拐棗提取物的活性成分及腸道菌群調節作用研究

中圖分類號：TB9;R378 文獻標志碼：A文章編號：1674-5124（2025）06-0114-09

Research on the active ingredients of Hovenia acerba Lindl. extract and its regulatory effect on gut microbiota

MENG Zixin1，2， CHEN Zhenghong122，WU Daoyan1，2 （1.Department of Microbiology， College of Basic Medicine， Guizhou Medical University， Guiyang 55ooo0， China; 2.Pathogenic Biology Characteristic Laboratory of Guizhou Province， Guiyang 55oooo， China）

Abstract： The active ingredientsand probiotic function of the methanol extract of Hovenia acerba Lindl.，rich in polyphenols，were studied，providing reference value for the development and utilization of the methanol extract. The active ingredients and regulatory efect on gut microbiota of the methanol extract from Hovenia acerba were analyzed and tested by using gas chromatography/mass spectrometry （GC/MS） and high performance liquid chromatography （HPLC） combined with fermentation model in vitro.The results showed thatthe methanol extract of Hovenia acerba contains 7-Hydroxy-4-（methoxymethyl）coumarin， （4-Bromo-2- chlorophenoxy）acetic acid，thymidine，and sibiricose A6. Additionally，the methanol extract of Hovenia acerba quantitatively detected phenolic substances suchas gallicacid，ferulicacid，vanillicacid，and catechin，which contribute to its antioxidant capacity.The methanol extract of Hovenia acerba can promote the growth of intestinal probiotics and increases the content of short-chain fatty acids （SCFAs），a metabolite of gut microbiota.In conclusion，it is expected that the application potential of Hovenia acerba in the fieldof intestinal health and product development willbe tapped，as it has been demonstrated that the methanol extract from Hovenia acerba Lindl. possesses various active ingredients and exhibits a regulatory function on gut microbiota.

Keywords： Hovenia acerba Lindl.; active ingredients; polyphenols; gut microbiota; short-chain fatty acids

0 引言

拐棗（HoveniaacerbaLindl.），學名枳棋，是一種在我國廣泛分布的鼠李科植物[1]，具有豐富的保健功效。據報道，拐棗的種子和果梗具有保肝解酒的作用，成熟果實有清熱利尿、止咳除煩的功效[2]。拐棗的功效得益于其豐富的多酚、多糖、皂苷和生物堿、膳食纖維等活性成分[1]。這些成分具有抗氧化、免疫調節、抗腫瘤、抗衰老等生理作用[3]，使拐棗成為一種具有開發價值的藥食兩用資源。醇類溶劑在拐棗活性成分的提取過程中顯示出良好的效果，拐棗甲醇提取物中含有豐富的酚類化合物，我國學者從拐棗甲醇提取物中分離出不同類型酚酸[4，國外學者則分離出具有神經保護和自由基清除活性的2，3，4-三氫苯甲酸、3，5-二羥基二苯乙烯和香草酸甲酯等酚類物質，除此之外，還分離出對酒精誘導的肌肉松弛有抑制作用的新型二氫黃酮醇[5-6]。

植物多酚是一類在植物體內廣泛分布的次生代謝物。自然界已發現約8000余種天然酚類化合物及其衍生物。這些化合物按其化學結構可以分為黃酮、酚酸、木酚素、芪及其他多酚五個類別[7-8]。植物多酚具有抗氧化、抑菌抗炎及抗腫瘤等多種生理活性[9-10]。然而，值得注意的是，不同來源的植物多酚的生物活性有差異，即不同植物多酚在調節不同疾病方面具有各自的優勢。例如，旱芹中的黃酮類化合物可緩解高血壓，而中藥內的酚酸類物質用于調節腸道菌群，預防心血管疾病[7]。由于拐棗富含多酚類化合物，因此，了解其中的活性成分對于更好地開發和利用拐棗資源具有重要意義。

