梁 峰，王巧利，王一飛

(1. 廣州暨南生物醫(yī)藥研究開發(fā)基地有限公司，廣東 廣州 510632； 2. 暨南大學 生命科學技術學院，廣東 廣州 510632)

近年來，隨著自由基學說迅速發(fā)展，衰老和多種疾病的發(fā)生已被證實與自由基的過量產生有密切關聯(lián)[1]。機體補充外源性的抗氧化劑或給予有助于機體內源性抗氧化物質恢復的物質對衰老和一些疾病的治療起到輔助作用[2]。傳統(tǒng)的抗氧化劑一般來源于化學合成，存在穩(wěn)定性差、毒副作用強等缺點，而來自植物的天然抗氧化劑具有安全無毒、穩(wěn)定性強、天然等優(yōu)勢更符合消費者要求，有些得到極大的開發(fā)利用。因此，天然抗氧化劑的研發(fā)已成為食品、中醫(yī)藥及化妝品領域的研究熱點。

艾草(ArtemisiaargyiH. Lév. & Vaniot)為菊科蒿屬多年生草本植物，又稱為艾蒿、家艾、艾葉、醫(yī)草(名醫(yī)別錄)，植株有濃烈香氣。主根明顯，直徑可達1.5 cm。莖直立，單生或少數(shù)簇生，高80～150 cm，基部大部分木質化，上部草質，被灰白色軟毛。葉厚紙質，上面被灰白色短柔毛，并有白色腺點與小凹點，背面密被灰白色蛛絲狀密絨毛；基生葉具長柄，花期枯萎；莖下部葉近圓形或寬卵形，羽狀深裂，裂片橢圓形或倒卵狀長橢圓形；中部葉具短柄，卵形、三角狀卵形或近菱形；頂端葉無柄，為橢圓形或披針形；花序總狀，頂生，由多數(shù)頭狀花序集合而成。瘦果長卵形或長圓形，花果期7-10月[3]。

艾草主要分布于亞洲東部，如朝鮮半島、日本、蒙古和中國，其適應性強，除極干旱與高寒地區(qū)外，幾乎都有分布[4]。艾草在我國的應用歷史至少有3000多年，有詳細的藥用、食用的文獻記載。近年來，隨著人們健康意識的提升，艾草的開發(fā)利用逐漸受到重視。其使用價值主要體現(xiàn)在四個方面：(1)藥用價值。作為名醫(yī)名方，艾草以葉入藥，具有溫經(jīng)止血、祛濕散寒、護肝利膽、平喘、抑菌、消炎、抗病毒、降血壓血脂等功效[5]，許多方劑被收錄在中國藥典中。(2)保健價值。最常用的就是艾絨制成的艾條，多用于艾灸養(yǎng)生，除此以外還有艾草枕頭、艾草足浴包、艾草香皂、艾草精油等日用品的開發(fā)。(3)食用價值。繼承古法技藝而又賦時尚元素的艾草茶、艾草面、艾草糕點、艾草湯、艾草酒等新型養(yǎng)生食品問世不斷推陳出新，人們在享受美味的同時，又對健康有益。(4)文化價值。自古以來，國人就有端午插艾的習俗，以驅鬼辟邪，祛百病，祈平安。這種文化習俗仍流傳至今，尤其是廣大農村地區(qū)。

現(xiàn)代化學成分研究表明，艾草中主要活性成分為揮發(fā)油類、黃酮類、多糖類、三萜類、桉葉烷類、甾體類、鞣質類、苯丙素類和微量元素等。這些活性成分與艾草發(fā)揮各種藥理作用有密切關系，其中揮發(fā)油類、黃酮類和多糖類是當今階段的研究熱點。據(jù)報道，艾草揮發(fā)油類具有抑菌、抗病毒、平喘、抗炎、鎮(zhèn)痛鎮(zhèn)靜[6]、抗氧化[7]等藥理作用；黃酮類具有抗氧化、抗腫瘤、抗炎、抑菌、抗病毒、抗血栓等藥理作用[8]；多糖類具有抑菌[9]、降血糖[10]、增強免疫[11]、抗腫瘤[12]、護肝[13]、抗氧化[14]等藥理作用。本文綜述了艾草抗氧化活性成分、提取方法、體內外抗氧化等方面的研究現(xiàn)狀，探討了艾草在抗氧化活性研究開發(fā)中存在的主要問題和艾草基于抗氧化功能的產品應用前景，旨在為艾草資源在食品、藥品及化妝品等領域的開發(fā)利用提供參考依據(jù)，從而提高艾草潛在的營養(yǎng)價值、藥用價值及商業(yè)價值。

