李心如,徐發(fā)紅,范奇盼,周賢峰,錢宇卿,周思雨,李銘東*
(1.江西中醫(yī)藥大學 藥學院,江西 南昌 330000;2.江西珍視明藥業(yè)有限公司,江西 撫州 344000)
辛夷(Magnoliae Flos)為木蘭科(Magnoliaceae)植物望春花(Magnolia biondiiPampan.)、玉蘭(Magnolia denudataDesr.) 或武當玉蘭 (Magnolia sprengeriPamp.)的干燥花蕾。其性溫味辛,歸肺、胃經(jīng),具有散風寒,通鼻竅之功效,主要用于風寒頭痛、鼻塞、鼻淵、鼻流濁涕等[1]。辛夷在《神農(nóng)本草經(jīng)》中被列為上品,辛夷味辛,性溫,主五藏身體寒熱,風頭腦痛面黔,久服下氣,輕身明目,增年耐老[2]。辛夷主要成分有揮發(fā)油、生物堿、木脂素類酚酸性化合物及水溶性成分等[3]。
現(xiàn)代研究表明辛夷具有抗炎、抗過敏、抗氧化、抗菌以及調(diào)節(jié)神經(jīng)中樞系統(tǒng)的作用。本文通過檢索相關文獻,對辛夷揮發(fā)油提取方法,辛夷主要化學成分和藥理作用進行綜述,以期為臨床應用提供參考,為其資源合理開發(fā)提供理論依據(jù)。
現(xiàn)代對辛夷化學成分的研究多集中在其揮發(fā)性成分方面,也有大量研究證明辛夷揮發(fā)油類成分與其通鼻竅的功效有一定相關性。
有研究利用水蒸氣蒸餾和回流提取法,以辛夷花為主要原料,辛夷揮發(fā)油為產(chǎn)物,得其產(chǎn)率分別為2.28%和2.60%[4]。葉琳[5]利用水蒸氣蒸餾法,取辛夷粗粉100 g,通過正交實驗發(fā)現(xiàn)最佳提取工藝為藥物加水600 mL浸泡12 h后,蒸餾8 h,最終得油量1.78 mL,收率為1.78%(mL/g)。Kandhasamy等[6]分別從白花辛夷的新鮮和干燥花蕾中提取精油,得率分別為0.81%和1.73%(v / w)。水蒸氣蒸餾法提取揮發(fā)油得率較低,耗時長,但得到產(chǎn)物雜質(zhì)較少,設備簡單。有機溶劑萃取則易將藥材中易溶于極性小溶劑的成分同時萃取出來,例如生物堿、黃酮以及色素等,使得產(chǎn)物中雜質(zhì)較多且難以除去。
微波萃取技術是通過合適的溶劑,從植物、礦物和動物組織中分離出各種化學成分。與常規(guī)蒸餾方法比較,微波蒸餾工藝具有蒸餾時間短、能耗低、溶劑用量小、雜質(zhì)少、收率高、純度高等優(yōu)點。微波產(chǎn)生的熱量足以使細胞內(nèi)極性成分溫度上升,從而細胞壁破裂,外部提取溶劑進入細胞發(fā)揮提取作用[7]。微波提取中藥揮發(fā)油是一種可持續(xù)發(fā)展的綠色能源,有著巨大的實際經(jīng)濟價值和廣泛的應用前景。陳聯(lián)邦[8]利用微波法提取辛夷揮發(fā)油,在微波功率288 W,溶劑用量120 mL時輻射60 s的收率最大,為2.05%,收率較水蒸氣蒸餾法提高了近0.5%。趙歐等[4]利用微波萃取技術并開展正交實驗對辛夷揮發(fā)油進行提取研究,最后得到在浸泡時間12 h、溶劑為正己烷、微波輻射時間60 s的條件下提取,最后收率為2.90%。
超臨界流體是指在臨界溫度和臨界壓力以上的液體,具有氣體的高擴散率、低粘性,密度接近于液體,具有較好的溶解性。目前,超臨界流體已經(jīng)不再局限于分離,而是作為一種優(yōu)良的反應介質(zhì)和溶劑使用,在分析化學、材料制備、醫(yī)藥、生物工程、食品、環(huán)境、化工等領域都有著廣泛的應用[9]。
