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红景天属植物抗氧化活性研究进展



全 文 :书文章编号:1004 - 5422(2013)03 - 0211 - 04
红景天属植物抗氧化活性研究进展
赵江林1,钟灵允2,张采琼1,彭镰心1,向达兵1,邹 亮1,赵 钢1
(1.成都大学 生物产业学院,四川 成都 610106;2.成都大学 医护学院,四川 成都 610106)
摘 要:红景天是一种珍稀药食兼用植物,具有多种生理功能和药理作用,是食品医药等领域的研究热点之一.
红景天属植物抗氧化性能突出,归纳介绍了与红景天属植物抗氧化活性相关的黄酮及其苷类、酪醇、红景天苷、原
花青素、多糖等各类活性成分的抗氧化性能及其作用机制,有利于为红景天资源的进一步开发利用提供依据.
关键词:红景天;抗氧化活性;黄酮;酪醇;红景天苷
中图分类号:R284 文献标志码:A
0 引 言
红景天属植物为景天科多年生草本或亚灌木植
物,全世界约有 90 种,主要分布在喜马拉雅、亚洲西
部至北部以及北美等地区.我国红景天资源丰富,约
有 70 多种[1].红景天是一种珍贵的药食兼用植物,
主要以其干燥根或根茎入药.据《本草纲目》记载,红
景天具有扶正固本、醒脑明目、轻身益气之功效. 临
床上红景天可用于预防高原反应,治疗冠心病、心绞
痛、心律失常等症[2 - 3].红景天现已成为继人参和刺
五加之后,用于加强新陈代谢、调节生理机能的常用
营养保健药物,在航天医学、保健医学、老年医学以
及食品化妆品领域均有广泛的应用前景.目前,以红
景天为原料科研人员已经开发出多种药物和保健食
品、美容化妆品等,如红景天注射液,红景天胶囊,红
景天口服液,红景天饮料以及红景天系列化妆品等
制剂与产品[4 - 5].众多研究表明,红景天属植物抗氧
化性能尤为突出,目前进行过抗氧化研究的红景天
属植物包括蔷薇红景天、高山红景天、狭叶红景天、
大花红景天、圣地红景天、四裂红景天、长鳞红景天、
长鞭红景天、库页红景天、正红景天、小丛红景天等
10 多种.本研究主要对红景天属植物抗氧化活性化
合物的主要类别及其抗氧化机制等方面进行综述,
旨在为红景天属植物资源的深入开发利用提供基础
依据.
1 红景天抗氧化活性及其抗氧化机制
红景天属植物含有多种生物活性物质,其中与
抗氧化活性相关的活性物质主要有:黄酮及黄酮苷、
酪醇、红景天苷、原花青素、多糖、肉桂醇及其苷类化
合物络塞琳和络塞维.以及没食子酸等.红景天是良
好的天然抗氧化剂,可以通过清除超氧阴离子自由
基(·O2)、羟基自由基(·OH)、脂氧自由基、1,1-二
苯基-2-三硝基苯肼自由基(DPPH·)等,螯合金属
离子,抑制脂质过氧化,提高内源性自由基清除系统
中关键酶类(超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过
氧化物酶(GSH-Px)等)活性,从而降低细胞脂质过
氧化程度,减少多余自由基造成的伤害.
1. 1 黄酮及其苷类
黄酮类化合物为自然界中分布广泛的酚性化
合物,其基本母核为 2-苯基色原酮 (2-phenyl-
chromone) ,具有 2 个苯环与 1 个 C3 部分桥接,C3 部
分可以是脂肪链,也可以是与 C6 部分形成的五元或
六元氧杂环. 许多黄酮类化合物具有抗氧化活性及
清除自由基的能力. 黄酮类化合物的抗氧化活性与
其分子结构中羟基的相对位置、具有黄酮 2-3 位上不
饱和双键、C 环吸电子性质以及与金属离子络合的
能力等因素有关[6]. 从红景天属植物中分离得到的
黄酮及其苷类化合物主要有大花红景天苷、小麦黄
素、棉皮素-8-葡萄糖苷、草质素、4-甲氧基草质素、草
质素-7-O-α-L-鼠李糖苷、草质素-8-O-α-L-鼠李吡喃
糖苷、草质素-8-O-β-D-木糖-4-O-D-木糖苷、草质素-
8-O-α-D-来苏糖苷、山奈酚、山奈酚-7-O-α-L-鼠李糖
苷、槲皮素、异槲皮素、异槲皮素葡萄糖苷以及芦丁
等[7].
