柿叶中化学成分及其药理作用研究

柿叶中化学成分及其药理作用研究

柿叶是柿树科(Ebenaceae)柿树属(Diospyros)柿树种植物的鲜叶或干燥叶。柿科植物全世界大约有6属450个种,柿属植物大约有350个种,我国柿属植物大约有40多种,有柿(Diospyros Kaki Linn)、君迁子(D.lotus lion)、油柿(D.oleifera Cherg)等,但以柿最为常见。作为我国传统的中药材,柿叶入药始见于明《滇南本草》记载“经霜叶敷臃疮”;《本草再新》记载柿叶可“治咳嗽吐血,止渴生津”;《分类草药性》记载柿叶可“治咳嗽气喘,消肺气胀”。研究表明,柿叶中富含黄酮类、萜类、鞣质、萘醌酚类、香豆素类、维生素C及有机酸类和胡萝卜素等化学物质,这些化学物质在治疗冠心病、心绞痛、止血、降压及胃溃疡出血、肺结核出血、功能性子宫出血等内脏出血病症方面,有显著疗效。值得一提的是可以用柿叶制成柿叶茶来饮用,柿叶茶的营养成分分析表明,其维生素C含量远远高于其他茶。近年来,随着现代药理学和提取分离技术的快速发展,先前常常被当作废弃物扔掉的柿叶资源正日益受到重视。基于此,综述了柿叶中有较高经济和实用价值的黄酮类、维生素C及有机酸类和萜类等天然化学物质的种类、结构和药理作用,旨在为柿叶资源化利用和日常生活中人们对保健养生知识的需求提供指导。

1

黄酮类化合物

黄酮类化合物是具有2-苯基色原酮(flavone,结构如图 1所示)基本母核结构的一系列化合物,该类化合物广泛存在于植物体内,是植物性中药中主要有效成分之一,具有重要的药用价值。该类化合物多是酚羟基化合物,有的具有甲氧基或其他取代基。一般C3位上有羟基和其他位置有羟基性质完全不同,所以C3位置上有羟基的衍生物特称黄酮醇,它们有可能呈苷类存在。

图1

2-苯基色原酮

1.

2-phenyl chromone

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1.1

柿叶中黄酮类化合物的种类

柿叶中黄酮类化合物种类繁多,多见C3、8、3′、5′位取代。早期从柿叶中分离得到的化合物主要为黄酮类(a)和黄酮醇类(b)(结构如图 2所示),有黄芪甙(astraglin)、异槲皮素(isoquercitrin)、槲皮素(quercitrin)、金丝桃甙(槲皮素-3-半乳糖苷)、槲皮素3-O-α-L- 阿拉伯糖苷、槲皮素3-O-β-D- 半乳糖苷、槲皮素3-O-β-D- 葡萄糖苷、槲皮素3-O-2″-O- (3,4,5- 三羟基苯甲基酰)] -葡萄糖苷、山萘酚(kaempferol)、山萘酚3-O-β-D 葡萄糖苷、山萘酚3-O-α-L- 鼠李糖苷、山萘酚3-O-β-D- 木糖苷、山萘酚3-O-α-L- 阿拉伯糖苷、山萘酚 3-O-β-D- 半乳糖苷、山萘酚3-O-2″-O- (3,4,5- 三羟基苯甲基酰)] -葡萄糖苷、芦丁、杨梅酮甙(myricetin)、杨梅酮3-O-β-D- 葡萄糖苷、紫云英甙(astragalin)、芸香甙(rutin)等。近几年的研究又发现了新的化合物:杜荆素(vitexin)(图 3)、2″-O- 鼠李糖-杜荆素等[1-5]。

图2

黄酮类和黄酮醇类化合物母核结构和取代基

2.

Structure and substituent of the parent nucleus of the flavonoids and the flavonoids

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图3

杜荆素母核结构

3.

Du Jingsu nucleus structure

图选项

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1.2

黄酮类化合物的药理作用

柿叶黄酮的药用价值研究,早期主要集中在高血压素转移酶活性抑制和体外抗氧化活性上,如Kameda等从柿叶的丙酮-水浸提液中分离得到4种黄酮苷:黄芪甙、山萘酚 3-O-2″-O-( 3,4,5- 三羟基苯甲基酰)] -葡萄糖苷、异槲皮素、 槲皮素 3-O-2″-O- (3,4,5- 三羟基苯甲基酰)] -葡萄糖苷,并研究了它们对高血压素转移酶的抑制活性,实验研究发现这4种黄酮分别产生67%、53%、33%和48%的抑制活性[6]。杨建雄等研究发现柿叶黄酮有明显的体外抗氧化作用[7]。近几年主要围绕糖尿病、冠状动脉粥样硬化和机体衰老等疾病开展研究活动,学者们进行了深层次的药理作用探讨。如白卫娜等的研究表明柿叶总黄酮对小鼠动脉粥样硬化的病变有一定程度的抑制[8];徐锦龙等研究发现柿叶提取物可显著降低空腹血糖,并能增加肝糖原的量[9];Sun等实验证实柿叶总黄酮的抗氧化活性和抗过氧化物阴离子、羟基自由基和金属螯合物的活性明显强于芦丁强[10];陈丽等通过建立饮食性高脂血症大鼠模型,研究了柿叶总黄酮对饮食性高脂血症大鼠血脂及血液流变学的影响[11];大量文献表明柿叶总黄酮在治疗脑心血管疾病、抗氧化、活血止血、抗菌、解热、抗过敏,增强免疫等方面有积极的意义。

