松脂化學(xué)成分及生物活性研究進(jìn)展*

董學(xué)鳳 張家旭 葉倩女 郭玉兒 石曉峰,3

（1. 甘肅中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，甘肅 蘭州 730000；2. 甘肅省醫(yī)學(xué)科學(xué)研究院，甘肅 蘭州 730050；3. 蘭州理工大學(xué)，甘肅 蘭州 730050）

松脂又名松油、松膏、松肪、松香，為松科（Pinaceae）植物樹脂道內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的樹脂，主要來源包括馬尾松(P.massonianaLamb.)、油松(P.tabuliformisCarr.)、云南松(P.yunnanensisFrench.)、刺松(Juniperus formosanaHayata.)、濕地松(P. elliottii.)、黑松(P. thunbergiiPurl)、思茅松(P. kesiyavar. langbianensis)、雪松[Cedrus deodara(Roxb) G.Don]和樟子松(P.sylvestrisvar.mongolica Litv.)等[1]。其中，馬尾松是我國的主要采脂樹種。中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)對松脂的記載詳細(xì)，應(yīng)用廣泛，可以治療斑禿、惡瘡、疥搔等癥[2-6]。

近年來，對松脂化學(xué)成分的研究應(yīng)用日漸增多[7-12]，但是對其系統(tǒng)的綜述相對有限，缺少對其醫(yī)藥方面的研究。鑒于此，本文從松脂化學(xué)成分、藥理作用及應(yīng)用研究進(jìn)展等方面進(jìn)行全面總結(jié)，并對松脂的深入開發(fā)和綜合利用進(jìn)行展望，以期為其臨床應(yīng)用及深入研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 松脂的化學(xué)成分

松脂經(jīng)蒸餾易分解成松香和松節(jié)油兩種產(chǎn)物。據(jù)統(tǒng)計，截止目前共有54 種化合物從松脂中分離并確定，其中主要為萜類化合物，還有少量的黃酮類、苯丙素類、酚酸等化合物。

1.1 萜類化合物

萜類化合物在自然界中分布極為廣泛，是種類繁多、具有多種生物活性的一類重要的天然藥物化學(xué)成分。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前發(fā)現(xiàn)的萜類化合物超過了22 000 種，多存在于揮發(fā)油、樹脂、橡膠中。松脂中含有豐富的萜類化合物，主要有單萜、倍半萜、二萜類化合物。

1.1.1 二萜

二萜在自然界中分布廣泛，松科植物分泌的乳汁、樹脂等均以二萜類化合物及其衍生物為主。松脂中主要成分為樹脂酸，其中大部分為二萜類化合物，約占松脂總化學(xué)成分的60%，以海松酸、樅酸等作為代表化合物，樹脂酸種類繁多，常被用于工業(yè)、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域，用于橡膠、肥皂等化工產(chǎn)品的制作，還可作為藥品賦形劑、表面活性劑等。目前，從松脂中發(fā)現(xiàn)的二萜酸有29種，具體信息見表1序號1～29。

1.1.2 倍半萜

從松脂中分離鑒定出了11種倍半萜類化合物，其中大部分是從馬尾松中分離得到。具體信息見表1序號30～40。

1.1.3 單萜

到目前為止，在松脂中發(fā)現(xiàn)9種單萜類化合物。具體信息見表1序號41～49。

1.2 黃酮類化合物

黃酮類化合物分布廣泛，種類繁多，具有抗氧化、抗心血管疾病、抗癌、抗腫瘤、保護(hù)肝臟等生物活性。劉煜飛等[13]從思茅松的松脂中分離鑒定出一個黃酮類化合物pinocembrin，其具體信息見表1 序號50。

1.3 苯丙素類化合物

松脂中含有少量的苯丙素類化合物，趙能等[14]從思茅松中研究發(fā)現(xiàn)兩種苯丙素類化合物，具體信息見表1序號51～52。

1.4 酚酸類化合物

酚酸是一類含有酚環(huán)的有機(jī)酸，可以殺菌，提神醒腦，存在于許多植物中。松脂中含有少量酚酸類成分，有研究從思茅松中分離鑒定出兩種酚酸類化合物，具體信息見表1序號53～54。

