，結(jié)果水根具有瀉下作用，但比原藥材弱?？梢?，大黃非藥用部位與藥用部位瀉下作用有相似性，僅存在強(qiáng)弱差異。值得注意的是，大黃莖葉在治療實(shí)熱便秘方面具有優(yōu)勢(shì)，可一定程度避免因使用大黃而引起的“峻下”等不良反應(yīng)，這對(duì)通便、減肥等產(chǎn)品的開發(fā)具有潛在意義。

2.2 止血

研究表明，藥用大黃根及根莖、葉柄和葉片醇提水沉液（2.5 g/mL）均能明顯縮短凝血和出血時(shí)間，其中云南白藥組（1 g/kg）、大黃組（50 g/kg）和葉柄低劑量組（15 g/kg）的凝血作用較強(qiáng)，且葉柄低劑量組優(yōu)于大黃組，而葉柄高劑量組（45 g/kg）的作用弱于低劑量組與大黃組。提示大黃葉柄止血作用突出，是否存在止血的特殊活性成分有待進(jìn)一步研究。

2.3 抗炎抑菌

熊輝巖等研究發(fā)現(xiàn)，唐古特大黃基生葉柄水提取物具有抗急性炎癥作用，水提液能減少炎性滲出，明顯抑制二甲苯引起的耳腫脹，抗炎效果與劑量呈正相關(guān)，其中高劑量（16.1 g/kg）抑制效果明顯。有報(bào)道，采用耳腫脹法及棉球肉芽腫模型研究發(fā)現(xiàn)，藥用大黃莖葉提取物劑量為20～50 g/kg的抗炎效果較根及根莖（5 g/kg）優(yōu)。小鼠腹腔毛細(xì)血管通透性實(shí)驗(yàn)表明，藥用大黃葉柄高、低劑量（45、15 g/kg）具有明顯抗炎作用。另外，掌葉大黃水根乙醇提取物（1 mg/mL）對(duì)大腸埃希菌的抑制作用最強(qiáng)，對(duì)金黃色葡萄球菌和糞腸球菌相當(dāng)，對(duì)銅綠假單胞菌略弱?？梢?，大黃非藥用部位在抗炎抑菌方面潛力巨大，有必要開發(fā)為抑菌抗炎類產(chǎn)品和替代抗生素類飼用產(chǎn)品。

2.4 抗氧化

大黃屬3種植物不同部位提取液均有一定的清除羥基自由基能力，清除能力因種、部位和提取方法的不同而異，唐古特大黃各部位水提液的清除率比醇提液高，且非正品大黃的地上部分高于正品。此外，藥用大黃莖葉及其提取物對(duì)有機(jī)自由基和羥基自由基有清除作用。本課題組研究發(fā)現(xiàn)，掌葉大黃不同部位對(duì)多種自由基具明顯清除能力，其中花清除能力最強(qiáng)，具有開發(fā)成天然抗氧化劑的價(jià)值。

2.5 降血脂

馬幸福對(duì)高脂血癥大鼠連續(xù)30 d灌胃唐古特大黃莖提取物，結(jié)果中劑量（0.5 g/kg）可有效降低大鼠血清總膽固醇（16.14%）和三酰甘油（26.82%），并以此為原料制備降血脂顆粒，連續(xù)口服給藥30 d后，高、中、低劑量[2.0、1.0、0.5 g/（kg·d）]組均能明顯降低混合型高脂血癥大鼠總膽固醇和三酰甘油水平，其中高劑量組能顯著降低低密度脂蛋白膽固醇水平，總體藥效與辛伐他汀相當(dāng)，作用效果明顯，對(duì)大鼠肝臟、腎臟、胃腸道無(wú)毒副作用，在預(yù)防和治療高脂血癥方面值得深入研究。

2.6 毒性

大黃非藥用部位安全性評(píng)價(jià)，可為后期產(chǎn)品開發(fā)提供依據(jù)。張曉峰等通過慢性毒性試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，唐古特大黃基生葉柄提取物屬安全性物質(zhì)，初步估計(jì)最大無(wú)作用劑量為102 g/kg。急性毒性試驗(yàn)表明，藥用大黃莖葉提取物浸膏（2 g/10 g）為安全性物質(zhì)。藥用大黃葉無(wú)急性毒性，葉片和葉柄提取液最大安全劑量分別大于180、144 g/kg。本課題組研究發(fā)現(xiàn)，唐古特大黃莖水提物的最大耐受量為300 g/kg，為成人日用劑量的2 333倍，且未見小鼠死亡、明顯中毒癥狀和肉眼可見的臟器異常，無(wú)明顯毒副作用，短期內(nèi)服用無(wú)損傷，安全性較高?？傊簏S莖及葉柄食用價(jià)值潛力巨大，待進(jìn)一步挖掘。

2.7 其他

研究表明，從藥用大黃莖葉中分離得到的12種已知化合物（相同蒽醌母核）對(duì)HepG2細(xì)胞有明顯的毒性，有待后續(xù)深入篩選。有報(bào)道，大黃莖提取物能顯著降低2型糖尿病患者糖化血紅蛋白和空腹血糖含量，可防治糖尿病及其并發(fā)癥。

3 資源利用

3.1 文獻(xiàn)記載

現(xiàn)代文獻(xiàn)記載與《晶珠本草》《四部醫(yī)典》《妙音本草》等古籍所述味酸、寒、解熱、治療“培根”病和實(shí)熱便秘等一致，并可治療狐臭、癲癇等（見表6）。

