于 雪,胡文忠,金黎明,侯夢陽,李 鶴

(大連民族大學生命科學學院,遼寧大連 116600)

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核桃楸不同部位的活性物質(zhì)及藥用價值研究進展

于 雪,胡文忠*,金黎明,侯夢陽,李 鶴

(大連民族大學生命科學學院,遼寧大連 116600)

核桃楸是我國重要的藥源植物,具有良好的生物活性和藥用價值,其葉、果和皮均可入藥。本文對核桃楸皮、葉和果中的化學成分以及藥用價值進行了總結(jié),結(jié)合近幾年國內(nèi)外關于核桃楸揮發(fā)油、醌類化合物、多糖、蛋白質(zhì)和黃酮類化合物等的研究進展進行綜述,并介紹了核桃楸的抗腫瘤、抗炎抑菌和抗氧化等作用,旨在為研究核桃楸相關的藥用價值以及保健功能提供一定的理論依據(jù)。

核桃楸,化學成分,藥用價值

核桃楸(JuglansmandshuricaMaxim),又名胡核桃、羌桃、胡桃楸、山核桃等,是一種胡桃科的胡桃屬植物。核桃楸主要分布于我國東北的長白山、小興安嶺和遼寧東部、河北、山西等地,蘇聯(lián)的遠東地區(qū)、朝鮮北部也有分布,在我國東北是有名的三大硬闊之一,是非常重要的藥源植物,具有很高的開發(fā)價值[1]。核桃楸皮、核桃楸的青龍衣及未成熟的核桃楸果均可作為入藥的成分[2]。在我國民間早有記載,核桃楸葉具有改善人體的代謝以及強壯機體的藥理功能[3-4]。近幾年,國內(nèi)外一些研究人員結(jié)合體內(nèi)外的實驗,及生物學實驗等研究手段對核桃揪的化學成分和藥理活性進行研究,發(fā)現(xiàn)核桃楸粗提物和其所含的化學成分都具有很好的生物活性[5]。研究發(fā)現(xiàn)從核桃楸的皮、葉、果等各個部位提取分離出的活性成分含量及其相關功能性各不相同,如果仁中富含多種不飽和脂肪酸,已被開發(fā)成多種功能性油脂產(chǎn)品,其蛋白質(zhì)含量15%～20%,氨基酸種類齊全,氨基酸模式與人體的較為接近,所以可以用來研發(fā)具有良好開發(fā)利用和現(xiàn)實意義的脫脂餅粕蛋白產(chǎn)品[6]。核桃楸葉中富含豐富的鞣質(zhì)類化合物和黃酮類物質(zhì),在抗腫瘤[6]、抗炎抑菌[7]以及抗氧化等方面有顯著的藥理活性。核桃楸皮中富含豐富的醌類、揮發(fā)性成分可被廣泛應用于醫(yī)藥及食品深加工領域。本文從核桃楸皮、葉、果等實際應用部位出發(fā),對國內(nèi)外核桃楸的各部位活性成分及其相關研究成果做一綜述,旨在為該植物更深入的研究提供參考,同時為核桃楸資源的合理利用及相關產(chǎn)品的高效開發(fā)提供新的思路。

1 核桃楸皮中的化學成分

表1 不同方法提取核桃楸中的胡桃醌[11-13]Table 1 In order to extract the juglone of Juglansmandshurica maximis in different methods[11-13]

1.1 醌衍生物類

在中藥中把具有醌式結(jié)構的化學成分叫做醌類化合物,四種主要的類型為菲醌、苯醌、蒽醌和萘醌,目前的研究報道發(fā)現(xiàn)核桃楸皮中有十余種以上的萘醌及其苷類化合物[8]。其中胡桃醌(又名5-羥基-1,4-萘醌和5-羥基-1,4-萘二酮),α-1,4-萘,3,3′-雙胡桃醌,3,6′-雙胡桃醌等被研究的較多[9-10]。已有胡桃醌的提取工藝方法有超聲法、冷浸法、回流法和索氏提取法,比較而言,回流法提取胡桃醌的效果較好[11]。