据相关文献报道:红景天总黄酮提取物可明显
收稿日期:2013 - 07 - 09.
基金项目:四川省教育厅科研课题(12ZB174)、成都大学校科技基金(2012XJZ11)资助项目.
作者简介:赵江林(1983 — ) ,男,博士,讲师,从事功能性食品开发与利用研究.
提高衰老大鼠血清中 SOD 和 GSH-Px 含量,使丙二
醛(MDA)含量降低,增强衰老大鼠抗氧化能力,具有
延缓衰老的功效[8];小丛红景天总黄酮提取物具有
抑制肝微粒体脂质过氧化的活性,其抑制中浓度
(IC50)为 59. 6 μg /mL,与小丛红景天提取物(60. 7
μg /mL)基本相当,并高于迪诺康胶囊(125 μg /mL)
及抗坏血酸(113 μg /mL)[9];红景天属植物中的山
奈酚及其苷山奈酚-7-O-α-L-鼠李吡喃糖苷、草质素-
7-O-α-L-鼠李吡喃糖苷及大花红景天素对 DPPH 自
由基具有显著的清除能力[10];异槲皮苷和芦丁苷在
清除 DPPH自由基、超氧阴离子能力和抑制脂质过
氧化实验中的 IC50值分别为 5. 72 和 10. 46,23. 63 和
36. 39,10. 78 和 56. 49 μg /mL[11].
1. 2 酪醇及红景天苷
酪醇(p-羟基苯乙-2-醇,p-tyrosol)及其苷类化合
物红景天苷(对羟苯乙基-β-D-呲喃葡萄糖苷,sali-
droside)是红景天药材的主要活性成分,具有抗衰
老、抗氧化、抗肿瘤、增强免疫以及改善心血管系统
等多种生理活性[12]. 研究表明,酪醇和红景天苷都
能够有效清除羟基自由基,其 IC50分别为 10. 84 和
18. 97 μg /mL.同时,酪醇能够激发过氧化氢酶活性,
抑制脂质过氧化,降低真核细胞 DNA 氧化损伤,还
能通过调节心肌细胞内 SOD 和 GSH-Px 活性来抑制
自由基造成的损伤[13 - 14].
李明正等[15]以仓鼠肺成纤维细胞(CHL)为实
验材料,先用不同浓度酪醇作用 1. 58 h ,再加入 0. 4
mmol /L过氧化氢,导致 CHL的 DNA损伤,共同培养
25 min,然后用单细胞凝胶电泳技术测定 DNA 链断
裂情况,分析酪醇的抗氧化损伤作用,结果表明,给
10 μg /mL和 20 μg /mL酪醇的预处理可使过氧化氢
染毒细胞的拖尾百分率和 DNA 迁移长度显著降低.
杨德森等[16]采用线栓法制备大鼠局灶性脑缺血再
灌注损伤模型,观察红景天苷对脑缺血 2 h 再灌注
24 h 后缺血脑组织的能量物质三磷酸腺苷(ATP)、
葡萄糖无氧酵解产物及体内自由基清除剂 SOD、
GSH和脂质过氧化产物 MDA 等的影响. 结果表明,
注射红景天苷 24. 5 mg /kg 和 60 mg /kg 组与缺血再
灌注组相比,缺血脑组织内 SOD活性和 GSH活力明
显增高,MDA 含量显著降低,大鼠脑组织内 ATP 含
量显著升高,脑组织内乳酸含量明显降低. 此外,红
景天苷还有降血清过氧化脂的趋势,能显著降低肝
脏过氧化脂的浓度,具有明显的抗脂质过氧化物作
用.相关研究还发现,红景天苷的抗氧化活性与其糖
苷配基和酚羟基有较大关系,酚羟基位置的变化会
影响到红景天苷的抗氧化活性[17 - 18].
