食用花卉中的多酚類成分及生物活性研究進展

蔡霄英 龔茵茵

(1. 長沙理工大學化學與生物工程學院，湖南 長沙 410114；2. 湖南大學生物學院，湖南 長沙 410012)

花卉不僅可用于觀賞，還可食用及藥用[1-3]。人類擁有悠久的食花歷史，并積累了豐富的實踐經驗[4-5]。但是，對其科學合理性仍存在較大爭議，缺乏現代科學的試驗分析與論證。近幾年，隨著自由基學說的興起[6-8]，擁有較強抗氧化性的多酚類化合物逐漸得到重視[9]，對其的基礎研究愈發(fā)深入。作為含有豐富多酚類化合物的食用花卉正成為重點研究對象[10-13]。基于此，在參考衛(wèi)生和計劃生育委員會的相關規(guī)定([2002]51號)基礎上，結合目前的研究現狀，對幾種常見食用花卉(丁香、金銀花、菊花、槐花、紅花和玫瑰花)的多酚類成分及其生物活性的研究進展進行綜述，以期為食用花卉的科學食用提供理論依據。

1 食用花卉中的多酚類化合物

植物多酚是一類結構異常復雜的化合物，主要以苯酚為基本骨架，以苯環(huán)上的多羥基取代基為主要特征[14]。依據其分子量的大小及結構的差異，可分為單體多酚和多體多酚兩大類[15]。其中，單體多酚主要包括各種黃酮類化合物(黃酮、雙黃酮、異黃酮、黃酮醇、黃烷酮、黃烷醇、黃烷酮醇、查耳酮等)和各種酚酸類化合物(沒食子酸、鞣花酸、綠原酸等)，同時也包括了一些連接有糖苷基團的復合類多酚化合物(如花色苷、蕓香苷等)；多酚的多體統(tǒng)稱為單寧類物質，常將其分為水解鞣質和縮合鞣質(原花青素等)兩類(圖1)[16]。目前，對食用花卉中的單體多酚類化合物研究較多。

圖1 多酚類物質的分類

1.1 黃酮類化合物

黃酮類化合物泛指兩個苯環(huán)(A環(huán)與B環(huán))通過中央三碳相互聯結而成的一系列化合物[17]。根據中央三碳的氧化程度、是否成環(huán)、B環(huán)的聯結位置(2-或3-位)等特點，又將其分為多種結構類型[18]。食用花卉中的黃酮類化合物多為這些母體結構的衍生物，常見的取代基有—OH、—OCH3、—OCH2O— 及異戊烯基、伽啡酰基等(常見結構見圖2)[19]。同時，食用花卉中的黃酮類化合物多與糖結合以苷類的形式存在，少數以游離態(tài)(苷元)的形式存在[20]。