1.3

柿叶黄酮类化合物的提取检测及含量研究

提取柿叶黄酮类化合物多采用水、甲醇、乙醇为提取剂,乙酸乙酯为萃取剂,AB-8大孔树脂为柿叶中黄酮类化合物的吸附剂[12-14],按照合适的料液比在适宜的提取温度下进行,也有学者采用超声波或微波辅助提取。卫静莉等用超声波乙醇提取,结果表明柿叶中黄酮含量达6.19%[15]。

不同生育期的柿叶总黄酮含量有所变化,严铸云等用甲醇在索氏提取器中回流提取发现:花期的含量(0.395%)比果后期的含量(0.459%)低。贮藏期间柿叶黄酮含量变化较小,放置3年的陈叶和鲜叶中黄酮含量基本一致,表明可以较长时间贮藏柿叶[16]。韩卫娟等对野生柿叶、涩柿叶、甜柿叶中总黄酮含量进行了年动态变化研究,结果显示不同品种柿叶中总黄酮含量年动态变化差异较大,但含量高峰时期均在8月中下旬[17]。

柿叶中黄酮类物质的定量分析方法主要有滴定法、分光光度法及高效液相色谱法,这些方法测定结果存在一定差异,紫外-可见分光光度法因准确度高、重复性好、简便等优点,是目前监测和评价柿叶总黄酮含量的主要方法,以氯化铝显色法和 NaNO2-Al (NO3)3-NaOH络合法较为常用。

2

维生素C和有机酸类化合物

2.1

维生素C的结构

图4

维生素C结构

4.

Structure of vitamin C

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柿叶中维生素C含量很高,维生素C又称抗坏血酸,为酸性己糖衍生物,是稀醇式己糖酸内酯,一种具有6个碳原子的酸性多羟基化合物。天然存在的维生素C有L型与D型2种异构体,对生物以及人体有意义的“维生素C”是纯的左式右旋光(光学异构)抗坏血酸(图 4)。维生素C分子中2位和3位碳原子的2个烯醇式羟基极易解离,释放出H+,所以维生素C虽然不含羧基,但仍具有有机酸的性质。

2.2

维生素C的药理价值

维生素C还具有抗氧化、促进铁吸收、清除氧自由基、提高免疫性能、降低癌症发病率等功效。维生素C参与人体内许多的生化反应,缺乏维生素C时这些反应都不能顺利进行,足够的维生素C可避免白血球受自体氧化的伤害,因此能强化免疫系统;维生素C是一种抗氧化极强的物质,对于人体长期暴露在不良的环境中(过氧化脂质、抽烟、喝酒、虫蛇咬伤及化学毒素)所产生的自由基物质,都能有效的清除;维生素C还可以帮助钙、磷、铁这类的矿物质在小肠的吸收,所以对于贫血或是骨质疏松症者很有帮助。临床研究也发现,各类晚期癌症注射大剂量维生素C,每天10~30 g,能明显地延长患者的生存期。

维生素C能阻止黑色素的生成,可以促进胶原的生物合成,长期使用能美白淡斑,使皮肤富有弹性。维生素C能为8种不同的酵素提供电子供体,其中3种是以胶原羟化反应的方式参与,这些反应先将羟基放入氨基酸的脯氨酸或赖氨酸,然后将此氨基酸加入至胶原蛋白分子內,从而使胶原蛋白分子能够承担其三重螺旋結构,使得维生素C在维护组织、血管和软骨的时候使用。

维生素C可以增强血管的组织和减少血液中胆固醇的含量,可以防止心血管疾病的发生。人体在长期缺乏维生素C的情况下,胶原羟化反应减少,血管的组织会减弱,只要外界稍加压力,血液即自行渗出,从而导致各种心脏和血管的疾病。血管中受压力最高的冠状动脉,为防止渗血及破裂,自行修补的方法之一是加厚血管而使血管硬化,其二是沉积胆固醇堵塞渗血的漏洞而使血管阻塞。因此长期补充维生素C可以预防心血管病。

2.3

有机酸类化合物的种类及药用价值

柿叶中除含有较高维生素C外,还含有琥珀酸(succinic acid)、苯甲酸(benzoic acid)、水杨酸(salicylic acid)、焦粘酸(pyromucic acid)、糖酸(pyro-mucic acid)、丁香酸(syringic acid)及香草酸(vanillic acid)等有机酸类化合物。文献研究表明该类化合物对金黄色葡萄球菌、白葡萄球菌、肺炎球菌、大肠杆菌、流感杆菌均有抑制作用。