趙歐等[4]利用超臨界流體萃取技術并開展正交實驗對辛夷揮發(fā)油進行提取研究,在萃取壓力18 MPa,萃取溫度35℃,萃取時間為90 min的條件下的收率為4.38%。李曉等[10]采用超臨界流體萃取技術,在14 MPa、35℃、40 min的萃取條件下提取40 min,得到4.20%的產(chǎn)率,比水蒸氣蒸餾法的收率高出73%。劉鵬飛等[11]利用水蒸氣蒸餾法、超聲波提取技術、超臨界CO2萃取法對辛夷進行提取,發(fā)現(xiàn)超臨界CO2萃取法是提取辛夷揮發(fā)油的最佳方法,其得率高達1.82% ± 0.21%,而水蒸氣蒸餾法和超聲波提取技術的得率則相對較低。
超臨界流體萃取技術作為一種高效的分離手段,同微波萃取技術一樣,優(yōu)點顯而易見,但限于成本過高,難普及。
超聲波提取技術是一種新型的提取技術,即利用超聲的機械、空化、熱效應,來實現(xiàn)對中藥有效成分的提?。?2]。
趙歐等[13]采用超聲波提取技術對辛夷揮發(fā)油進行萃取,并進行了正交實驗,以確立較好的提取條件。結果表明,在40 kHz的超聲波頻段下,超聲處理25 min,提取時間4 h,提取率為2.8%。孫樂水等[14]利用超聲輔助水蒸氣蒸餾法提取凹葉木蘭(Magnolia sargentianaRehd.)花蕾揮發(fā)油,并進行了正交實驗,最后確定最佳提取工藝條件為料液比(g ∶ mL)為1 ∶ 12,超聲破壁時間為600 s,提取時間為6 h,提取收率為5.1%(mL/g)。超聲利用空化效應使細胞壁破裂,提取率高,但易將與目標物無關的成分同時提取出來,導致后處理較繁瑣,提取揮發(fā)油時應輔助水蒸氣蒸餾法,此時效果較好。
綜上,水蒸氣蒸餾法提取得到的辛夷揮發(fā)油較純,雜質(zhì)較少,微波萃取技術效率快但成本導致其使用受限,超臨界流體萃取技術與微波萃取技術相似,成本較高難以得到廣泛使用,而超聲波提取技術提取出的揮發(fā)油成分雜質(zhì)較多,需后續(xù)輔助水蒸氣蒸餾法進行提取揮發(fā)油操作。不同的提取方法得到的物質(zhì)也不同,因此,在選擇提取方法時,可以結合自身條件與提取目標,進行更準確的方法選擇。
辛夷產(chǎn)生藥效的主要物質(zhì)基礎為其含有的揮發(fā)油類、木脂素類、生物堿類成分。
辛夷揮發(fā)油類成分是其產(chǎn)生藥效的主要物質(zhì)基礎,也是其特殊香味的來源。
辛夷主要揮發(fā)油成分為1,8-桉葉素、β-蒎烯、香檜烯、α-蒎烯等。辛夷揮發(fā)油成分多種多樣,研究表明,辛夷油中的1,8-桉葉素、β-蒎烯、香檜烯、α-蒎烯具有良好的抗炎、抗過敏作用?,F(xiàn)將其揮發(fā)油的成分做整理,具體信息見表1,各個化學結構見圖1。
圖1 辛夷中揮發(fā)油成分化學結構Fig.1 Chemical structures of volatile oil in Magnoliae Flos
表1 辛夷中揮發(fā)油成分Tab.1 Components of volatile oil in Magnoliae Flos
辛夷除揮發(fā)性成分外,還含有木脂素類物質(zhì),研究發(fā)現(xiàn)木脂素類也是其發(fā)揮藥效的物質(zhì)基礎,具有一定抗炎、抗腫瘤等作用[20]。
迄今為止,眾多學者從辛夷中提取鑒定的木脂素類化合物有辛夷烯酮、木蘭脂素,其余為松脂素二甲醚、辛夷脂素、里立脂素B二甲醚、松脂素單甲醚、剛果蓽澄茄脂素、利卡靈B、連翹脂素等[21-24]。
研究發(fā)現(xiàn),辛夷中多糖類成分有香草酸-4-O-β-D-葡萄糖苷、3-甲氧基-4-羥基苯-1-O-β-D-葡萄糖苷、3,4,5-三甲氧基苯-1-O-β-D-葡萄糖苷、芐基-O-β-D-葡萄糖苷、芐基-O-β-D-半乳糖苷、紫丁香苷、東莨菪苷、7-甲氧基香豆素-6-O-β-D-葡萄糖苷、落葉松脂醇-4′-O-β-D-葡萄糖苷等[25-26]。