近年來，腸道菌群在健康調節中的作用凸顯，科研工作者開始關注調節微生物群及其與宿主相互作用的干預措施。益生元作為一種潛在的調節腸道微生態的手段引起廣泛關注，其被定義為宿主微生物選擇性利用并賦予健康益處的底物[11]。植物多酚已被認定是一種益生元。體外研究顯示[12]，紅酒多酚作為益生元可以增加腸道菌群中益生菌的豐度，如雙歧桿菌、乳酸菌和普氏鐮刀菌，并對代謝綜合征患者的革蘭氏陰性菌具有抑制作用。此外，多酚可通過刺激短鏈脂肪酸（shortchainfattyacid，SCFAs）等腸道菌群代謝產物的產生來調節腸道微生態[13]，因此，益生元在調節腸道菌群方面具有積極作用。但拐棗甲醇提取物對腸道菌群的調節作用尚不明確，需要進一步研究來揭示其潛在的益生元效果。

基于此，本研究以拐棗甲醇提取物為研究對象，通過GC/MS法來明確拐棗甲醇提取物的化學成分，以總酚含量、總抗氧化能力和酚酸濃度為評價指標，利用紫外分光光度計法和HPLC法來評估拐棗甲醇提取物的體外抗氧化活性。同時，建立體外發酵模型，進一步通過計數發酵上清中乳酸菌、雙歧桿菌及革蘭氏陰性腸道桿菌的活菌數和GC/MS法檢測發酵上清中SCFAs的含量來探究拐棗甲醇提取物對腸道菌群的調節作用，以期為開發拐棗甲醇提取物的功能性產品和疾病預防的潛力挖掘提供新思路。

1材料與方法

1.1 材料與試劑

拐棗購自楚桂園中藥材，產自廣西玉林；乙腈和甲酸（色譜純），甲醇和福林酚試劑（分析純），總抗氧化能力檢測試劑盒，酚酸標準品（沒食子酸、香草酸、綠原酸、兒茶素、丁香酸、阿魏酸、對香豆酸和咖啡酸，純度 ?99.8% ）均購自Sigma-Aldrich公司；麥康凱瓊脂、乳酸菌選擇性瓊脂和強化梭菌瓊脂均購自Oxoid公司。

1.2 儀器與設備

Agilent7890A-5975C型氣相色譜-質譜聯用儀、HP-FFAP毛細管色譜柱（ 30m×0.25mm×0.25μm） ，美國安捷倫公司；Bio-RadiMark酶標儀，美國Bio-Rad公司；Agilent1290Infinity型高效液相色譜儀、ZORBAX RRHD SB- ?C₁₈ 色譜柱 （1.8μm，2.1mm× 150mm ），美國安捷倫公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 拐棗甲醇提取物的制備

參考向進樂[4]等的方法制備拐棗甲醇提取物，稱取 1g 拐棗，加入 10mL80%（ν/ν） 的甲醇水溶液，超聲 30min ，離心，取上清，上清用于GC/MS、總酚含量、抗氧化能力、HPLC分析及體外發酵模型的構建。

1.3.2GC/MS檢測拐棗甲醇提取物的化學成分

采用GC/MS聯用的方法檢測拐棗甲醇提取物中的化學成分，取 1mL 拐棗甲醇提取物進行真空濃縮干燥，加入 50μL 甲氧胺鹽酸鹽吡啶溶液（20mg/mL ），充分振搖，在 37^°C 下孵育 60min ，接著加入 100μL N-甲基-N-（三甲基硅烷）三氟乙酰胺（MSTFA），在 70% 下孵育 30min ，離心，取上清進行GC/MS檢測。分別按照如下色譜條件和質譜條件對樣品進行檢測。色譜條件：流量 1.0mL/min 柱箱升溫程序：初溫 40°C ，保持 3min ；以 4°C/min 升至 160^qC ，保持 3min ；以 6°C/min 升至 280^qC 保持 10min ;進樣口溫度 250^°C ;進樣量 10μL 。質譜條件：EI源電離能 70eV ；離子源溫度 230°C ；四極桿溫度 150°C ；質量掃描范圍 （m/z） 為 50～550 amu;溶劑延遲 3min 。GC/MS數據經NIST17質譜數據庫檢索，鑒定出各組分的化學結構，采用峰面積歸一化法測定各化合物的相對質量分數。