1 艾草抗氧化活性成分

1.1 揮發(fā)油類

揮發(fā)油又稱為精油，是一類具有芳香氣味，在室溫易揮發(fā)，不與水混溶的油狀液體總稱[15]。揮發(fā)油是艾草的主要有效成分，主要為單萜類、倍半萜類化合物及其衍生物[16]。目前揮發(fā)油常用的提取方法主要有水蒸氣蒸餾法、微波輔助法、超臨界流體萃取法、超聲波輔助法、有機溶劑法、壓榨法等[17]。不同的提取方法得到的艾草揮發(fā)油含量有較大的差別。何正有等采用水蒸氣蒸餾法、超臨界二氧化碳萃取法及石油醚提取法提取艾草精油，它們的得率分別為0.86%、2.11%、2.08%。水蒸氣蒸餾法提取的艾草揮發(fā)油樣品以小分子的揮發(fā)性萜類為主，而超臨界CO2萃取法提取的艾草揮發(fā)油樣品以長鏈酯類化合物為主，石油醚提取法則多為芳香族化合物[18]。水蒸氣蒸餾法因加工成本低，是目前實驗室及生產應用最廣泛的一種提取方法。

劉藝秀采用水蒸氣蒸餾法提取艾草精油，最佳工藝條件為提取6 h，料液比1:12，浸泡2.5 h，最終得率為1.00%。通過艾草揮發(fā)油清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基、羥基自由基、2,2-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)自由基及總還原能力的考察，在一定濃度范圍內，艾草揮發(fā)油具有良好的體外抗氧化活性。通過構建小鼠衰老模型，檢測生理生化指標及組織形態(tài)學觀察，結果表明艾草精油能明顯提高衰老小鼠心、肝、腎的超氧化物歧化酶(Superoxide dismutasem,SOD)和谷胱甘肽(Glutathionem r-glutawyl cysteingl+glycine,GSH)含量，有效降低丙二醛(Malondialdehyde,MDA)和蛋白質羧基含量。組織形態(tài)學觀察，艾草精油組小鼠較衰老模型組，臟器損傷得到一定的保護和緩解[19]。

許俊潔等采用水蒸氣蒸餾法，浸泡艾草2 h，料液比1∶10，按2015版《中國藥典》通則2204揮發(fā)油測定法提取艾草揮發(fā)油，抽提5 h，最終得率為0.98%。體外抗氧化試驗表明，清除DPPH自由基能力從強到弱順序為二丁基羥基甲苯>蘄艾揮發(fā)油>維生素E，結果表明蘄艾揮發(fā)油有較好的體外抗氧化活性[20]。

吳桂花采用水蒸氣蒸餾法聯(lián)合提取艾草揮發(fā)油和多糖，最佳工藝條件為浸泡3 h，提取6.9 h，料液比1∶18.3，揮發(fā)油得率為0.43%。體外抗氧化試驗結果表明，艾草揮發(fā)油對DPPH自由基、羥基自由基、超氧陰離子自由基的清除能力都隨濃度增加而增強，且鮮艾揮發(fā)油清除效果均強于陳艾[7]。

1.2 黃酮類

黃酮類化合物是植物代謝過程中產生的一類重要天然有機活性化合物，其基本母核為2-苯基色原酮，分子式中有一個具有堿性的酮式羧基，能與強酸成鹽。現(xiàn)在泛指兩個具有酚羥基的苯環(huán)通過中央三碳原子相互連結而成的一類化合物。天然的黃酮多是其基本結構的衍生物，與糖類結合形成糖苷，少部分以游離態(tài)的形式存在。黃酮類化合物具有抑菌、抗腫瘤、抗炎、鎮(zhèn)痛、抗氧化、抗衰老和免疫調節(jié)等多種生物活性[21]。

