張玉,劉謙,蒲高斌,李佳,張永清
山東中醫(yī)藥大學(xué) 中藥資源學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 濟(jì)南 250355
丹參SalviamiltiorrhizaBunge.為唇形科鼠尾草屬多年生草本植物,以根及根莖入藥[1],具有活血祛瘀、通經(jīng)止痛、清心除煩、涼血消癰等功效,臨床藥用價(jià)值極高,為傳統(tǒng)大宗藥材。為滿足市場(chǎng)需求,山東、陜西、河北、河南等地均有大面積種植,隨著需求量的逐年增加,種植面積不斷擴(kuò)大,僅山東省種植面積就達(dá)30萬(wàn)畝(1畝≈666.7 m2)。除以根與根莖藥用外,生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的非傳統(tǒng)藥用部位,如花、莖葉、須根等,但尚未得到充分有效的利用。據(jù)統(tǒng)計(jì),僅地上部分就占全株生物量的60%~70%。研究發(fā)現(xiàn),丹參非傳統(tǒng)藥用部位含有與根結(jié)構(gòu)相同或相似的活性成分,如能得到充分利用,將會(huì)提高生產(chǎn)效益,并避免環(huán)境污染。例如,在靈芝栽培過(guò)程中,加入適量的丹參等傳統(tǒng)中草藥的非藥用部位可起到明顯促進(jìn)作用,有助于提高靈芝生物轉(zhuǎn)化率[2]。本文對(duì)丹參非藥用部位的化學(xué)成分、藥理活性及開發(fā)利用進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié),以期為節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)丹參產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。
丹參花及花序主要含有水溶性的酚酸類成分[3],包括咖啡酸、丹參素、原兒茶醛、丹酚酸B、丹酚酸A、丹酚酸C、丹酚酸D、丹酚酸E、丹酚酸G、迷迭香酸、迷迭香酸甲酯等;其次是脂溶性的共軛醌、酮類成分,包括丹參酮Ⅰ、丹參酮ⅡA、丹參酮ⅢB、隱丹參酮、丹參新酮1-氫丹參新酮、異丹參酮Ⅰ、異丹參酮Ⅱ、丹參新醌A等;再次是含有比較豐富的揮發(fā)油,主要成分有α-石竹烯、β-石竹烯、欖香烯、蛇麻烯、大根香葉烯D、波旁烯、杜松二烯、β-石竹烯氧化物、降姥鮫酮-2、正十六酸石竹烯等;另外還有少量的微量元素等。其中水溶性丹酚酸類含量較高。研究發(fā)現(xiàn),花的水溶性及脂溶性提取物的紅外光譜圖與根相似[4-5]。
沙秀秀等[6]利用UPLC-TQ/MS聯(lián)用技術(shù),研究了丹參不同時(shí)期花序中7種丹酚酸類成分的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)各時(shí)期花序中丹酚酸總量依次為:盛花期(05-13,78.873 mg·g-1)>初花期(04-27,71.207 mg·g-1)>現(xiàn)蕾期(04-18,60.282 mg·g-1)>結(jié)實(shí)期(05-23,44.405 mg·g-1)>終花期(06-03,29.484 mg·g-1),其中以丹酚酸B(最高達(dá)5.2%)、迷迭香酸(最高達(dá)1.8%)量較高;在5月中旬丹酚酸類總量最高,盛花期前含量變化不明顯,進(jìn)入凋萎期后丹酚酸類成分含量急劇下降,提示在不同發(fā)育時(shí)期花序中丹酚酸類成分組成也有變化。徐翠紅等研究了丹參不同器官不同生長(zhǎng)期總丹參酮、總酚酸及總黃酮含量的動(dòng)態(tài)變化,發(fā)現(xiàn)總酚酸含量變化與沙秀秀等人的研究結(jié)果一致,即花蕾期花序的總酚酸含量最高,另外總丹參酮、總黃酮含量也在花蕾期最高,糖類成分[7]含量變化則是單糖(果糖、葡萄糖)在枯萎期和幼苗期含量最高,雙糖(蔗糖、水蘇糖)在6月中旬地上部分生長(zhǎng)旺盛期含量最高。