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青錢柳活性成分及生理功能研究概況

2016-07-19 13:47

董彩軍  食品科學

       摘要:青錢柳富含降血糖物質,其活性成分引起國內外的關注。現對國內外有關青錢柳的活性成分、藥理作用,保健功能的研究進展進行系統的綜述, 為全面開發利用青錢柳提供科學依據。

       關鍵詞:青錢柳   活性成分  藥理作用及保健功能


1、青錢柳概況

      青錢柳Cyclocarya paliurus(Bata1.)Iljinskaja.系雙子葉植物綱(Dicotyledoneae)胡桃科(Juglandaceae)植物。青錢柳屬高大喬木(10~30m),花期4-5月,果期7-9月。單數羽狀復葉(長約2O cm),小葉7-9枚,革質,上面有盾狀腺體,下面網脈明顯。又名青錢李(江西)、山麻柳(四川)、甜茶樹(貴州)、一串錢(湖北)等,瀕危樹種,活化石。主要分布于安徽、江蘇、浙江、江西、臺灣、湖北、湖南、四川、貴州、廣西、廣東和云南東南部,是福建省山區罕見的速生闊葉樹種。江西省農牧廳、省蠶桑茶葉研究所在開展農業資源調查時,發現在江西某山區生活的農民中,有很多長壽老人,發現他們的飲食有一個共同的規律:經常以一種當地特有的植物葉子泡茶飲用,經廬山植物園專家鑒定,該植物其名稱為“青錢柳”[1]。青錢柳茶具有生津止渴、清熱解署、降壓強心及延年益壽的作用,可有效地用于防治糖尿病、高血壓、冠心病、神經衰弱等疾病,被稱之為“降糖神茶”[2]。許多研究人員對青錢柳茶做生物學、藥理、治療毒性等實驗后發現,其含有豐富的天然藥用成份,如多糖、黃酮、酚、植物蛋白(小肽) 、皂苷、香豆精、生物堿、甾體、萜類、苷類,有機酸、胡蘿卜素、維生素E、咖啡因等化學成分和一些人體必需的微量元素,其中多糖類有明顯降低血糖效果,特別是對Ⅱ型糖尿病有明顯療效,因此日益受到人們重視[3][4]


2、青錢柳活性成分及研究進展

2.1青錢柳黃酮

      黃酮類成分在人類飲食結構中占有重要的地位,其攝人量與癌癥及心腦血管等疾病的發生有著密切的關系。黃酮類化合物具有保肝、擴冠、抗炎、降低血管脆性,解除痙攣,增強心臟收縮,有一定程度的抗菌及抑制腫瘤細胞等作用。同茶葉相比青錢柳中黃酮類化合物含量相對較高,可作為這些物質的補充源[5]。易醒等人從青錢柳葉中首次分離得到了3個黃酮類單體化合物: 山柰酚(Kaempferol , I) 、槲皮素(Quercetin ,Ⅱ) 和異槲皮苷(Isoquercitrin ,Ⅲ)[12],并用反相高效液相色譜法,對其中黃酮的含量進行了測定,測得結果為:青錢柳甲醇提取物中黃酮含量為異槲皮甙0.543% ,槲皮素0.0615% ,山柰酚0.0387%;水提取物中異槲皮甙0.464% ,槲皮素0.0603% ,山柰酚0.0337%。此研究對青錢柳黃酮類成分的研究有著重要的理論意義和應用價值[1][6][7]

2.2青錢柳多糖[8][9][10][11]

     中藥多糖類成分具有非細胞毒作用和良好的降血糖效果,正日益受到人們的重視。青錢柳嫩葉中多糖含量為0.6532%左右,其中很多多糖物質以復合物的形式存在。李磊等人測得降血糖活性多糖復合物的提取得率為9.6%。經連續四周向小鼠腹腔注射青錢柳提取物后,小鼠血糖值比糖尿病模型組降低了41.3 %。說明這種復合物具有明顯的降血糖活性并能增強糖尿病小鼠對葡萄糖的耐受力。目前,針對青錢柳中多糖化合物的生物活性功能研制出一系列青錢柳保健品。

