天然芪類化合物的制備、鑒定及生物活性研究進展

＊朱伊柯 劉忠

（1.長江大學生命科學學院 湖北 434025

2.武漢市農業(yè)科學院 湖北 430000）

天然芪類化合物（Stilbenes）是基于1,2-二苯乙烯骨架的一類具有豐富結構和生物活性的植物多酚類化合物（見圖1），也是一種特殊的植物次生代謝產物。其來源廣泛，多存在于植物木質部，作為植物抗毒素，抵御外部應激如致病性攻擊、感染和紫外線輻射等。天然芪類化合物一般可分為兩大類：一類是單體芪，取代基主要是甲氧基和羥基，部分含羧基或異戊烯基；另一類是聚合芪，包括芪和芪的聚合、芪與其衍生物的混雜結構等。迄今為止，已經報道了超過400種芪類化合物，大部分來自反式白藜蘆醇（反式-3,4′,5-三羥基二苯乙烯）。

圖1 1,2-二苯乙烯結構圖

天然芪類成分具有抗氧化、抗炎、抗衰老、調節(jié)高脂高糖代謝等多種重要生物學功能，它不能通過人體直接合成，只能在食物和藥物中獲取，因此對芪類化合物的制備和鑒定就有了非常重要的意義。本文依據國內外有關天然芪類化合物研究的相關文獻，就天然芪類化合物的制備、鑒定和生物活性進行梳理綜述，以期為天然芪類化合物的進一步研究及開發(fā)利用提供參考依據。

1.天然芪類化合物的提取

目前，提取天然芪類化合物的技術逐漸趨于多樣化，包括有機溶劑提取法、超聲波輔助提取法、亞臨界水提取法、酶解法、熱回流提取和超臨界CO2萃取法等。在芪類化合物的提取中主要以提取時間、溶劑種類、料液比和提取溫度為參數，進而采用正交試驗或響應面分析法確定最佳工藝條件，使芪類化合物的提取率最大化。

(1)有機溶劑提取法

對萃取效率起關鍵性作用的是溶劑的極性，因為低聚芪類化合物結構中含有大量羥基基團，極性強，所以水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯等是常用的提取溶劑。從安全性、提取率、回收難易程度等方面考慮，乙醇成為提取芪類化合物較為適合的溶劑。王小艷等[1]通過有機溶劑提取法對麗江大黃中多羥基芪類成分提取工藝進行了優(yōu)化，優(yōu)化后多羥基芪類成分的提取含量可達104.98mg/g。

(2)超聲波輔助提取法

超聲波輔助提取法的提取原理是利用超聲波產生的空化反應，使細胞膜及細胞壁快速破裂，有利于細胞內有效成分加速溶解到有機溶劑中，該提取法具有能耗低、效率高、時間短、不破壞有效成分等優(yōu)點。聶蓉[2]采用超聲波輔助提取法提取芍藥籽仁和籽殼中低聚芪類化合物，經過單因素試驗優(yōu)化，低聚芪類化合物得率為5.56%。利用超聲波輔助提取法，優(yōu)化提取工藝，結果顯示，超聲時間、超聲功率和乙醇濃度對白藜蘆醇含量的影響達到顯著水平（P＜0.05）[3]。以上研究表明，該法可作為天然芪類化合物的提取方法。

(3)亞臨界水提取法

亞臨界水提取法是一種以水為提取劑的可持續(xù)、環(huán)保的提取方法，它可對不同極性化合物進行連續(xù)萃取。近年，亞臨界水提取法被用于提取芪類化合物等的研究也有報道。Karacabey等[4]以葡萄為原材料，利用亞臨界水提取法提取芪類化合物，可將總芪含量由4.97mg/g提高至7.25mg/g。結果顯示，該方法可以提高芪類化合物的提取率。

(4)其它提取技術

其它天然芪類化合物常見的提取方法有酶解法、熱回流提取和超臨界CO2萃取法等。天然芪類化合物大多存在于植物細胞中，利用纖維素酶和果膠酶可以使細胞壁的主要成分纖維素和果膠質發(fā)生水解，使芪類化合物最大程度的從細胞中溶出，更有利于提取該成分[5]；利用熱回流法提取過山楓中的總芪類，5倍量95%乙醇加熱回流提取1次，每次1h，總芪類提取率可達0.74%[6]；超臨界CO2萃取法是一種安全、純凈、無溶劑殘留、時間短和提取率高的萃取技術。劉婷等[7]采用超臨界CO2萃取刺葡萄中的白藜蘆醇，通過最佳提取工藝白藜蘆醇的含量可達387.34μg/g。

2.天然芪類化合物的純化

目前，經初步提取后的植物芪類化合物粗提物還需進一步純化，對于芪類化合物粗提物純化的方法主要有大孔樹脂吸附法和硅膠柱層析法等。

(1)大孔樹脂吸附法

大孔樹脂是一種非極性和極性聚合物，具有很高的吸附能力，可以回收被吸附的分子，成本相對較低，易于再生。大孔樹脂可通過靜電力、氫鍵相互作用、絡合作用、大小篩分作用，從水溶液和非水體系中分離純化多種植物次生代謝產物。在芪類化合物純化過程中可有效去除糖類等親水性雜質，之后用不同濃度的乙醇洗脫，可得到較純的芪類化合物。王露等[8]采用大孔吸附樹脂法純化牡丹籽粕粗提物，經純化后，牡丹籽粕純化物中低聚芪類化合物的質量分數可達39.52%。

