紅景天屬植物抗氧化活性研究進展

趙江林，鐘靈允，張采瓊，彭鐮心，向達兵，鄒 亮，趙 鋼

(1.成都大學生物產業學院，四川成都 610106;2.成都大學醫護學院，四川成都 610106)

紅景天屬植物抗氧化活性研究進展

趙江林1，鐘靈允2，張采瓊1，彭鐮心1，向達兵1，鄒 亮1，趙 鋼1

(1.成都大學生物產業學院，四川成都 610106;2.成都大學醫護學院，四川成都 610106)

紅景天是一種珍稀藥食兼用植物，具有多種生理功能和藥理作用，是食品醫藥等領域的研究熱點之一.紅景天屬植物抗氧化性能突出，歸納介紹了與紅景天屬植物抗氧化活性相關的黃酮及其苷類、酪醇、紅景天苷、原花青素、多糖等各類活性成分的抗氧化性能及其作用機制，有利于為紅景天資源的進一步開發利用提供依據.

紅景天;抗氧化活性;黃酮;酪醇;紅景天苷

0 引言

紅景天屬植物為景天科多年生草本或亞灌木植物，全世界約有90種，主要分布在喜馬拉雅、亞洲西部至北部以及北美等地區.我國紅景天資源豐富，約有70多種［1］.紅景天是一種珍貴的藥食兼用植物，主要以其干燥根或根莖入藥.據《本草綱目》記載，紅景天具有扶正固本、醒腦明目、輕身益氣之功效.臨床上紅景天可用于預防高原反應，治療冠心病、心絞痛、心律失常等癥［2-3］.紅景天現已成為繼人參和刺五加之后，用于加強新陳代謝、調節生理機能的常用營養保健藥物，在航天醫學、保健醫學、老年醫學以及食品化妝品領域均有廣泛的應用前景.目前，以紅景天為原料科研人員已經開發出多種藥物和保健食品、美容化妝品等，如紅景天注射液，紅景天膠囊，紅景天口服液，紅景天飲料以及紅景天系列化妝品等制劑與產品［4-5］.眾多研究表明，紅景天屬植物抗氧化性能尤為突出，目前進行過抗氧化研究的紅景天屬植物包括薔薇紅景天、高山紅景天、狹葉紅景天、大花紅景天、圣地紅景天、四裂紅景天、長鱗紅景天、長鞭紅景天、庫頁紅景天、正紅景天、小叢紅景天等10多種.本研究主要對紅景天屬植物抗氧化活性化合物的主要類別及其抗氧化機制等方面進行綜述，旨在為紅景天屬植物資源的深入開發利用提供基礎依據.

1 紅景天抗氧化活性及其抗氧化機制

紅景天屬植物含有多種生物活性物質，其中與抗氧化活性相關的活性物質主要有:黃酮及黃酮苷、酪醇、紅景天苷、原花青素、多糖、肉桂醇及其苷類化合物絡塞琳和絡塞維.以及沒食子酸等.紅景天是良好的天然抗氧化劑，可以通過清除超氧陰離子自由基(·O2)、羥基自由基(·OH)、脂氧自由基、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(DPPH·)等，螯合金屬離子，抑制脂質過氧化，提高內源性自由基清除系統中關鍵酶類(超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)等)活性，從而降低細胞脂質過氧化程度，減少多余自由基造成的傷害.

1.1 黃酮及其苷類

黃酮類化合物為自然界中分布廣泛的酚性化合物，其基本母核為 2-苯基色原酮(2-phenylchromone)，具有2個苯環與1個C3部分橋接，C3部分可以是脂肪鏈，也可以是與C6部分形成的五元或六元氧雜環.許多黃酮類化合物具有抗氧化活性及清除自由基的能力.黃酮類化合物的抗氧化活性與其分子結構中羥基的相對位置、具有黃酮2-3位上不飽和雙鍵、C環吸電子性質以及與金屬離子絡合的能力等因素有關［6］.從紅景天屬植物中分離得到的黃酮及其苷類化合物主要有大花紅景天苷、小麥黃素、棉皮素-8-葡萄糖苷、草質素、4-甲氧基草質素、草質素-7-O-α-L-鼠李糖苷、草質素-8-O-α-L-鼠李吡喃糖苷、草質素-8-O-β-D-木糖-4-O-D-木糖苷、草質素-8-O-α-D-來蘇糖苷、山奈酚、山奈酚-7-O-α-L-鼠李糖苷、槲皮素、異槲皮素、異槲皮素葡萄糖苷以及蘆丁等［7］.

據相關文獻報道:紅景天總黃酮提取物可明顯提高衰老大鼠血清中SOD和GSH-Px含量，使丙二醛(MDA)含量降低，增強衰老大鼠抗氧化能力，具有延緩衰老的功效［8］;小叢紅景天總黃酮提取物具有抑制肝微粒體脂質過氧化的活性，其抑制中濃度(IC50)為59.6 μg/mL，與小叢紅景天提取物(60.7 μg/mL)基本相當，并高于迪諾康膠囊(125 μg/mL)及抗壞血酸(113 μg/mL)［9］;紅景天屬植物中的山奈酚及其苷山奈酚-7-O-α-L-鼠李吡喃糖苷、草質素-7-O-α-L-鼠李吡喃糖苷及大花紅景天素對DPPH自由基具有顯著的清除能力［10］;異槲皮苷和蘆丁苷在清除DPPH自由基、超氧陰離子能力和抑制脂質過氧化實驗中的IC50值分別為5.72和10.46，23.63和36.39，10.78 和 56.49 μg/mL［11］.