1.3.3 拐棗甲醇提取物總酚含量和抗氧化能力的測定

總酚含量的測定采用福林酚法進行[14]，將適量拐棗甲醇提取物與葉酸試劑混合，混合液中加入20%（ν/ν） 碳酸鈉和蒸餾水，室溫下孵育，離心，取上清，于 760nm 波長下讀取吸光度。用每孔 0～8.4μg 的沒食子酸濃度制備標準曲線，回歸方程為 y= 5.3628x+0.0373 r²=0.9977 。

總抗氧化能力測定采用總抗氧化能力測定試劑盒，將適量拐棗甲醇提取物與 Cu²⁺ 試劑混合，室溫黑暗孵育，于 570nm 下測定吸光度。用每孔0＼～20nmol的Trolox溶液制備標準曲線，回歸方程為y=55.647x+0.169 r²=0.9908 。

1.3.4HPLC檢測拐棗甲醇提取物的酚酸物質

采用HPLC法對拐棗甲醇提取物中的酚酸物質進行定量分析，色譜柱為 C₁₈ 柱 （1.8μm，2.1mm× 150mm， ，檢測波長 280nm ，體積流量 0.3mL/min 柱溫 25^°C ，進樣量 20μL 。酚酸的鑒定是通過比較標準品的保留時間和紫外能見度來進行，定量是基于濃度 0.78125～100mg/L 酚酸標準品的線性校準曲線，酚酸的最終濃度以 μg/g 表示。

1.3.5 體外發酵模型的建立

采集5名健康人的糞便保存于 -80°C 冰箱，使用WU[15]等描述的方法來構建體外發酵模型。在厭氧條件下，將解凍的糞便樣品在厭氧無菌基礎培養基中均質，制備成糞便勻漿 （20%，ν/ν） ，將糞便勻漿接種于微量管中，分別在 0.5% 和 1% 拐棗甲醇提取物處理管中獲得 10%（ν/ν） 糞便勻漿的最終溶液，管子的總體積為 10mL ， 1% 菊粉處理管為陽性對照，不做任何處理的糞便勻漿管為陰性對照。在 下厭氧孵育0天和2天，分別收集0天和2天的樣本，用于主要腸道菌群活菌計數和SCFAs分析。

1.3.6 主要腸道菌群的活菌計數

采用WU[15]等的方法進行主要腸道菌群的活菌計數。收集樣品后，立即進行對數稀釋，通過微滴法以適當稀釋倍數的樣品稀釋液分別接種于麥康凱瓊脂、乳酸菌選擇性瓊脂和強化梭菌瓊脂平板中以定量革蘭氏陰性腸道桿菌、乳酸菌和雙歧桿菌，結果以每mL的lgCFU（菌落形成單位）表示。

1.3.7 GC/MS檢測SCFAs的含量

SCFAs的測定參考WU[15]等的方法進行。將1μL 樣品注人HP-FFAP毛細管柱；使用氮氣作為載氣，速率為 1mL/min ，分流比為30：1；烘箱溫度最初在 80^°C 下保持 1min ，然后以 20°C/min 升至120°C ，最后以 升至 210°C 并保持2min;進樣器、離子源、四極桿和界面的溫度分別為 和 280°C ；溶劑延遲時間為3.5min 。以選定的離子監測采集模式采集數據，基峰離子作為每種化合物的定量器，最終SCFAs濃度通過MassHunter定量軟件（版本B.09.00）構建的線性標準曲線計算。

1.3.8 統計分析

所有實驗均重復3次，采用GraphPadPrism9.0軟件進行數據處理，One-wayANOVA進行統計分析，結果用mean±SEM表示， P 值 lt;0.05 為差異具有統計學意義。

