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如何鑒別肉桂提取物中的化學成分

肉桂,原名桂軍和鬼母,是樟科植物肉桂的幹燥樹皮。它是世界上最重要和最受歡迎的香料之壹,也是常用的中藥。肉桂的嫩枝(桂枝)、幼果(桂枝)、葉均可入藥。肉桂主要含有揮發油、二萜及其苷類、黃烷醇類及其聚合物,此外還有黃酮類、多酚類等化合物,其中最重要的活性成分是肉桂醛,它以反式結構的形式存在於肉桂揮發油中。肉桂中的肉桂醛等成分具有抗氧化、抗炎、降血糖、抗心血管疾病、抗癌等多種藥理活性。近年來,國內外學者對肉桂提取物的主要化學成分和藥理活性進行了廣泛而深入的研究。本文對1980-2014發表在PubMed數據庫、Google Academic和Elsevier電子期刊全文數據庫的相關研究文獻進行了系統全面的檢索和總結,旨在為肉桂提取物的深入開發提供參考。

1的化學成分

GengS等從肉桂不同揮發油中分離鑒定出41種不同成分,包括肉桂醛、肉桂酸、肉桂醇乙酸酯等。組成比例主要取決於肉桂的生長階段和產地。TungYT等[7]從不同蒸餾時期的肉桂嫩枝中提取揮發油,用氣相色譜-質譜聯用儀(GC-MS)進行分析。其主要成分包括丁香酚、氧化石竹烯、β-石竹烯、γ-案葉素、δ-山奈酚酮、δ-杜松烯和左旋龍腦。梁忠雲等[8]從肉桂皮揮發油中鑒定出21個成分,包括柯巴烯、反式肉桂醛、α-依蘭烯等。

藥理活性

抗氧化作用

肉桂中的抗氧化化合物在延緩和防止食品變質方面發揮著越來越重要的作用,這些化合物對衰老引起的自由基損傷和代謝性疾病綜合征有明顯的抑制作用[9]。肉桂提取物的化學成分多為高極性化合物,乙醇提取法制備的提取物具有比超臨界流體技術更高的抗氧化活性。Shoba-naS等[10]報道肉桂的乙醚、水和甲醇提取物具有較強的抗氧化活性,在體外能顯著抑制脂肪酸的氧化和脂質過氧化。AravindR等人[11]的初步研究表明,肉桂葉的各種提取物(如正己烷、乙醇和水提取物)中都含有酚類化合物,這些化合物具有潛在的抗過氧化氫、壹氧化氮和脂質過氧化自由基的作用。東等【12】發現肉桂提取物的主要抗氧化活性成分是E-肉桂醛,在肉桂葉中占72%。此外,肉桂提取物作為酪氨酸酶活性抑制劑,可以抑制色素沈著和褐變,在食品、化妝品和藥品中發揮重要作用。

2.2抗炎

肉桂屬植物的抗炎活性首次報道於1987。迄今為止,已發現多種不同部位的肉桂提取物具有明顯的抗炎活性,其抗炎機制也各不相同。LeeSH等[14]從肉桂皮中提取的2′-羥基肉桂醛是壹種很好的抗炎劑,其抗炎機制主要是通過抑制核因子NF-κ B的激活來減少壹氧化氮的產生,YuT等[15]認為肉桂的乙醇提取物主要是通過抑制Src/Syk-酪氨酸酶介導的NF-κB的活性來發揮其抗炎活性的。同時,有研究指出,各種肉桂提取物可以通過抑制中樞神經系統誘導型壹氧化氮(iNO)和環氧合酶-2(COX-2)的合成來發揮其抗炎活性。提示肉桂提取物可能成為預防和治療炎癥介導的神經退行性疾病的潛在新化合物[16]。此外,肉桂水提取物可通過降低人血漿中脂多糖誘導的腫瘤壞死因子-α (TNF-α)的表達發揮抗炎機制。

2.3降低血糖

肉桂提取物對二型糖尿病的治療作用越來越受到重視,被譽為“胰島素增強因子”(IPF)。其水提取物的胰島素協同作用比其他香料高20倍左右。

據報道,肉桂水提取物中的多酚可增強胰島素在體內外的生物活性,分離純化的肉桂多酚A聚合物也可作為胰島素樣分子改善體內葡萄糖代謝。KimSH等人[21]對肉桂多酚A聚合物進行結構修飾,得到壹種新的羥基肉桂酸衍生物萘甲酯。C57BL/Ksdb/db糖尿病小鼠給藥12周後,小鼠的血糖水平和脂質過氧化作用顯著降低。CaoH等人通過HPLC純化多酚得到壹系列化合物,包括蘆丁(9.0672%)、兒茶素(1.9%)、槲皮素(0.172%)、山奈酚(0.016%)和異鼠李素。

ZhengH等從肉桂中提取了壹系列揮發油成分,可靶向激活核因子E2相關因子2(Nrf2),改善糖尿病腎病引起的代謝紊亂,保護腎功能。另壹項研究表明,肉桂提取物可競爭性抑制哺乳動物體內α-葡萄糖苷酶的活性,降低餐後高血糖,從而使整體血糖穩定,類似於阿卡波糖的降糖作用。