表1 松脂中化合物信息Tab.1 Compounds in pine oleoresin

（續(xù)表1）

（續(xù)表1）

（續(xù)表1）

（續(xù)表1）

1.5 其他化合物

松脂中除了含有95%的萜類、二萜酸化合物外，部分樹種還含有少量的脂肪酸和中性化合物[15-16]，主要有硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、月桂酸、棕櫚酸等[17]。

2 松脂的藥理作用

松脂作為傳統(tǒng)中藥具有多種藥理作用，如抗菌、抗炎、抗腫瘤、溶石作用等，可用來治療結(jié)石、銀屑病、斑禿等病癥，但是由于其化學(xué)成分復(fù)雜，多數(shù)報道的藥理作用都是針對松脂的炮制品，對于發(fā)揮藥理作用的化學(xué)結(jié)構(gòu)還不明確。隨著研究者們對松脂中化學(xué)成分的深入研究，對松脂發(fā)揮藥理活性的化合物及特殊結(jié)構(gòu)也有了深入的認(rèn)識，研究發(fā)現(xiàn)化合物脫氫樅酸（表1 序號5）、樅酸（表1 序號7）等具有抗菌活性，海松酸（表1 序號1）、左旋海松酸（表1 序號4）、脫氫樅酸（表1 序號5）及其衍生物、α-蒎烯（表1 序號41）和松香均具有抗炎的作用。α-蒎烯（表1 序號41）、β-蒎烯（表1 序號43）等化學(xué)成分具有較好抗腫瘤活性作用，并且二者按一定比例混合具有良好的溶石作用等。

2.1 抗菌作用

松脂中含有的萜類化合物及黃酮類化合物都有良好的抗菌抗炎的生物活性。Jokinen等[24]通過對松科植物挪威云杉（Picea abies(L.) Karst.）樹脂進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)挪威云杉樹脂具有抗菌作用，將金黃色葡萄球菌暴露于10%（W/W）的樹脂鹽水中，在37 ℃下培養(yǎng)18 h，發(fā)現(xiàn)挪威云杉樹脂能破壞細(xì)菌細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，使細(xì)胞代謝停止，能量供應(yīng)喪失。Gu等[25]對脫氫樅酸（表1序號5）的衍生物進(jìn)行抗菌活性的測試，發(fā)現(xiàn)其衍生物對多枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、熒光假單胞菌、金黃色葡萄球菌均具有潛在的抑制作用。Ito等[26]研究發(fā)現(xiàn)：樅酸（表1序號7）對致齲鏈球菌具有抑制作用，用不同濃度的樅酸處理細(xì)菌后進(jìn)行菌落計數(shù)，樅酸能抑制細(xì)菌生長，破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜，并且由于其細(xì)胞毒性較低，故可將樅酸作為抑菌劑。同時，樅酸具有殺滅口腔細(xì)菌的功效[27]，故可將其用作口腔殺菌劑。Buommino等[28]研究證實，樅酸對耐甲氧葡萄球菌（MRSP）具有抑制活性，發(fā)現(xiàn)其與苯唑西林具有協(xié)同作用。

2.2 抗炎作用

Kim等[29]通過蛋白印跡分析技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)脫氫樅酸（表1序號5）可以抑制TAK1、Src和Syk信號通路，發(fā)揮抗炎作用，故可以將其用作藥物或化妝品補(bǔ)充劑，發(fā)揮改善炎癥的作用。Zhang等[30]觀察發(fā)現(xiàn)，α-蒎烯（表1序號41）能減弱異丙腎上腺素所致炎癥大鼠的炎癥標(biāo)記表達(dá)，并能顯著保護(hù)心肌，發(fā)揮抗炎和保護(hù)心臟的作用。李曉強(qiáng)等[31-32]用水煮松香處理咪喹莫特誘導(dǎo)的銀屑病樣皮炎模型小鼠，發(fā)現(xiàn)松香可以抑制小鼠脾臟Th1/Th17細(xì)胞的增殖，還可下調(diào)皮炎小鼠皮膚炎癥因子mRNA的表達(dá)水平，以改善銀屑病樣皮炎。國外學(xué)者發(fā)現(xiàn)：用云杉樹脂膏可以成功治療復(fù)雜的手術(shù)傷口，并且治療方法臨床上有效，成本低，過敏反應(yīng)低[33]。

