摘要:桑叶作为“ 药食同源” 的重要植物资源,具有抗肿瘤、抗衰老、降血糖、降血压、降低胆固醇等多种药理作用.为一种广泛使用的传统中药。黄酮类化合物是桑叶中重要的活性成分,本文围绕桑叶黄酮类化合物在不同桑树品种、不同发育时期及加工过程中的动态变化、提取方法、药理作用等方面的研究成果进行综述,并展望相关研究与应用方向,为桑叶中黄酮类化合物的更好地开发利用提供参考。
关键词桑叶;黄酮类化合物;活性成分;药理作用;进展;展望中图分类号$886。9文献标识码B文章编号1007-0982( 2015) 02—0001—05桑叶是国家卫生部门认定的药食同源¨ 1植物叶,其药理活性成分多样,如黄酮、生物碱、多糖、氨基酸、维生素和微量元素等,其中黄酮类化合物是桑叶中的主要有效成分。各国学者先后从桑属植物中分离到一系列黄酮、黄酮苷及其衍生化合物,黄酮类化合物占桑叶干物质量的l %~3%,是所有植物茎叶中含量较高的一种∽J 。Ki m 等∞o从桑叶中分离出9个种类的黄酮。另有学者对桑叶的丁醇提取物进行了分离,进一步检测发现分离物中富含芸香苷,每100 g干品中芸香苷含量达470~2670m gH ‘由于桑叶黄酮类化合物具有多种药理作用和生物活性功能,所以黄酮类化合物已成为吸引国内外专家关注的研究热点。本文疏理了近年来基于桑叶黄酮类化合物的动态变化、提纯方法、药理作用等方面的研究成果,展望相关研究与应用方向,为更好地开发利用桑叶提供参考。
1、影响桑叶黄酮类化合物含量变化的因素1.1桑树的遗传差异郭小补等‘ 63对国家桑树种质资源圃;分圃桑品种的桑叶总黄酮含量进行测定显示,总黄酮含量最高的品种粤诱33,质量分数达3.92%;最低的云桑一号,仅为0.76%,其差异近5.2倍。Zhang等r叫进一步对湘7920等14个桑品种不同叶位的桑叶总黄酮含量进行了测定,结果显示,不同品种及同一品种不同叶位桑叶的总黄酮含量存在显著差异,14个桑品种所有叶位平均总黄酮11.36 m g/g,其中较高的塘10、沙2× 伦109分别达到21.39 m g/g和17.07 m g/g,而最低的澧桑24× 苗33只有4.85m s/g,最大差异为4.4倍;同一品种不同叶位桑叶的总黄酮含量变化趋势为,上位叶高,中位叶低,随着叶片成熟度的增加先降低后升高。上述研究样品的外部因素基本一致,表明总黄酮含量存在明显的基因型差异;提示桑叶的药用开发应加强桑品种资源的筛选,桑叶总黄酮含量可作为桑叶药用品质的检测指标之一。
1.2桑树的生长周期桑树生长前期的桑叶总黄酮含量较低,7—10月份光合作用强,总黄酮含量呈上升趋势且快速递增;10月份后次生代谢终止,含量相对于9、10月份有所降低且逐步趋于稳定,但经霜后桑叶黄酮类化合物含量则呈明显的增加趋势;槲皮素和山奈酚等黄酮甙元在霜前的动态变化与总黄酮类似,但霜后槲皮素含量逐步下降,山奈酚却呈上升趋势,揭示了温度较低时槲皮素转变山奈酚的过程旧J 。黄仁志等进一步选择湘桑6号等3个桑品种开展黄酮类化合物等动态研究,试验中总黄酮的季节变化与徐筝36璺箜142其fJ I-万方数据 中圈唇业健飞等旧1的研究结果基本一致。
1.3桑叶的加工工艺研究不同干燥方法、烘干温度下桑叶黄酮类化合物的动态变化发现:促进黄酮类化合物含量由高到低的烘干方法,依次为冷冻干燥>阴干>烘干>晒干>微波干燥>红外干燥;而随着烘干温度的升高,黄酮类化合物的含量先升高后降低,其中采用75—85℃烘干温度时含量最高,而采用55~65℃烘干时含量最低。杨清等¨ H 在优化最佳桑红茶的发酵工艺参数时发现,在发酵过程中,总黄酮的含量一直减少,认为可能是黄酮类化合物发生了一系列氧化、聚合、偶联等反应,已生成其他有色物质。而王忠华等¨ 21采用绿茶、红茶、乌龙茶3种加工工艺试制桑叶茶,检测结果显示,黄酮类化合物的含量比桑叶固定样中的含量明显增加,与杨清等¨ 川的试验结果矛盾,其原因可能与菌种和发酵的条件有关。优化发酵温度、时间、接种量等发酵条件发现,发酵温度30℃、时间6 h、接种量4× 107efu/m L,有利于发酵桑叶茶的功能性保全Ll 3【。不同菌种对桑叶活性物质影响研究显示,接种最优的日本根霉发酵后桑叶茶中黄酮的含量可增加5.82%;菌种组合优化后,采用黑曲霉:日本根霉:绿色木霉=1:2:1的菌种组合时,每100 g干物质量黄酮的含量达4.22 g,增加1.16%,同时1一脱氧野尻霉素( D N J ) 增加6.43%,是较为理想的菌种组合。
