桑資源中黃酮類化合物的類型與功能及應(yīng)用

李文馨, 王雪雅, 陸 敏, 孫小靜

（貴州省蠶業(yè)研究所，貴州 貴陽 550006）

桑（MorusalbaL.）為薔薇目（Ro?sales）、?？疲∕oraceae）、桑屬（Morus Linn.）的多年生落葉木本植物，是一種兼具食用、藥用、觀賞、材用及生態(tài)應(yīng)用等利用價(jià)值的經(jīng)濟(jì)作物［1］，《本草綱目》等書籍中對桑資源的藥用價(jià)值等均有記載。我國不僅桑樹種植面積最廣，約有66.7 萬hm2［2］，同時種質(zhì)資源也最為豐富，品種超400 多個［3］。桑資源主要包括桑葉、桑枝、桑葚和桑黃等。近六年來國內(nèi)外關(guān)于桑資源生物活性物質(zhì)的報(bào)道逐漸增多，主要集中在黃酮類物質(zhì)、多酚、多糖和生物堿［4-6］，其中黃酮類化合物已從桑葉、桑枝、桑葚和桑黃等桑資源中發(fā)現(xiàn)。黃酮類化合物作為植物的次生代謝產(chǎn)物，廣泛存在于植物的花、莖和葉中［7］，其在不同領(lǐng)域均得到廣泛利用。在畜牧業(yè)生產(chǎn)中，其對提高牛和羊的生產(chǎn)力，雞肉和雞蛋的品質(zhì)，豬的生長性能、免疫能力和肉質(zhì)等有積極作用［8-10］。在食品工業(yè)中，因其具備抗氧化、抑菌功能而被廣泛用于食品防腐與保鮮［5，11-12］。在醫(yī)藥領(lǐng)域，已被用于治療人類心血管疾病，具有抗氧化、抗菌、抗炎和降血脂等功效［13］，同時以黃酮為主要成分的中成藥已廣泛應(yīng)用，并具有良好療效。如通過化學(xué)合成的乙氧黃酮（又名心脈舒通），具有擴(kuò)張冠狀血管、增加冠脈流量的作用［14］；基于黃酮類化合物結(jié)構(gòu)母核進(jìn)行藥物設(shè)計(jì)并研發(fā)而得的藥物，如抗過敏藥物色甘酸鈉和用于預(yù)防性治療哮喘、喘息性支氣管炎的奈多羅米等［15-16］已應(yīng)用多年。黃酮類化合物還能通過抑制人體酪氨酸酶活性，減少色素沉著，預(yù)防雀斑和黃褐斑等的形成，具有美白、保濕和抗炎的作用，且無毒無副作用［17-18］，因而在化妝品制造領(lǐng)域也得到應(yīng)用。

基于我國桑樹種植面積較大和種質(zhì)資源豐富的優(yōu)勢條件，結(jié)合黃酮類化合物在多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的良好前景，開發(fā)和利用桑資源中的黃酮類化合物，有利于提升我國桑資源的綜合效益，進(jìn)而促進(jìn)桑產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。目前針對桑資源中黃酮化合物的研究較少，為桑資源的綜合利用和桑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供借鑒，對桑資源分類、桑資源中黃酮類化合物的種類和生理功能進(jìn)行介紹。

1 桑資源分類

1.1 桑葉

桑葉是桑樹的主要產(chǎn)物。我國桑葉產(chǎn)量豐富，年產(chǎn)量超過1 500萬t［2］。桑葉被列入中華人民共和國國家衛(wèi)生健康委員會發(fā)布的《既是食品又是藥品的物品名單》，具有降血糖、抗炎、抗衰老、抗腫瘤、減肥等藥理作用［19］，同時可用于制作桑葉面、桑葉豆腐、桑葉果糖等功能性食品［20］。

1.2 桑枝

桑枝中含有多種生物活性成分，其中黃酮類化合物含量最高［21］。由于其不含對食用菌有害的物質(zhì)，也幾乎不存在農(nóng)藥殘留，常用作基料栽培食用菌［22］，如以桑枝為主要基料栽培靈芝等［23］。