1. 3 原花青素
原花青素(Procyanidins,PC)是由不同数量的单
体缩合而成的聚多酚类化合物,其单体有(+)-儿茶
素、(- )-表儿茶素、(+ )-儿茶素没食子酸酯和
(-)-表儿茶素没食子酸酯等几种结构.这几种单体
通过 C4-C8 和 C4-C6 键合形成二聚体、三聚体或多聚
体.通常将二 ~四聚体称为低聚原花青素或寡聚原
花青素(oligomeric proanthocyanidins,OPC) ,将五聚
体以上的称为高聚原花青素或多聚原花青素(poly-
meric proanthocyanidins,PPC).原花青素分子含有较
多活性酚羟基,能够清除多种活性氧自由基,具有极
强的抗氧化活性,其为目前公认的清除人体内自由
基有效的天然抗氧化剂. 红景天属植物中原花青素
含量丰富,为红景天药材的活性中药成分之一.研究
发现,蔷薇红景天原花青素具有较强的清除 DPPH
自由基、羟自由基和亚硝酸根离子的能力,且清除效
果均优于抗坏血酸;原花青素低聚物能有效对抗动
物机体的脂质过氧化,经蔷薇红景天原花青素低聚
物处理的小鼠外周血、心脏、肝脏、脑组织中的 SOD、
GSH-Px活性有所增加,MDA含量显著下降;200、400
mg /kgbw 剂量组可明显提高上述组织中的 GSH-Px
活性,降低 MDA含量[19].
1. 4 多 糖
多糖(Polysaccharide)是由 10 个以上糖基通过
糖苷键结合而成的代谢产物,在自然界中含量丰富,
分布广泛.最新研究表明,植物多糖在抗肿瘤、抗衰
老及抗氧化等方面都表现出独特的生物活性. 植物
多糖能够清除自由基,减少脂质过氧化产物 MDA的
生成量,增加 SOD、GSH-Px 的活性等[20 - 21]. 从多糖
类型来看,具有抗氧化活性的多糖有中性多糖、酸型
多糖、硫酸多糖以及糖蛋白等.红景天属植物多糖主
要由阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、鼠李糖、木
糖、半乳糖醛酸等单糖以不同比例组成[22 - 24]. 研究
发现,大花红景天经乙醇脱脂,水提碱提后,盐酸中
和,乙醇沉淀得到的粗多糖对超氧阴离子自由基和
羟基自由基均有清除作用[25].
1. 5 红景天提取物
研究发现,不同极性提取物在清除自由基,抑制
脂质过氧化,螯合金属离子,提高内源性自由基清除
系统中关键酶类活性等不同活性筛选模型中都表现
出了较好的抗氧化活性[26]. 总体而言,红景天提取
物比单独某类化合物所表现出的抗氧化活性更强,
推测可能与粗提物中各类抗氧化活性物质协同作用
·212· 成都大学学报(自然科学版) 第 32 卷
有关.例如,正红景天根茎水提物对·OH、·O -2 、
DPPH·及脂氧自由基都有较好的清除能力,其中清
除羟基自由基 IC50值为 3. 25 μg /mL,清除能力较维
生素 E(IC50值为 4. 00 μg /mL)强;清除 DPPH 自由
基 IC50值为 5. 56 μg /mL,清除能力较 2,6-二叔丁基
对甲酚(BHT) (IC50值为 5. 74 μg /mL)强;清除超氧
阴离子自由基 IC50值为 4. 68 μg /mL;清除脂氧自由
基 IC50值为 5. 06 μg /mL;螯合金属离子 IC50值为 5.
