全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 22(4)：375— 381 2002年 7月
仙人掌的天然活性成分研究回顾
林 琳 ，鲍世铨 ，王 钊
(清华大学生物科学与技术系。北京 100084)
摘 要 ：该综述参阅了近 2O年来国内外有关仙人掌的研究报导和有关书刊，对各类仙人掌 中的天然活性成
分，如生物碱类尤其是墨斯卡林 、黄酮类如黄酮醇、甾醇类如谷甾醇以及其他成分如油脂、蛋 白质、多糖类 、微
量元素等的研究状况进行 了全面地综合和归类 ，对仙人掌的开发应用情况及前景做了细致的分析和展望。
关键词：仙人掌 ；天然活性成分 ；生物碱 ；药用价值 ；天然药开发 ．
中图分类号：Q946 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—3142(2002)04—0375—07
l ● ● ● J■ ● t6 · 1 ．c，llnireVleW 0n tne researCneS 0 natural
active com oonents ln actaceae ‘ ●
LIN Lin，BAO Shi—quan，W ANG Zhao
(Department Biological Sciences and Biotechnology，Tsbtghua University，Beijing 1 00084，China)
Abstract：This paper reviewed the researches on the natural active components in various Cactaceae such as alka—
loid (especially mescaline)，flavonoid (e．g．flavono1)．ketosteroid (e．g．clionastero1)，and other components
such as oils，proteins，polysaccharids microelements and SO on．Delicate analysis and expectation was done about
the development and application of Cactaceae．
Key words：Cactaceae；natural active compo nents；alkaloid；medicinal value；natural drug development
仙人掌是仙人掌科 (Cactaceae)的一个主要的
属，主要分布在中南美洲热带的干旱沙漠和丘陵地
区，也有的分布在寒冷的高山地带。在我国，主要分
布于海南岛、广东、广西、云南、四川等地“ 。由于仙
人 掌种类繁多 ，花色鲜艳 ，成 为花卉 爱好者 争相 收
集、栽培的对象。仙人掌果实为红色，有丰富的养
分，可榨油及制成天然红色素。嫩茎可作为蔬菜或
蜜饯食用。无刺的仙人掌还是牲畜的好饲料。
仙人掌在祖国传统医学中早有应用，其性苦、
凉，具有清热解毒、散瘀消肿、健胃、止痛、镇咳等功
效。 。对金黄色葡萄球菌、枯草杆菌有高度抑制作
用。主要用来治疗胃、十二指肠溃疡、急性痢疾、咳
嗽等。外用常治疗流行性腮腺炎、乳腺炎、痈疖肿
毒、蛇咬伤、烧烫伤等。
我们查阅了近 20年来国内外有关仙人掌的研
究报导和国内有关书刊，就仙人掌的天然活性成分
研究的主要 内容综述如下 。
仙人掌中主要 的活性成分为生物碱类、黄酮
类、甾醇类等化合物，此外还有多糖等。其中对生物
碱的研究报导最为集中。
1 有关生物碱的研究
研究仙人掌中生物碱的组成，是迄今研究仙人
掌最为热门的课题。这是因为仙人掌中的生物碱含
量高，种类复杂，许多生物碱都有可能作为药用。
生物碱(alkaloid)是生物体内一类含氮有机化
收稿 日期 ：2001—07—18
作者简介 ：王 钊(1961一)。男 。河南安阳人 。药学博士。从事中药(复方 )的分子细胞药理学研究和现代中药的开发研究。*通讯联系人
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合物 的总称 ，它有类似于碱 的性质 ，能和 酸结合成
盐。多数生物碱有比较复杂的环状结构，氮原子结
合在环内(也有少数例外)，具有光学活性。这类化
合物有特殊和显著的生理作用，是中草药中重要的
化学成分“ 。
生物碱多数为无色结晶，味苦，有旋光性，多可
