杜仲雄花活性成分及其生物活性研究進展

岳芽，胡競月，譚欣，徐鶯，莊國慶，時小東*

（1.成都大學 食品與生物工程學院 農業農村部雜糧加工重點實驗室，四川 成都 610106；2.四川大學生命科學學院，四川 成都 610064；3.四川省林業科學研究院，四川 成都 610081）

杜仲（Eucommia ulmoides）為杜仲科的單一種屬植物，在《神農本草經》和《本草綱目》等古書中均有關于杜仲藥用功效的描述。作為“三木藥材”，杜仲適應性強，在我國分布范圍較廣，且具有多種活性成分和藥用價值[1-2]。杜仲為雌雄異株木本植物，其雄花粉是一種珍貴的藥食兩用花粉資源，含有大量的活性物質，已經被列入新資源食品目錄之中[3-4]。杜仲雄花吸引了許多科研人員對其成分、功能和綜合利用等方面進行研究。本文對杜仲雄花主要活性成分及其功能等進行綜述，旨在為杜仲雄花的開發和綜合利用提供參考。

1 杜仲雄花活性成分

杜仲雄花活性成分豐富，主要為黃酮類、萜類、苯丙素類、礦物質和維生素等。

1.1 黃酮類化合物

黃酮類化合物是一類廣泛存在于植物中的天然化合物，具有多種生物活性功能[5]。杜仲雄花中含有豐富的黃酮類化合物。杜慶鑫等[6]采用AlCl3比色法測定出杜仲雄花中總黃酮含量為21.99 mg/g。楊海濤等[7]采用超聲輔助醇提取法提取杜仲雄花的總黃酮，提取率為2.46%。丁艷霞等[8]運用多種色譜技術對杜仲雄花中的黃酮類物質進行分離純化，分離出10 種黃酮類化合物，分別為柚皮素、槲皮素、槲皮素-3-O-α-L-阿拉伯糖基（1→2）-β-D-葡萄糖苷、異槲皮苷、江戶櫻花苷、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖基（1→2）-β-D-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-β-D-（6″-O-乙酰基）-β-D-葡萄糖苷、蘆丁、異鼠李素-3-O-β-D-葡萄糖苷、紫云英苷。結果表明，杜仲雄花中的黃酮類成分主要為以槲皮素、山柰酚為苷元連接單個或多個糖形成的黃酮苷類成分[9]。隨著代謝組學技術的發展，杜仲雄花中更多種類的黃酮類化合物得到鑒定。Sun 等[10]采用靶向高效液相色譜-質譜聯用法，在杜仲雄花中檢測到206 種黃酮類成分，涉及黃酮醇類、異黃酮、二氫黃酮類、查爾酮、二氫查爾酮等，其中槲皮素-3'-葡萄糖苷、異槲皮苷、蘆丁、柚皮素等18 種黃酮類物質占總黃酮的90%以上。

1.2 萜類化合物

杜仲雄花中的萜類化合物主要是環烯醚萜類和三萜類化合物，其中桃葉珊瑚苷和京尼平苷酸的含量豐富[10]。徐文泱等[11]建立了杜仲雄花茶中京尼平苷酸三聚體、筋骨草苷、雷撲妥苷、京尼平苷、京尼平苷酸、車葉草苷以及桃葉珊瑚苷的液相色譜檢測方法，且證實適宜的加工溫度和時間有利于杜仲雄花中桃葉珊瑚苷和京尼平苷酸等萜類化合物的釋放。丁艷霞等[12]通過正相硅膠柱色譜、反相柱色譜、凝膠色譜以及重結晶等多種分離純化手段，對杜仲雄花中三萜類化合物進行分離和鑒定，得到萜類化合物為3-oxo-12-enursane-28-O-α-L-arabinofuranosyl （1→6）-β-D-glucopyranoside、2α，3β-dihydroxyurs-12-en-28-oic acid（28→1）-β-D-glucopyranosyl ester、熊果酸、α-香樹脂醇、熊果醇、3-O-乙?；芄嵋宜狨ァ?-O-乙?；R墩果酸、白樺脂酸、白樺脂醇。Ding 等[13]采用不同類型的柱層析技術，從杜仲雄花中分離得到4 個新的環烯醚萜和9 個已知的環烯醚萜，并確定新化合物分別為3β -methoxyartselawnin C、6β -hydroxyl -1β，3β -dimethoxyartsclaenin III、3，4-dihydro-3β-ethoxyasperuloside 和3，4-dihydro-3β-ethoxydesacetylasperuloside。Li 等[14]從杜仲雄花中分離得到3 個新的單萜化合物，命名為eucomylide A、B、C。隨著純化技術和質譜技術的發展，研究者從杜仲雄花中鑒定出了許多新的萜類化合物，這將為揭示其生物活性提供物質基礎。