2.3微量元素

      研究發現青錢柳中不僅含有人體必需的鉀、鈣、鎂、磷等常量元索,而且還含有對人體保健有重要作用的微量元素錳、鐵、銅、鉻、鋅、硒、釩、鍺等。經測定青錢柳葉中Mg總含量是一些優質名茶的2倍[13]。Mn,Fe的含量與一些名茶中的含量相似[13],比我國補益中藥阿膠中的含量高出l倍[14]。與糖代謝和胰島素作用密切相關的元素Ni,Cr,V,Se的含量較高,其中Cr,Ni,V的含量大約為茶葉的10倍,而硒的含量還略高于紫陽富硒茶中硒的平均含量(0.6 ug/g)。青錢柳葉水浸液中K的含量很高,而Na的含量較少,說明青錢柳浸泡液是一種高鉀低鈉飲料。現代營養學研究已證實上述元素具有重要的生理功能[15]:鉀為胰島素分泌、肌酸磷酸化作用、碳水化合物代謝和蛋白質合成所必需,對高血壓和糖尿病患者極為重要。微量元素鉻是葡萄糖耐量因子的有機成分之一,能夠協助胰島素發揮降血糖作用,并能使糖耐量得到改善[15]。鋅是酶的重要組成物質,人體80多種酶的活性都與鋅有關。胰臟是對鋅代謝最敏感的器官之一,研究表明鋅的不足引起胰島素的敏感性降低[15]。缺錳可使胰腺發育不全、β細胞胰島數目減少,糖耐量受損,葡萄糖的利用率減少[16]。糖尿病與微量元素硒具有高度的相關性,糖尿病患者體內硒代謝紊亂。銅和鐵也是人體必需的營養元素,對造血、活血及防治貧血病有較大作用。因此,在青錢柳沖泡液的降血糖、降血壓和降血脂等功能方面,上述元素可能起到了重要作用[18]。食品中無機元素的營養和生物學活性強烈地依賴于其化學形態,謝明勇等對錳、鐵、銅、鉻、鋅、釩、鋰、鎳等微量元素的化學形態進行了初步的研究和探討。發現一些和有機態相結合的無機金屬元素,并用FIA-ICP-MS對其含量進行測定[42]。人體胃酸對青錢柳中各元素具有很高的溶出率,它們可隨水一起進入人體消化道而為人體所利用,并且對人體無毒副作用,為進一步研究和開發這種天然保健食物資源提供科學依據。因此,可開發一些以青錢柳為原料的新型的營養保健品和藥物劑型[17][19][20]

2.4 胡蘿卜素和維生素E[21]

     胡蘿卜素是一種抗氧化劑,具有解毒作用,是維護人體健康不可缺少的營養素,在抗癌、預防心血管疾病等方面有顯著功能。VE也是一種有效的抗氧化劑,它能改善動脈硬化,預防血栓產生,改善高血脂癥,可顯著降低患冠心病的機會。謝明勇等人測得青錢柳葉中胡蘿卜素平均含量2-3mg/100g,VE平均含量3mg/100g左右。有報道表明,青錢柳具有多種保健功能可能與其含有較多的胡蘿卜素和維生素E有關[5]