2.4抗心血管疾病

現代藥理研究表明,肉桂能增加冠脈血流量,改善冠脈循環和心肌營養,故常用於冠心病、心律失常、風濕性心臟病等心血管疾病的防治。

據報道,肉桂揮發油的主要成分肉桂醛和肉桂酸具有保護模型大鼠缺血性心肌損傷的作用,這與其減少壹氧化氮生成、抗炎和抗氧化的活性有關。HwaJS等人[27]從肉桂中分離提取了化合物2-甲氧基肉桂醛(2-MCA),證實該化合物能降低TNF-α激活的內皮細胞中血管細胞粘附分子1(VCAM-1)的表達,誘導血紅素加氧酶1 (HO-65438)。XueYL等[28]研究表明,肉桂醛能擴張非內皮依賴性大鼠血管平滑肌,這與其阻斷Ca+通道的能力有關。

此外,肉桂提取物對心血管系統的保護作用通過壹種木酚素化合物,肉桂素進行了更多的研究。該化合物是壹種新型血栓烷A2受體拮抗劑(TXA2)和潛在的血栓烷合酶抑制劑,可抑制血栓烷受體介導的血管平滑肌細胞增殖,在預防血管疾病和治療動脈粥樣硬化中具有潛在的作用。

2.5抗癌

近年來,水溶性高分子肉桂多酚的抗腫瘤作用日益受到關註。SchoeneNW等發現肉桂總多酚能抑制急性淋巴細胞白血病細胞增殖,其可能機制是通過調節p38絲裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)和細胞周期蛋白B1,破壞細胞周期G2/M期的磷酸化/去磷酸化,阻礙細胞周期G2/M期的進程。AssadollahiV等[32]發現肉桂水提物能以劑量和時間依賴的方式抑制急性髓系白血病細胞HL-60的增殖,這與其能將細胞周期阻滯在G1期有關。

此外,桂皮醛在體內外對多種腫瘤細胞也有明顯的殺傷、抑制或細胞毒作用。KingAA等發現,最低濃度的肉桂醛(0.5 ~ 2.5 mmol/L)在體外作用於結腸癌HCT細胞4 ~ 6小時,可明顯誘導腫瘤細胞DNA損傷,抑制DNA修復和重組,減少自發突變的發生。給雄性轉基因小鼠CB6F1-TGHRAS2 (Rash2)服用5000 ppm肉桂醛26周後,發現硝基氨基吡啶(NNK)誘發的肺癌發病率和腫瘤的基因多態性顯著降低。CabelloCM等[35]發現反式肉桂醛是壹種親電的邁克爾反應受體分子,在低濃度下就能抑制黑色素瘤細胞的增殖,對荷黑色素瘤SCID小鼠(T和B淋巴細胞缺乏)模型也表現出明顯的治療作用。

2.6其他

除上述藥理活性外,肉桂提取物還具有鎮咳、治療神經系統疾病和抑制晚期糖基化產物(AGEs)形成的活性[衰老、阿爾茨海默病(AD)和動脈粥樣硬化的發生和發展與體內AGEs的慢性積累密切相關]。

侯賢明等人。[36]利用小鼠哮喘模型觀察肉桂的鎮咳平喘機制,發現肉桂通過顯著降低小鼠血清中白細胞介素-2和白細胞介素-5(IL-2和IL-5)的含量,減少內皮素(ET)的分泌,抑制內源性壹氧化氮和IL-5的分泌,從而舒張支氣管,減輕炎癥反應。

AD是壹種中樞神經系統退行性疾病。AD老年斑的核心成分是β-澱粉樣多肽聚合物(Aβ)。Frydman-MaromA等人[37]從肉桂皮中提取了壹種天然化合物CEppt,它可以顯著減少毒性Aβ聚合物的形成和沈澱,並在體外有效抑制神經嗜鉻細胞瘤(PC12)細胞的活性。AD轉基因小鼠口服100μg/mlce PTP化合物4個月後,發現小鼠腦內56KDaAβ虎杖苷水平明顯降低,其認知行為也明顯改善。

從肉桂中提取的酚類化合物,如表兒茶素、兒茶酸和原花色素B2,能顯著抑制AGEs的形成。然而,AGEs與單核細胞表面特異性受體的結合可產生壹系列病理效應,導致慢性腎功能衰竭患者長期並發癥的發生和發展,如心血管疾病、動脈粥樣硬化和透析相關的澱粉樣變。

3結論

綜上所述,肉桂提取物化學成分豐富,具有多種藥理活性,其中肉桂醛和苯酚是肉桂提取物中的主要有效成分,為揭示肉桂提取物的藥理物質基礎提供了有力依據,也為相關多活性新藥的研發奠定了基礎。但仍需進壹步研究提高具有多種生理活性的肉桂提取物的分離提取率,揭示藥理活性的分子機制。