1.3 其他物質

苯丙素是一類具有C6-C3結構的化合物，是木脂素和黃酮類化合物的前體，其中，綠原酸是杜仲苯丙素類化合物中重要的活性物質[4，15]。文歡等[16]采用高效液相色譜法測得杜仲雄花茶中綠原酸含量為0.06%～2.81%，可作為杜仲雄花及其制品質量控制的重要指標。嚴穎等[9]采用液相色譜-電噴霧三重四極桿飛行時間質譜法從杜仲雄花中鑒定出8 種苯丙素類，分別為愈創木基丙三醇、寇布拉苷、新綠原酸、綠原酸、隱綠原酸、咖啡酸、異綠原酸A、異綠原酸C。在氨基酸方面，對193 份種質雄花進行氨基酸含量測定，結果表明，其以天冬氨酸和谷氨酸為主，總氨基酸平均含量為206.23 mg/g，必需氨基酸含量為68.37 mg/g，且不同種質之間遺傳多樣性指數最大[5，17]。此外，杜仲雄花中還含有維生素以及K、Ca、Cu、Fe、Mu 等元素[18]。以上研究表明，杜仲花粉的營養和活性物質豐富且全面，具有食品開發價值。

2 杜仲雄花的生物活性

研究發現杜仲雄花生物活性主要包括抗氧化、抗炎、抑菌、鎮靜催眠、調節血壓、調節血脂、調節血糖等。

2.1 抗氧化、抗炎及抑菌作用

杜仲雄花的抗氧化活性與其活性成分息息相關，如黃酮類化合物[19]。杜仲雄花中含有大量的酚類化合物，其還原力、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl radical，DPPH）自由基清除率和抗脂質過氧化活性與總酚含量呈顯著正相關[20]。邢敏等[21]研究發現杜仲雄花多酚對羥基自由基（·OH）、超氧陰離子自由基（O2-·）和DPPH 自由基的清除率分別達到72.01%、32.33%、85.33%，表明杜仲雄花具有較好的抗氧化活性。劉夢培等[22]利用動態高壓微射流處理杜仲雄花多糖溶液，對比未經處理的杜仲雄花多糖溶液，·OH、2，2-聯氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸） 二銨鹽[2，2'-azinobis-（3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate，ABTS）]陽離子自由基和DPPH 自由基的清除率增幅依次為15.1%、16.2%和40.7%，表明其抗氧化能力得到一定程度的提高。

同時，體內和體外實驗均證實了杜仲雄花具有抗炎作用。Wang 等[23]的研究結果表明杜仲雄花70%乙醇提取物在體內外均有抗炎作用，與抑制有關促炎細胞因子和中性粒細胞有關。通過MH7A 細胞的體外實驗，發現杜仲雄花醇提取物能明顯降低MH7A 細胞上清液中腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNFα）和NO 水平，初步推斷杜仲雄花醇提物在體外可以促進RA-FLS 細胞的凋亡并有一定的抗炎作用[24]。王健英等[25]研究了杜仲雄花醇提取物對模型小鼠氣道變應性炎癥的影響，發現杜仲雄花醇提取物對氣道變應性炎癥有一定的抑制作用。黃紅瑩等[26]研究了杜仲雄花茶水提液對免疫球蛋白E（immunoglobulin E，IgE）介導的小鼠皮炎動物模型的作用，證明杜仲雄花茶水提液對特應性皮炎具有抗炎作用。此外，杜仲雄花中含有的桃葉珊瑚苷也有一定的抗炎作用，主要表現在抑制小鼠巨噬細胞產生TNF-α[27]。同時，杜仲雄花及其提取物對類風濕性關節炎也有潛在的治療作用[28-29]。

