竹提取物的化学成分及其利用研究进展

安徽农业大学学报,2007,34(3):3282333JournalofAnhuiAgriculturalUniversity竹提取物的化学成分及其利用研究进展①岳永德1,操海群2,汤锋2(11国际竹藤网络中心,北京100102;21安徽省农产品安全重点实验室,安徽农业大学资源与环境学院,合肥230036)摘要:近年来,竹类资源的研究和利用在国内外十分活跃。本文综述了竹提取物中的主要化学成分,包括竹叶黄酮、多糖、氨基酸、挥发性成分等的种类和含量研究进展,总结了竹提取物的抗氧化活性等生理功能,重点论述了竹提取物的防腐抗菌作用、控制害虫作用等生物活性。提出了今后竹子化学研究的重点领域。关键词:竹子;化学成分;生物活性;生理功能;利用中图分类号:S795108文献标识码:A文章编号:16722352X(2007)0320328206AdvanceinbamboochemicalingredientsanditsutilizationsYUEYong2de1,CAOHai2qun2,TANGFeng2(11InternationalCenterforBamboo&Rattan,Bejing100102;21KeyLaboratoryforAgri2foodSafetyofAnhuiProvince,SchoolofResources&Environment,AnhuiAgriculturalUniversity,Hefei230036)Abstract:Therecentdevelopmentinrenewablenaturalresourceandaviablereplacementforwoodhaveledtoagrowingactivityinbambooresourceutilizations.Thispaperintendstogiveanoverviewofrecentprogressinbam2boochemistry,thebioactivityandpotentialapplicationsofbambooingredients,withtheaimofdrawingattentiontousefulinformationandenhancinginterestinthispracticallyunexploredbutpromisingfield.Keywords:bamboo;ingredients;bioactivity;medicinalfunction;utilization竹子是多年生常绿植物,具有分布广、速生丰产、再生能力强、用途广泛等特点。近年来,竹类资源的研究和利用在国内外十分活跃。由于竹子有着复杂的次生代谢过程,在其生命活动中产生了许多生理活性成分,因此,在传统的竹材利用领域之外,人们开始关注对竹提取物化学成分及其生物活性和生理功能的研究。本文着重论述竹提取物主要化学成分、竹提取物的抗氧化活性等生理功能以及其对植物病虫的生物活性等热点问题,探讨了今后竹子化学研究的重点领域。1竹提取物的化学成分竹叶在中国具有悠久的药食两用历史,但是,对竹子提取物化学成分的研究却起步较晚。20世纪50年代,Shimano利用纸色谱等手段检测出淡竹(LophatherumgracileBrongn.)叶中含有木犀草素类黄酮成分[1],其后Ohmoto等从淡竹叶中分离出声竹素(azundoin)、印白茅素(cyindrin)、蒲公英赛醇(taraxerol)、无羁萜(triedelin)等三萜类化合物[1]。目前已报道的竹提取物的化学成分包括黄酮及其苷类、活性多糖类、特种氨基酸及其肽类、芳香成分以及锰、锌、硒等多种微量元素。111黄酮黄酮(flavonoids)是具有22苯基色原酮结构的化合物的总称,在植物中普遍存在。竹提取物中发现的黄酮类化合物主要是黄酮苷,以在6、8位的碳①收稿日期:2007205209基金项目:国家科技支撑计划(2006BAD19B08)资助。作者简介:岳永德(1952-),男,教授,博士生导师。E2mail:yueyd@icbr1ac1cn©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.苷黄酮为主,如荭草苷(orientin)、异荭草苷(ho2moorientin)、牡荆苷(vitexin)和异牡荆苷(isovitexin)等[2]。也有在3位的氧苷黄酮醇,如槲皮素232O2芸香糖苷(quercetin232O2rutinoside)、槲皮素232O2葡萄糖苷(quercetin232O2glucoside)和鼠李素232O2芸香糖苷(rhamnetin232O2rutinoside)等[3]。肖贻崧等利用液相色谱-质谱联用技术分析了苦竹(Pleioblastusamarus)叶中黄酮类化合物,发现苦竹叶中的黄酮类化合物主要为3位芸香糖基和6位葡萄糖基的黄酮醇甙类[4]。王红兵等从苦竹叶95%醇浸膏的氯仿和乙酸乙酯部分中共获得8个化合物,鉴定为甘草查耳酮A、伞形花内酯、松柏醇、木栓酮、胡萝卜、β2谷甾醇、邻羟基苯甲醛和香豆酸[5]。陈泉等用溶剂萃取及多次柱色谱分离,从淡竹叶中分离得到11个化合物,经鉴定,其中包括牡荆素(vitexin)、苜蓿素(tricin)、香豆酸(p2coumaricacid)、42羟基23,52二甲氧基苯甲醛(42hydroxy23,52dimethoxybenzaldehyde)、5,4′2二羟基23′,5′2二甲氧基272β2D2葡萄糖氧基黄酮(5,4′2dihydroxy23′,5′2di2methoxy272β2D2glucosyloxy2flavone)、香草酸(vanillicacid)等黄酮类化合物[6,7]。竹叶、竹皮等部位均含有丰富的黄酮类化合物,竹提取物中总黄酮含量平均在2%左右。