2 結果與討論

2.1拐棗甲醇提取物化學成分

使用GC/MS方法測定拐棗甲醇提取物中的化學成分，結果見圖1和表1。從拐棗甲醇提取物中鑒定出7-羥基-4-甲氧基甲基香豆素、（4-溴-2-氯苯氧基）乙酸、4-溴-3-氟-2-噻盼甲酸甲酯、胸苷、西伯利亞遠志糖A6、1-芐基-2-氯甲基-1H-咪唑、4-（2-氨基-1，3-噻唑-4-基）苯-1，3-二醇、2-（2，3-二甲基苯氧基）-2-甲基丙酸和鄰苯二甲酸二甲氧乙酯等化學物質，相對含量從高到低依次為 30.90% ， 18.03% 16.67%、 8.70% ， 8.64% / 8.53% 、 7.50% ， 0.55% 和 0.48% 。

為進一步了解甲醇提取物中主要化學物質的生物活性，進行PubChem數據庫檢索和查閱相關文獻。甲氧基甲基香豆素屬于多酚類衍生物，對前列腺癌細胞中17β-羥基類固醇脫氫酶有抑制作用[1]；胸苷可作為核苷酸合成原料，對核苷的市場需求具有重要意義；4-溴-3-氟-2-噻吩甲酸甲酯可用于制備抗真菌藥物[17];西伯利亞遠志糖A6具有抗癡呆、抗炎和抗腫瘤的作用[18];1-芐基-2-氯甲基-1H-咪唑可用于預防增生性疾病和神經退行性疾病[19];4-（2-氨基-1，3-噻唑-4-基）苯-1，3-二醇可作為旋轉酶B的抑制劑[20];（4-溴-2-氯苯氧基）乙酸被用作鈉通道阻滯劑減輕疼痛[21]。這些發現為拐棗甲醇提取物的保健產品開發提供了重要基礎。

2.2拐棗甲醇提取物總酚含量及抗氧化能力

為評估拐棗甲醇提取物的抗氧化能力，檢測了提取物的總酚含量和總抗氧化活性。拐棗果梗甲醇提取物（提取溫度： 40^°C ）的總酚含量為 （0.93±0.10） （204號mgGAE/g ，總抗氧化活性為！ （49.93±7.64） nmol TE/mg （圖2），拐棗種子水提物（提取溫度： 95^°C ）的總酚含量為 （6.29±0.56） mgGAE/g，總抗氧化活性為（284.35±23.57） μmol TE/g^[22] ，這種差異主要來源于提取部位及提取溫度。樣品的總酚含量是決定其總抗氧化活性的主要因素，除此之外，還受維生素C、維生素E、氧化酶（如過氧化氫酶、過氧化物酶）和微量元素等因素的影響[23]。研究表明，高溫能加速樣品水分的蒸發、不溶性酚類化合物的分解及氧化酶的失活，從而提高樣品總酚含量[24-25]。不同時期拐棗的總酚含量也有所差異，成熟拐棗的總酚含量要低于未成熟拐棗，拐棗提取物的抗氧化活性在大量研究中已得到證實[26]，在本研究中，拐棗甲醇提取物的總酚含量和抗氧化活性并不是很高，若要取得較好的運用效果，還需優化提取技術。

2.3拐棗甲醇提取物酚酸物質

酚酸是一類廣泛存在于植物中的次生代謝產物，具有良好的抗氧化活性[27]。為明確酚酸在拐棗甲醇提取物中的含量及其與抗氧化活性的關系，采用HPLC法對拐棗甲醇提取物中的酚酸進行測定，并進行相關性分析。結果如圖3所示，共檢測出8種酚酸物質。其中，沒食子酸的含量最高，其次是香草酸、綠原酸、兒茶素、丁香酸、阿魏酸、對香豆酸和咖啡酸。進一步研究發現，沒食子酸和阿魏酸的含量與抗氧化活性及總酚含量之間存在較強相關性，表明沒食子酸和阿魏酸可作為評估拐棗甲醇提取物抗氧化能力的重要指標，但阿魏酸濃度較低，這可能與植物中代謝酶的活性有關[28]。同時，還發現兒茶素、香草酸、咖啡酸、丁香酸和對香豆酸的含量與抗氧化活性及總酚含量存在一定相關性，抗氧化能力較弱。然而，綠原酸的含量與抗氧化活性及總酚含量呈負相關，提示綠原酸的抗氧化活性與濃度不成正比，可能是因為沒有對拐棗甲醇提取物進行避光處理導致綠原酸的抗氧化活性降低[29]