表6 現(xiàn)代文獻(xiàn)有關(guān)大黃莖葉的記載

文獻(xiàn)報(bào)道治療實(shí)熱便秘與上述研究一致，而關(guān)于狐臭和癲癇的療效尚未見報(bào)道。《甘肅省中藥材標(biāo)準(zhǔn)》記載：“歷史上甘肅省大部分產(chǎn)區(qū)，習(xí)慣將大黃的干燥支根及主根（直徑＜3 cm）稱為水根，具瀉熱通腸、涼血解毒之功效，為商品大黃規(guī)格之一，甘肅省年產(chǎn)量大，不但供應(yīng)本省醫(yī)藥市場(chǎng)，而且外調(diào)。”。近年來(lái)，水根被大量丟棄，或僅用于獸藥原料和提取活性物質(zhì)，附加值低，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。大量研究表明，水根中蒽醌含量基本能達(dá)到《中國(guó)藥典》要求，武威藥材市場(chǎng)和渭源的水根蒽醌含量顯著高于根及根莖，這與水根韌皮部所占比例較大有關(guān)，且水根具有良好的抗菌活性。因此，大黃水根具有較高的藥用價(jià)值。

此外，大黃地上部分還有應(yīng)用于化妝品、保健、食品、藥用的研究，見表7。

表7 大黃地上部分的應(yīng)用

3.2 產(chǎn)區(qū)調(diào)研

本課題組實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，甘肅產(chǎn)大黃地上部分資源量巨大，造成環(huán)境負(fù)擔(dān)非常嚴(yán)重。在甘肅大黃主產(chǎn)區(qū)的禮縣和甘南，種植戶為促進(jìn)大黃地下部分根及根莖生長(zhǎng)，每年組織大量人工清除地上部分并隨意丟棄在田間地頭，不僅造成環(huán)境污染，且增加病蟲害傳播幾率。甘肅永登大黃地上部分被大量出售至敦煌以供駱駝飼用，發(fā)現(xiàn)對(duì)流鼻血的駱駝?dòng)泻芎眯Ч?；甘肅甘南的牧民發(fā)現(xiàn)牛羊在飼用大黃地上部分時(shí)，更多食用唐古特大黃和掌葉大黃，而很少食用藥用大黃；甘肅禮縣、岷縣地區(qū)有食用大黃嫩莖及葉柄的習(xí)慣，在當(dāng)?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、水果店，大黃（多為掌葉大黃和唐古特大黃）嫩莖與蔬菜水果一起售賣，味酸爽口。大黃葉及葉柄富含總纖維、粗蛋白、粗脂肪、多種氨基酸和礦物質(zhì)元素，但關(guān)于莖可食用的物質(zhì)基礎(chǔ)研究文獻(xiàn)報(bào)道較少。因此，加快大黃莖葉食用價(jià)值挖掘及毒性（安全性評(píng)價(jià)及生殖毒性）研究，對(duì)大黃地上部分綜合開發(fā)具有重要意義。

4 展望

大黃非藥用部位使用歷史悠久，民間有食用莖葉的習(xí)俗，其資源蘊(yùn)含量巨大。但多年來(lái)受傳統(tǒng)用藥習(xí)慣影響，未引起應(yīng)有關(guān)注，不僅未產(chǎn)生應(yīng)有價(jià)值，且給種植戶帶來(lái)處理負(fù)擔(dān)，附加值極低。近年來(lái)，隨著相關(guān)化學(xué)成分和藥理作用研究不斷深入，其食藥兩用價(jià)值逐漸被挖掘。同屬植物食用大黃L.的嫩莖和葉柄早在19世紀(jì)歐美地區(qū)就作為蔬菜廣泛食用，至今美國(guó)還保留有“大黃節(jié)”盛會(huì)。而食用大黃與掌葉大黃親緣關(guān)系最近，提示掌葉大黃嫩莖和葉柄具有作為食品的潛在價(jià)值。由于大黃地上部分還未被省級(jí)食品地方標(biāo)準(zhǔn)收載，也未被《中國(guó)藥典》收錄，導(dǎo)致相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)難度大。因此，當(dāng)務(wù)之急是國(guó)家或地方主管部門盡快出臺(tái)相應(yīng)管理辦法，圍繞其食用歷史、毒理學(xué)評(píng)價(jià)、安全性評(píng)估等開展系統(tǒng)研究，使其進(jìn)入省級(jí)食品安全地方標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家新食品原料目錄，為相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)奠定基礎(chǔ)。另外，大黃非藥用部位在止血、抗炎、抑菌及降血脂等方面的研究具有重要意義，其莖葉治療狐臭、癲癇、胃腸道等疾病的作用機(jī)制及生殖毒性有待進(jìn)一步研究與驗(yàn)證。

此外，已有研究者對(duì)掌葉大黃和藥用大黃葉進(jìn)行了生藥學(xué)研究，可為建立質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供參考。后期仍需圍繞大黃非藥用部位的食藥用價(jià)值及藥效學(xué)、安全性評(píng)價(jià)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)建立、基本產(chǎn)品開發(fā)、新資源食品申報(bào)等方面加強(qiáng)研究，并依據(jù)段金廒教授團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建的“三大利用策略”和“三類資源化模式”體系，圍繞制劑、日化、保健、飼料、肥料及工業(yè)原料等進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)，以提升大黃非藥用部位綜合開發(fā)利用效率和延伸大黃產(chǎn)業(yè)鏈，對(duì)充分利用大黃資源具有重要意義。