2、桑叶黄酮类化合物的提取与纯化当前对桑叶黄酮提取工艺主要围绕黄酮产品的得率和纯度开展研究。提取黄酮的方法主要有热水、醇、稀碱等溶剂提取法;分离黄酮类化合物的方法主要有溶剂或pH 梯度萃取、铅盐沉淀、硼酸络合、柱层析法¨ 叫等。
2.1传统溶剂提取法热水浸提是一种较为传统的提取方法。桑叶茶黄酮类化合物研究结果表明,在茶水比1:80、浸提时间60 m i n的条件下,黄酮类化合物的浸出量最大,重现性好。提取溶剂、温度、时间及固液比等单因素对桑叶黄酮类化合物提取效果的影响研究结果表明,桑叶中黄酮类化合物的较适提取溶剂是70%乙醇,最佳操作参数为固液比1:50、提取时间目2015锈盟1.5 h、提取温度80℃,此条件下秋、夏、春季桑叶的黄酮得率分别达3.50%、3.71%和4.66%。
2.2辅助溶剂提取法陈建明等发现,超声辅助乙醇提取桑叶黄酮类化合物耗时少且增效明显。王芳等心¨ 研究了纤维素酶乙醇提取桑叶黄酮的优化工艺,得率和纯度明显提升。在此基础上,研究吐温一80在酶法提取桑叶总黄酮中的应用,获得了显著的增效作用;优化工艺为吐温一80的质量浓度1%,纤维素酶液125 m L,温度50℃,提取时问1.5 h;在此工艺下桑叶总黄酮的得率为2.467%,比对照提高0.749%。最近有研究显示,微波辅助水浸提桑叶总黄酮得到了最佳工艺条件:提取温度100℃,料液质量浓度0.0277g/IIl L,提取时间4.4 m i n,微波功率377 W ,桑叶总黄酮提取率为2.325%;而且该试验以水为溶剂,具有成本优势旧。
2.3桑叶黄酮类化合物的分离纯化陈菁菁等Ⅲ3树脂筛选研究发现,N KA-9型大孔树脂对总黄酮的吸附量达43.4 m g/g,用70%乙醇洗脱,洗脱率为98.2%,表现出较优的综合性能,获得最佳工艺条件:以20 m g/m L浓度上样,6倍量水洗涤,70%乙醇洗脱。王俊等旧纠进一步对AB一8型等10种大孔吸附树脂进行了筛选,发现H 103型树脂对总黄酮的吸附量达88.18 m g/g,显著高于N KA一9型树脂。3桑叶黄酮类化合物的检测方法桑叶黄酮的含量测定通常采用以芦丁为对照品的分光光度法旧6|,三氯化铝比色法或适当改进。但是从氯化铝法显色机制看,该法显色发生在芦丁B环的3’ ,4 7一邻二一O H 部位,而包括B环为3’ ,47一邻二一O H 的非黄酮类多酚也可发生此显色反应;因此,杨晶等瞳¨ 为增强测定结果的准确性,选择了在桑叶中含量较高的桑辛素为对照品,结果显示:桑辛素的质量浓度在0.025—0.050 m g/m L范围内与吸光度呈良好的线性关系( r=0.999 8) ;精密度、稳定性、重复性试验的相对标准偏差( RSD) <1%。此法操作简便、稳定性强、重现性好。
4桑叶黄酮类化合物的活性研究4.1清除自由基和抗衰老桑叶黄酮类化合物是一种天然的强抗氧化剂,万方数据 李飞鸣等:桑叶黄酮类化合物研究进展能够清除人体中超氧离子自由基、氧自由基、脂质过氧化物、过氧化氢及酶类所不能清除的羟自由基等心。但有研究显示,总黄酮含量最高品种桑叶的体外抗氧化活力并不是最强的帕J 。原因可能是桑叶中的黄酮类化合物并不是唯一起抗氧化作用的物质,可能存在黄酮类化合物以外具有增强抗氧化效果的多酚类物质∽珈]。此外,不同种类、结构的黄酮类化合物都具有不同的抗氧化功效” 。还有研究表明,不同季节的桑叶黄酮粗提物抗氧化能力不同,春季桑叶黄酮抗油脂氧化能力最强,而秋季桑叶黄酮对卜二苯基一2一三硝基苯肼( DPPH ) 自由基的清除率最高;AB-8型大孔吸附树脂纯化后,桑叶黄酮的抗氧化作用明显提高,尤其对D PPH 自由基的清除率与纯化前有极显著性差异。