張玲等[8]利用電感耦合等離子發(fā)射光譜法測(cè)定了丹參花中17種微量元素的含量,結(jié)果為:Mg(4 887.50 μg·g-1)>Fe(2 136.75 μg·g-1)>Ti(88.60 μg·g-1)>Zn(64.98 μg·g-1)>Mn(53.80 μg·g-1)>Sr(49.13 μg·g-1)>Ba(42.23 μg·g-1)>B(14.85 μg·g-1)>Cu(12.53 μg·g-1)>Pb(9.45 μg·g-1)>Cr(7.50 μg·g-1)>Ni(7.28 μg·g-1)>V(4.03 μg·g-1)>Sn(3.75 μg·g-1)>Li(2.38 μg·g-1)>Co(1.55 μg·g-1)>Cd(0.78 μg·g-1),說(shuō)明丹參花中含有較多的人體必需微量元素。
陳燕文等[9]通過(guò)正交試驗(yàn),優(yōu)化了丹參花揮發(fā)油水蒸氣蒸餾工藝參數(shù),確定了最佳提取工藝,即飽和氯化鈉溶液、浸漬6 h、蒸餾8 h、料液比為1∶18,在此條件下丹參花揮發(fā)油收率可達(dá)0.093 5%。翟宏宇[10]建立了丹參花中迷迭香酸、丹酚酸B的HPLC含量測(cè)定方法,經(jīng)測(cè)定丹參花中迷迭香酸、丹酚酸B含量分別高達(dá)0.199%和0.584%,該方法專屬性強(qiáng),結(jié)果準(zhǔn)確可靠,且重現(xiàn)性好。
花與花序的主要藥理活性有:抗急性缺氧[11],抗菌[12],抗心肌缺氧[13-14],抗腫瘤[15-16],抗心梗[17-18],抗血栓[19],抑制血小板聚集[17],心肌缺血保護(hù),抗炎及增強(qiáng)機(jī)體免疫[20]等活性,尤其在防治婦科疾病、心腦血管疾病等方面作用突出。
現(xiàn)有研究結(jié)果顯示,丹參莖葉的主要成分包括:丹酚酸類[21](丹參素、原兒茶醛、咖啡酸、迷迭香酸、紫草酸、丹酚酸B、丹酚酸A等)、黃酮類[22]、寡聚糖類[23]、皂苷類、香豆素類、三萜類成分及微量元素,水溶性成分種類多于根及根莖,其中丹酚酸B含量高達(dá)6.06%,而脂溶性成分種類少于根及根莖。
丹參在不同生長(zhǎng)期莖葉成分[6]差異較大,一般在6月黃酮類和三萜類成分積累較多,8月生長(zhǎng)旺盛期丹酚酸類成分達(dá)到峰值(除丹酚酸A),此時(shí)莖葉中酚酸類總量(52.187~65.120 mg·g-1)是根部(37.792 mg·g-1)的1.5~1.8倍。與花序相似,莖葉中迷迭香酸(最高達(dá)21.966 mg·g-1)、丹酚酸B(最高達(dá)31.403 mg·g-1)含量較高,8月以后各種成分含量開始急劇下降,至12月莖葉枯萎時(shí)降至最低。另有研究結(jié)果顯示[24],7月份為丹參地上莖葉生長(zhǎng)旺盛期,此時(shí)的丹參莖葉提取物抗氧化活性最強(qiáng),DPPH、ABTS中EC50分別為(19.14±1.43)μg·mL-1、(9.24±0.14)μg·mL-1[12月采收DPPH、ABTS中EC50分別為(240.67±11.92)μg·mL-1、(55.54±1.65)μg·mL-1],該期丹參素、咖啡酸、迷迭香酸和丹酚酸B含量最高,分別達(dá)到11.656、4.724、4.654、49.862 mg·g-1。糖類成分成分的含量變化[7]顯示,單糖(果糖、葡萄糖)在5月含量最高,雙糖(蔗糖、水蘇糖)在7月含量最高。沈曉芳等[25]研究發(fā)現(xiàn),K、Cu、Zn、Fe、Mg等元素在丹參根、莖和葉中的含量依次為:K>Mg>Fe>Zn>Cu,根、莖、葉中銅鋅比值分別為2.75、2.32、1.44,丹參葉中K、Cu、Fe、Zn的含量高于根和莖。