Tan等從艾草中分離得到四種黃酮類化合物，分別為5,7-二羥基-6,3′,4′-三甲氧基黃酮(異澤蘭黃素)、5-羥基-6,7,3′,4′-四甲氧基黃酮、柚皮素和槲皮素[22]。Seo等從艾草的甲醇提取物中分離得到6種黃酮類物質，包括5-羥基-3′,4′,6,7-四甲氧基黃酮、5,6-二羥基-7,3′,4′-三甲氧基黃酮、5,7,3′-三羥基-6,4′,5′-三甲氧基黃酮、5,6,4,-三羥基-7,3,-二甲氧基黃酮、高車前素、5,6-二羥基-7,4′-二甲氧基黃酮[23]。吳娜等采用色譜和質譜技術確定艾草中含有芹菜素、槲皮素、香葉木素為苷元的黃酮[24]。2010年之后，艾草黃酮類物質的分離和結構鑒定逐漸增多。學者馬麟[25]、魏海勝[26]、王曉琴[27]等在各自的研究中利用不同的方法，新發(fā)現(xiàn)了艾草中存在洋芹素、異鼠李素、苜蓿素、芒柄花素、金圣草黃素等黃酮。黃酮類化合物提取方法主要有有機溶劑提取法、酶解法、超臨界二氧化碳萃取法、超聲波提取法、微波提取法、熱水提法。不同的黃酮提取方法，提取到的黃酮含量及成分差異較大。

何姿等采用溶劑提取法提取艾草黃酮類，最佳工藝條件為60%乙醇，90℃提取1.5 h，料液比為1:45，得率為17.75%。體外清除DPPH自由基和ABTS自由基試驗的IC50分別為38.05 μg/mL和31.08 μg/mL，試驗結果表明艾草總黃酮有較強的抗氧化活性[28]。衛(wèi)星星等使用70%乙醇，料液比為1:35，80℃提取3 h，總黃酮得率為3.85%[29]。吳娜等通過乙醇提取并經(jīng)乙酸乙酯及葡萄糖凝膠分別純化后得艾草總黃酮，進行超氧陰離子自由基清除、羥基自由基清除、過氧化氫清除、抑制DNA損傷四個測試中均顯示出優(yōu)異的抗氧化活性。小鼠體內抗氧化結果表明，艾草總黃酮顯著降低小鼠肝臟MDA含量，提高血清SOD活性[24]。

龔珍林等采用超聲波助提法提取艾草總黃酮，最佳工藝條件為60%乙醇浸泡艾草粉末24 h，超聲功率200 W，超聲40 min，總黃酮得率為13.42%[30]。熊子文正交優(yōu)化最佳工藝提取艾草總黃酮條件為70%乙醇，75℃超聲提取30 min，料液比為65 g/mL，總黃酮得率為2.80%。通過體外抗氧化活性測試，不同月份的艾草總黃酮總抗氧化能力和DPPH自由基清除能力有明顯差別，4-5月份醇提物抗氧化活性最強[31]。

水提法僅適用于黃酮苷類物質含量較高的原料，且水提過程易把蛋白質、糖類等溶于水的成分浸提出來，還需進一步的純化。艾草總黃酮含量較低，不適用于此法。

1.3 多糖類

植物多糖是由10個以上的單糖組成糖苷鍵連接聚合而成的高分子化合物。植物多糖具有多種生物活性，它最主要功能是調節(jié)機體免疫，還可以在抗腫瘤、抗病毒、抗氧化、降血糖、抗輻射等方面發(fā)揮廣泛的藥理作用[32]。已有相關報道艾草多糖具有抗氧化活性。艾草多糖分離的一般工藝路線是乙醇脫脂—熱水提得到粗多糖成分—去除蛋白和色素—濃縮后乙醇醇沉——離子交換柱分離不同的艾草多糖組分—凝膠過濾法純化得到均一多糖組分。近年來新增了一些方法來輔助艾草粗多糖的提取，如超聲波、微波、磁共振、高壓脈沖等物理強化，加速細胞破裂，縮短提取時間。添加酸或者堿改變提取pH值，有利于酸性多糖或堿性多糖的提取。添加酶輔助，加速細胞破裂及糖蛋白水解，反應條件溫和，雜質易除，得率高。