4.2降血糖中医自古以来将桑叶作为治疗“ 消渴症” ( 即糖尿病) 的中药,或将桑叶配伍于中药复方应用于临床,多有获效 。现代医学一般关注桑叶降糖的主要有效成份为生物碱类和桑叶多糖,但近期有大量研究表明桑叶黄酮类化合物亦具有明显的降血糖作用。桑叶总黄酮可通过抑制大鼠小肠双糖酶活性从而发挥降血糖作用。原爱红等Ⅲ1关于桑叶总黄酮对糖尿病小鼠模型的研究验证了这一结论。同时认为桑叶中黄酮类化合物极性大,结构与槲皮素和芦丁相似,降糖效果与该类黄酮有关。以四氧嘧啶糖尿病模型小鼠为对象,灌胃不同剂量的黄酮发现,随着桑叶黄酮剂量的增高,中、高剂量组小鼠的糖化血清蛋白含量明显降低,血清胰岛素、肝糖元含量均明显增高,肝已糖激酶及肝血清超氧化物歧化酶( SO D) 活力明显增强。江正菊等Ⅲo试验结果表明,桑叶总黄酮可显著降低高脂诱导的大鼠血清空腹血糖( FPG) 、总胆固醇( TC) 、甘油三脂( TG) 、低密度脂蛋白胆固醇( LDL—C) 的水平,提高高密度脂蛋白胆固醇( H DL—C) 的水平,使动脉粥样硬化指数显著降低,并呈现剂量依赖性,提示其对糖尿病及心血管疾病有一定的预防作用。不同桑叶提取物对糖尿病小鼠血糖的影响研究显示,总生物碱和总黄酮降血糖的作用较其他提取物明显口川。应用二因素七水平均匀设计方法,将桑叶生物碱、总黄酮按不同配比合用给予糖尿病小鼠,结果显示总黄酮与总生物碱的得率比6:1的组合降糖作用最优,能提高正常小鼠对淀粉和葡萄糖的耐受能力,并存在剂量的依赖性p引。
4.3降脂、降压与抗肿瘤桑叶黄酮可以抑制肠道内胆固醇的吸收,降低血液黏度,具有较明显的降低血脂的作用四J 。预防性给予桑叶总黄酮,能显著降低高脂诱导的大鼠血清丙二醛( M D A) 的水平,升高SO D 的水平,提示桑叶总黄酮可能通过提高机体抗氧化能力,及抑制脂质过氧化反应来改善脂质代谢功能;采用脂必妥为阳性对照药,结果显示桑叶总黄酮与脂必妥具有相似的降血脂作用∞6|。有文献记载桑叶浴可以降低血压,因为桑叶中的芸香苷、槲皮素能增加离体及在体蛙心的收缩力与输出量,并减少心率;芸香苷使蟾蜍下肢及兔耳血管收缩,槲皮素可扩张冠状血管,改善心肌循环m ]。Ki m 等[4I]从桑叶中分离纯化黄酮类化合物的槲皮素一3一O —B—D一吡喃葡糖苷和槲皮素一3,7一二一0—13-D一毗喃葡糖苷,对人早幼粒白血病细胞系( H L一60) 的生长表现出显著的抑制作用,且后者可诱导H L- 60细胞的分化,表达CD 66b和CDl 4抗原。5展望桑叶的非绢丝方向利用,主要包括普通食品、保健食品、饮料、调味料、饲料等;大众产品有桑茶、桑叶面、桑豆腐、桑叶饼干、桑叶豆粉、桑叶醋、桑叶酱等¨ 引;差异化产品有桑叶食品添加剂与营养强化剂,桑叶咀嚼片Ⅲ],桑叶超微粉[4副等。但充分利用桑叶黄酮类化合物的抗氧化及降糖降脂原理,开发相关食药功能性产品尚处于起步阶段。桑叶黄酮类化合物研究主要应从以下方面取得突破。研究和探讨不同桑品种的桑叶黄酮种类、化学结构及其药理作用和构效关系,进而筛选出功能性优势桑品种;进一步系统研究不同地域、采摘期及不同叶位桑叶黄酮类化合物的动态变化规律,建立各区域差异性桑叶收获规程;重点研发低成本、环保高效的桑叶黄酮工厂化提取实用工艺技术和工艺装备;推进桑叶黄酮类化合物临床实验,以及桑叶黄酮类化合物与其他活性成份临床协同试验系统研究和数据库建设。应用方面应突出养颜抗衰老和降脂、降糖等桑叶黄酮类化合物的功能和作用,重点开发中圃蚕让桑叶茶、食品添加剂、桑叶生物新药等差异化大宗食药产品,建立差异化桑品种示范基地,开展产业化应用。