例如，但春[21]通過正、反相硅膠柱層析等各種分離手段從丁香花的乙醇提取物內得到了11個黃酮及其苷類化合物，經鑒定分別為：槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖醛酸甲酯、異鼠李素-3-O-β-D-葡萄糖苷、山萘酚-3-O-葡萄糖醛酸苷、3,5,3′,4′-四羥基-7-甲氧基黃酮、鼠李秦素-3-O-β-D-(6″-乙酰)葡萄糖甙、鼠李秦素-3-O-β-D-葡萄糖苷、山萘甲黃素、木犀草素、槲皮素、楊梅素和異槲皮苷；Ma等[22]從紅花中分離、純化出了8種黃酮類化合物，分別為：6-羥基山奈酚、山奈酚、槲皮素、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-7-O-β-D-葡萄糖苷、芹菜素、圣草酚和野黃芩苷；馮衛(wèi)生等[23]從金銀花中得到了5-羥基-7，3′，4′-三甲氧基黃酮、5-羥基-7，3′，4′，5′-四甲氧基黃酮、5-羥基-7，4′-二甲氧基黃酮、金圣草素-7-O-新橙皮苷、木犀草素-5-O-β-D-葡萄糖苷、3′-甲氧基木犀草素、5，3′-二甲氧基木犀草素、木犀草素-7-O-α-D-葡萄糖苷、木犀草素-7-O-β-D-半乳糖苷、傘花耳草素、芹菜素、忍冬苷和犀草素等黃酮類化合物；Yuki等[24]通過對10個玫瑰亞屬的120個分類群的玫瑰花中的黃酮類物質進行調查后發(fā)現，其含有6種山奈酚的苷類：3-蕓香糖苷(63%)、4′-葡萄糖苷(4%)、3-槐糖苷(60%)、3-葡萄糖苷(在99%分類群中都含有)、7-葡萄糖苷(94%)和3-鼠李糖苷(70%)；6種槲皮素的苷類：7-葡萄糖苷(90%)、4′-葡萄糖苷(4%)、3-葡萄糖醛酸苷(62%)、3-槐糖苷(69%)、3-葡萄糖苷(91%)和3-蕓香糖苷(63%)。Zhong等[25]通過高效液相色譜結合高速逆流色譜的技術又從玫瑰花瓣里分離純化了3種黃酮類化合物萹蓄苷、黃芪苷和胡桃苷。牛淑敏等[26]則于2006年從玫瑰花中分離出槲皮素，丁鳳偉[27]驗證了該成果，并對幾個不同品種玫瑰花的總黃酮含量進行比較研究，發(fā)現其并不存在顯著性差異。

圖2 主要的黃酮類化合物基本結構

而另一些食用花卉，不同品種間的黃酮種類與含量會存在一定的差異。菊花中主要的黃酮類化合物為有木犀草素，其他為香葉木素-7-O-β-D-葡萄糖、金合歡素-7-O-(6-O-乙酰)-β-D-葡萄糖苷、木犀草素-7-O-β-D-葡萄糖苷、金合歡素7-O-β-D-吡喃半乳糖苷、金合歡素-7-O-β-D-葡萄糖苷、藤黃菌素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、4′-甲氧基藤黃菌素-7-O-β-D-吡喃半乳糖苷、芹菜素-7-O-β-D-吡喃半乳糖苷、金合歡素、芹菜素-7-葡萄糖苷、香葉木素、芹菜素、刺槐苷、山奈酚異澤蘭黃素、槲皮素、黃琴苷和大波斯菊苷等[28]。谷彥杰等[29]對8種主要栽培類型菊花中的木犀草素含量進行測定，發(fā)現不同品種間的木犀草素含量存在一定差異，依次為：毫菊>滁菊>祁菊>貢菊>杭菊>濟菊>黃菊>懷菊。同時，不同花期的食用花卉所含的黃酮含量也存在差異，以金銀花為例，其銀花時含量可達 3.433%，金花次之(2.988%)，其次是白蕾(2.621%)，綠蕾中最低(2.539%)[30]。

可見，花卉的品種、花期均會對其所含有的黃酮類成分產生影響，研究時應區(qū)別對待。

1.2 酚酸類化合物

酚酸類化合物在食用花卉中較為常見，其中以綠原酸和咖啡酸等為主[31]，結構見圖3。

圖3 綠原酸和咖啡酸化合物結構

研究[32]表明，僅在金銀花中就有綠原酸、異綠原酸、綠原酸四乙酰酯、綠原酸甲酯、3-咖啡酰奎尼酸甲酯、5-二咖啡酰奎尼酸甲酯、3，5-二咖啡酰奎尼酸丁酯等多種酚酸類化合物。其中，異綠原酸是一種混合物，含有7種異構體，分別為：4，5-二啡酸酸奎尼酸、3，4-二咖啡酸酸奎尼酸、3，5-二咖啡酸酞奎尼酸、1，3-二咖啡酸酞奎尼酸、3-阿魏酞奎尼酸、4-阿魏酞奎酸、5-阿魏酸奎尼酸[33]。