1.3 桑葚

桑葚是桑樹的果實(shí)，又名桑椹子、桑椹等，顏色常見有紫黑色、白色、紅色等［24］。截至2020 年，我國已選育果桑品種60 余種，年產(chǎn)量超過60 萬t［25］。桑葚富含多種生物活性成分［26］，在食品工業(yè)中，桑葚可用于生產(chǎn)果汁、酒類、罐頭、果醬等，還可用于提取色素［27］。

1.4 桑黃

桑黃為多年生藥用真菌，又名桑黃菇、桑耳等，因其主要寄生、腐生于桑樹而得名［28］。除桑樹外，還可生長在楊樹、松樹、白樺樹等。桑黃主要功能成分為黃酮、多糖和萜類，具有調(diào)節(jié)免疫、抗腫瘤、抗氧化、抗菌等作用［29-30］。有研究對比不同樹種桑黃生物活性物質(zhì)含量發(fā)現(xiàn)，來源樹種不同的桑黃生物活性物質(zhì)含量差異較大，其中桑樹桑黃含量相對突出，其子實(shí)體多糖、黃酮及三萜含量均高于暴馬丁香樹、白樺樹等樹種［31］。

2 桑資源中黃酮類化合物的種類

桑資源中的黃酮類化合物主要可分為7 個大類共34 種。其中黃酮類7 種、黃酮醇類8 種、二氫黃酮類3 種、二氫黃酮醇類2 種、黃烷醇類8種、花色素類4種、查爾酮類2種。黃酮類化合物的種類和含量受植物種類、生長環(huán)境及成熟度等不同而有所區(qū)別。從黃酮類化合物的主要來源部位看，桑葉中以黃酮類和黃酮醇類為主，包括桑辛素、環(huán)桑素、山柰酚、異槲皮苷、蘆丁、桑色素等；桑枝中主要是黃酮類、黃酮醇類以及二氫黃酮類，如桑辛素、槲皮素、蘆丁、桑色素、二氫山柰酚等；桑葚中以花色素類和黃酮醇類為主，包括紫云英苷、蘆丁、桑色素、兒茶素、原花青素、矢車菊素-3-O-葡萄糖苷等［31-41］（表1）。

表1 桑資源中主要黃酮類化合物的種類及來源

3 桑資源中黃酮類化合物的生理功能

3.1 降血糖

有研究表明，桑葉黃酮類化合物能降低血糖，同時提高胰島素敏感性。蘇言輝等［42］通過飼養(yǎng)試驗(yàn)觀察桑葉黃酮對II 型糖尿病胰島素抵抗大鼠氧化應(yīng)激作用，并探討其改善胰島素抵抗的分子機(jī)制，發(fā)現(xiàn)與糖尿病模型組比較，桑葉黃酮治療組能降低病鼠胰島素活性和胰島素抵抗指數(shù)，提高胰島素敏感指數(shù)，降低空腹血糖和血清丙二醛含量，增強(qiáng)SOD 活性，認(rèn)為桑葉黃酮能改善II 型糖尿病胰島素抵抗大鼠高胰島素血癥，降低血糖，提高胰島素敏感性。THABTI 等［43］將桑枝黃酮類提取物應(yīng)用于II 型糖尿病大鼠，發(fā)現(xiàn)其具有非常顯著的降血糖作用。

3.2 抗氧化

抗氧化作用是黃酮類化合物的主要功能之一。王芳等［44］采用碘—硫代硫酸鈉滴定法測定黃酮類化合物對豬油的抗氧化活性發(fā)現(xiàn)，桑葉黃酮可明顯抑制豬油的氧化，經(jīng)純化工藝處理后的黃酮類化合物，其抗氧化效果顯著，是良好的天然抗氧化劑。錢驊等［45］對桑黃體外抗氧化能力，以及多糖、黃酮和多酚含量進(jìn)行測定發(fā)現(xiàn)，黃酮類化合物是桑黃的主要抗氧化物質(zhì)，其含量與桑黃的抗氧化活性呈正相關(guān)。除桑葉桑黃外，還有研究證實(shí)了桑枝黃酮抗氧化的作用機(jī)理［46］。