2.3 抗腫瘤作用

松脂中含有大量的萜烯類化合物，具有良好的抗腫瘤作用，有作為抗腫瘤藥的潛力。松脂具有毒副作用小、價格便宜、易獲得等優(yōu)點，使其在癌癥治療方面的作用逐漸受到人們的重視。在前人研究的基礎(chǔ)上，Zhang等[34]通過細(xì)胞增殖（MTT）檢測和流細(xì)胞術(shù)對脫氫樅酸（表1序號5）衍生物（QC2）的細(xì)胞毒性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)QC2對人肝癌細(xì)胞系具有細(xì)胞毒性，能破壞細(xì)胞膜的完整性，有效抑制癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。Faustino等[35]發(fā)現(xiàn)，脫氫樅酸以及從松香胺中發(fā)現(xiàn)的去氫乙酰胺都具有抗菌和抗腫瘤作用。朱福鴻[36]通過Western blotting技術(shù)研究α-蒎烯（表1序號41）的抗腫瘤作用機(jī)制，結(jié)果顯示：α-蒎烯通過誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞DNA損傷，使細(xì)胞周期滯留在S期，抑制腫瘤細(xì)胞的增殖，達(dá)到抗腫瘤的作用。由于α-蒎烯易獲得，而且同時具有抗菌和抗腫瘤作用，有望成為有效的抗腫瘤新藥。

2.4 溶石作用

結(jié)石病是一種常見的、多發(fā)的疾病，能引起器官梗阻，產(chǎn)生疼痛，嚴(yán)重時會引發(fā)出血及繼發(fā)性感染等。臨床上用于治療結(jié)石的內(nèi)服藥物有多種，松節(jié)油就是其中一種有效的溶石藥物。高俊才等[37]將α-蒎烯（表1序號41）和β-蒎烯（表1序號43）按照一定比例配成乳劑混合物，分別在小鼠和患者身上進(jìn)行了試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：該乳劑混合物有明顯溶石作用，且未見明顯毒副反應(yīng)，可用于預(yù)防結(jié)石病復(fù)發(fā)。

2.5 其他

除上述藥理作用之外，松脂有效成分還有降膽固醇[15]、解毒、氣道松弛、抗結(jié)核、鎮(zhèn)靜及鎮(zhèn)痛等作用[38]。

3 松脂的應(yīng)用進(jìn)展

松脂的應(yīng)用記載較早，其用途非常廣泛，可以通過蒸餾加工得到松香和松節(jié)油。松香由于其特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)，可以通過化學(xué)改性得到其衍生物，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、日用化工等[27]，松香和松節(jié)油也被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥工業(yè)中[39]。

3.1 醫(yī)藥方面的應(yīng)用

《本草綱目拾遺》[40]中提到松節(jié)油的用法：“治疥瘡久遠(yuǎn)不愈，百藥不效，以此油新浴后擦之，或加白礬末少許和擦，更妙”。松脂可被用來治療疥瘡、皮癬、斑禿等疾病。研究表明，松香單味藥炮制后內(nèi)服可以治療血栓閉塞性脈管炎、增強(qiáng)人體抗病能力，外用可以治療疥癬、癰疽腫毒初起、濕爛諸瘡和創(chuàng)面糜爛、跌打損傷兼能止血[41]。松節(jié)油可用來清洗傷口、代替其他有毒害的藥物試劑，還具有溶解結(jié)石等作用[12]。樅酸能夠抑制致齲鏈球菌的生長，可以作為抗菌劑用于牙齒護(hù)理[26]。飯后咀嚼硬松脂塊，還能起到幫助消化、清潔牙齒及健牙的作用[42]。松香復(fù)方還可以治療燒傷、急性蜂窩組織、慢性淺表性胃炎等臨床病癥[43]。