同時，綠原酸被認為是金銀花在進行有氧呼吸過程經桂皮酸途徑形成的一種苯丙素類化合物，由奎尼酸和咖啡酸縮合而成[34]。在菊花中也有類似代謝途徑，其常見的酚酸為：綠原酸、4-O-咖啡酰基奎寧酸、5-O-咖啡酰基奎寧酸、1，5-O-二咖啡酰基奎寧酸、1，3-二咖啡酰基-epi-奎寧酸、3，5-二咖啡酰基-epi-奎寧酸、3，4-O-二咖啡酰基奎寧酸、3，5-O-二咖啡酰基奎寧酸、1-咖啡酰奎寧酸、3-咖啡酰奎寧酸、咖啡酸-4-葡萄糖苷、3，4，5-三咖啡酰奎寧酸、4-咖啡酰氧基-5-阿魏酰奎尼酸等[35]。

相較于黃酮類化合物，目前對食用花卉中的酚酸類研究的更為透徹，現在的研究方向更多偏向于應用方面。

2 食用花卉中多酚類化合物的生物活性

2.1 清除自由基的抗氧化活性

羥自由基、超氧陰離子和各種脂質過氧化物自由基均是在生物體內較為常見的自由基。這些自由基的產生途徑較為多樣，其中帶有成對電子的化學基團、分子、原子通過發(fā)生均裂或直接獲得一個電子轉變?yōu)閹鏀惦娮拥淖杂苫亲顬槌Ｒ姷耐緩街唬蝗梭w內許多需氧酶類(黃嘌呤氧化酶、NADPH氧化酶、黃素脫氫酶、葡萄糖氧化酶)等在催化反應時也都伴隨著自由基的產生；肌紅蛋白、血紅蛋白的自動氧化過程也伴隨著自由基的產生。可以說自由基的產生是伴隨著生命中各種反應的進行，是不可或缺的。但是過量的自由基則會對體內的脂肪、糖類、蛋白質和核酸等生物分子造成損害，導致組織損傷，細胞的凋亡或退化，引起包括癌癥、老化、免疫力下降及心血管疾病等一系列問題[36]。

食用花卉中多酚類化合物的多元羥基通過與自由基發(fā)生反應，阻斷其的鏈式反應，進而起到清除自由基，抗氧化的作用。徐良雄[37]對46種常見花卉的多酚含量與抗氧化能力的相關性進行分析，發(fā)現兩者呈顯著性正相關，且花瓣和花蕊是主要的抗氧化部位，其隨著花的發(fā)育、成熟及衰老，總體的抗氧化能力呈下降趨勢。Choi等[38]分別比較了金銀花不同極性部位(甲醇、二氯甲烷、乙酸乙酯和正丁醇)提取物的抗氧化活性，發(fā)現其中的乙酸乙酯萃取物能顯著地清除DPPH自由基和過氧亞硝基陰離子(ONOO-)，并抑制羥基自由基和活性氧(ROS)的產生。同時，以該活性為導向，成功地從乙酸乙酯部位中分離鑒定出木犀草素、異鼠李素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、原兒茶酸、木犀草苷、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷和咖啡酸等多酚類化合物。在菊花中也進行了類似研究，Kim等[39]通過各種分離純化技術成功地從菊花中得到了3，5-epi-DCQA和1-3-epiDCQA 2個新化合物，并證明其具有較強的清除超氧陰離子自由基的能力，甚至在黃嘌呤/黃嘌呤氧化體系內表現出比槲皮素更強的自由基清除能力。Niu等[40]通過HPLC-DAD-ESI/MSn和HPLC-DAD-DPPH技術，發(fā)現了菊花提取物中具有強自由基清除能力的化合物為咖啡奎寧酸，其的清除自由基活性達92.22%。同樣，Nguyen等[41]對菊科植物Chrysanthemumsinense花中的多種黃酮及咖啡酰奎寧酸類化合物進行了XOD 抑制活性的測定，結果表現為：4，5-二咖啡酰奎寧酸、木犀草苷、3，5-二咖啡酰奎寧酸、木犀草素、4，5-二咖啡酰奎寧酸甲酯和3，5-二咖啡酰奎寧酸甲酯等化合物的IC50均在一個數量級之內。其中，雙咖啡酰奎寧酸甲酯的活性明顯優(yōu)于雙咖啡酰奎寧酸；而黃酮苷元活性明顯高于黃酮苷。VanderJagt等[42]通過對美國新墨西哥洲的30種野生藥用植物的抗氧化能力進行比較后，發(fā)現除了巴拉圭茶外，玫瑰花的總抗氧化能力優(yōu)于其他植物。Gao等[43]的研究表明，玫瑰花中的抗氧化物質以多酚類化合物為主，結構為一種五倍子酸衍生物。