項(xiàng)想等[26]采用單因素及正交試驗(yàn)相結(jié)合,優(yōu)選出了丹參莖葉酚酸類、黃酮類成分的最佳提取工藝,并利用大孔吸附樹脂對(duì)其進(jìn)行了純化富集。具體工藝路線為:以50%乙醇8倍量回流提取3次,每次1.0 h;以AB-8型大孔吸附樹脂純化,1.0 g·mL-1藥液上樣,上樣量為每10 g干樹脂上樣1.5 g干燥提取物,40%乙醇洗脫,洗脫用量3BV,結(jié)果酚酸類及黃酮類成分純度可達(dá)41.83%。刁保忠等[27]采用正交試驗(yàn)法優(yōu)選了丹參莖葉中丹參素和丹酚酸B的最佳提取工藝,路線為:莖葉粉末加10倍量水,浸泡1.0 h,每次提取0.5 h,100 ℃下提取3次。賈士軍等[28]制定了丹參葉茶的最佳生產(chǎn)工藝,并發(fā)現(xiàn)丹參葉茶的水提取物抗氧化能力比丹參根茶高。鄭云楓等[29]發(fā)現(xiàn),丹參莖葉也含有水蘇糖。
莖葉的藥理活性主要有:活血化瘀,抗氧化,抗病毒,抗腫瘤,降血糖,預(yù)防腦梗塞、腦缺血等,對(duì)腦缺血的保護(hù)作用明顯強(qiáng)于根部。臨床上用于治療扁平疣、冠心病心絞痛、心肌梗死等疾病。目前有研究[30]顯示,丹參莖葉提取物能使果蠅代謝紊亂模型的糖脂代謝恢復(fù)正常。
采收后的丹參藥材在干燥加工過(guò)程中,須根往往碎斷而被廢棄。研究發(fā)現(xiàn),須根中的丹參酮ⅡA、丹酚酸B等成分含量遠(yuǎn)高于根部。主要化學(xué)成分[31]包括:隱丹參酮、丹參酮ⅡA、丹酚酸B、二氫丹參酮Ⅰ、9″,9?-紫草酸B二甲酯、9′,9″-紫草酸二甲酯、2-N-(2′-羥棕櫚?;?-1-O-β-D-吡喃葡萄糖基-4-鞘氨烯醇、9?-紫草酸B甲酯等。
于凡等[32]研究發(fā)現(xiàn),丹參酮類與丹酚酸B在丹參植株不同部位的含量依次為:主根>須根>花托>莖>葉,其中須根中丹參酮類成分含量(最低為0.598%)遠(yuǎn)高于2015版《中華人民共和國(guó)藥典》標(biāo)準(zhǔn)(0.25%)。曾令杰等[33]的研究結(jié)果顯示,丹參酮ⅡA與丹酚酸B在丹參根中的橫向分布以皮層為高,縱向分布均以根的下端高于上端,須根含量最高。
陸剛等[34]采用酶解再超聲法提取丹參須根中的總丹參酮和總丹酚酸,并結(jié)合星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法優(yōu)化了酶解參數(shù)。脂溶性成分(總丹參酮)最佳酶解工藝為:纖維素酶用量為84 mg/0.1 g須根,緩沖液pH 4.2,溫度53 ℃;總丹酚酸最佳酶解工藝為:纖維素酶用量為25 mg/0.1 g須根,緩沖液pH 5.4,溫度55 ℃。
須根的藥理活性與丹參藥材基本一致[35],主要具有抗氧化、抑菌等活性。
在丹參種植過(guò)程中,摘除花序可明顯促進(jìn)地上部分生長(zhǎng),提高根部產(chǎn)量及藥材質(zhì)量,從而產(chǎn)出大量花部資源。在花序揮發(fā)油成分中以β-石竹烯含量最高,可達(dá)12.2%~31.7%[36-38],具有抗腫瘤、抗菌等藥理活性,被廣泛應(yīng)用于調(diào)味品、肥皂、食品添加劑及飲料生產(chǎn),已有丹參花美白補(bǔ)水嫩膚面膜、丹參花養(yǎng)顏抗衰茶等產(chǎn)品問(wèn)世。丹參花茶專利已被授權(quán),以花蕾為原料,飲用后可調(diào)節(jié)血壓、降低血脂和血糖、保護(hù)心腦血管、消除疲勞、增強(qiáng)免疫力、促進(jìn)食欲、提高睡眠質(zhì)量等,且茶湯色澤淡雅,香氣持久。