1.2 揮發(fā)油

核桃楸皮中含有豐富的揮發(fā)油,其具有抗菌、消炎、抗腫瘤的生物學活性[14]。近年來有關于核桃楸皮中揮發(fā)油成分鑒定的報道鮮少,王淑萍[15]等采用水蒸氣蒸餾法對核桃楸皮中揮發(fā)油成分進行了提取,鑒定出揮發(fā)油成分包含烴、酮、呋喃、醇、胯、酚、酯七大類39種化合物。香豆素類、石竹烯類和倍半萜類,三類已被確認為藥用成分,可用在輕工醫(yī)藥業(yè)、合成香料和口服抗凝藥物。李金鳳[16]等通過對水蒸氣蒸餾法和汽汽萃取法進行比較,對核桃楸皮中揮發(fā)油成分進行了提取,其中汽汽萃取法提取出34種有效成分,而蒸汽蒸餾法只提取出19種有效成分。汽汽萃取法能夠提取出低沸點易揮發(fā)的成分,包括1,1-二乙氧基乙烷,順-Z-α-環(huán)氧化紅沒藥烯,異喹啉等成分。這一方法為后續(xù)提取核桃楸皮中低沸點揮發(fā)油類等生物活性成分提供了一定的理論依據(jù),為研發(fā)抗氧化、抗腫瘤、抑菌抗炎等保健功能產(chǎn)品的開發(fā)提供了一種新的方法。

1.3 多糖

有很多報道顯示,核桃楸皮中的多糖具有抑制肝癌細胞[17]、清除自由基[18]和保護肝臟損傷[5]等作用。梁啟超[19]等采用水提醇沉法提取鑒定出核桃楸皮中四種均一的多糖為核桃楸多糖-1、核桃楸多糖-2a、核桃楸多糖-2b和核桃楸多糖-3。雷濤[18]等采用索氏提取器乙醇回流提取核桃楸皮中的粗多糖,并分別對提取液的羥基自由基和超氧陰離子清除能力進行了研究,結(jié)果表明,核桃楸皮中的粗多糖可為臨床上研發(fā)抗氧化藥物提供一定的科學依據(jù)。

1.4 其他

核桃楸皮中的生物活性成分除醌類衍生物、多糖和揮發(fā)油之外還含有黃酮類、二芳基庚酸類化合物、鞣質(zhì)、多酚類等物質(zhì)。徐為峰等以核桃楸皮中檞皮素為標準品進行總黃酮含量測定方法的優(yōu)化,驗證核桃楸皮中黃酮類化合物中的主要藥效成分為檞皮素、異檞皮素和楊梅苷等[20-21]。在核桃楸皮中發(fā)現(xiàn)了3,3′-二甲氧基鞣花酸、山核桃酚和4,8-二羥基萘酚-1-O-β-D-[6′-O-(3″,5″-二甲氧基-4″-羥基苯甲酰基)]吡喃葡萄糖苷等多酚類物質(zhì)[22]。研究表明,黃酮類、多酚類等化合物具有良好的抗氧化、抗菌、抗炎等作用,可用在醫(yī)藥、化妝品和食品香料等行業(yè)[23]。

2 核桃楸葉中的化學成分

2.1 總鞣質(zhì)

鞣質(zhì)類成分的結(jié)構復雜,人工合成不易,目前國內(nèi)外主要從植物中提取。核桃楸皮中的總鞣質(zhì)含量僅次于蒽醌類和黃酮類化合物,核桃楸皮中總鞣質(zhì)的提取方法主要有回流法、超聲法和冷浸法,而關于核桃楸葉中總鞣質(zhì)的提取以及研究的報道甚少[24],尚作華[25]等通過對核桃秋葉的總鞣質(zhì)的大孔樹脂純化工藝的研究,實驗采用干酵素法對核桃楸葉中總鞣質(zhì)的含量進行測定,在760 nm處進行波長檢測。王添敏[26]等通過對核桃楸不同藥用部位的鞣質(zhì)進行測定,發(fā)現(xiàn)不同部位的鞣質(zhì)含量如表2,結(jié)果表明,核桃楸中鞣質(zhì)的含量大小為葉>根>莖>皮。核桃楸葉中的鞣質(zhì)含量豐富是否可以在臨床上作為抗腫瘤治療的輔助藥物,其具體的藥理作用還需要進一步的開發(fā)研究。

