牡丹次級(jí)代謝產(chǎn)物及保健功效研究進(jìn)展

周遠(yuǎn)明

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)中心實(shí)驗(yàn)室，山東青島 266109)

牡丹(PaeoniasuffruticosaAndr.)為被子植物門，芍藥科芍藥屬木本植物，分布于我國大部分地區(qū)，特別是洛陽、菏澤等地有大量種植。牡丹除了可作為觀賞植物外，還具有藥用價(jià)值。自古以根皮入藥，稱為丹皮：丹皮性味苦、辛、微寒；入心、肝、腎經(jīng)；功效清熱涼血，活血化瘀；用于溫毒發(fā)斑，無汗骨蒸，經(jīng)閉痛經(jīng)，癰腫痛經(jīng)，跌打損傷。近代藥理學(xué)證明，丹皮有抗凝血、降血壓、抗炎、抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)等功能[1]。

近年來，大量研究表明，牡丹含有多種生物活性次級(jí)代謝產(chǎn)物，其中主要的活性成分有單萜類、單萜糖苷類、多酚及其苷類、丹皮酚類等，具有抗氧化、抗炎、抗病毒、抗腫瘤等多種生物活性。本文在國內(nèi)外文獻(xiàn)檢索工作基礎(chǔ)上，綜述了牡丹的次級(jí)代謝產(chǎn)物和保健功效，以期促進(jìn)牡丹資源的綜合開發(fā)利用。

1 次級(jí)代謝產(chǎn)物

關(guān)于牡丹次級(jí)代謝產(chǎn)物的研究目前主要集中在牡丹根皮中，而對(duì)牡丹籽、牡丹枝葉及牡丹花中次級(jí)代謝產(chǎn)物的研究相對(duì)較少。牡丹中的次級(jí)代謝產(chǎn)物有單萜類、單萜糖苷類、多酚及其苷類、丹皮酚類等，其中，單萜糖苷類及丹皮酚類是牡丹的主要生物活性成分。

1.1 單萜類(monoterpenes)

目前，從牡丹中發(fā)現(xiàn)的單萜種類不多，主要為蒎烷骨架結(jié)構(gòu)的單萜、lactinolides類結(jié)構(gòu)的單萜等，見表1。

表1 牡丹中的單萜類

1.2 單萜糖苷類(monoterpene glucosides)

單萜糖苷類是牡丹中種類最多、含量最高的一類次級(jí)代謝產(chǎn)物，也是牡丹的主要生物活性成分，其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為含有蒎烷基本骨架，并與葡萄糖連接形成糖苷，同時(shí)在不同位置連接有苯甲酸(B)、對(duì)羥基苯甲酸(HB)、沒食子酸(G)、香草酸(Va)和對(duì)甲氧基苯甲酸(MG)等結(jié)構(gòu)，如芍藥苷、苯甲酰芍藥苷等，見表2。

表2 牡丹中的單萜糖苷類

1.3 多酚類 (polyphenols)

在牡丹中發(fā)現(xiàn)的多酚類次級(jí)代謝產(chǎn)物也較多，包括oligostilbenes類、黃酮及其苷類等，見表3。

表3 牡丹中的多酚類

1.4 丹皮酚類 (paeonols)

在牡丹中發(fā)現(xiàn)的丹皮酚類次級(jí)代謝產(chǎn)物種類不多(表4)，但它們卻是牡丹中重要的生物活性和藥用成分，尤其是丹皮酚，具有鎮(zhèn)痛、抗炎、解熱和抑制變態(tài)反應(yīng)的作用。

表4 牡丹中的丹皮酚類

2 生物活性

近年來的大量研究表明，牡丹中含有多種具有生物活性的物質(zhì)，其中主要的活性成分有單萜糖苷類(如芍藥苷等)、丹皮酚類(如丹皮酚)、牡丹酚苷、牡丹酚原苷、多酚類等，具有抗氧化、抗炎、抗病毒、抗腫瘤等多種生物活性。

