丁香的化學成分與藥理作用研究進展

李莎莎,李 凡,李 芳,張景霞,毛阿娟,王衛鋒*

(1.陜西省中醫藥研究院，西安 710003；2.陜西中醫藥大學，咸陽 712046)

丁香(Eugeniacaryophyllata)為桃金娘科蒲桃屬雌性同體植物，花蕾和果實均可入藥，花蕾稱公丁香或雄丁香，果實稱母丁香或雌丁香[1-2]，主產于桑給巴爾、斯里蘭卡、印度尼西亞等地，因其具有較高的藥食兩用價值，我國廣東、海南等沿海地區也相繼引種栽培。丁香始載于《藥性論》，其味辛，性溫，歸脾、胃、肺、腎經，具有溫中降逆、補腎助陽的功效，傳統中醫藥主要用于治療脾胃虛寒、呃逆嘔吐、食少吐瀉、心腹冷痛和腎虛陽痿等癥[3]。現代醫學研究表明，丁香具有抗氧化、抗炎鎮痛、抗腫瘤、促進透皮吸收等作用[4]。其悠久的藥用和食用歷史，被國家列入第一批藥食兩用名單，具有極大的開發潛力和價值。

本文對丁香的化學成分、藥理作用及應用進行了綜述，以期為丁香的相關研究與產品研發提供參考。

1 丁香的化學成分

丁香的化學成分主要包括揮發性成分與非揮發性成分2類。近年來已報道的揮發性成分有320余種，主要包括丁香油、丁香酚等；非揮發性成分有91種，包括黃酮類、甾體類、三萜類、鞣質等，見表1。

表1 丁香的主要化學成分

1.1揮發性成分 丁香油是丁香中主要的揮發性成分，是從丁香干燥花蕾中提取的揮發油，呈透明澄清的黃色液體，氣味濃郁，成分復雜。曾瓊瑤等[5]采用不同提取方法獲得丁香油，主要含有酚類、酯類、烯烴類等化合物。從超高壓提取的丁香油中鑒定出14種化合物，主要成分為丁香酚(75.075%)、乙酸丁香酚酯(7.350%)、β-石竹烯(11.886%)和α-蛇麻烯(1.572%)，這4個成分占揮發性成分的97.494%。在丁香揮發油中，除了上述化合物外，還含有單萜、倍半萜烯類、芳香族化合物及少量小分子脂肪族化合物。丁香油的化學成分和相對含量均因其產地、品種、采收時間及提取過程的不同而存在差異[6]。

1.2非揮發性成分 丁香的非揮發性成分主要是黃酮、酚酸、有機酸及微量元素等。其中黃酮類含量最高[7]，但春等[8]從丁香乙醇提取物中分離純化出34個化合物，其中包括11個黃酮及黃酮苷、2個色酮苷、7個三萜、2個酚苷、3個鞣質、2個神經酰胺，此外，還有香草酸、5-羥甲基糠醛、2α,3β,19α,23-四羥基烏蘇-12烯-28-酸、對-羥基-反式肉桂酸、3,3′,4′-三甲基鞣花酸-4′-O-β-D-葡萄糖苷和iotroridoside-B。高璐[9]采用高速逆流色譜法從公丁香中分離得到5,7-二甲氧基-2,6-二甲基色原酮，首次通過核磁數據表征出其結構信息，并首次報道了丁香中的化合物 5,7,3′,4′,5′-五甲氧基黃酮。劉洪宇等[10]從丁香水提物中分離得到槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖醛酸苷6″-甲酯、槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸苷、槲皮素-3-O葡萄糖苷、丁香酚-β-蕓香糖苷和楊梅酮5個化合物，其中前4個化合物均為首次從該屬植物中分離得到。

2 藥理作用

現代藥理學研究表明，丁香具有抗菌消炎、解熱鎮痛、抗氧化、抗腫瘤等多種藥理作用。

2.1抗菌作用 丁香對金黃色葡萄球菌、白色假絲酵母菌、大腸桿菌及單增李斯特菌等具有較強的抗菌作用[11]。丁香油活性成分中，350 mg·L-1的丁香酚和 300 mg·L-1的乙酰基丁香酚可完全抑制青霉菌的生長，但β-石竹烯對青霉菌無抑制效應[12]。丁香發揮抗菌作用的機制主要是丁香酚等酚類物質對細胞膜的滲透性和不可逆地破壞質膜的完整性[13]。Wang Y等[14]研究表明，丁香的抗真菌作用可能與下調eEF1A蛋白表達有關。