丹參莖葉具有重要的藥用價(jià)值,目前已經(jīng)制定了丹參莖葉藥材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[39],內(nèi)容包括:薄層色譜鑒別項(xiàng)(丹酚酸B、迷迭香酸、蘆丁、異槲皮苷),檢查項(xiàng)(總灰分不得過(guò)10.0%,酸不溶性灰分不得過(guò)0.4%),含量測(cè)定項(xiàng)(丹酚酸B含量不低于2.5%,迷迭香酸含量不低于1.8%)。但不同地區(qū)制定的標(biāo)準(zhǔn)差異較大,劉濤等[40]人研究制定的中山縣丹參莖葉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)在含量限度上要求迷迭香酸0.34%~0.94%、丹酚酸B 0.68%~0.14%。丹參莖葉的開發(fā)主要集中在保健飲品,主要作用有降血糖、降血脂、降血壓、溫經(jīng)止痛、清肝明目、護(hù)肝養(yǎng)肝等。
丹參須根腐解[41]會(huì)對(duì)植株產(chǎn)生不良影響,降低丹參藥材的產(chǎn)量及丹參酮I、丹參酮ⅡA成分含量,這與化感作用有關(guān),具體機(jī)制尚不明確。關(guān)于須根藥理活性與藥效機(jī)制方面的研究報(bào)道甚少,有待加強(qiáng)。
同種藥用植物的不同器官或部位在性味、化學(xué)成分及功效上存在較大的類同性,成分和藥理作用相同或相似,只是存在含量多少和藥效強(qiáng)弱的區(qū)別,部分非藥用部位還發(fā)現(xiàn)新的成分及藥用價(jià)值。例如,對(duì)丹參藥渣[42]進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化提取可達(dá)到純化富集丹參酮類成分。因此,對(duì)非藥用部位進(jìn)行深入的化學(xué)分析、藥理及臨床藥效實(shí)驗(yàn)多方面對(duì)比研究,并對(duì)中藥廢棄物轉(zhuǎn)化增效資源化模式[43-44]進(jìn)行開發(fā)利用,尋找可代替入藥部位,為擴(kuò)大新藥源提供科學(xué)依據(jù)。
丹參屬于常用大宗中藥材,全國(guó)種植面積在100萬(wàn)畝以上,以丹參為原料的中成藥眾多,許多品種產(chǎn)值達(dá)數(shù)十億。在種植加工過(guò)程中,產(chǎn)生了大量的非傳統(tǒng)藥用部位,目前尚未得到充分開發(fā)利用,造成了資源浪費(fèi)與環(huán)境污染?,F(xiàn)有研究結(jié)果顯示,花與花序、莖葉、須根等非傳統(tǒng)藥用部位中含有種類眾多、含量豐富的活性成分,具有明顯的藥理活性,特別是地上部分產(chǎn)量很大[45],是酚酸類和黃酮類化合物的天然來(lái)源,與根相比,丹參葉抗氧化、保護(hù)腦缺血性等作用更強(qiáng)。雖然目前已經(jīng)開始進(jìn)行非傳統(tǒng)藥用部位綜合開發(fā)利用方面的研究,并且市場(chǎng)上已有丹參花茶、丹參葉茶、化妝品等產(chǎn)品出現(xiàn),但利用潛力遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有發(fā)掘出來(lái)。應(yīng)在前期研究基礎(chǔ)上,深化不同采收期丹參不同部位活性成分合成積累規(guī)律等研究,在不影響丹參藥材產(chǎn)量與質(zhì)量的前提下,科學(xué)采集非藥用部位,應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品、保健品等行業(yè),這不僅能充分利用資源,提高經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)丹參產(chǎn)業(yè)發(fā)展,還能降低環(huán)境污染,維持生態(tài)平衡。