33 μg /mL比维生素 E(6. 13 μg /mL)高,但比槲皮素
(3. 12 μg /mL)低[27].此外,高山红景天乙醇提取物,
大花红景天水提物,圣地红景天提取物,蔷薇红景天
乙酸乙酯提取物,正丁醇提取物和水提取物对·OH
和·O2 -都表现出较好的清除能力[28 - 30].张莉等[31]
采用灌胃给药法,研究高山红景天浸膏对老年小鼠
红细胞 SOD活力的影响,结果表明,高山红景天剂量
为 2. 8、1. 4、0. 7 g /kg时均能显著增加老龄小鼠红细
胞的 SOD活性,呈现出量效关系.
1. 6 其他成分
研究发现,红景天属植物中表现出抗氧化活性
的物质还包括肉桂醇及其苷类化合物络塞琳和络塞
维、没食子酸、没食子酸甲酯、没食子酸乙酯、3,4,5-
三羟基苯甲酸、咖啡酸、原儿茶酸等有机酸类、熊果
苷及其衍生物 1-O-p-hydroxyphenyl-6-O-galloyl-β-D-
glucopyralloside等[32 - 33].熊果苷具有还原三价铁离
子的能力,还原值为 65. 48 μg /mL. 此外,肉桂醇和
络塞琳、络塞维对羟基自由基也有一定的清除作用.
从库页红景天中分离到的没食子酸表现出了较强的
清除 DPPH·能力[10]. 而红景天植物中分离到的 2-
(4-hydroxyphenyl)-ethyl-O-β-D-glucopyranosyl-6-O-β-
D-glucopyranoside, p-hydroxyphenacyl-β-D-glucopyr-
anoside等苯丙素类化合物也具有较好的清除 DPPH
自由基能力[35].
2 展 望
红景天属植物抗氧化性能突出,然而对红景天
抗氧化活性成分的研究,目前大多局限于红景天提
取物、总黄酮、多糖、总多酚以及酪醇和红景天苷等
少数特征性成分,对其中某一类型化合物的抗氧化
活性研究相对较少;对红景天挥发油、多酚化合物和
多糖抗氧化活性方面尚缺乏深入研究,且研究多集
中在各类成分的提取分离和鉴定等方面.因此,对于
红景天属植物特定活性化合物的抗氧化活性作用,
抗氧化活性中心(基团) ,构效关系以及抗氧化机理
等方面还需要进行全面系统的深入研究.此外,红景
天属植物含有的黄酮、多糖、原花青素、酪醇及红景
天苷等抗氧化相关的活性物质,它们在生物体内的
利用代谢情况各有不同,有可能被代谢分解而丧失
活性,或者因为在体内浓度过低而导致清除自由基
能力下降或丧失,对此则需要更进一步追踪研究,以
明确其在生物体内的抗氧化效应,从而有助于促进
红景天属植物资源的合理开发利用,并提升其利用
价值.
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Research Progress on Antioxidant Components of
Rhodiola Sp.
ZHAO Jianglin1,ZHONG Lingyun2,ZHANG Caiqiong1,PENG Lianxin1,
XIANG Dabing1,ZOU Liang1,ZHAO Gang1
(1. School of Biological Industry,Chengdu University,Chengdu 610106,China;
2. School of Medicine and Nursing,Chengdu University,Chengdu 610106,China)
Abstract:Rhodiola sp. is a pronounced medicinal and edible plant in China,which has various physi-
ological activities and pharmacological actions. Plants belonging to Rhodiola genus have been a re-
search focus in the field of food and medicine industry. Rhodiola sp. exhibits excellent antioxidant ac-
tivity. The antioxidant components such as flavonoids and its glycoside,p-tyrosol,salidroside,procyani-
dins and polysaccharide,as well as their antioxidant mechanisms are concluded in this article,which
can provide the basis for further exploring and utilizing the resources of Rhodiola sp.
Key words:Rhodiola sp.;antioxidant activity;flavonoids;p-tyrosol;salidroside
·412· 成都大学学报(自然科学版) 第 32 卷