松香樹脂酸由于其特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)，可以展現(xiàn)出特殊的作用，可作為藥品輔料、化妝品輔料、抗毒劑等，既可以用于開放類藥物的制備，又可應(yīng)用于口服藥物[44]。松香可以通過化學(xué)改性得到具有高表面活性的衍生物，研究表明，松香具有出色的生物兼容性和生物降解功能，松香膠具有高效的載藥釋放作用[45-46]。松香樹脂酸衍生物由于其薄膜成型和涂層特性，被作為一種天然衍生的可生物降解賦形劑使用于藥物輸送系統(tǒng)中[47]。此外，還可用于口香糖堿和化妝品的配方中。樅酸也可廣泛應(yīng)用于抗菌消炎藥和抗癌藥物的有機(jī)合成，松節(jié)油用于抗毒劑和皮膚興奮劑的制備[48]。以松節(jié)油和樟腦為原料，用化學(xué)方法還可以合成冰片，冰片具有抗菌、抗炎鎮(zhèn)痛、保護(hù)中樞神經(jīng)和循環(huán)系統(tǒng)等藥理作用[49]。

3.2 在食品工業(yè)方面的應(yīng)用

松香和松節(jié)油可用于食品包裝和香精香料的制作工業(yè)中。以樅酸和乙烯醋酸乙烯酯為原料得到的共聚混合物（Aba/EVA）具有抗菌活性，可用于食品包裝[50]。松節(jié)油經(jīng)過處理后得到的產(chǎn)物可以作為食用香料用于飲料、食品、糖果等食品中，還可以作為高級香料的生產(chǎn)原料。α-蒎烯是合成香料的重要中間體，可以跟不同的化合物經(jīng)過多重化學(xué)反應(yīng)得到不同香味的香料，在香料制作產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮重要作用。松香酯是松香改性產(chǎn)品的主要一類，可以作為一種食品級酯類，在口香糖和泡泡糖的制作中充當(dāng)重要角色，并且經(jīng)濟(jì)效益極佳[51]。

3.3 在日用化工中的應(yīng)用

松脂最常應(yīng)用于日用化工中，如制輪胎橡膠、造紙、造漆、印刷墨油、煎煮用的發(fā)泡水泥、焊接、涂料、黏膠、表面活性劑和除蟲殺菌劑等[52-53]。松香樹脂酸可以通過化學(xué)改性得到一些與脂肪酸、脂肪醇類表面活性劑相似的產(chǎn)品，作為洗滌劑、乳化劑、顏料分散劑、抗泡沫劑等[54-55]。樂器的弓弦常用松香作保護(hù)劑[16]。樅酸具有滋養(yǎng)頭發(fā)、改善發(fā)質(zhì)、使頭發(fā)有光澤的作用，可以用來制作護(hù)發(fā)素[15]。左旋海松酸可以與其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生有機(jī)反應(yīng)，得到的衍生物可以作為化學(xué)穩(wěn)定劑、涂料及熱穩(wěn)定性材料等[27]。松香樹脂酸的衍生物也可以用來制作化妝品，并且對皮膚無刺激作用。松節(jié)油可以用于制塑料、除蟲殺菌劑等。松脂是一種天然可再生能源，對環(huán)境污染較小，其合成的表面活性劑符合“綠色無污染”環(huán)境要求[56-57]。

4 結(jié)語

松香作為一種傳統(tǒng)中藥，有著多種藥理作用，中醫(yī)藥古籍中記載詳細(xì)，臨床應(yīng)用廣泛，但是相關(guān)作用機(jī)制研究相對較少。我國是松脂生產(chǎn)大國，松脂作為一種可再生天然能源，有著多種應(yīng)用價值，但是由于松脂產(chǎn)品單一，使其附加值難以提高，難以形成國際競爭力。目前，松脂大多用于傳統(tǒng)的表面活性劑類和輪胎橡膠的制作，若能將松脂在醫(yī)藥方面的應(yīng)用加大，將大大提高松脂的資源利用，為其資源開發(fā)提供新思路。此外，還可以利用松香樹脂酸具有特殊結(jié)構(gòu)這一特征，對其加強(qiáng)相關(guān)研究，通過化學(xué)改性等途徑得到更多具有抗癌、抗菌等作用的物質(zhì)，進(jìn)一步促進(jìn)松脂資源的開發(fā)與利用。