在抑菌方面，杜仲雄花提取物對枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、炭疽桿菌、大腸桿菌和黑曲霉具有較好的抑菌作用[30-32]。杜仲雄花提取物能夠使細菌DNA和蛋白質含量下降，破壞細胞膜完整性，通過增加細胞膜通透性等方式抑制金黃色葡萄球菌的生長繁殖[33]。杜仲雄花及其提取物具有作為天然食品防腐保鮮劑的潛在應用價值。

2.2 鎮靜催眠、神經保護及抗疲勞作用

杜仲雄花及其提取物在鎮靜催眠方面有著很好的效果。Li 等[34]證實了杜仲雄花總生物堿能誘導小鼠入睡，具有良好的鎮靜催眠和抗小鼠驚厥作用。除杜仲雄花提取物外，杜仲雄花水提物及雄花茶也具有鎮靜催眠作用，能明顯提高小鼠睡眠率[35]。陳百泉等[36]研究了杜仲雄花茶對小鼠的鎮靜催眠作用，結果表明，杜仲雄花茶能減少小鼠自主活動次數，延長其睡眠時間。杜仲雄花在神經保護方面也有一定作用，其中，槲皮素-3-O-桑布雙糖苷（quercetin-3-O-sambubioside）能刺激神經中樞以增強興奮感，而不引起驚厥[37]。同時，杜仲雄花可通過抑制過度自噬及乙酰膽堿酯酶（acetylcholinesterase，AChE）和slc6a3 基因的表達來改善阿爾茨海默病癥狀[10]。Ding 等[38]研究了杜仲雄花對乙醇致小鼠小腦和大腦皮層DNA 損傷的保護作用，結果表明杜仲雄花可以降低Keap1 蛋白的表達水平，提高細胞抗氧化應激的能力，從而提高神經系統的保護功能。在抗疲勞方面，杜仲雄花茶能夠加強受試動物的運動耐力，改善影響疲勞的相關生理生化指標，從而表現出抗疲勞作用[39]。Li 等[40]研究表明杜仲雄花中的京尼平苷酸、去乙?；嚾~草苷酸、咖啡酸、柚皮素、無梗五加苷B、蘆丁和槲皮素7 種物質可能通過參與激素調節而發揮抗疲勞作用。

2.3 其他作用

除了上述生物活性外，杜仲雄花還具有調節血壓、血脂、血糖和保護肝損傷的作用等。Ding 等[41]研究表明，杜仲雄花的水提取物可通過激活自發性高血壓大鼠ACE2-Ang-（1-7）mAs 信號通路發揮降壓作用。婁麗杰等[42]證明了杜仲雄花茶可以對四氯化碳引起的小鼠肝損傷有一定保護作用。同時，陳保玲[43]研究發現杜仲花粉可以降低大鼠血清中谷丙轉氨酶（alanine aminotransferase，ALT）、谷草轉氨酶（aspartate transaminase，AST）的含量，也證實了杜仲雄花具有保護肝臟的作用。陳百泉等[36]研究發現杜仲雄花茶能有效延長小鼠的耐低溫、耐高溫、負重游泳及耐缺氧的時間，減緩因應激因子引起的機體損傷。

3 杜仲雄花產品

杜仲雄花產品有雄花茶、發酵酒、代餐粉以及破壁咀嚼片。杜仲雄花茶是以杜仲雄花為原料，經攤晾、揉捻成型、速凍、真空干燥、殺青、催香、過篩冷卻等工藝研制而成，湯色黃綠透亮，滋味濃郁爽口，香氣獨特持久[16]。杜仲雄花發酵酒是利用干杜仲雄花加水浸泡后，加熱、冷卻、加糖調酸后，接種釀酒酵母并發酵、過濾，再經過后酵、陳釀、澄清、過濾、調配、灌裝、殺菌后制得的產品。杜仲雄花酒呈粉紅色，有光澤，外觀清澈透明，無沉淀及懸浮物，具有花香及酒的和諧香味，清新爽口[44]。杜仲雄花代餐粉是經過原料粉碎、酵解、離心、過濾、濃縮、擠壓膨化、粉碎、混合等工藝加工而成[45]。鐘雪婷等[46]通過單因素試驗和正交試驗對代餐粉進行研究，制備的代餐粉沖調性良好，入口順滑，感官品質較佳，其血糖生成指數（glycemic index，GI）為45.8，有穩定餐后血糖的效果，適合三高（高血壓、高血脂和高血糖）人群食用。杜仲雄花破壁咀嚼片則是通過真空干燥、超微粉破壁、混合原輔料、干燥、壓片等工藝制成，該產品色澤呈棕綠色，外觀光潔圓整，茶香味濃，酸甜可口、口感細膩、有可嚼性[47]。

