陳玲玲，廖成松

錫林郭勒職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古 錫林浩特 026000

黑種草為毛茛科(Ranuncualceac)黑種草屬(Nigella)一年生草本植物[1]，通常所說的黑種草是指黑種草屬植物，包括家黑種草N.sativa、腺毛黑種草又名瘤果黑種草N.glandulifera和黑種草N.damascena。家黑種草和腺毛黑種草全草皆可入藥，黑種草因其含有毒物黑種草堿(damascenine)，少見其藥用的相關(guān)報(bào)道[2]，本文探討的黑種草主要指家黑種草和腺毛黑種草。家黑種草原產(chǎn)于南亞和西南亞，目前在印度、孟加拉國(guó)、土耳其、中東地區(qū)均有栽培種植，廣泛應(yīng)用于藥物或香料[3]。腺毛黑種草在我國(guó)入藥居多，目前在內(nèi)蒙古、云南、新疆等地都有分布和栽培種植[3]。本文對(duì)近年來黑種草的化學(xué)成分和藥理作用的相關(guān)研究以及黑種草的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行歸納和總結(jié)，對(duì)其開發(fā)利用前景進(jìn)行展望，以期為黑種草的深入研究和進(jìn)一步開發(fā)利用提供借鑒和參考。

1 化學(xué)組分

黑種草常以草籽入藥，其草籽為三棱形且有橫皺紋，黑色或帶有微弱的灰色[2]，富含多種化合物，其生物活性物質(zhì)為揮發(fā)油。水蒸氣蒸餾法提取結(jié)果表明，家黑種草草籽中揮發(fā)油質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.80%，腺毛黑種草草籽中揮發(fā)油質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.73%[4]。家黑種草和腺毛黑種草草籽中不僅揮發(fā)油含量相近，其化學(xué)成分也非常相似，主要成分包括百里醌(thymoquinone，TQ)、二聚百里醌、百里酚、β-欖香烯(見圖1)、吉瑪烯以及 2-甲基-5-異丙基對(duì)二苯酚[5-6]。其中，百里醌是揮發(fā)油中的主要成分，約占18.4%～24%[7]。另外，黑種草草籽中還含有以常春藤皂苷苷元為母核的皂苷(見圖1)，包括槲皮素、山柰酚、蘆丁等在內(nèi)的黃酮醇及其苷類成分[8-9]，以及15種生物堿，包括3 個(gè)吲唑類生物堿，8個(gè)二萜類生物堿，4種新生物堿[10-11]。此外，黑種草草籽中還含有酚酸類化合物，β-谷甾醇(見圖1)、油菜甾醇(見圖1)、豆甾醇、羊毛甾醇、β-香樹脂醇等多種甾體和三萜化合物，以及寡糖及其酯類、磷脂類化合物[12-14]。

從營(yíng)養(yǎng)角度來看，黑種草草籽富含油脂，質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)35%～50%，主要為亞油酸(55.6%)、油酸(23.4%)、棕櫚酸(12.5%)、硬脂酸和十六烷酸，其中不飽和脂肪酸占84%，可作為人體必需脂肪酸的來源之一[15]。另外，黑種草草籽維生素、微量元素和氨基酸含量均較高，其中家黑種草草籽中維生素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%～4%，水溶性維生素(VB)、VB1、VB6、VBPP、VB11質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為15.4、5.0、5.0、57、0.16 mg·kg-1[7，16]。而腺毛黑種草含人體必需氨基酸占總氨基酸量的31.1%，谷氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高為4.98%，且含有一般植食性食物中缺乏的賴氨酸和甲硫氨酸，賴氨酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低為0.28%[7，16]。家黑種草籽中微量元素Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為3011、984.2、62.63、22.3、71.18、10.68 mg·kg-1，有害微量元素 Hg、As、Cd、Pb的含量則低于國(guó)家規(guī)定的食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[16]，因此，黑種草草籽可直接食用或作為食品添加劑使用，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