1.2 酪醇及紅景天苷

酪醇(p-羥基苯乙-2-醇，p-tyrosol)及其苷類化合物紅景天苷(對羥苯乙基-β-D-呲喃葡萄糖苷，salidroside)是紅景天藥材的主要活性成分，具有抗衰老、抗氧化、抗腫瘤、增強免疫以及改善心血管系統等多種生理活性［12］.研究表明，酪醇和紅景天苷都能夠有效清除羥基自由基，其IC50分別為10.84和18.97 μg/mL.同時，酪醇能夠激發過氧化氫酶活性，抑制脂質過氧化，降低真核細胞DNA氧化損傷，還能通過調節心肌細胞內SOD和GSH-Px活性來抑制自由基造成的損傷［13-14］.

李明正等［15］以倉鼠肺成纖維細胞(CHL)為實驗材料，先用不同濃度酪醇作用1.58 h，再加入0.4 mmol/L過氧化氫，導致CHL的DNA損傷，共同培養25 min，然后用單細胞凝膠電泳技術測定DNA鏈斷裂情況，分析酪醇的抗氧化損傷作用，結果表明，給10 μg/mL和20 μg/mL酪醇的預處理可使過氧化氫染毒細胞的拖尾百分率和DNA遷移長度顯著降低.楊德森等［16］采用線栓法制備大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷模型，觀察紅景天苷對腦缺血2 h再灌注24 h后缺血腦組織的能量物質三磷酸腺苷(ATP)、葡萄糖無氧酵解產物及體內自由基清除劑SOD、GSH和脂質過氧化產物MDA等的影響.結果表明，注射紅景天苷24.5 mg/kg和60 mg/kg組與缺血再灌注組相比，缺血腦組織內SOD活性和GSH活力明顯增高，MDA含量顯著降低，大鼠腦組織內ATP含量顯著升高，腦組織內乳酸含量明顯降低.此外，紅景天苷還有降血清過氧化脂的趨勢，能顯著降低肝臟過氧化脂的濃度，具有明顯的抗脂質過氧化物作用.相關研究還發現，紅景天苷的抗氧化活性與其糖苷配基和酚羥基有較大關系，酚羥基位置的變化會影響到紅景天苷的抗氧化活性［17-18］.

1.3 原花青素

原花青素(Procyanidins，PC)是由不同數量的單體縮合而成的聚多酚類化合物，其單體有(+)-兒茶素、(-)-表兒茶素、(+)-兒茶素沒食子酸酯和(-)-表兒茶素沒食子酸酯等幾種結構.這幾種單體通過C4-C8和C4-C6鍵合形成二聚體、三聚體或多聚體.通常將二～四聚體稱為低聚原花青素或寡聚原花青素(oligomeric proanthocyanidins，OPC)，將五聚體以上的稱為高聚原花青素或多聚原花青素(polymeric proanthocyanidins，PPC).原花青素分子含有較多活性酚羥基，能夠清除多種活性氧自由基，具有極強的抗氧化活性，其為目前公認的清除人體內自由基有效的天然抗氧化劑.紅景天屬植物中原花青素含量豐富，為紅景天藥材的活性中藥成分之一.研究發現，薔薇紅景天原花青素具有較強的清除DPPH自由基、羥自由基和亞硝酸根離子的能力，且清除效果均優于抗壞血酸;原花青素低聚物能有效對抗動物機體的脂質過氧化，經薔薇紅景天原花青素低聚物處理的小鼠外周血、心臟、肝臟、腦組織中的SOD、GSH-Px活性有所增加，MDA含量顯著下降;200、400 mg/kgbw劑量組可明顯提高上述組織中的GSH-Px活性，降低 MDA 含量［19］.

1.4 多糖

多糖(Polysaccharide)是由10個以上糖基通過糖苷鍵結合而成的代謝產物，在自然界中含量豐富，

分布廣泛.最新研究表明，植物多糖在抗腫瘤、抗衰老及抗氧化等方面都表現出獨特的生物活性.植物多糖能夠清除自由基，減少脂質過氧化產物MDA的生成量，增加 SOD、GSH-Px的活性等［20-21］.從多糖類型來看，具有抗氧化活性的多糖有中性多糖、酸型多糖、硫酸多糖以及糖蛋白等.紅景天屬植物多糖主要由阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、鼠李糖、木糖、半乳糖醛酸等單糖以不同比例組成［22-24］.研究發現，大花紅景天經乙醇脫脂，水提堿提后，鹽酸中和，乙醇沉淀得到的粗多糖對超氧陰離子自由基和羥基自由基均有清除作用［25］.