杜仲雄花產品以雄花茶的研究最為廣泛。Ding等[3]利用4 種環烯醚萜類、1 種苯丙素類和6 種黃酮類物質構建了杜仲雄花茶的液相色譜指紋圖譜，用于產品質量控制和分類。魏媛媛等[48]對不同產地杜仲雄花茶進行分析，根據地理位置的不同，就多糖、總黃酮及活性成分含量而言，陜西產地的杜仲雄花茶品質較佳，貴州產地品質較差；且南方產地杜仲雄花感官品質明顯高于北方產地，而北方產地杜仲雄花多糖含量明顯高于南方產地。針對杜仲雄花茶在加工過程中易變色的問題，付卓銳等[49]利用鹽離子、檸檬酸、抗壞血酸和殺青等處理抑制杜仲雄花的褐變以實現護綠的效果，確定了杜仲雄花茶加工過程中適宜的護綠工藝：杜仲雄花蕾與提取液的料液比為10∶1（g/mL），其中提取液為質量分數0.04%的Zn2+水溶液和0.4%的檸檬酸水溶液，杜仲雄花蕾噴灑處理后于蒸汽中蒸40 s，制成的杜仲雄花茶可以避免加工過程中變色和品質變差的問題。根據不同的工藝方法，杜仲雄花茶的成分含量以及品質方面有所不同。董娟娥等[50]研究了微波工藝與傳統炒制、熱風干燥方法對杜仲雄花茶品質的影響，發現微波干燥速度快、效率高，可最大程度地保留杜仲雄花中的功能性成分，且干燥的杜仲雄花茶的感官品質佳，可作為生產杜仲雄花茶的首選方法。劉夢培等[51]以杜仲雄花為原料，探討了采用釀酒酵母、植物乳桿菌單獨和二者復合發酵對杜仲雄花茶品質的影響，結果表明，菌種發酵效果為植物乳桿菌＞復合菌＞釀酒酵母。植物乳桿菌發酵杜仲雄花茶汁6 d 后，可溶性固形物含量、透光率、pH 值依次為7.6%、45.3%和3.1，滋味和香氣最佳；綠原酸、總黃酮含量分別在第1 天、第5 天達到峰值，增幅依次為29.4%和70%；多酚、多糖含量分別在第1 天、第3 天降至最低，降幅依次為33.9%和71%。利用發酵技術能夠提高杜仲雄花茶中活性成分的含量，促進滋味和香氣物質的形成，是提高杜仲雄花茶品質的重要技術手段。

4 結語

杜仲雄花作為我國珍貴的藥食兩用花粉資源，具有悠久的使用歷史。近年來，國內外學者對杜仲雄花的活性成分及作用進行了深入研究，表明杜仲雄花含有豐富的生物活性成分，具有多種生物活性作用，如抗氧化、鎮靜催眠、抑菌、調節血壓、調節血脂、抗疲勞、神經保護等作用。但目前來看，市面上的杜仲雄花產品相對較少，杜仲雄花及其制品生產過程中活性成分及品質變化規律和形成機理尚未展開深入研究。因此，可有針對性地優化杜仲雄花活性成分的提取工藝，以便開發適用于不同特殊人群的功能性食品；另一方面，可進一步開展面制品、飲品等杜仲雄花大眾產品的研發，從杜仲雄花改變產品特性、風味和適口性等方面開展系統研究，提高杜仲雄花制品市場的接受度和認可度。