表2 核桃楸不同部位鞣質(zhì)的含量[26]Table 2 The content of tannin in Juglansmandshurica maximis’ different place[26]

2.2 黃酮類

核桃楸葉作為新的藥用部位,富含豐富的黃酮類物質(zhì),其中典型的代表化合物有槲皮素和山奈酚。謝健[27]等通過HPLC法測定了核桃秋葉中的槲皮素和山奈酚的含量,并比較了不同產(chǎn)地核桃楸葉中槲皮素和山奈酚的含量。這一測定方法的探究為后續(xù)研究槲皮素和山奈酚在抗腫瘤、抗氧化等活性提供一定的方法依據(jù)。任曉蕾[28]等采用75%乙醇回流法提取了核桃楸中的總黃酮物質(zhì)。實驗測得核桃楸中不同藥用部位的總黃酮含量因采收時間不同而呈現(xiàn)出不同,均呈現(xiàn)葉>皮>莖。孫墨瓏[29]等采用常規(guī)提取法、索氏提取法和超聲波提取法浸提了核桃楸中的總黃酮。通過對核桃楸葉中總黃酮的含量進行測定實驗,對核桃楸新的藥用部位進行功能產(chǎn)品研發(fā),可提升核桃楸藥用價值。

2.3 其他

核桃楸葉中除了含有黃酮、鞣質(zhì)等主要活性成分外,還含有沒食子酸和單寧等成分。尚作華等[30]采用HPLC方法測定核桃楸葉中沒食子酸的含量為1.469～1.482 mg/g。昝志惠等[23]采用磷鉬酸—磷鎢酸比色法對核桃楸葉中的單寧進行了測定,并就其抗氧化活性進行了實驗,結(jié)果表明核桃秋葉中的單寧具有較強的抗氧化性。核桃楸葉中富含藥用活性成分,可在機體抗氧化等方面進行藥物研發(fā)。

3 核桃楸果的化學成分

3.1 蛋白質(zhì)

目前國外關于核桃楸的研究主要集中在過敏原、核桃楸根、皮、葉方面的提取物,核桃楸種仁蛋白的研究鮮有報道,在國內(nèi)雖有關于核桃楸蛋白提取工藝條件優(yōu)化的相關文獻報道,但是對核桃楸蛋白水解肽的抗氧化性研究鮮少,孫琳琳[31]通過堿提酸沉法對核桃楸種仁中的蛋白進行了提取,在優(yōu)化提取工藝后采用Osborn[32]法對蛋白組分進行分析,初步確定谷蛋白為核桃楸種仁蛋白的重要組分。同時對其進行了抗氧化性實驗,核桃楸種仁分離蛋白酶解產(chǎn)物對DPPH和ABTS具有較強的清除作用,這一實驗的研究為開發(fā)新的植物源型抗癌活性產(chǎn)品提供了一定的理論基礎,可以用來制作具有抗癌性類的保健品。李京京[33]等采用Shotgun 蛋白質(zhì)組學方法對核桃楸種仁提取出的蛋白進行組分分析,鑒定識別出61個蛋白質(zhì),并就其具有功能作用的分子進行了分類。可進一步對核桃楸種仁的醫(yī)藥價值進行研發(fā),開發(fā)新型的功能食品。

3.2 核桃楸油

核桃楸種仁中不僅含有豐富的蛋白質(zhì)和氨基酸,同時還含有硬脂酸、棕櫚酸和豆蔻酸三種飽和脂肪酸,還含有亞麻酸、油酸、亞油酸和花生四烯酸等不飽和脂肪酸,可用來降低血液中膽固醇的含量,防止動脈粥樣硬化和心腦血管疾病[34]。核桃楸種仁油的提取方法主要有有機溶劑浸提法、壓榨法、水酶法、水劑法和超臨界溶劑萃取法[33],寧宇[35]等采用超聲輔助法提取核桃楸種仁油脂,并對其脂肪酸組成進行了分析,確定核桃楸油中不飽和脂肪酸的含量達80%。核桃楸油富含豐富的不飽和脂肪酸,既可以作為輔助治療血栓的藥物,也可作為高級食用油,同時又能開發(fā)保健產(chǎn)品。