3.3 抑菌抗炎

劉凡等［47］通過比較桑黃液體發(fā)酵菌絲體的不同溶劑提取物及不同極性部位對5 種常見致病菌的抑菌作用發(fā)現(xiàn)，各極性部位的抑菌活性以乙酸乙酯萃取部位的為強(qiáng)，且其主要含有黃酮類化合物，推斷桑黃菌絲體的抑菌活性可能與其含有的黃酮類化合物有關(guān)。李帥帥［48］對桑黃乙醇提取物乙酸乙酯萃取層和正丁醇萃取層分離所得化合物進(jìn)行抗炎活性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，啤酒甾醇、3β，6β，16β三羥基-羽扇豆烷、乙基-α-D-半乳糖苷、女貞甙、橄欖苦苷、6，6′-二乙基鄰苯二甲酸二己酯在濃度為3 μM、10 μM 和30 μM 時可顯著抑制LPS 誘導(dǎo)的RAW264.7 產(chǎn)生NO、IL-6 和TNF-α的含量，從而減少炎癥反應(yīng)。MAHMOOD等［49］通過動物試驗(yàn)表明，桑枝黃酮對小鼠腫脹、浮腫、腹腔滲液等均具有良好抑制作用。章丹丹等［50］通過灌胃給藥試驗(yàn)證實(shí)，桑枝黃酮類具有良好的抗炎作用。其原理是桑枝總黃酮部分通過MAPK 中的ERK 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路抑制iNOS 基因和蛋白的表達(dá)從而抑制NO 的產(chǎn)量，提高細(xì)胞總抗氧化能力，同時下調(diào)COX-2、IL-1β、IL-6 等炎癥介質(zhì)和上調(diào)抗炎介質(zhì)HO-1的表達(dá)。

3.4 抗腫瘤

桑黃中的黃酮能直接作用于HepG-2 腫瘤細(xì)胞，抑制其增殖，并能調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力，從而間接達(dá)到抗癌作用。黃羅丹等［51］采用MTS 法檢測總黃酮的細(xì)胞活力及對小鼠成纖維細(xì)胞L929 細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞HepG-2 細(xì)胞的抑制情況，并使用流式細(xì)胞儀測定不同質(zhì)量濃度總黃酮對正常細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞的周期影響，發(fā)現(xiàn)不同質(zhì)量濃度總黃酮對小鼠成纖維細(xì)胞L929 細(xì)胞無抑制作用，對HepG-2細(xì)胞有直接抑制作用。近年隨著相關(guān)研究與醫(yī)療實(shí)踐的發(fā)展，桑黃越來越多地被作為化療藥物應(yīng)用于抗腫瘤治療。

4 小結(jié)

我國作為桑蠶大國，桑資源品種、種植面積及產(chǎn)量均穩(wěn)居世界首位，桑資源的進(jìn)一步開發(fā)利用前景廣闊，因而也亟待深入開展相關(guān)研究。近年來，桑資源中的黃酮類化合物及其功能的相關(guān)研究廣泛開展，但應(yīng)用研究相對較少，主要集中在畜牧業(yè)領(lǐng)域。桑資源中黃酮類化合物的種類、含量和功能一方面易受桑品種差異的影響，另一方面也受提取、貯藏、加工等技術(shù)因素的影響，提取純化工藝的不夠完善和成本較高等問題很大程度上制約其在食品、醫(yī)藥和化妝品等其他領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用與推廣。因此，未來不僅須對其藥理功效和作用機(jī)制作進(jìn)一步深入研究，同時應(yīng)在完善其提取、貯藏、加工等處理技術(shù)層面加大研究，從而提高其利用方式的合理性和利用率，促進(jìn)對桑資源的高效利用，推進(jìn)桑產(chǎn)業(yè)及其他行業(yè)應(yīng)用桑資源的發(fā)展。