2.2抗炎鎮痛作用 丁香在醋酸扭體、福爾馬林以及熱板實驗中均表現出顯著的鎮痛作用[15]。丁香水提物在體外通過作用于髓過氧化酶，抑制金屬蛋白酶的活性和產生活性氧(ROS)發揮其抗炎活性，同時可減輕脂多糖誘導的小鼠肺部炎癥，降低金屬基質蛋白酶2(MMP-2)和金屬基質蛋白酶9(MMP-9)的活性[16]。從丁香乙酸乙酯提取物中分離得到的齊墩果酸及其衍生物具有顯著的鎮痛和抗炎作用[17]。丁香酚可通過抑制核因子κB(NF-кB)通路參與免疫調節和抗炎活性，通過影響溫度敏感神經元的放電活動達到解熱的作用[18]。丁香油可通過上調環氧化酶2(COX-2)的表達來緩解完全弗氏佐劑注射大鼠誘發的關節腫脹和熱痛覺過敏[19]。

2.3抗氧化作用 丁香對超氧陰離子自由基[半數抑制質量濃度(IC50)=175.73 mg·L-1]及低密度脂蛋白(LDL)糖基化終產物和戊糖素具有較好的抑制效果[20-22]。丁香的石油醚相(丁香酚)和乙酸乙酯相均可提高高脂小鼠的總膽固醇值，還可增強高脂小鼠脾細胞的抗氧化能力和白細胞介素-2(IL-2)水平[23]。Hemalatha R等[24]采用丙酮、氯仿或甲醇等不同溶劑提取丁香非油類成分，發現甲醇提取物抑制1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除活性最強。丁香非油類成分各極性相能不同程度地抑制低密度脂蛋白氧化過程中脂質、蛋白及脂質氧化產物修飾蛋白的變化，抑制LDL熒光光譜特性變化。其中乙酸乙酯相對LDL氧化抑制作用最強，且抑制效果與濃度成正比[25]。丁香總黃酮對 DPPH自由基的清除效果隨著濃度升高而逐漸增加[26]，其總多酚、總黃酮含量高低是各極性相對LDL脂質氧化修飾抑制效果產生差異的原因[27]。

2.4抗腫瘤作用 丁香對人體結腸癌、乳腺癌、肝癌、胃癌等細胞增殖均有抑制作用，且其抑制作用具有時間和劑量依賴性。主要機制是通過上調細胞內促凋亡蛋白[B細胞淋巴瘤-2家族相關X蛋白(Bax)、天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)]的表達，下調細胞內抗凋亡蛋白(Bcl-2)的表達誘導癌細胞凋亡[28]。也有研究表明，熒光磁性納米粒與丁香提取物聯合使用可濃度依賴性地誘導腫瘤細胞凋亡，且抑制作用強于單獨使用[29]。

2.5神經保護作用 沉默信息調節因子1 (SIRT1) 可通過去乙酰化作用修飾RelA/P65的殘基，抑制NF-κB的活性，從而減少神經元凋亡，在神經保護過程中發揮重要作用。丁香能上調阿爾茲海默病患者SIRT1的表達，可預防Aβ25-35對神經膠質瘤細胞的神經毒性作用[30]。丁香酚可通過調節下丘腦-垂體-腎上腺皮質和腦內單胺系統發揮抗應激作用，達到減輕東莨菪堿誘導的大鼠健忘癥及大鼠海馬膽堿能功能障礙、谷氨酸-中性粒細胞毒性和線粒體功能障礙[31]。

2.6殺蟲作用 丁香具有很好的殺螨蟲活性[32]，對赤擬谷盜蛹羽化有明顯的抑制作用，使赤擬谷盜蛹無法羽化而死亡，對赤擬谷盜成蟲有致死作用，致死時間隨赤擬谷盜成蟲壽命的不同而存在差異[33]；丁香揮發油及丁香酚對野外采集的瘧蚊也具有很好的殺滅作用，且丁香揮發油的作用強于丁香酚[34]。

2.7其他作用 丁香還具有促進透皮吸收[35]、促進傷口愈合[36]、降血脂、保肝等作用[37]。丁香及其主要成分單體A很有可能通過抑制酪氨酸磷酸酶(SHP-1)與蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)的活性，進而激活胰島素信號通路，從而對2型糖尿病起到一定的治療作用[38]。丁香提取物可提高精子的活力以及附睪和精囊的分泌活性，也可以顯著提高牛生殖胚囊的發育速度和質量[39]。丁香揮發油可通過細胞解毒激活假絲酵母菌的防御機制，從而可用于預防假絲酵母菌非生物表面定植[40]。