單萜類成分在牡丹中發(fā)現(xiàn)的較少，相關(guān)生物活性研究報(bào)道也較少。生物活性試驗(yàn)表明：單萜芍藥甙元酮(paeoniflorigenone)具有強(qiáng)烈的抑制脂多糖誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生NO的生物活性[4]；單萜6-甲氧基芍藥甙元酮(6-methoxypaeoniflorigenone)能夠增強(qiáng)人類HepG2細(xì)胞在高糖條件下對(duì)葡萄糖的攝取能力和糖原的合成能力[6]，還能促使AMP活化蛋白激酶，提高絲氨酸蛋白激酶GSK-3β的磷酸化程度[6]；單萜lactinolide可以磷酸化AMPK(AMP活化蛋白激酶)，促進(jìn)GSK-3β的磷酸化，還能抑制因大鼠腹腔滲出細(xì)胞誘導(dǎo)的抗原抗體反應(yīng)而導(dǎo)致的組胺釋放[7]。

芍藥單萜糖苷類是牡丹中一類重要活性成分，其中芍藥苷的活性顯著，具有鎮(zhèn)痛解痙、抗炎、抗應(yīng)激性潰瘍、擴(kuò)張冠脈血管、對(duì)抗急性心肌缺血、抑制血小板聚集等多方面的作用。另有研究顯示，芍藥苷長期使用對(duì)阿爾茨海默病的學(xué)習(xí)記憶障礙有明顯的改善作用，且具有抗抑郁作用等[31-32]。生物活性試驗(yàn)表明：單萜糖苷類成分α-苯甲酰氧芍藥甙(α-benzoyloxypaeoniflorin)、β-苯甲酰氧芍藥甙(β-benzoyloxypaeoniflorin)、Suffrupaeoniflorin A、沒食子酸芍藥甙(galloyloxypaeoniflorin)及水楊酸芍藥甙(salicylpaeoniflorin)等顯示出強(qiáng)的自由基清除活性，且活性強(qiáng)于維生素E[10,16,23]；α-benzoyloxypaeoniflorin具有強(qiáng)烈的抑制脂多糖誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生NO的生物活性[10]；salicylpaeoniflorin對(duì)人肺腺癌表皮A549細(xì)胞具有與芍藥苷(paeoniflorin)類似的抗細(xì)胞增殖作用[21]。另外，丹皮酚甙(paeoniside)A、B，以及芍藥苷(paeoniflorin)、苯甲酰芍藥苷(benzoylpaeoniflorin)和4-O-甲基芍藥苷(4-O-methyl paeoniflorin)具有對(duì)環(huán)氧合酶-1和環(huán)氧合酶-2的抑制活性[23]。Ding等[33]從牡丹根皮中分離得到單萜糖苷類化合物牡丹皮苷B(mudanpioside B)、牡丹皮苷H(mudanpioside H)及苯甲酰芍藥苷等，發(fā)現(xiàn)他們能夠抑制酪氨酸酶活性，進(jìn)而減少黑色素的生成。

丹皮酚是傳統(tǒng)中藥丹皮的主要藥效成分，可以治療多種疾病。研究表明，丹皮酚具有廣泛的藥理活性，如抗炎、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、降血壓、抗菌、促進(jìn)血液循環(huán)、防止血栓形成、殺螨、抗腫瘤等[34-39]。Suffruticosides A、B、C、D具有清除自由基的活性，且活性強(qiáng)于維生素E[16]。Suffruticoside A具有很強(qiáng)的抑制脂多糖誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生NO的生物活性[29]。Du等[35]研究發(fā)現(xiàn)，丹皮酚的抗氧化活性可用于治療過敏性支氣管哮喘。周軍等[40]研究發(fā)現(xiàn)，丹皮酚具有減緩阿爾茨海默病發(fā)病的治療作用。Wang等[41]發(fā)現(xiàn)丹皮酚具有預(yù)防動(dòng)脈硬化等藥理活性。Li等[42]研究發(fā)現(xiàn)，丹皮中的酚苷類化合物乙酰香草酮能降低谷丙轉(zhuǎn)氨酶水平，可用于防治敗血癥。Choi等[43]從丹皮中分離得到一種丹皮酚的衍生物，可用于治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。