溶于有机溶剂，如乙醇、氯仿等。生物碱与酸生成的
盐 ，能溶于水。
美国的普渡大学对仙人掌生物碱的研究工作
较多 ，至今已发表论文 50余篇 。其中以 Mclaughlin，
Jerry I ．教 授 的工 作 最 为 突 出 “ ”。Sunibhond
Pummangura报导了十二种仙人掌植 物的生物碱含
量㈤。其中 Bahamas，Am3，宙elemitera是几种有 医用
价值 的种属 ，对 其进行 了重点研究 ，从 中分离 出香
豆 素、dehydrogeijerin、大 麦 芽 碱、N一甲基 酪 胺 (N—
methyhyramine)、酪胺 (tyramine)以及 N一甲基一3，4一
二 甲 氧基一 苯 乙 胺 (N—methyl一3，4-dimethoxy—
phenethylamine)，并进行了结构鉴定。从来自墨西哥
的仙人掌 Backebergia 妇日 中分离出具有芳香族
结构的半 日花胺(heliamine)的同分异构物(1emaire—
ocereine)和 3一甲基 酪胺(3一methyoxytyramine)。从来
自Saguaro的Carnegiea gigantea仙人掌中分离出新
的生物碱“脱氢猪毛菜定”(dehydrosalsolidine)，脱氢
猪毛菜定在猪毛菜定的合成中起重要作用。半 日花
胺也是第一次从这种植物中分离出来。Rechel Mata
综合了 156篇文献。”，列出了全部已知仙人掌中的
表 1 生巷碱在 Gymn~Mydum属仙人掌中的分布
Table 1 The contents of alkaloid in Gymnocalycium
注：(1)酪胺(tyramine)；(2)N一甲基酪胺(N—methyltyramine)；(3)大麦芽碱(hardenine)；(4)墨斯卡林(mescaline)；(5)N一甲基墨斯卡林
(N—methylme~aline)；(6)安哈里宁(finhalinine)；(7)安哈定(anhalidine)；(8)安哈胺(anhalamine)；(9)安哈酮定(anhalonidine)；(10)佩落碱
(pellotine)；(11)安哈酮宁(anhalonine)；(12)魔根碱(N一甲基仙人掌碱．1ophophorine)。++：生物碱含量不低于鲜品重量的 0．001 (alkaloid
≥0．001 in fresh weight)；+：生物碱含量为鲜品重量的 0．000 l ～O．001 (alkaloid=0．000 l％～O．001 in fresh weight)；+一：生物碱
含量小于鲜品重量的 0．000 l (alkaloid≤0．000 l in fresh weight)；一：未检出生物碱，或生物碱含量在检出极限鲜品重量的0．000 01 以
下 (Undetectable or alkaloid≤0．000 01 in fresh weight)．
生物碱及其含量 。
阿根廷圣路斯大学的 Nieto，M㈣等，从阿根廷
西部采集到四种仙人掌，从它们成熟的果实中分离
出酪胺(Tyramine)、胆碱(Choline)和三硝基酪胺(3一
nitrotyramine)，从 Trichocereus strigosus的地上部分
分离出candicine和大麦芽碱(hordenine)。对痕量的
墨斯卡 林 (mescaline)和 酪胺 (Tyramine)进 行 了测
定。从L~bivia formosa的地上部分分离出candicine，
从 Gymnocalycium saglione仙人掌分离出酪胺、Can—
dicine和大麦芽碱 。但在 Austrocylindropuntia salmi-
aria中并未检出任何生物碱。 ，可见，仙人掌中含生
物碱的种类及含量都与仙人掌的品种有关。Roman
Starha列举了南美洲 Gymnocalycium仙人掌 的 17
个品种中 12种生物碱的含量 (表 1)。从表中可以
看 出，对 于 Gymnocalycium，含量 较 多 的是 大 麦 芽
碱，而墨斯卡林仅在有限的几个品种中检出。
就 M．microcarpa和 M．tetrancistra仙人掌 而
言，在植株的不同部位 (如结节、皮层、脉管组织和
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根部 )的各种生 物碱含量 也不相同 ，M．J．Knox等