(2)硅膠柱層析法

近年來，硅膠柱層析法被廣泛使用。21世紀初，俄羅斯植物學家M.茨維特發(fā)現并使用這種技術證明了植物的葉子不僅含有葉綠素，還含有其他色素。目前，硅膠柱層析法已成為生物化學、分子生物學等領域的有效分離分析工具之一。胡迎慶等[9]采用硅膠柱層析法對劍葉龍血樹中的芪類化合物進行純化，然后進行重結晶，鑒定得出兩個芪類化合物：3,5-二甲氧基-4′-羥基二苯乙烯（紫檀芪）和反式-3,4′,5-三羥基二苯乙烯（白藜蘆醇）。

3.天然芪類化合物的結構鑒定

目前，植物中芪類化合物結構鑒定的方法主要有UV光譜法、FT-IR光譜法、質譜分析法和核磁共振波譜法等。

(1)UV光譜

紫外吸收光譜法是研究分子識別和結合，判斷分子是否存在共軛體系的一種廣泛應用的方法。利用紫外光譜法對芪類化合物進行鑒定，優(yōu)點有快速、操作簡便、重現性好，對檢測環(huán)境沒有較高的要求，適用性范圍也較廣。王欣等[10]利用此技術檢測三羥基二苯乙烯甲醇溶液，圖譜中λmax（MeOH）分別出現在318nm、306.2nm、217.8nm，表明該化合物具有一個較大的共軛體系。但該方法也有不足，包括缺乏足夠峰數，如果選擇將最大吸收峰作為鑒別的依據，就只能鑒別少部分具有較強共軛體系的物質。

(2)FT-IR光譜法

赫歇爾于1800年首次發(fā)現紅外輻射，紅外輻射分為近紅外、中紅外和遠紅外。FT-IR光譜聚焦于電磁波譜的中紅外區(qū)域。中紅外光譜法能提供關于芪類化合物的特定化學官能團的基本振動（從穩(wěn)定振動狀態(tài)到第一個激發(fā)振動狀態(tài)）的信息。芪類化合物中幾乎所有官能團（特別是C-H、O-H、N-H或C=O）在中紅外區(qū)都有吸收，張喬會等[11]利用此技術能夠對虎杖根白藜蘆醇的所含官能團進行分析鑒定。因此，通常用FT-IR光譜法來確定芪類化合物中分子的官能團。

(3)質譜分析法

質譜（MS）是分析芪類化合物結構解析的必不可少的工具之一，它可以提供芪類化合物準確的分子質量和潛在的片段離子，這些片斷離子還可以解析出分子結構。近幾年來，隨著質譜技術的發(fā)展，電噴霧電離質譜（ESI-MS）和基質輔助激光解吸附電離飛行時間質譜（MALDI-TOF-MS）兩種技術成為分析芪類化合物等的理想工具。

(4)1HNMR波譜法

1HNMR是利用具有特定頻率的電磁波，使樣品中氫原子發(fā)生能級躍遷，產生的信號轉換后以譜圖形式體現，通過譜圖能夠測定芪類化合物中氫原子在碳骨架上的位置和數目，進而推斷出有機物的碳骨架結構。1HNMR操作簡便、鑒定時間短，而且不易損壞樣品。佟志遠等[12]運用核磁共振、HPLC-MS等方法鑒定樣品的化學結構和分子質量，證實制備樣品為氧化白藜蘆醇。

4.天然芪類化合物的生物活性

天然芪類化合物具有多種生物活性，包括抗氧化、抑菌、抗病毒、抗腫瘤和抗糖尿病等。

(1)抗氧化活性

機體在有氧代謝中產生的自由基會參與細胞增殖、凋亡、基因表達等一系列調控過程。當自由基產生過量時，會使機體和器官受損。芪類化合物可以通過自身所含的多個酚羥基作為供氫體與外界環(huán)境中的自由基結合，終止自由基的連鎖反應，導致氧化反應無法繼續(xù)進行。有研究表明，從新疆的釀酒葡萄中提取的5種芪類化合物均具有一定的抗氧化活性[13]。

(2)抑菌活性

芪類化合物是一種天然存在的多酚物質，從低等的苔蘚植物到高等被子植物都有分布，是廣譜抗菌物，對真菌和細菌均有抑制作用。值得注意的是，在一定濃度下，芪類化合物可以改變細菌毒力等性狀的表達，減少毒素的產生，抑制生物膜的形成，可以降低細菌活力和干擾群體感應。

(3)抗病毒活性

芪類化合物通過刺激T細胞和巨噬細胞，促進白細胞介素產生，從而使機體產生內源性干擾素，達到抗病毒的目的，可以用于治療雞傳染性法氏囊病、仔豬圓環(huán)病毒病和病毒性流感。Liu等[14]從龍葵中分離出6種芪類化合物，并通過神經氨酸酶活性測定法進行了評價。在活性測定法中，6種芪類化合物均對3種流感病毒具有抑制作用，IC50值范圍為5.0～26.3mg/mL，表明了芪類化合物具有較強的抗病毒活性。

5.結語

天然芪類化合物具有多種生物活性，在人們日益注重自身保健的今天，開發(fā)利用含有芪類化合物的功能性產品具有實際意義。因此，應加大研究力度，充分利用現有技術，對天然芪類化合物進行全面深入的研究，要深入研究其制備和鑒定技術，以獲得純度更高、產量更高的天然芪類化合物；要深入研究天然芪類化合物功能活性以及構效機理，以獲得有關天然芪類化合物更多、更實用的數據，為天然芪類化合物開發(fā)利用提供更好的理論依據和技術支持，這也對促進我國國民經濟發(fā)展和提升人民健康具有現實意義。