牛淑敏等[44]研究發(fā)現，玫瑰花中的抗氧化成分是通過清除過多的自由基，來保持細胞膜及其生物大分子結構的完整性，進而提高抗氧化系統(tǒng)中最重要的一類酶SOD的基因表達量，保持 SOD的高活性狀態(tài)。隨后，其通過體外抗氧化活性檢測法來追蹤玫瑰花中的抗氧化活性成分，并借助大孔樹脂、硅膠柱層析和半制備液相法等技術對該成分進行分離純化，得到了3，5，7，3′，5′-五羥基黃酮和3，4，5-三羥基苯甲酸2種多酚類化合物。姚育翠[45]則發(fā)現玫瑰花中的原花青素也具有較強的抗氧化能力，并在一定的條件下要強于VC。因而，玫瑰花多酚類提取物可被應用于油脂的貯藏，往豬油和花生油中添加0.04%的提取物時，豬油和花生油的貨架期分別延長了4，2個月，且和VC聯合使用時效果更佳[46]。

食用花卉清除自由基的抗氧化活性是目前研究的一個熱點，其基本的研究思路是：將食用花卉用不同極性的溶劑萃取→探究萃取物的清除自由基能力→以抗氧化能力為導向對該極性部位分離及純化→單體進行藥理試驗。

2.2 抗腫瘤活性

食用花卉通過多種途徑對不同腫瘤細胞產生抑制作用。玫瑰花甲醇提取物通過抑制組蛋白乙酞轉移酶的活性，來減少雄激素受體和組蛋白的乙酰化，從而減少雄激素介導的轉錄，進而抑制人類前列腺癌細胞系LNCaP的生長[47]。菊花提取物通過抑制異丙腎上腺素誘導的人肝癌細胞的有絲分裂來抑制肝腫瘤細胞的生長[48]。藏紅花素通過削弱12-O-14酰基磷酮-13乙酸鹽(TPA)對細胞蛋白磷酸化水平的刺激，并抑制TPA誘導的原癌基因表達，來抑制腫瘤[49]。Leung等[50]在抑制人肺鱗狀癌CH27 細胞時，采用了金銀花95%乙醇提取物結合光動力學的方法。結果發(fā)現，在金銀花提取物濃度(50～150 μg/mL)和光強度(0.4～1.2 J/cm2)一定時，會引起CH27細胞的凋亡，可能是通過金銀花提取物改變p38 相關信號通路及引起熱休克蛋白 27 的表達和分布。