3 丁香的產品研發

丁香的花蕾、果實、枝、葉各部位的主要抗營養因子含量均處于食品或飼料的正常范圍，適合開發成食品或飼料[41]。丁香作為一種藥食兩用植物，在日常生活中已被廣泛應用于藥品、食品、化妝品等多個領域。

3.1藥品 丁香具有非常廣泛的藥理活性。目前對丁香的研究主要集中在其揮發油對消化系統、血液系統及神經系統等方面的作用。在中醫處方中(十香止痛丸[42]、牙痛藥水[43])主要作為治療脾胃虛寒、心腹冷痛、牙疼的代表藥。丁香揮發油對角膜潰瘍多藥耐藥菌株具有較高的抗菌活性，有助于治療眼部細菌感染，減少常用抗生素可能引發的不良反應[44]。在2型糖尿病大鼠的日常飲食中添加丁香牙，可延緩碳水化合物消耗、保護肝臟免受損傷、改善血脂和膜完整性、抑制氧化應激，從而提高血糖穩態[45]。

丁香在口腔科的應用越來越得到臨床的肯定與證實。丁香酚可減少牙髓干細胞中成骨細胞的分化[46]，抑制牙齦卟啉單胞菌的生長和生物膜的形成，可作為有效預防牙周炎的抗菌添加劑，常應用于口腔護理制劑中[47]。Rathinam P等[48]研究發現，丁香提取物(700 μg·mL-1)對導管相關尿路感染患者臨床分離株(P.aeruginosaRRLP1)具有較強的抗毒性和抗生物膜活性(48.35%±2.1%，P<0.001)，可作為治療尿管相關性尿路感染的替代藥品。

3.2食品 丁香中的抑菌因子與微生物某些酶的活性基團結合，能夠破壞菌體的正常代謝功能，從而影響菌體的生長。丁香作為調味品中常用的香辛料之一，對多種霉菌、酵母菌、細菌等食品的腐敗菌及致病菌具有較強的抑制作用和殺滅效果，同時能降低亞硝酸鹽含量并阻斷亞硝胺合成[49]，具有較強的抗氧化性能及較好的熱穩定性和酸堿穩定性，且無任何化學殘留及毒性和不良反應，符合人們對食品保鮮的綠色、環保要求，是果蔬、肉制品保鮮行業很好的選擇。

3.3化妝品 丁香中的多種成分都具有抗氧化作用，能有效防止色素堆積，延緩皮膚衰老，除了應用于面部皮膚美容及皮膚用化妝品領域外，還可用于洗發水、發膜、護發素等發用化妝品中。將丁香復配物添加至乳液中進行防腐實驗，結果發現，當其質量濃度為4.76 g·L-1時，對實驗乳液體系的各實驗菌均有良好的滅活效果，并明顯優于相同質量濃度的苯氧乙醇[50]。

丁香在醫藥、食品、化妝品等行業中應用廣泛，在其他一些領域也有應用，如可作為園林觀賞樹木，其芳香氣味不僅能緩解壓力，還能驅除蚊蟲；在農業上可作為植物源殺蟲劑和抑菌劑[34]。

4 小結

丁香作為藥品，在我國傳統中醫體系中被廣泛應用于治療牙齦腫痛、脾胃虛寒、心腹冷痛和腎虛陽痿等癥。在蒙醫藥中丁香是鎮“赫依”藥物，稱為命脈良藥。且臨床上偏向于應用在“赫依”以及由“赫依”引起的心臟和脾臟等方面的疾病，但其活性成分和作用機制尚不明確，還需進行深入研究。

丁香的食用價值也具有極大的開發潛力，它不僅可作為調味劑，還可制成藥茶、保健品等。丁香藥茶的保健功效已眾所周知，但過量飲用可引起毒性和不良反應，故丁香在藥茶中的安全用量及如何配伍其他中藥來達到藥效最大化將成為后續研究的熱點。

目前，在護膚品中添加藥用植物天然原料已成為化妝品研發的主流。以丁香成分為主要原料的花露水、護發素和牙膏等已上市。但丁香作為添加劑在化妝品中的用量與安全性還有待進一步研究。

綜上所述，丁香作為藥食兩用的中草藥廣泛應用于治療消化系統疾病，且歷史悠久。近年來，對丁香化學成分、藥理作用等有了一定的研究，但對于丁香產品的開發還有待深入研究。