2.5甜味活性成分

      目前,大規模開發無毒,使用安全,低熱量,甜味素質優良又具有保健作用的天然甜味劑代替蔗糖和人工合成甜味劑,是國內外科技工作者迫切需要解決的大課題。為研究其葉的甜味活性化合物,張曉琦等人對青錢柳葉的乙醇提取物進行了研究,通過多種色譜分離得到6個化合物,經理化和波譜法分別鑒定為:香草酸、苯甲酸、山柰酚3-O-β-D-吡喃葡萄醛酸苷、槲皮素、β-谷甾醇及胡蘿卜苷。前三種化合物為從本植物中首次分離得到[21]。舒任庚等從青錢柳葉提取物中富有甜味的親脂性部分分離出20個單體化合物,鑒定并推斷出15個化合物的結構。5個為自然界發現的新化合物為:青錢柳甙Ⅰ(cyclocariosideⅠ)、青錢柳甙Ⅱ(cyclocariosideⅡ)、青錢柳甙Ⅲ(cyclocariosideⅢ)、青錢柳酸Ⅰ(cyclocaric acidⅠ)和青錢柳酸Ⅱ(cyclocaric acidⅡ)。另外1O個為首次從該植物中分離出的已知化合物,它們分別為胡蘿卜甙(daucostero1)、β-L-吡喃阿拉伯糖(β-L-Arabopyranose)、咖啡因(caffeine)、β-甾谷醇(β-sitostero1)、棕櫚酸(palmitic aacid)、硬脂酸(stearic acid)、山俞酸(behenic acid)、肌醇(inosito1)、2-α-烏蘇酸(2-α-hydroxyl ursolic acid)和Arjunolic acid。其中青錢柳甙I(一種三萜皂甙)具有甜味,它是世界上發現的具有甜味的天然化合物之一 ,具有很重要的研究價值。青錢柳甙I的發現為天然甜味化合物家族增加了新的一員。青錢柳的主要甜昧成分為非熱值型的三萜皂甙,尤如甘草中的甘草甜素和甜葉菊中的甜菊甙一樣因此,開發青錢柳中的青錢柳甙類天然甜味劑,更好的充分利用我國青錢柳這一特有資源,是研究開發的重點[22][23]

2.6甾醇和三萜類

     植物甾醇(主要是谷甾醇,豆甾醇等),是一類具有強生理活性的物質,能有效地降低血清中膽甾醇水平,起到預防和治療高血壓、冠心病等心血管疾病的作用;具有抗炎和抗菌作用;具有阻斷致癌物誘發癌細胞形成的功能;促進DNA及蛋白質的合成,抑制血糖上升及促進恢復肝功能;促進皮脂分泌及保持水分,以維持皮膚潤濕、柔軟的生理活性和表面活性等等。張曉瑢等首次從青錢柳根中分離出5個化合物,通過波譜分析并與已知化合物的文獻值對照,確定它們的結構分別為:(+)-兒茶索,南酸棗苷,喬松索7-O-呲喃葡萄糖苷,β-谷甾醇和胡蘿卜苷。其中(+)-兒茶索有止瀉、解毒、止血和治療各種肝臟疾病的括性;β-谷甾醇也有抗癌、降低膽固醇、止咳等作用[24][25]。三萜類物質也有很強生理活性,如消炎,鎮痛,鎮靜,抗菌,解熱,驅蟲,抗病毒,抑制癌細胞增生,抗過敏、抗炎癥、促進肝臟新陳代謝,有助防止心、血、腦疾病發生等等。鐘瑞建等從青錢柳葉中首次分出了3個五環三萜成分,經理化常數和光譜分析為:2a-hydroxyursolic acid、3-oxo-2a,23-dihydroxyolean-12-en-28-oic acid(青錢柳酸B)、arjunolic acid。其中青錢柳酸B為一種新化合物。對青錢柳的生理活性功能的進一步研究具有很重要的意義[26][27][28]

2.7其他活性成分

      研究表明,青錢柳中還含有其他活性成分,如維生素C、內脂 、皂甙、香豆精、生物堿、苷類、有機酸、咖啡因等等。其中維生素C的主要功能是幫助人體完成氧化還原反應,提高人體滅菌能力和解毒能力,長期缺少維生素C會得壞血病。據諾貝爾獎獲得者鮑林研究,服大劑量維生素C對預防感冒和抗癌有一定作用;內脂具有抗癌(鼻咽癌),抗白血病,抗膽堿作用,抗組胺,降壓,抗菌,抗潰瘍,止血,驅蟲,抗鉤端螺旋體,退熱,降血糖等作用;皂甙具有強心,舒張血管及抗疲勞,減慢心率及雙相性血壓作用促進DNA和蛋白質及脂質的生物合成,止渴生津,排膿消腫,利咽止痛,解熱鎮痛等作用;香豆精具有抗癌,抗菌,利尿和保護血管通透性,消炎,抗凝血,擴張冠狀動脈,改善血液循環,止渴袪痰,平喘,吸收紫外線及抗輻射,殺蟲,鎮痛,解熱,抗風時,降壓,抗組胺等作用。