人报导了这方面的结果“ 。
M．C．Gennaro等人用 HPI C技术测定了若干
种仙人掌 中的生物碱 含量“ “ ，它 们是 GymnoCac—
taceae beguinii，Echinocacius polycephalus，Co~iphania
scolymoides，Coriphania palmert，Lophophora william一
和 Trichocereus pachanoi。其预处理方法中，使用
了甲醇一氨水溶液或磷酸缓冲液 。其 中Lophophora
wiliamsf和 Trichocereus pachanoi两个 品种 中，每克
鲜 仙 人 掌 中的 墨 斯 卡林 含量 分 别 为 2．25 mg和
3．10 rfig。
2 有关墨斯卡林 (mescaline)的研究
墨斯 卡林 是一种 生物碱 ，它是 一种致 幻剂 ，是
用 于治疗多种疾病的常用药物。它可治疗精神沮
丧、精神分裂 、焦虑症 和贪食症 。许多研究者认 为，
最大的问题是研究其测定方法，掌握其正确的治疗
剂量，了解和掌握仙人掌类别、环境条件与其含量
间的相应关系，以防止 墨斯卡林 的滥用及治疗 中出
现不必要的副反应。这也是诸多研究人员研究仙人
掌生物碱的初衷。
在 墨西哥 ，某些仙人掌致幻的性质早在公元前
就已为公众所熟知 。有两种仙人掌(称为仙人掌 pey—
ote)，一直用于南部墨西哥印地安部落的宗教仪式
中，以后又逐步传到美国和加拿大。其治疗精神病
的原 因就在于这些仙人掌 中含有较多 的墨斯卡林 。
它 的 学 名 为 ：3，4，5一三 甲氧 基一 苯 乙胺 (3，4，5一
trimethoxy- phenethylamine)，其结构式为：
CH H NH
I
CH 0一 一0OH：，
OCH
据悉，服用墨斯卡林可以在战争中避免恐惧、
饥饿、干渴。使用大剂量时(20~60 mg／kg)，会使血
压下降、心率徐缓，并产生视、听上的幻觉及个性上
的紊乱。用猫、兔和狐狸试验表明，当使用剂量小于
4 mg／kg时，可显著避免上述的副反应。
Lophophora williamsii和 L．diffu~a是 两个 较
为流行的致幻仙人掌，它们在分类学上极为相似。
L．wiliamsi仙人掌生长于丘陵石灰质土壤上，主要
分布在 chihuahua荒漠的中心和南墨西哥，特别是
与美国接壤处的 Rio Grande valey地方。L．diffu．~a
仙人掌只生 长在墨西哥的 Queretaro洲。
其它的墨斯卡林的衍生物还有氨基苯乙酯(N一
甲基 墨斯 卡林 ，大 麦 芽碱 )和 四羟基 异 喹啉 (安 哈
胺，安哈酮定，安哈酮宁，异佩落碱，佩落碱)。
据报导“ ，墨斯卡林在 L．wilimasi中的含量
在 0．68 ～ 1．01 之 间 (干基 )。来 自墨 西 哥 的
Mescal&e buttons含 量 高达 6 。对 于 Trichocereus
pachanoi含量约为 2 。根据 M．C．Gennaro等人的
报导 ，L．wilbnasi和 Trichocereus pachanoi中墨斯卡
林 的平均含量分别为 1．75 和 2．06％(干基) “。意
大利 的 Siniscalco Gigliano G．研究测定 了嫁 接仙人
掌中墨斯卡林 的含量“”。在 ．williamsf、L．ech&ata
和 Petecyphora asellifo~nis中墨斯卡林 含量分别 为
0．1 、0．003 和 0．003 9／6(干基 )。而 ．willinlasf
嫁 接 在 MyrtiloCactaceae geometrijams上 含 量 为
0．93％。生长在干旱条件下的 L．willimasi，含量高
达 2．74％，未嫁接的 M．gecnnetrijams不含墨斯卡
林 。 而 在 G2onnoCactaceae beguinf 和 Coryphnata
scolymoides种仙人掌新鲜组织中含墨斯卡林仅在 4
～12 g／g之间，含量很低 。在 EchinoCactaceae poly—
cephalus中，含量在检测限量以下 。这说 明墨斯卡林
仅在少数几个品种的仙人掌 中含量较 高，其它品种
中含量很低，有的甚至可以忽略不计。其差别是由
于植物 的生长 年龄、地域 、气候 以及其 它环境条件
不同所致 。
3 黄酮类化合物的研究
黄酮类化合物广泛存在于植物体内，多数与糖
结合成为黄酮甙类。也可与鞣质结合，或以游离状