1.5 紅景天提取物

研究發現，不同極性提取物在清除自由基，抑制脂質過氧化，螯合金屬離子，提高內源性自由基清除系統中關鍵酶類活性等不同活性篩選模型中都表現出了較好的抗氧化活性［26］.總體而言，紅景天提取物比單獨某類化合物所表現出的抗氧化活性更強，推測可能與粗提物中各類抗氧化活性物質協同作用有關.例如，正紅景天根莖水提物對·OH、·、DPPH·及脂氧自由基都有較好的清除能力，其中清除羥基自由基IC50值為3.25 μg/mL，清除能力較維生素E(IC50值為4.00 μg/mL)強;清除 DPPH 自由基 IC50值為 5.56 μg/mL，清除能力較 2，6-二叔丁基對甲酚(BHT)(IC50值為5.74 μg/mL)強;清除超氧陰離子自由基IC50值為4.68 μg/mL;清除脂氧自由基IC50值為5.06 μg/mL;螯合金屬離子 IC50值為5.33 μg/mL 比維生素 E(6.13 μg/mL)高，但比槲皮素(3.12 μg/mL)低［27］.此外，高山紅景天乙醇提取物，大花紅景天水提物，圣地紅景天提取物，薔薇紅景天乙酸乙酯提取物，正丁醇提取物和水提取物對·OH和·O2-都表現出較好的清除能力［28-30］.張莉等［31］采用灌胃給藥法，研究高山紅景天浸膏對老年小鼠紅細胞SOD活力的影響，結果表明，高山紅景天劑量為2.8、1.4、0.7 g/kg時均能顯著增加老齡小鼠紅細胞的SOD活性，呈現出量效關系.1.6 其他成分

研究發現，紅景天屬植物中表現出抗氧化活性的物質還包括肉桂醇及其苷類化合物絡塞琳和絡塞維、沒食子酸、沒食子酸甲酯、沒食子酸乙酯、3，4，5-三羥基苯甲酸、咖啡酸、原兒茶酸等有機酸類、熊果苷及其衍生物 1-O-p-hydroxyphenyl-6-O-galloyl-β-D-glucopyralloside 等［32-33］.熊果苷具有還原三價鐵離子的能力，還原值為65.48 μg/mL.此外，肉桂醇和絡塞琳、絡塞維對羥基自由基也有一定的清除作用.從庫頁紅景天中分離到的沒食子酸表現出了較強的清除DPPH·能力［10］.而紅景天植物中分離到的2-(4-hydroxyphenyl)-ethyl-O-β-D-glucopyranosyl-6-O-β-D-glucopyranoside， p-hydroxyphenacyl-β-D-glucopyranoside等苯丙素類化合物也具有較好的清除DPPH自由基能力［35］.

2 展望

紅景天屬植物抗氧化性能突出，然而對紅景天抗氧化活性成分的研究，目前大多局限于紅景天提取物、總黃酮、多糖、總多酚以及酪醇和紅景天苷等少數特征性成分，對其中某一類型化合物的抗氧化活性研究相對較少;對紅景天揮發油、多酚化合物和多糖抗氧化活性方面尚缺乏深入研究，且研究多集中在各類成分的提取分離和鑒定等方面.因此，對于紅景天屬植物特定活性化合物的抗氧化活性作用，抗氧化活性中心(基團)，構效關系以及抗氧化機理等方面還需要進行全面系統的深入研究.此外，紅景天屬植物含有的黃酮、多糖、原花青素、酪醇及紅景天苷等抗氧化相關的活性物質，它們在生物體內的利用代謝情況各有不同，有可能被代謝分解而喪失活性，或者因為在體內濃度過低而導致清除自由基能力下降或喪失，對此則需要更進一步追蹤研究，以明確其在生物體內的抗氧化效應，從而有助于促進紅景天屬植物資源的合理開發利用，并提升其利用價值.

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Research Progress on Antioxidant Components of Rhodiola Sp.

ZHAO Jianglin1，ZHONG Lingyun2，ZHANG Caiqiong1，PENG Lianxin1，XIANG Dabing1，ZOU Liang1，ZHAO Gang1

(1.School of Biological Industry，Chengdu University，Chengdu 610106，China;2.School of Medicine and Nursing，Chengdu University，Chengdu 610106，China)

Rhodiola sp.is a pronounced medicinal and edible plant in China，which has various physiological activities and pharmacological actions.Plants belonging to Rhodiola genus have been a research focus in the field of food and medicine industry.Rhodiola sp.exhibits excellent antioxidant activity.The antioxidant components such as flavonoids and its glycoside，p-tyrosol，salidroside，procyanidins and polysaccharide，as well as their antioxidant mechanisms are concluded in this article，which can provide the basis for further exploring and utilizing the resources of Rhodiola sp.

Rhodiola sp.;antioxidant activity;flavonoids;p-tyrosol;salidroside

R284

A

1004-5422(2013)03-0211-04

2013-07-09.

四川省教育廳科研課題(12ZB174)、成都大學?？萍蓟?2012XJZ11)資助項目.

趙江林(1983—)，男，博士，講師，從事功能性食品開發與利用研究.