3.3 其他

周媛媛等[35]先后通過硅膠柱色譜和大孔吸附樹脂分離出核桃楸果皮中37種化合物,其中豆甾-5-烯-3β-醇、豆甾-4-烯-3-酮、(24R)-5α-豆甾烷-3,6二酮、二氫去氫二愈創(chuàng)木基醇、內(nèi)消旋二氫愈創(chuàng)木脂酸、松柏醇-9-O-β-D-葡萄糖苷、massonianoside D、5-羥基-3,7,3′,4′-四甲氧基黃酮、(2S)-5,7,4′-三羥基二氫黃酮、對甲氧基苯乙酸、對苯二酚、達瑪烷-20,24-二烯-3β-醇、2α,3β,23-三羥基-12-烯-28-齊墩果酸、2α,3β-23-三羥基-12-烯-28-熊果酸、齊墩果酸、熊果酸為首次從胡桃屬植物中分離得到[35-36]。

4 藥用價值

4.1 抗腫瘤性

大量的報道顯示核桃楸提取物具有良好的抗腫瘤性,Zhu[37]等對核桃楸提取物進行體外培養(yǎng)EVC-304細胞實驗,驗證核桃楸提取物對由內(nèi)源過氧化氫誘導的細胞損傷和凋亡是否有抑制作用,實驗表明,EVC-304細胞的內(nèi)源過氧化氫減少,早期細胞的凋亡比例增加,說明核桃楸對保護內(nèi)源性過氧化氫誘導的細胞損傷和凋亡有顯著作用。Xu[38]等對核桃楸皮提取物胡桃醌進行了分子實驗,通過MTT法檢測得出胡桃醌對雄激素敏感的前列腺癌細胞LNCaP有誘導抑制作用。這項實驗結(jié)果的公布為后續(xù)研發(fā)治療前列腺癌疾病奠定了基礎,為后續(xù)分子機制的研究提供了理論指導。Yao[39]等核桃楸樹皮中分離出一種天然蒽醌1,5-二羥基-9,10-蒽醌-3-羧基酸(JC),通過對JC結(jié)構活性關系的實驗研究,發(fā)現(xiàn)JC對HepG2(肝癌)細胞的抑制作用明顯,且與JC呈劑量關系,JC抑制HepG2細胞增殖與S期阻滯有關,降低增殖標記Ki67蛋白的表達,可明顯通過增加染色質(zhì)凝聚和DNA片段引起HepG2細胞凋亡的作用,結(jié)果表明JC可以有效的抑制增殖、誘導肝癌HepG2細胞凋亡。近來有報道指出,從核桃楸中分離出兩種新的萘化合物,分別鑒定為4-丁氧基-5,8二羥基-3,4-二氫-萘酚和4-乙氧基-5,8-二羥基-3,4-二氫-萘酚,二者在抗腫瘤上有顯著的功效,可為進一步研發(fā)新型的抗腫瘤藥物制劑[40]。

4.2 抗炎抑菌性

核桃楸不同部位具有不同的藥理特性,核桃楸葉不同極性部分具有不同的抗菌作用,有研究報道,核桃楸葉有機石油醚相萃取物對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和綠膿桿菌的有最低濃度的抑菌作用效果最好,最低濃度分別為5.0、2.5、5.0 mg/mL[41]。核桃和核桃楸同屬于胡桃屬植物,孫廣仁等[42]采用室內(nèi)模擬實驗、平板菌落計數(shù)法測得核桃楸青果皮對空氣中的表皮葡萄球菌、黃色葡萄球菌、豬霍亂沙門氏菌、肺炎球菌、痢疾志賀氏菌5種人類致病細菌有抑制作用。核桃楸葉乙醇提取物及其乙酸乙酯萃取物對楊樹葉枯病和樟子松枯梢病均有抑菌活性[43]。核桃楸葉和青果皮中不同的提取物對不同種類的致病菌有不同的抑菌作用。這一抑菌活性可用來開發(fā)新型的抑菌制劑以用于果蔬等的殺菌。