2 藥理作用

2.1 抗炎作用

研究表明，家黑種草的水提物在相同濃度條件下與100 mg·kg-1阿司匹林具有相當(dāng)?shù)目寡仔Ч鸞17]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，黑種草草籽中的精油通過顯著抑制與炎癥相關(guān)的花生四烯酸代謝途徑中環(huán)氧合酶(COX)和5-脂氧合酶(5-LO)的活性，從而抑制血栓素B2(TXB2)及白三烯B4(LTB4)的形成，產(chǎn)生抗炎作用，以此緩解角叉菜膠引起的小鼠足跖腫脹[18]。另外，黑種草的多酚類物質(zhì)具有消炎鎮(zhèn)痛的作用，對(duì)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)、實(shí)驗(yàn)性過敏、腦脊髓炎(EAE)和乙酸誘導(dǎo)的潰瘍性結(jié)腸炎都有明顯的改善效果[19-21]。黑種草的多種其他成分如總皂苷、總黃酮、生物堿等可通過多組分、多靶點(diǎn)、多途徑一起發(fā)揮抗炎作用，對(duì)過敏性鼻炎、過敏性腹瀉、阻塞性呼吸道疾病、慢性阻塞性肺病、手部濕疹等病癥均有明顯的療效[22-23]。此外，腺毛黑種草中的β-欖香烯對(duì)體外脂多糖(LPS)刺激的人中性粒細(xì)胞的產(chǎn)生有明顯的抑制作用，具有顯著的抗炎效果[24]。

圖1 黑種草部分化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)式

2.2 抗菌和抗氧化作用

黑種草草籽提取物、固定油、精油、百里醌均有較高的清除1，1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)能力，具有一定的抗氧化效果，其精油的抗氧化效果比合成抗氧化劑強(qiáng)，黑種草的抗氧化能力可能與含有抗氧化物質(zhì)有關(guān)，例如生育酚[24-25]。另外，家黑種草精油對(duì)枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌等革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌具有完全的抑制作用，抗菌效果明顯[26]。

2.3 抗腫瘤作用

研究表明，家黑種草草籽提取物中皂苷A和α-常春藤皂苷(見圖1)具有顯著的抗腫瘤活性，其中α-常春藤皂苷對(duì)已形成的實(shí)體瘤抑制作用不強(qiáng)，但可以明顯抑制腫瘤誘發(fā)和腫瘤生長(zhǎng)[27]，對(duì)人乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231、MCF和肝癌細(xì)胞HepG2、人腎腺癌細(xì)胞ACHN等有顯著的抑制增殖作用[28-29]。

2.4 免疫調(diào)節(jié)作用

黑種草草籽水提物、乙醇提取物、精油及其活性成分百里醌能顯著抑制免疫因子白介素-5(IL-5)和白介素-13(IL-13)的表達(dá)，對(duì)體液免疫有很強(qiáng)的抑制作用[30]。有研究表明，連續(xù)6個(gè)月口服家黑種草種子+40%蜂蜜治愈了1例46歲的獲得性免疫缺陷綜合征HIV患者[31]。另外，家黑種草的精油還可以通過直接刺激巨噬細(xì)胞吞噬活性或通過激活淋巴細(xì)胞來發(fā)揮調(diào)節(jié)免疫的功能[32]。

2.5 抗缺血作用

研究表明，家黑種草水提物、乙醇提取物和百里醌能抑制脂質(zhì)氧化，具有抗腦缺血、心肌缺血和腎臟缺血的作用[33-35]。Soleimannejad等[35-36]研究證實(shí)在小鼠腦缺血后黑種草乙醇提取物可以提高腦血管再生能力，明顯降低腦梗死和水腫體積，且百里醌可以在一定程度上預(yù)防海馬體退化[36]。同時(shí)，基于家黑種草的免疫調(diào)節(jié)和抗氧化特性，通過減少自由基介導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化、DNA損傷、減少硫代巴比妥酸反應(yīng)[37-38]，對(duì)腎缺血和腎衰竭均有顯著的保護(hù)和改善作用[39]。另外，黑種草草籽提取物中的百里醌可以降低肝臟活性氧(ROS)中的一系列不良反應(yīng)，對(duì)肝臟慢性病、肝功能紊亂、肝損傷具有一定的預(yù)防和治療作用[40]。

2.6 平喘作用

Boskabady等[41]在對(duì)哮喘患者進(jìn)行治療時(shí)發(fā)現(xiàn)，黑種草提取物中的百里醌具有很強(qiáng)的平喘功能，而二硫醌、百里醌、對(duì)二苯醌的抗痙攣?zhàn)饔媚茱@著提高呼吸道黏液纖毛清除率，增加呼吸清除率[42]。

2.7 抗糖尿病作用

黑種草的活性成分百里醌可以保護(hù)β細(xì)胞免受氧化應(yīng)激，從而用于治療糖尿病[43]。進(jìn)一步研究表明，家黑種草草籽提取物和精油，特別是乙醇提取物具有胰島素增敏劑的功效，均可以用來治療糖尿病[44]。