态存在。过去黄酮类化合物限于用作染料。后来发
现，不同的黄酮有不同的生理功能，有一定的治疗
作用。如芸香甙(芦丁)、橙皮甙、白果双黄酮、葛根
素等用于临床治疗心血管系统疾病；查耳酮有明显
的抑菌作用；槲皮甙有利尿作用；槲皮素有肾上腺
素和抗病毒作用等。
Burret，F．“ 在研究脉管植物分类对于仙人掌
中黄酮类化合物糖甙配基分配的意义时，观察了22
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种仙人掌植物的叶和刺存在着不同的黄酮类化合
物。并且讨论了这些化合物存在的生态生理学和分
类学上的意义。这些 黄酮 类化 合物 有：黄 酮醇
(flavonols)、黄酮(flavones)、黄烷酮醇(flavanonols)、
黄烷酮(flavanones)等。作者还列举了上述化合物在
各种仙人掌中含量的半定量结果。
的 100种仙人掌，初步展示了这些植物中生物碱、类
黄酮、皂角甙、丹宁和香豆素的含量。I iu Qin等
人“”还研究了仙人掌细胞培养物中 环脱氧类黄
酮合成酶的作用 。
4 甾体化合物的研究
Tsukasa 1washina等人从各种仙人掌植物中分 在植物体内具有甾体结构成分的物质称为植
离出 8种黄酮类化合物，其中 6种黄酮类化合物用 物甾醇，它多以游离或与糖结合为甙的形式存在于
紫外光谱和纸色谱进行了鉴定。 植物体内。天然甾醇大多是 27、28或 29碳原子的化
Fatima Bi的研究小组 ”收集了巴基斯坦卡拉 合物。甾醇是生物膜的重要组成部分。有些甾醇具
奇附近野生及人工栽培的，或商业上用于观赏目的 有明显抗肿瘤、降血脂和抗菌作用。
表 2 不同仙人掌中各类甾醇 占总甾醇的百分率
Table 2 The percentage of various sterols in Cactaceae
胆甾醇
(Chole—
stero1)
a -ethylcho le c一 S⋯
itostan
醇
ol
Echinopsis tubifhna ——
Epiphyllum sp． ——
H 3，locereus undatus T
N otoCactaceae scopa 2．6
Opuntia cotnotlduetlsi$ 4．4
Opuntia humifusa 5．0
Pereskia aculem·“ 2．5
SchlumbeTgera 6ridgesii T
33．1
9．4
18．5
12．5
8．8
8．0
18．7
10．2
T
— —
T
仙人掌 中含有 甾醇。Salt，Thomas A．研究了 8 醇的主要成分 。
种仙人掌甾醇含量 。 。这 8种仙人掌是Ech&opsis 甾醇的应用和开发具有广泛前景。胆甾醇可治
tubiflca-a，Pereskia aculeata，Hylocereus undatus，Ⅳr卜 疗 动脉粥样硬 化，对金黄 色葡萄球菌 、大肠 杆菌和
toCactaceae scopa，Epiphlum sp·，Schlumbergera 绿脓杆菌有抑制作用 。谷甾醇可防止血液中甾醇过
bridgesi，Opuntia comonduensis，和 0．humifusa，其 高症 ，治疗皮肤癌和早期宫颈癌
。
中以谷 甾醇(24a—ethylcholest一5一an一313-o1)含量最 高，
为总甾醇化合物的66~／6～87％；甲基胆甾醇(24∈一 5 有关其它成分的研究
hykh0k t_5。en。3f}- 占8 ～3 ；豆 醇 se an。等人㈣ 研究了阿根廷生长的仙人掌种
( 1， 一 一 ， 一 一3B—l1 xStigmastero 24a ethylcholesta 5 22E dien 0， ’ 。 ’。
占 2 ～8 ；；胆甾醇(ch。le te 。1)在 6种仙人‘掌中 子的重量、大小、矿物质、油脂和蛋 白质含量百分
含量
胆甾烷醇(24∈一Methy1ch。1estan。1)含量在痕量以下。 白质、灰分和水含量。表 4列举了仙人掌种子中的饱
表 2列出各种 甾醇在不同仙人掌 中的含量。 和和非饱和脂肪酸含量。C 18：2脂肪酸含量最高 ，
W．R．LusbyCZ a~研究了三种仙人掌花粉甾醇。因 为 45·82％～63-54 。表5列举了阿根廷仙人掌中
为在美国的广漠不毛之地，蜜蜂是极为稳定的授粉 的矿物质成分含量。
器。该文阐明了中性甾醇用于仙人掌蜜蜂的情况。 C．E．Serrano等人 报导，仙人掌种子中的蛋