酚酸因結構中含有多個酚羥基而具有清除自由基的能力，可以保護機體免受氧化損傷。沒食子酸已被證明在氧化應激模型中具有神經保護作用，阿魏酸可有效抑制ROS的生成，從而預防炎癥性疾病，咖啡酸通過增加GSH- ?Px 、CAT和SOD的水平來對結腸發揮保護作用[30-31]。

2.4拐棗甲醇提取物對腸道菌群組成影響

乳酸菌和雙歧桿菌作為益生菌，在腸道健康中起著重要作用[32-33]。為明確拐棗甲醇提取物對腸道菌群組成的影響，采用選擇培養基培養發酵上清液中的益生菌及致病菌。結果如圖4所示，與發酵0天的未處理糞便組相比，發酵2天的未處理糞便組中雙歧桿菌的活菌數顯著增加，乳酸菌的活菌數無顯著變化，革蘭氏陰性腸道桿菌的活菌數顯著減少；在添加菊粉和拐棗甲醇提取物的培養基中，乳酸菌和雙歧桿菌的活菌數較發酵2天的未處理糞便組顯著增加，而革蘭氏陰性腸道桿菌的活菌數較發酵2天的未處理糞便組顯著減少，證實了拐棗甲醇提取物對腸道菌群組成的積極調節作用；值得注意的是，不同濃度的拐棗甲醇提取物對腸道菌群的調節效果略有差異。在添加 0.5% 提取物的培養基中，乳酸菌和雙歧桿菌的活菌數較菊粉和 1% 提取物組減少，而革蘭氏陰性腸道桿菌的活菌數較菊粉和1% 提取物組顯著增加，相比之下， 1% 拐棗甲醇提取物對腸道菌群的益生作用更加顯著，表明拐棗甲醇提取物對腸道菌群組成的調節作用呈濃度依賴性，提示在使用拐棗甲醇提取物時應考慮其應用劑量。

腸道菌群有助于調節宿主健康，菌群失調可介導結腸炎、過敏性疾病和慢性肝病的發生，16SrRNA測序結果表明，富含多酚的拐棗提取物可改變結腸炎小鼠和酒精性脂肪肝大鼠腸道菌群的組成，提高厚壁菌門與放線菌門的相對豐度，降低變形菌門的相對豐度，進而改善腸道炎癥及酒精性肝病對機體造成的損傷[34-35]。乳酸菌（厚壁菌門）和雙歧桿菌（放線菌門）是對宿主健康具有多種積極作用的益生菌，不僅參與食物消化與營養吸收，還參與宿主免疫系統的調節，革蘭氏陰性腸道桿菌（變形菌門）多為腸道病原菌，可增加宿主腸道感染的風險[36]。因此，本文以乳酸菌、雙歧桿菌及革蘭氏陰性腸道桿菌為代表來研究拐棗甲醇提取物對腸道菌群組成的影響，體外發酵模型結果與16SrRNA測序結果一致。研究發現，乳酸菌和雙歧桿菌通過發酵益生元中的碳水化合物來促進自身生長繁殖，降低腸道pH值，抑制病原菌的增殖來穩定腸道微生態，除此之外，乳酸菌和雙歧桿菌代謝益生元產生具有生物活性的短鏈脂肪酸，可以改善腸道屏障功能，抑制TLR4/Myd88信號通路及減少炎癥因子的產生，增強宿主免疫反應[37]。體內和體外結果均表現出拐棗提取物對腸道菌群中益生菌的促進作用，提示拐棗甲醇提取物可用于改善和預防腸道相關疾病。