2.8 其他作用

相關(guān)研究[45-48]證實(shí)，黑種草草籽中的精油可以通過調(diào)節(jié)輔助型T細(xì)胞2(Th2)來治療過敏，百里醌可以改善腸黏膜潰瘍，對(duì)坐骨神經(jīng)有保護(hù)作用，對(duì)心肌缺血損傷有保護(hù)作用，從而可以降低心梗病死率。此外，黑種草精油和百里醌還可以用來治療癲癇[49]。

3 應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 醫(yī)藥當(dāng)中的應(yīng)用

黑種草有非常悠久的藥用歷史，用于治療眾多疾病。黑種草草籽及其提取物和精油用來治療牙痛、腸胃氣脹、鼻塞、高血壓、肥胖、背痛、閉經(jīng)、感染、腸道蠕蟲、化膿性皮膚感染、呼吸系統(tǒng)疾病、創(chuàng)傷皮膚和軟組織感染、乳頭裂、肺結(jié)核等多種疾病[50-51]。腺毛黑種草草籽的維吾爾語名為“斯亞旦”，已收入《中華人民共和國(guó)藥典》和《中國(guó)民族藥志》，用于治療脫發(fā)、斑禿、頭皮瘙癢、白癜風(fēng)等疾病[27，52]。黑種草的蒙語名為“哈日-賽拉”，功效為解熱、助消化、護(hù)牙，主要用于胃寒、肝功能減退、消化不良、肝痛、牙痛、牙營(yíng)養(yǎng)缺陷等病癥，這些用法類似于中東地區(qū)民間用法[2，53]。在埃及，家黑種草被用作利尿劑和祛風(fēng)劑，其精油用來治療哮喘、咳嗽及疥瘡等多種疾病，中東地區(qū)使用其固定油治療關(guān)節(jié)痛僵直、氣管炎和濕疹等[21-22]。

3.2 保健食品和化妝品中的應(yīng)用

黑種草草籽油含有很多有益成分，其中氨基酸、脂肪酸、粗纖維和礦物質(zhì)(鉀、鈉、鐵、鈣)等是很好的植物成分補(bǔ)充劑。以冷壓法萃取的黑種草籽油可以直接服食，治療哮喘和關(guān)節(jié)炎的同時(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)免疫力。目前市場(chǎng)上黑種草的保健品包括黑種草制茶、黑種草草籽精油、黑種草草籽干粉、精油膠囊、精油干片等。另外，黑種草草籽油能迅速治療皮膚感染和促進(jìn)傷口愈合，有助于緩解濕疹和牛皮癬，尤其適用于敏感性肌膚，能有效改善神經(jīng)性皮炎。而將黑種草籽精油應(yīng)用到護(hù)發(fā)產(chǎn)品中，可以有效促進(jìn)頭皮健康并刺激頭發(fā)生長(zhǎng)，目前黑種草提取物在抗菌劑、抗衰活膚劑、皮膚美白劑、生發(fā)劑等化妝品中應(yīng)用廣泛。值得一提的是，由于家黑種草和腺毛黑種草種子的外觀形態(tài)、味感、化學(xué)成分均非常相似，在實(shí)際應(yīng)用中往往交互使用。

4 前景與展望

隨著大眾對(duì)植物草藥認(rèn)可度的增加，植物草藥及其補(bǔ)充劑的產(chǎn)品將會(huì)有巨大的市場(chǎng)空間。2017年，我國(guó)中醫(yī)藥市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到17 500億元。2018年美國(guó)植物委員會(huì)的調(diào)查顯示，植物藥物成分市場(chǎng)持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)。黑種草因其多種藥用保健功能和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值一直都受到世界各地人民的喜愛，在植物藥持續(xù)向好的今天，有望成為市場(chǎng)新星，其種植和產(chǎn)品的開發(fā)利用前景廣闊，經(jīng)濟(jì)效益潛力巨大。目前市場(chǎng)上常見的黑種草產(chǎn)品類型主要有中藥、干粉、精油、提取物、化妝品添加劑、保健品等，產(chǎn)品類型較為豐富，應(yīng)用范圍較為廣泛，有了一定的市場(chǎng)空間。今后，應(yīng)加強(qiáng)黑種草引種馴化、遺傳改良、栽培種植、精深加工技術(shù)等方面的科學(xué)研究，深入挖掘民族藥中黑種草草籽組分方劑，加大對(duì)黑種草草籽及其提取物治療眾多關(guān)鍵性疾病的藥理研究和分子機(jī)制研究，開發(fā)和培育更多更有效的藥品或保健品。同時(shí)，應(yīng)加大對(duì)黑種草價(jià)值的宣傳，使人們能充分認(rèn)識(shí)其潛在的價(jià)值，使黑種草更好地為人類健康服務(wù)。