吳桂花用乙醇脫脂艾草，以熱水醇沉得到的艾草粗多糖，去除蛋白后用DEAE-52層析柱分離0.2 mol/L NaCl洗脫艾葉精制多糖，得到均一多糖組分WAYSP00和WAYSP02，平均分子量分別為5220 Da和2636 Da。核磁共振波譜和紅外光譜分析均證明二者都為β-糖苷鍵鏈接的吡喃糖[7]。

戴喜末等響應面優(yōu)化艾草多糖超聲波提取最佳條件為超聲35 min，提取溫度70℃，料液比1:40 g/mL，粗制多糖得率為6.44%。經(jīng)Sevag法除蛋白，活性炭脫色后得到精制多糖，用于抗氧化活性測定。通過普魯士藍法測定總抗氧化能力及DPPH自由基清除試驗，結果表明艾草多糖具有一定的抗氧化活性[33]。

胡崗等以無水乙醇80℃脫脂艾草1.5 h，去離子水90℃回流提取1.5 h，提取兩次，過濾后合并提取液，濃縮醇沉，Sevag法除蛋白得到艾草多糖。體外抗氧化活性測試結果表明，艾草多糖能有效的清除羥基自由基、超氧陰離子自由基及DPPH自由基，且隨多糖劑量的增加，抑制率明顯上升，呈量效關系[14]。

尹彬彬通過響應面法優(yōu)化艾草多糖水提醇沉法提取條件，最佳工藝為料液比1:10，浸泡時間5 h，提取3 h，多糖得率為6.20%。得到的粗多糖通過對DPPH自由基、ABTS自由基、羥基自由基清除試驗，結果表明艾草多糖具有一定的體外抗氧化活性[21]。

1.4 其他活性成分

Lü等運用層析分離了艾蒿中三個咖啡酸酯類成分，根據(jù)物化性質及波譜方法鑒定其結構分別為咖啡酸三十七烷酯、咖啡酸二十二烷酯、咖啡酸十八烷酯。通過DPPH自由基和ABTS自由基清除試驗，結果表明艾草咖啡酸酯類成分具有一定的體外抗氧化活性[34]。

鞣酸類化合物又稱為單寧，是指分子量500～3000的水溶性多酚類化合物。多酚類結構易與蛋白質、多糖、生物堿及金屬離子結合，從而表現(xiàn)出較強的生物活性。易筠等優(yōu)化艾草鞣酸類化合物最佳條件為浸泡1 h，萃取溶劑丙酮:水=4:6，料液比1:25，超聲時間20 min，超聲溫度60℃，超聲功率150 W，最終得率為13.29%。通過體外試驗，發(fā)現(xiàn)艾草鞣酸類化合物濃度為8 mg/mL時，對超氧陰離子自由基清除率高達70.90%，對羥基自由基清除率高達74.20%，清除效果均強于甘露醇[35]。

2 艾草抗氧化活性研究開發(fā)中的主要問題

2.1 艾草原料問題

艾草資源豐富，不同產地不同時間的艾草提取物成分、含量有差異。必須對原料的產地、采收季節(jié)、原料加工、儲存時間及條件、運輸條件等予以明確規(guī)定，保證批次間的穩(wěn)定性。

2.2 提取工藝問題

文獻研究中關于艾草各組分的提取方法各異，所得到的成分、含量及生物活性有一定差異。并且目前研究僅停留在實驗室階段，是否適用于大規(guī)模工業(yè)化尚不可知。目前實驗室研究多用傳統(tǒng)的水提法，工藝耗時且提取率低。亟待研發(fā)新工藝，開發(fā)新設備，才能加速產品的開發(fā)，適應市場日益擴大的需求。

2.3 純化鑒定問題

艾草提取物各組分成分復雜，許多研究沒有通過有效的方法純化獲得均一的有效成分，而是以粗制品或精制品去測試抗氧化活性，試驗結果的正確性和精確性值得懷疑。因此，用于抗氧化性實驗檢測的艾草提取物樣品需要進一步鑒定單一活性成分，才能明確其抗氧化活性有效組分及作用濃度。