2.4

柿叶中维生素C及有机酸类化合物提取检测研究

柿叶中维生素C研究早年较活跃,提取时主要采用溶剂提取技术和超声波提取技术。1942 年,C.G.Vinson等首次测定新鲜柿叶中维生素C的含量为2 723.75 mg/100 g[18]。1987年,佘祥威等测定了柿叶中维生素C含量高达250 0 mg/100 g[19];2004 年费学谦等研究发现野生种类柿叶中维生素C含量最高可达1 503 mg/100 g[20]。以上研究结果有明显差异,主要与实验材料、取材时间及检测方法的不同有关,但不同实验材料、取材时间及检测方法对含量的影响未见更详尽的报道。

维生素C含量仍以光度法测定为主,近年来有学者采取反相液相色谱法高效测定柿叶中维生素C[21]。其他柿叶有机酸的研究报道并不多,张吉祥等2002年利用单柱阴离子交换色谱法,检测出柿叶中苹果酸和琥珀酸含量分别为4.29 mg/g和4.14 mg/g[22]。

3

萜类化合物

萜类化合物测定主要采用薄层层析法和HPLC法。张登科等用薄层层析法检测出柿叶中齐墩果酸含量为0.22%[32];王丽峰等用薄层扫描法检测出柿叶中齐墩果酸含量为2.531mg/g,熊果酸含量为4.267mg/g[33]。 Kim等指出在柿叶中含有丰富的四萜化合物胡萝卜素[34]。

萜类化合物长期被认为无药理活性,现代实验研究发现萜类化合物具有抗氧化、抗炎、抗菌、预防肿瘤等作用。Cichewicz R H等研究发现桦木酸比现在临床用的抗HIV药具有更高的生物活性和更好的治疗效果,对多种癌细胞具有杀灭作用,是一种治疗HIV及癌症的新的化学药剂[24]。熊斌等综述了熊果酸在抗癌、肝损伤保护、抗菌消炎和抗病毒等多方面的药理学活性[24-30]。

萜类化合物(Terpenoids)是由2个或2个以上的异戊二烯单位按不同的方式首尾相连而成的聚合物及其含氧衍生物。研究表明,柿叶中主要的萜类化合物有齐墩果酸(oleanolic acid),白桦脂酸(betulinic acid),乌苏酸(ursolic acid),桦木酸(betulic acid),熊果酸等。2013年Uc-Cachon等从柿子叶中分离得到7种萘醌类化合物和1种新的萘醌二聚体衍生物[23]。它们多是含有大量由数个异戊二烯单位首尾相连构成的三萜类化合物(Triterpenes),其中较常见的结构类型有羽扇 (多环)烷lupane[A] 型、乌索烷usrnae[B] 型、齐墩果烷oleanane[C]型、蒲公英塞烷atxarearne[D] 型或friedelane[E] 型。

4

香豆素类化合物

图5

α-苯并吡喃酮

5.

α-benzopyrones

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香豆素(cornn arin)是具有α-苯并吡喃酮母核(图 5)的一类天然化合物的总称。柿叶香豆素的提取、分离和检测方法报道较少。周法兴等从广西产柿叶中分离得到2种香豆类化合物,即6-甲氧基-7-羟基香豆精和6-羟基-7-甲氧基香豆精,这2种化合物是一对同分异构体(图 6)[35]。Higa等从新鲜柿叶的95%乙醇浸出物中分离得到多种萜类化合物外,也分离出了东莨菪素[30]。

图6

2种从广西产柿叶中分离的香豆素类化合物

6.

Two coumarins separated from persimmon leaves in Guangxi province

图选项

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5

其他化合物

柿叶中黄酮类化合物、维生素C和萜类化合物含量较多,药理作用比较清楚,提取和检测方法比较成熟。到目前为止,以柿叶为原料开发饮品、药品、化妆品、食品、饲料等领域的产业呈上升趋势,风靡欧美和日本的柿叶茶、广州白云山中药厂的“脑心清”、广西生产的“脑心宁”、美白祛斑化妆品、配方养殖饲料,日本寿司包装等,这些产品均与当今人们追求健康、安全、环保的理念相契合。随着人们生活水平的不断提高,医学模式的转变,柿叶作为传统中药材会越来越受到人们重视,从柿叶中提取这些物质,进一步研究开发新的功能性柿叶产品,满足人们日常生活中不断对保健养生的需求具有较大的经济和实用价值,值得进一步研究。

除了以上介绍的化合物,柿叶中还含有维生素E、胆碱、叶绿素、多酚类物质、鞣质、多糖、挥发油、氨基酸及矿物质等。安秋荣等利用气相色谱-质谱联用仪对柿叶中挥发成分进行分离鉴定,并用峰面积归一化法计算相对含量,用谱图检索确认了75种化合物,它们占总挥发成分质量的98.13%[36]。

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