研究者采用气一液相色谱和质谱进行了中性 甾醇 白质含量为 9．24％～25．11 ，其中 P．sachorosa种
组分的测定，认为 24一Methylenecholesterol是花粉甾 子中蛋白质含量最高；一般油脂含量在 13．98 9／5～
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蒜
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4期 林 琳等 ：仙人掌的天然活性成分研究 回顾 379
(mg．土 s．d．){ (mm．i s．d．)
表 4 仙人掌 中脂肪酸含量 (％)
Table 4 The contents of different kinds of fatty acids
表 5 阿根廷仙人掌种子 中矿物质含量 (mg／g，干基)
Table 5 The contents of different kinds of minerals in Argentina Cactaceae
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380 广 西 植 物 ‘ 22卷
种类 Species 金属(％)
Na Ca Fe
多酚 蛋白质
( ) (％ )
糖 (％)
总 糖 还原糖
Cardon Pachycereus pringlei
Chirinola M achaerocereus eruca
Cholla Cholla opuntia
Vlejito Echinocereus engelmanni
Carambullo Lophocereus schotti
Pitahaya d ulce Stenocereus thurberi
Pitahaya agria M achuerocereus guninosus
O．3
0．7
0．1
0．9
0．6
2．1
0．9
0．08 0．12 0．88 0．38 19．6 18．8
2．3O 0．13 0．04 1．8O 12．8 5．6
0．06 0．14 0．32 1．43 n．d． 4．9
0．06 0．12 0．06 1．11 82．0 22．0
0．05 0．11 0．93 1．23 n．d． 9．5
0．21 0．15 0．08 1．14 70．0 1 3．0
0．04 0．11 0．06 1．65 82．00 22．0
Shela Gorinstein 根据仙人掌 的化学和生物化 间。利用仙人 掌中的 SOD有可能开发生产抗衰老保
学性质，采用快速蛋白液相层析、离子交换色谱、 健品或化妆品。
FT—IR荧光谱仪以及元素分析和电泳分析技术测定 Endgar Zenteno领导的研究小组从仙人掌中分
了 7种仙人 掌汁中的 C、H、N、S、P、O元素百分含量 离 出仙人掌凝集素，即仙人 掌外源凝集 素。它对糖
和主要金 属元 素 如 Na、Ca、Fe的含 量，以及多 酚 的化学行为复杂 ，是否阻断血球凝集作用取决于凝
(polypheno1)、蛋 白质 和糖 的含量 (总糖和还 原糖)。 集素的来源 。仙人掌是一个潜在的外源凝集素的来
表 6、7列出了其分析数据 。 源。 。王钊等人对我国海南仙人掌的成分进行了
近几年，我国关于仙人掌方面的研究报道开始 分析，认为仙人掌水提物的抑菌作用优于苯 甲酸
出现 。如 1992年，中科院华南植物研究所张凤 钠，并且未发现任何毒副作用，是一种重要的天然
仙等从仙人掌种子中提取天然红色素cz ，可代替合 资源，在食品(及食品添加剂)、保健品、化妆品以及
成红色素，用 于食品、医药等方面。 药品的开发方面具有很好 的应用前景n”。
印度的 a 二 仙 一 浸会羹 霉 墓 羹
untia dileri Grahm)插入铜和锌棒成为一种新型电 ，： 及清 。学 ； 囊 ；
池 ，放 电电流 100 A，最大能量是 175 mw—h／kg，其 研 究联合实验 室的资助下完成的，特此致谢
。
动力足以驱动一个压电的蜂鸣器和使一个 LCD计 垒盘
算器工作上几个小时，自称是一种新能源。 丐义陬 ：
仙人掌中含有较多的s。咖 组织 吴
中含量 15～17·1 u／g(邻苯三酚自氧化法)。它是一 1998
． 1 857．
种金属酶，由于其来源不同，可含不同金属，含 Cu、 C23全国中草药汇编编写组
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