2.4 抗氧化活性測試問題

綜合文獻發(fā)現(xiàn)，大部分抗氧化活性測試僅進行體外測試，檢測方法易受干擾，反應條件與實際人體生理環(huán)境有較大區(qū)別，不過體外檢測有快速、高通量、成本低等優(yōu)點，其結果可作為深入研究的參考。動物測試周期較長，成本高，但其結果最接近人體測試效果。綜合考慮應加強細胞模型的建立，既能快速高通量檢測，又很大程度上模擬體內實驗，結果較為可靠。

3 艾草基于抗氧化功能的產品應用前景

3.1 艾草揮發(fā)油類

艾草揮發(fā)油的傳統(tǒng)應用是作為一種香薰按摩精油，因其舒筋活絡、安神醒腦之功效而流行于各養(yǎng)生館。隨著對艾草揮發(fā)油抗氧化功能的深入研究，揮發(fā)油類可添加到潔面乳、面膜、眼霜、防曬油等化妝品中，能有效改善因射線、環(huán)境污染或飲食等因素產生的過量自由基導致的各種皮膚問題，如黃褐斑、黑眼圈、皺紋、痤瘡等。飲食不規(guī)律、壓力焦慮、熬夜、空氣污染、燙發(fā)染發(fā)等多種生活方式易造成頭皮亞健康狀態(tài)，導致毛囊炎癥、萎縮及脫發(fā)。因此，艾草揮發(fā)油可作為主要功效成分添加到抗氧化的洗發(fā)護發(fā)產品中。除了應用于化妝品，艾草揮發(fā)油亦可作為天然保鮮防腐劑，有效的防止果蔬腐敗變質。

3.2 艾草多糖類

艾草多糖是一類天然活性物質，最主要功能是調節(jié)機體免疫，同時具有抗氧化、抑菌、抗輻射等生物活性，可廣泛應用于各行各業(yè)。作為保健品功效成分，對于特定人群可改善人體代謝和增強人體抗氧化能力；作為食品添加劑，可改善食品的色、香、味及營養(yǎng)價值等，防止或延緩食品腐敗變質，延長貨架期；作為藥物，可降低人體氧化應激，保護組織器官不收侵害，對糖尿病、心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病等有一定防治作用；艾草多糖良好的生物相容性能為皮膚提供保濕效果，其抑菌、抗輻射和抗氧化活性能防止紫外線損傷，美白皮膚，避免痤瘡產生，起到延緩皮膚衰老的作用，是一種新型的功效性化妝品添加劑。

3.3 艾草黃酮類

艾草黃酮也是一類重要的天然活性物質，具有抗氧化、抑菌、抗病毒等生物活性，相比較于艾草多糖，艾草黃酮的抗炎活性更為突出。研究顯示，艾草黃酮主要活性成分異澤蘭黃素(Eupatilin)和棕矢車菊素(Jaceosidin)具有良好的抗炎活性[36, 37]。無論是作為抗皮炎、抗痤瘡、抗過敏、抗氧化的藥物，或者作為皮膚日常護理，防止皮膚衰老的化妝品，或是作為預防炎癥性疾病，糖尿病，神經(jīng)退行性疾病等的保健品，艾草黃酮都有很高的使用價值。

4 結語

醫(yī)學研究及臨床試驗發(fā)現(xiàn)，細胞內過量的自由基易引起脂質過氧化、蛋白質變性、DNA損傷等有害作用，從而加速皮膚等組織衰老，導致心腦血管疾病、自身免疫性疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病及癌癥等多種疾病的發(fā)生。為預防或抑制自由基引起的這些生理改變，除了正常的均衡膳食及使用安全規(guī)范的化妝品外，在某些藥物、食品及化妝品中添加外源性的抗氧化劑也是一種有效的措施。艾草作為當前中醫(yī)藥及化妝品領域研究的熱點，研究發(fā)現(xiàn)其具有較強的抗氧化活性，可作為一種安全有效的天然抗氧化劑，避免人工合成的抗氧化劑毒副作用、不穩(wěn)定性、適用范圍窄等限制。隨著對艾草安全性及抗氧化活性的深入研究，加強艾草的應用開發(fā)和市場推廣顯得尤為迫切，經(jīng)濟效益的產生可以反哺科研投入，加速利用我國豐富的艾草資源，帶來整個產業(yè)鏈的蓬勃發(fā)展。