當前，借助迅速發(fā)展的分子生物學技術，食用花卉的抗腫瘤活性研究取得了較豐富成果，研究的重點也逐漸轉向作用靶點等基礎問題。

2.3 調節(jié)心血管疾病

食用花卉對心血管疾病有一定的治療效果，孫昱等[51]發(fā)現野菊花具有調節(jié)心血管疾病的功效，并得到了包括(2S)圣草酚-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、(2S)-橙皮素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖醛酸苷、(2S)-圣草酚-7-O-β-D-吡喃葡萄糖醛酸苷、香葉木素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖醛酸井、槲皮素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、木犀草素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖醛酸苷和木犀草素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷在內的7個黃酮類化合物。藏紅花中的腺苷類化合物通過延長凝血酶原的生成時間和活化時間，來抑制膠原與二磷酸腺苷所導致的血小板聚集，加速纖維蛋白酶和尿激酶的纖維活性，進而降低全血比黏度，達到對冠心病的治療目的[52]。玫瑰花中的黃酮類化合物則通過清除四氧嘧啶糖尿病小鼠內的自由基來提高其的抗氧化能力，進而達到降低血糖水平的效果。

食用花卉具有一定的調節(jié)心血管疾病功效，因而其未來可作為保健食品原材料的一部分，但要注意劑量的控制。

2.4 其他生物活性

自由基導致的脂質過氧化損傷被認為是誘發(fā)包括炎癥、過敏和神經退化等多種疾病的基礎，因而食用花卉中的多酚類化合物對這些疾病也有一定的治療作用。研究[53]表明，金銀花的75%乙醇提取物能夠保護因二甲基亞硝胺所致急性肝損傷的大鼠，降低其的肝纖維化程度。謝新華等[54]則通過試驗探究了金銀花對IL-1β性發(fā)熱的解熱作用機理，其通過增加熱敏神經元的放電頻率和減少冷敏神經元的放電頻率，來逆轉因IL-1β而引起的溫度敏感神經元放電頻率的改變，從而達到清熱的功效。章李軍等[55]通過試驗證明了菊花的提取物木犀草素具有舒張血管的功效，并能抑制炎癥細胞內NQ及其誘導型合酶NOS的表達。張星海[56]則比較了不同品種菊花(滁菊、毫菊、貢菊、杭菊和懷菊)的抗炎效果，發(fā)現毫菊的抗炎作用最好，其可能的途徑是通過清除炎癥發(fā)生過程中產生的自由基。趙洪芝[36]則借助UPLC-Q/TOF分析儀器和螢光素酶報告基因檢測系統(tǒng)構建了用于篩選金銀花中具有NF-kB抑制活性成分的方法，并發(fā)現綠原酸為主要活性物。紅花的水溶性組分則被證明能夠抑制血小板的聚集，預防血栓形成，保護缺血后再灌注損傷心肌的作用[57]。同時，紅花的注射液能夠修復損傷后的脊髓組織功能及保護神經組織[58]。

Song等[59]深入研究了紅花提取物在脂多糖誘導人肺泡上皮A549細胞炎癥信號轉導中的作用，可能是通過抑制Myd88、TLR-4、ICAM-1、IL-6和TNF基因在mRNA和蛋白水平的表達和阻止白細胞對A549細胞的粘附進而抑制炎癥信號的轉導。西紅花中的西紅花苷-1能通過抑制去甲腎上腺素和多巴胺的再攝取來治療中度和重度抑郁癥，而另一活性物(藏花醛柰酚)則經抑制5-羥色胺的再攝取來達到療效[60-61]。

紅花對于糖尿病也有一定的療效。可能的作用途徑是：抑制蛋白激酶 Cθ磷酸化，從而抑制 c-Jun N 端蛋白激酶和核轉錄因子κB 抑制蛋白激酶β的激活，最終改善3T3-L1 脂肪細胞誘導的胰島素抵抗[62]。

3 結論

對食用花卉中的多酚類化合物合理利用，能夠在一定程度上預防一些因自由基生產和消除不平衡而誘發(fā)的癌癥、代謝綜合癥和神經系統(tǒng)退化等疾病，應給予重視。當前，對食用花卉的研究，主要集中于其活性成分單體上，而長期的食療經驗則說明，當食用花卉間配伍食用時，功效更佳，其所隱含的單體協同關系與功效之間的相關性尚需科學合理闡述，這將是未來研究的一個方向。