      這足以說明青錢柳是一種功能性藥用植物。雖然這些活性成分的功能雖然都已眾所周知,但將其研制成產品被人類利用還需要一個過程。


3、青錢柳的藥理作用及保健功能

3.1降血糖作用[29-34]

      經過中國醫藥大學藥理實驗室、江西醫學院、江西中醫學院的有關研究表明:青錢柳具有明顯的降血糖作用,其作用機理可能是通過恢復病變胰島細胞的結構和功能或增加外圍組織的胰島素受體。青錢柳中具有降血糖作用的成分歸納起來有:萜類及皂甙、多糖類、多肽及氮基酸類、生物堿、黃酮類、內脂、不飽和脂肪酸及微量元素等。青錢柳甙I和Ⅱ已送中國醫學科學院藥物研究所藥理篩選中心進行降血糖和心腦血管活性初步篩選。易醒等選用昆明種小鼠靜脈注射四氧嘧啶,選擇性破壞胰島β細胞造成小鼠實驗性糖尿病模型,而后用青錢柳提取物給該小鼠灌胃,測其空腹血糖,觀察血糖及體重變化,發現青錢柳特別是7O%乙醇提取物和青錢柳多糖復合物具有顯著降血糖作用[30]。其次,他們還用江西梅山降血糖神茶對患有四氧嘧啶糖尿病大鼠的降糖作用進行了實驗。結果表明:給患有四氧嘧啶糖尿病大鼠連續4周注射梅山降血糖神茶3.6 g后,大鼠空腹血糖明顯降低,糖耐量增高,但降糖神茶對正常大、小鼠血糖無明顯影響。并且病理切片研究顯示,用該神茶治療可有效控制糖尿病患者的血糖水平,提高葡萄糖的糖耐受量,又可促進病變胰島結構功能逐步恢復[33]。梁錦業等報道青錢柳制劑確有降低血糖作用而對正常血糖無影響,不會引起低血糖反應,是一種治療I型糖尿病可供選擇的輔助療法,對耐糖量下降和輕I型糖尿病可配合飲食控制單獨應用。李磊等用超聲波萃取法從青錢柳中提取了多糖復合物,并用四氧嘧啶小鼠模型驗證了青錢柳多糖能增強糖尿病小鼠對葡萄糖的耐受力。青錢柳能抑制葡萄糖的吸收,降低人體血糖,從而可以預防有高血糖引起的一系列病癥。[44]這些研究為青錢柳葉在民間制茶飲用以防治糖尿病初步提供了科學的解釋。同時,也為進一步研究青錢柳的降糖作用奠定了基礎[11]

3.2降血壓作用

      黃敬耀等曾報道說青錢柳嫩葉的水提物和醇提物對家兔血壓有顯著的降壓作用,同時使呼吸加快加深,也能明顯促進小鼠胃腸道蠕動和顯著延長小鼠常壓缺氧的存活時間。其中水提物的藥理作用更為顯著。以青錢柳為主要原料制成的降壓神茶,對高血壓病人癥狀改善率為81%,降低血壓有效率為90% 。

3.3降血脂作用[35][36]