2.5拐棗甲醇提取物對SCFAs產生影響

SCFAs是腸道微生物發酵膳食纖維和抗性淀粉的最終產物[38]，在調控腸道穩態中起重要作用。為研究拐棗甲醇提取物對腸道菌群代謝活性的影響，檢測了經過不同處理發酵上清液中8種SCFAs的含量并進行相關性分析（圖5）。乙酸、丙酸和丁酸是SCFAs的主要成分，這與圖4結果一致。與發酵0天相比，發酵2天，各短鏈脂肪酸含量均有所增加；與未處理的糞便組相比，菊粉和 1% 提取物組中乙酸含量顯著升高，庚酸含量無顯著變化，其余短鏈脂肪酸含量均顯著降低，而 0.5% 提取物組中乙酸、丙酸、戊酸和庚酸含量顯著增加，其余SCFAs均顯著下降。相關性分析表明，乙酸與乳酸菌和雙歧桿菌具有強相關性，其余SCFAs與革蘭氏陰性腸道桿菌具有一定相關性，這些結果提示腸道菌群的組成可影響短鏈脂肪酸的含量。但 0.5% 提取物導致了丙酸、戊酸和庚酸的含量顯著增加，這是由于短鏈脂肪酸的產量和類型除了受腸道菌群組成的影響外，還受底物可用性及腸道轉運時間等因素影響，具體的機制還需要進一步的研究來明確[39]

此外，還發現 1% 提取物產SCFAs的能力與菊粉相當，二者產乙酸和異丁酸的能力強于 0.5% 提取物，而產丙酸、丁酸、戊酸和庚酸的能力弱于0.5% 提取物，三者產異戊酸和己酸的能力相當。不同SCFAs在疾病中的作用也存在差異，因此，根據腸道菌群的組成以及對不同SCFAs的需求，可以選擇合適濃度的拐棗甲醇提取物來預防腸道相關性疾病。

植物多酚作為益生元有助于SCFAs的產生，可溶性多酚進入胃腸道被機體吸收利用，而結合多酚則進入結腸經益生菌的發酵產生SCFAs，SCFAs釋放到體循環中對機體健康產生積極影響[40]。乙酸、丙酸和丁酸是SCFAs的主要成分，超過 90% ，乙酸是人體腸道中含量較高的SCFAs，約占 60% 左右，不僅為肝臟和周圍組織提供能量，而且在糖異生和脂肪生成中發揮重要作用。丙酸能降低肝臟和血漿中脂肪酸的含量，抑制膽固醇的合成。丁酸作為結腸上皮細胞的能量來源，滿足 60%～70% 的總能量需求，有助于預防結腸癌，同時，減少細菌移位和炎癥，改善腸道屏障功能[41]。

3 結束語

腸道菌群的組成和代謝活性與機體健康息息相關。本研究通過簡單、快速的提取方法和檢測手段探究了拐棗甲醇提取物的活性成分，拐棗甲醇提取物具有一定的抗氧化能力，其與沒食子酸和阿魏酸相關，這為拐棗甲醇提取物抗氧化功能的物質基礎提供了解釋；體外發酵模型研究發現，拐棗甲醇提取物可改變腸道菌群的結構，增加益生菌的豐度，并促進腸道菌群代謝物SCFAs的產生，拐棗甲醇提取物主要增強了產乙酸菌的代謝活性。這些發現為開發拐棗功能性產品，預防腸道相關疾病提供了初步的依據。

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（編輯：莫婕）

收稿日期：2024-04-15；收到修改稿日期：2024-06-07

基金項目：貴州省科技廳基礎研究計劃項目（黔科合基礎-ZK〔2022〕一般388）；貴州醫科大學優秀青年人才項目（（2022）112）;貴州醫科大學青年科技人才成長項目（22QNRC02）；貴州醫科大學高層次人才啟動基金（校博合J字［2020］068號）

作者簡介：蒙紫鑫（1998-），女，貴州獨山縣人，碩士研究生，專業方向為功能食品與胄腸道微生態健康。

通信作者：吳道艷（1993-），女，云南羅平縣人，副教授，博士，研究方向為功能食品與胃腸道微生態健康。