辛夷中含有的生物堿類成分主要有柳葉木蘭堿、木蘭箭毒堿、木蘭花堿等[25]。
辛夷中含有的酚酸類成分有咖啡酸、香草酸、油酸、亞油酸、棕櫚酸、珠光脂酸等,有研究分離鑒定出的辛夷酚酸類衍生物類成分主要有2-己基-環(huán)丙基辛酸甲酯、肉豆蔻酸甲酯、棕櫚酸甲酯、油酸甲酯、花生酸甲酯、山崳酸甲酯等[27]。
辛夷除了上述的化學成分外,還含有礦物質(zhì)元素、氨基酸等成分。
辛夷已有悠久的使用歷史,臨床傳統(tǒng)主要用于治療風寒頭痛、鼻塞、鼻淵、鼻流濁涕等癥。在現(xiàn)代研究中,辛夷被發(fā)現(xiàn)具有抗炎、抗過敏、抗氧化、抗菌以及調(diào)節(jié)神經(jīng)中樞系統(tǒng)的作用。
張永忠等[28]研究發(fā)現(xiàn),辛夷二氯甲烷提取物對角叉菜膠致后足腫脹有明顯的改善作用。研究顯示,辛夷揮發(fā)油對大鼠腹腔毛細血管通透性、減輕耳鼓、棉球肉芽腫、大鼠胸膜炎等均有一定的抗炎效果。通過對變應性鼻炎大鼠模型的研究,管政等[29]發(fā)現(xiàn)辛夷揮發(fā)油能夠有效降低外周血組胺水平,從而減輕AR大鼠鼻部過敏癥狀。基于VOM bp連續(xù)灌胃給藥五天,并通過熒光法測定IL-12和IFN-γ水平,證實了辛夷揮發(fā)油可以調(diào)節(jié)外周血組胺含量,從而緩解炎癥反應。劉琨琨等[30]通過動物體外實驗證明,辛夷揮發(fā)油可降低大鼠體外胸腔白細胞花生四烯酸代謝酶脂氧酶(5-LO)的活性,降低白細胞5-LO代謝產(chǎn)物白三烯B4(LTB4)和5-羥基二十碳四烯酸(5-HETE)的合成水平,說明辛夷油的抗炎作用可能與抑制5-LO活性,減少致炎代謝產(chǎn)物的生成有關。
Ham等[31]利用辛夷乙醇提取物在脂多糖(LPS)刺激下的RAW 264.7巨噬細胞和體外抗氧化實驗結果發(fā)現(xiàn),辛夷乙醇提取物治療LPS刺激的巨噬細胞顯著抑制促炎細胞因子的釋放,如TNF-α和IL-6,而體外抗氧化試驗表明,辛夷乙醇提取物(0.25 ~ 5 mg / mL)對2,2-二苯基-1-苦基肼自由基和2,2-連氮-雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)自由基的清除率分別為16.62% ~ 75.17%和38.54% ~92.91%。說明辛夷乙醇提取物在LPS刺激的巨噬細胞中表現(xiàn)出抗氧化活性和較好的抗炎反應。以上研究說明,辛夷揮發(fā)油有較好的抗炎作用,為研究辛夷治療鼻炎作用提供了理論依據(jù)。
現(xiàn)代醫(yī)學研究表明,辛夷主要用于過敏性鼻炎、哮喘、過敏性紫癜等,具有顯著的抗過敏效果[32]。
3.2.1 抗過敏性鼻炎
據(jù)相關文獻報道,Th1和Th2細胞調(diào)節(jié)失衡與變態(tài)性鼻炎有一定關系,辛夷揮發(fā)油可通過提高Th1型抗炎細胞因子IL-12、γ干擾素的含量來減少組胺的釋放,并維持Th1/Th2的動態(tài)平衡,從而有效地緩解過敏性鼻炎的癥狀[33]。翟秀云[34]通過建立豚鼠變態(tài)反應性鼻炎模型,利用流式細胞儀對外周血清Th1和Th2細菌的表現(xiàn)水平進行分析,同時使用Elisa試劑盒測量IL-4和IFN-γ的濃度,結果顯示辛夷揮發(fā)油可以有效地降低豚鼠外周血Th1/Th2比值,進而調(diào)控變態(tài)反應性鼻炎的Th細胞免疫,從而充分發(fā)揮療效。
3.2.2 抗過敏性哮喘