毛竹(Phyllostachysedulis)、苦竹叶粗提物中总黄酮含量为7185%、13122%[8],紫竹(Phyllostachysnigra)叶的全年平均黄酮含量大约为银杏叶的2/3[9]。李洪玉等用HPLC法分析测定了桂竹(Phyllostachysbabmbusoides)等不同来源竹叶中荭草苷、异荭草苷和异牡荆苷的含量,发现含量最高的是紫竹(0189%),其次为高节竹(Phyllostachysprominens)(0129%)、金毛竹(Phyllostaehysnigravar.Henonis)(0112%)、红壳竹(Phyllostachysiridescens)(0119%)、毛竹(0116%)、斑竹(PhyllostachysbambusoidesSieb)(0116%),较低的是桂竹(0108%)和早园竹(Phyllostachyspropinqua)(0107%)[10]。112多糖竹提取物中含有多糖成分,从箬竹热水提取物中分离得到了由木糖、阿拉伯糖和半乳糖组成的活性多糖[11];从毛竹叶中提取得到了一种中等分子量的酸性杂多糖,主要由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖等6种单糖组成[12,13]。毛燕等报道,石竹(Phyllostaehysnuda)、淡竹、金竹(Phyllostaehysparvifolia)、白哺鸡竹(Phyllostaehysdulcis)、红壳竹、芽竹(Phyllostaehysrobusiramea)、甜竹(Phyllostaehysflexosa)、毛竹、斑竹等9种竹叶中总糖含量为22148%～27162%,水溶性糖含量为8141%～14146%,多糖为10148%～17171%。总糖含量、多糖含量最高为甜竹叶,水溶性糖含量最高为红壳竹叶[14]。113特种氨基酸据周兆祥报道,竹叶中含有16种氨基酸,其中包括苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸等7种必需氨基酸[15]。在竹提取物中含有相当量的羟基赖氨酸,即δ2羟基赖氨酸(δ2OH2Lys),主要以游离单体和小肽的形式存在。桂竹和毛竹叶中δ2羟基赖氨酸的含量分别占干叶氨基酸总量的1133%和1140%[16]。114挥发性成分竹叶中挥发性物质的主要成分为醛、羧酸、酚及醇等类化合物。张英等用SDE和大孔树脂顶空吸附法、毛细管气相色谱/质谱技术(CGC/MS)研究了竹叶精油和头香的化学成分,从阔叶箬竹(Indocalamuslatifolius)、毛金竹(Phyllostachysnigra)和四季竹(Bambusamultiplex)等3种竹叶中分别检出风味化合物57种、68种和82种,其中22种为3种竹叶所共有,约占总挥发物的60%～70%。芳香成分以醛、呋喃、酮类为主,C5～C8中等长度碳链的含氧化合物占主导地位,是竹叶清香的物质基础。其中起关键作用的有(E)222己烯醛、(Z)232己烯醇、22乙基呋喃、己烯和己醛等5种C6化合物,分别占3种竹子总挥发物的66104%、48100%和69109%[17]。在箬竹叶中鉴定出43种挥发性成分,其中,醛类化合物有12种(占总含量的27149%),羧酸类化合物8种(占总含量的23154%),酚类化合物4种(占总含量的19198%),醇类化合物6种(占总含量的4155%),含量最高的化合物为42乙烯基苯酚(含量为1126%),其次为32己烯酸(含量为10106%)。在毛竹和苦竹叶分别鉴定出53种和42种挥发性成分,其中含量最高为叶醇,分别为20133%和27108%;其次为22己烯醛,含量分别为14162%和10102%。在慈竹(Sinocalamusaffinis)叶挥发性成分中鉴定出24种化学物质,主要芳香物质为C5～C8的含氧化合物,含有(E)222己烯醛和(Z)232己烯醇[18221]。115叶绿素竹叶中含有丰富的叶绿素,竹叶中叶绿素的含量达512～811mg·g-1[22]。一般夏季采集的竹叶叶绿素含量最高,春季次之,秋末最低。这些竹叶叶34卷3期岳永德等竹提取物的化学成分及其利用研究进展329©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.绿素不仅是良好的天然食用色素,而且在医药上具有广泛的用途,比如叶绿素浸膏经过进一步反应,可制取叶绿素铜钠、脱镁叶绿甲酯乙酸、叶绿素铜和叶绿素铁钠等多种叶绿素衍生物,具有抑菌、除口臭及防止牙龈出血等功效[23]。116矿质元素通过对淡竹、刚竹(PhyllostachysIndigenous)、毛竹、雷竹(Phyllostachyspraecox)和箬竹竹叶进行矿质元素测定,检出了20多种矿质元素,其中包括人体必需的Fe、Ca、Si等常量元素和Zn、Mn、Cu、Mo、V、Ni等微量元素。100g干竹叶中平均含Ca886mg、P144mg、K1540mg、Ba458mg、Mg88mg、Si1330mg、Fe8186mg、Zn1198mg、Mn4142mg、Cu0172mg和Pt0104mg[24,25]。2竹提取物的生物活性及生理功效竹叶的医疗保健作用早已为中国人所认识。《本草纲目》记载:苦竹叶具有明目利九窍、治不睡、止消渴、解酒毒等作用;淡竹叶具有镇静、解热、止咳和止血的功效[26]。《中药大辞典》记载:淡_______竹叶有清热解烦,生津利尿;治热病烦渴,小儿惊痫,咳喘吐血,面赤,小便短赤,口糜舌疮等功用。《中国中药资源志要》内12694种中药中,竹类共收集10属32种。近年研究表明,竹提取物具有优良的抗自由基、抗氧化、抗衰老、抗菌、杀虫、调节血脂以及保护心脑血管等生物活性和药理功效。211抗氧化作用竹提取物具有优良的抗自由基能力和确凿的类SOD活性。用化学发光法对来自于6属17种竹叶醇提物对氧自由基(O2-·)和羟基自由基(·OH)的清除能力的研究表明,竹叶提