相關(guān)研究表明，牡丹的另一種重要次級(jí)代謝產(chǎn)物是1,2,3,4,6-penta-O-galloyl-β-D-glucose(PGG)，也屬于多酚類活性成分，具有抗氧化、抗誘變、抗細(xì)胞增殖的藥理活性[44-46]。Kang等[47]發(fā)現(xiàn)PGG具有擴(kuò)張血管的作用。Fujiwara等[48]研究表明，PGG可抑制β-淀粉樣蛋白(amyloid β-protein)纖維化，可用于預(yù)防阿爾茨海默病和帕金森病。

此外，研究顯示，牡丹籽中含有齊墩果酸、常春藤皂苷元、山奈酚、木犀草素、芹菜素、柯伊利素、白藜蘆醇、β-谷甾醇、豆甾醇、β-胡蘿卜苷及其他茋類化合物[15,26,28,49]，茋類化合物具有抗氧化、抗腫瘤、抗炎、抗菌、抗病毒、抗瘧疾、護(hù)肝、神經(jīng)保護(hù)作用[49]。牡丹籽油中含有油酸、亞油酸、亞麻酸、維生素E、植物甾醇、多酚類物質(zhì)等多種營養(yǎng)成分,這些營養(yǎng)成分都具有良好的功能。目前，牡丹籽油已正式步入食品行列，我國已將牡丹籽油列為新食品原料[50]，并在山東省菏澤市推廣種植油用牡丹‘鳳丹’超過13萬hm2。

多糖類也是牡丹的重要化學(xué)成分。研究表明，丹皮多糖-2b能顯著降低大鼠對(duì)食物和水的攝取量，降低總膽固醇及甘油三酯水平，改善葡萄糖耐量，提高肝細(xì)胞膜的親和力及胰島素敏感性，對(duì)2型糖尿病及其并發(fā)癥可能有治療作用[51]。在前期試驗(yàn)研究中，作者從牡丹花雄蕊中分離得到一種多糖，其結(jié)構(gòu)被鑒定為聚阿拉伯糖[52]。有文獻(xiàn)報(bào)道，聚阿拉伯糖可以作為脂肪替代品應(yīng)用于保健食品中，它能選擇性地抑制小腸中的蔗糖酶，從而抑制蔗糖的吸收，產(chǎn)生節(jié)食減肥等功效[53]，在減肥、控制糖尿病等方面有較好的應(yīng)用前景。

3 討論

目前，牡丹次級(jí)代謝產(chǎn)物的研究主要集中于牡丹皮，而牡丹花及花蕊的研究報(bào)道較少。課題組曾從牡丹花雄蕊中分離得到系列單萜糖苷類次級(jí)代謝產(chǎn)物[54]。民間有把‘鳳丹’牡丹花雄蕊制成雄蕊茶飲用的習(xí)慣，因牡丹花雄蕊茶能降血脂，預(yù)防和輔助治療心血管疾病、腦血管疾病，因而備受人們關(guān)注。同時(shí)，牡丹花雄蕊茶對(duì)胃腸功能紊亂、便秘有積極的輔助治療作用，對(duì)前列腺炎、前列腺增生有輔助治療和恢復(fù)作用，因而被譽(yù)為“植物黃金”。因此，對(duì)牡丹的次級(jí)代謝產(chǎn)物進(jìn)行深入研究，對(duì)促進(jìn)牡丹在醫(yī)藥和食品工業(yè)方面的應(yīng)用具有重要的理論指導(dǎo)意義和重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。