4.3 抗氧化性

雷濤等[18]研究核桃楸皮粗多糖體外清除自由基的能力,實驗采用羥基自由基和超氧陰離子分別檢測了核桃楸皮粗多糖的體外清除自由基的能力,當樣品濃度為1.87 mg/mL時,羥基自由基清除率可達到78.2%,超氧陰離子的清除率可達71.4%。昝志惠等[23]研究核桃楸外果皮和葉中的單寧體外清除羥基自由基、超氧陰離子和亞硝酸根離子的能力,比較了對三種自由基的清除效果,結(jié)果表明清除3種自由基的IC50值大小順序為:超氧陰離子>羥基自由基>亞硝酸根離子,其中清除超氧陰離子的IC50值分別為4.62 mg·mL-1。孫琳琳等[31]研究了核桃楸種仁分離蛋白酶解產(chǎn)物對羥基自由基和超氧陰離子的清除能力,在加酶量為4510 U/g,底物濃度為4.6%時對羥基自由基和超氧陰離子清除率可達到90%以上。核桃楸的外果皮、種仁以及葉中均含有豐富的抗氧化成分,是一種天然的抗氧化劑,醫(yī)藥價值前景開闊,相關的抗氧化保健藥物有待開發(fā)。

5 結(jié)語

核桃楸作為一種傳統(tǒng)的中藥植物,分布廣泛,資源豐富,是其未成熟果皮、根皮、外殼及葉片均可入藥,因此有較大的開發(fā)潛力。近年來,隨著人們對天然藥物成分的關注,核桃楸皮中胡桃醌的抗氧化、抗菌、抗腫瘤和抗炎作用的相關報道越來越多。而目前核桃楸產(chǎn)業(yè)在我國的發(fā)展面臨著核桃楸產(chǎn)品資源利用率低、品種單一的問題,而核桃楸種仁中富含豐富的亞麻酸和亞油酸,可以用來研發(fā)高級食用油,可防止皮膚的老化。核桃楸的葉以及青皮的提取物和核桃一樣具有豐富的營養(yǎng)物質(zhì),可用來研發(fā)罐頭、蛋白粉等食品,充實核桃楸產(chǎn)品的市場。隨著核桃楸各化學成分被陸續(xù)鑒定出,各反應機理已被研發(fā),在未來可以在優(yōu)化加工工藝的基礎上將核桃楸產(chǎn)品的生產(chǎn)進行多元化。核桃楸的皮、葉、果以及根莖均具有藥物活性,依據(jù)不同藥用活性進行相關保健產(chǎn)品的研發(fā)具有良好的開發(fā)前景。

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Research of the progress in bioactive substance and medicinal value of different parts ofJuglansmandshuricaMaxim

YU Xue,HU Wen-zhong*,JIN Li-ming,HOU Meng-yang,LI He

(College of Life Science,Dalian Nationalities University,Dalian 116600,China)

Juglansmandshurica maximisisanimportantmedicinalplantinChinawithgoodbiologicalactivityandmedicinalvalue.Allitsleaves,fruit,andskincouldbeusedasmedicine.Atfirstthechemicalcomponentandmedicinalvalueofitsleaves,fruitandskinweresummarized.Thenthispaperfurtherstatestheirvaluesonthebasisofresearchonwalnutcatalpavolatileoil,quinonecompounds,polysaccharides,proteinsandflavonoidsathomeandabroadinrecentyears.Besides,Juglansmandshuricamaxim’smedicinalfunctionssuchasresistingtumor、resistinginflammationandantibacterialandresistingoxidationwerelistedclearly,too.IttriedtoprovideatheoreticalbasisforthedevelopmentofJuglansmandshuricamaxim’srelatedmedicinalvalueandhealthcarefunction.

Juglansmandshurica maxim;chemicalcomposition;medicinalvalue

2016-05-10

于雪(1990-)，女，在讀碩士，研究方向：食品加工與質(zhì)量安全控制,E-mail：yuxuedlnu@163.com。

*通訊作者:胡文忠(1959-)，男，博士，教授，研究方向：食品加工與質(zhì)量安全控制，E-mail：hwz@dlnu.edu.cn。

國家自然科學基金項目(31471923);中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金重大項目(DC201501020101)。

TS255.1

A

1002-0306(2016)21-0368-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.21.063