有文獻研究表明,辛夷揮發(fā)油組成成分桉葉油醇可以降低TNF-α、IL-1β、IL-4和IL-5的濃度,從而有效地擴展支氣管[35]。金合歡醇還能夠緩解Th2型過敏性哮喘發(fā)炎,它能夠恢復小鼠腹腔巨噬細胞的分泌能力,同時降低脾細胞中IL-4的濃度,提高IL-2的濃度[36]。曹春梅等[37]采用辛夷蒼耳加減方將2017年8月至2018年6月就診的96名老年哮喘AR患者分為對照組和觀察組(觀察組較對照組接受辛夷蒼耳加減方),對治療前后鼻腔充血、流鼻涕、打噴嚏、咳嗽和氣喘等癥狀的VAS評分以及鼻腔分泌物中的EOS陽性率、IgE和炎癥因子水平,進行比較和調(diào)查。結果顯示,辛夷蒼耳加減方能明顯緩解AR哮喘患者的臨床癥狀,降低EOS陽性率和IgE水平。齊心愿等[38]研究結果顯示,復方辛夷滴鼻劑能顯著地抑制變應性鼻炎患者外周血CD34+細胞,表明其對外周血的分化、轉(zhuǎn)移有顯著的抑制作用,并能顯著降低外周血IL-5、EOS、CD34+細胞的活力,從而達到預防變應性鼻炎的目的。
相關研究發(fā)現(xiàn),辛夷揮發(fā)油中萜烯類、萜醛類(α-蒎烯、β-蒎烯)等成分具有較強的抗氧化性[39-40],可以降低活性氧誘發(fā)的脂質(zhì)過氧化,并能增強抗氧化酶(谷胱甘肽、SOD、過氧化氫酶)的活性,有效改善缺血性腦梗死病癥。
據(jù)報道,辛夷揮發(fā)油中的活性成分,如萜類、酚類、醇類、醛類、酮類等,都具有廣譜抗菌作用[41]。
中藥可以通過多種方式進入人體,包括鼻腔粘膜下層血管吸收進入血液循環(huán),以及鼻腔嗅上皮的雙極嗅細胞沿著嗅神經(jīng)系統(tǒng)進入大腦,從而起到中樞神經(jīng)治療的作用[42]。研究表明,辛夷揮發(fā)油可以通過嗅覺途徑促進孤獨癥小鼠的學習和記憶功能,這可能與維持海馬、杏仁核、下丘腦中5-HT及多巴胺水平的穩(wěn)定性有關[43]。
除上述作用外,辛夷揮發(fā)油還具有鎮(zhèn)痛、止咳、改善微循環(huán)等藥理作用。已有文獻報道5%辛夷精油可促進川芎嗪透皮貼片的促透作用[44]。
辛夷在我國已有幾千年的使用歷史?,F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn),辛夷揮發(fā)油是辛夷的重要物質(zhì)基礎,有較強的藥理作用。不同提取方法所得到的結果也不同。超臨界流體萃取技術提取效果最優(yōu)但成本較高。水蒸氣蒸餾法操作方便,成本低,但時間較長且損耗較多,在提取過程中化學成分的結構是否發(fā)生變化也未知。微波萃取技術提取效率高但成本也相對較高?,F(xiàn)代藥理研究表明辛夷可通過提高免疫細胞Th1、Th2的含量從而發(fā)揮治療疾病的作用。近年來,隨著人們免疫抵抗力的減弱,患有過敏性鼻炎的人逐漸增加,而辛夷的抗鼻炎作用對此種疾病有緩解作用。因此,對辛夷的揮發(fā)油成分進行開發(fā)和研究具有很好的現(xiàn)實意義。
現(xiàn)如今,辛夷不僅僅作為藥材進行使用,在不同領域也有所應用。第一,辛夷全株植物具有很高的觀賞價值,常用來作為道路觀賞植物,增加城市美觀度。辛夷花不僅可以用來觀賞,更具有食療的效果。第二,辛夷揮發(fā)油具有芳香氣息,可考慮將其運用到香料行業(yè),增加其開發(fā)用途。第三,臨床應用方面,辛夷通常與其他含有揮發(fā)油成分的藥材進行配伍使用以增強療效,其中藥物的互相影響機理值得深入研究。辛夷作為常用藥物,其開發(fā)與延伸利用空間大,具有良好的發(fā)展前景,目前需發(fā)現(xiàn)其潛在應用價值,更好地開發(fā)其植物資源?,F(xiàn)今研究對于辛夷油單體的藥理研究不足,作用機制不夠明確,對辛夷油有效成分進行分離純化以及結構鑒定,有助于辛夷油的進一步開發(fā)應用。今后也需要繼續(xù)完善相應的基礎理論和作用機制,深入研究其藥效物質(zhì),為后續(xù)辛夷油相關新藥的研發(fā)提供科學依據(jù)。