      青錢柳中所含的三萜類化合物具有降血脂的作用,微量元素硒能有效的改善脂質代謝 。謝明勇等對具有高膽固醇血癥模型的大鼠進行實驗,觀察青錢柳對動物血膽固醇的調節作用,結果表明,青錢柳可抑制大鼠血膽固醇的升高。青錢柳復方茶降低血脂、膽固醇有效率為66% ,冠心病患者癥狀改善率為75%,心電圖改善有效率為78%。易醒等人通過喂高脂飼料建立大鼠實驗性高膽固醇血癥模型,觀察青錢柳對動物血清膽固醇的調節作用和對體重及肝重/體重比值變化的影響,結果表明,青錢柳可抑制大鼠血清總膽固醇的升高,并略降低大鼠體重,使肝重/體重比值升高[36]。Hiroshi Kurihara等人研究表明:青錢柳提取物通過抑制胰脂肪酶活性能有效控制脂肪的吸收,從而證明青錢柳能降低血脂水平,促進脂肪代謝,能有效防治一些疾病:動脈硬化、腦中風、心肌梗塞等。[41]

3.6抑制神經衰弱

      青錢柳對于體弱、神經衰弱、更年期綜合癥病人臨床癥狀有很大改善,如飲食增加,體重增加,神經好轉,睡眠轉佳等方面。

3.4治療頑癬

      《中國中藥資源志要》記載其樹皮、葉具有清熱消腫、止痛功能,可用于治療頑癬。

3.4增強機體免疫力[37]

      北京神農醫藥開發研究所將青錢柳配制的梅山神茶煮沸濃縮,取低劑量對小鼠體液免疫和細胞免疫功能進行試驗。結果表明,濃縮液能增加抗體積數,具有增強動物體液免疫功能的作用,同時,還有促進單核巨噬細胞的功能,增強細胞免疫的作用,而且對人體無毒副作用。另有實驗表明青錢柳葉煎劑對大鼠無致畸胎毒性。

3.5抗氧化、防衰老作用

      黃酮類化合物可調節機體的生理功能,起到抗衰老的作用。肌醇也具有抗衰老和保健作用。青錢柳的抗氧化抗衰老的作用不但與這些有機成分有關,還可能與其中所含的微量元素有關,如硒是人體血紅細胞中谷胱甘肽過氧化酶的重要成分,具有抗氧化、保護細胞膜和心血管的作用,同時硒和維生素E結合是一種重要的體內自由基清除劑[38]。有機鍺具有抗脂質氧化作用。

3.6抗疲勞

      已知咖啡因能夠增強大腦皮層興奮過程、振奮精神、祛除疲勞等功效。舒仁庚等對該植物嫩葉的化學成分進行了研究,從中分離出兩種無色針晶1 :單體成分(A和B),經光譜分析和化學分析鑒定為咖啡因(Caffeine,A)和β-谷甾醇(β-sitosterol,B)均系首次從該植物中分離得到,其中咖啡因的分離和鑒定為民間制茶提供了科學依據。因此推測青錢柳有抗疲勞的作用。目前,關于此作用的動物實驗還未見報導[39][40]

3.7抗腫瘤作用

      青錢柳中的好多成分都有抑止癌細胞的作用:如三萜,甾體,內脂,香豆精,黃酮等。但到目前為止還未見有關這方面的動物實驗和體外模擬試驗的報道。相信不久的將來,青錢柳的抗腫瘤作用會一步一步被證實并為人類所利用。


4、青錢柳產品

      前不久,以青錢柳為原料生產的保健茶獲得美國食品與藥品管理局認可,成為我國第一個獲得美國藥品食品管理局(FDA)認可的保健茶。


5、展望

      青錢柳含有很多具有保健作用的功能因子,隨著科學技術的不斷進步和各種高新分析分離手段的不斷出現,將會有更多的活性物質從青錢柳中分離得出。一方面為開發這種天然資源提供科學依據,另一方面為組織培養功能組分、研究功能食品或藥品奠定基礎。青錢柳的功效已經臨床研究所證實,但是對于青錢柳降血糖、降血壓、降血脂和抗氧化、抗疲勞的物質基礎和作用機制還尚模糊不清,還有待于進一步深入研究。


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