多花黄精的活性成分及药理作用研究进展

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  摘 要:为了进一步明确多花黄精Polygonatum cyrtonema Hua的活性成分和药理作用,通过综合前期对多花黄精的试验研究基础以及对文献的综合分析,归纳总结了多花黄精的活性成分和药理作用。结果表明:多花黄精分布于中国湖南、湖北、安徽、贵州、河南、江西、江苏、浙江、福建、广东和广西等地。多花黄精的活性成分包括多糖、甾体皂苷、黄酮、生物碱、木脂素和植物甾醇等,其药理作用包括抗肿瘤、抗氧化、抗衰老、抗疲劳、降血糖血脂、抗动脉粥样硬化和杀菌抗炎活性等。
  关键词:多花黄精; 活性成分; 药理作用
  中图分类号:S 567.239   文献标志码:A   文章编号:0253-2301(2021)08-0039-06
  DOI: 10.13651/j.cnki.fjnykj.2021.08.006
  Research Progress on the Active Components and Pharmacological Action of Polygonatum Cyrtonema
  GAO Yan
  (Guangze County Forestry Science and Technology Extension Center, Nanping, Fujian 354100, China)
  Abstract: In order to further clarify the active components and pharmacological action of Polygonatum cyrtonema, the active components and pharmacological action of Polygonatum cyrtonema were summarized based on the preliminary experimental research of Polygonatum cyrtonema and the comprehensive analysis of literature. The results showed that Polygonatum cyrtonema was distributed in Hunan, Hubei, Anhui, Guizhou, Henan, Jiangxi, Jiangsu, Zhejiang, Fujian, Guangdong and Guangxi. The active components of Polygonatum cyrtonema included polysaccharides, steroidal saponins, flavonoids, alkaloids, lignans and phytosterol. Its pharmacological action included anti-tumor, antioxidant, anti-aging, anti-fatigue, reducing blood sugar and blood lipid, anti-atherosclerosis, bactericidal and anti-inflammatory activities.
  Key words: Polygonatum cyrtonema; Active component; Pharmacological action
   多花黃精Polygonatum cyrtonema Hua属于百合科黄精属Polygonatum Mill.,是集药用、食用和观赏于一身的多年生草本植物[1]。多花黄精具有补肾益精、滋阴润燥的功效,是2020年版《中国药典》中收载的3种黄精来源之一,广泛分布于我国南方地区[2],它最适合生长在海拔300~690 m的落叶阔叶林或竹林下[1]。中国知网(CNKI)上关于黄精的中外英文献检索达3300余篇,主要集中于黄精P.sibiricun Red和滇黄精P.kingianum Coll.Et Hemsl,而关于多花黄精的研究明显不足,仅有300余篇。罗敏等[3]对多花黄精的研究进展、杨云等[4]对多花黄精林下栽培的研究进展进行综述;吴媛媛等[1]对多花黄精的生物学和经济价值的研究进展进行综述;王思成等[5]对多花黄精的化学成分及质量控制的研究进展进行综述,但是在2017年后,研究者对多花黄精的研究论文(2018年49篇;2019年60篇;2020年90篇)较2017年之前(每年等于或低于32篇)增多(图1)。多花黄精越来越受到研究者们的关注,为了能更好地了解多花黄精,以期为多花黄精的开发利用提供理论基础,本文将对多花黄精的活性成分和药理作用的研究进展进行综述。
  1 与多花黄精相关论文发表统计分析
   2021年3月22日在中国知网上搜索关于多花黄精的中英文文献进行统计分析。从1985-2021年,共发表393篇与多花黄精相关的中文文献[6],近30年的发表年度趋势如图1所示,2016年之后文献数量迅速增多,近5年来发表文章数量260篇,2020年高达90篇;发表数量前3位的单位(图2)是浙江省丽水市林业科学院(18篇)、贵州大学(13篇)、安徽中医药大学(11篇)和浙江农林大学(11篇);涉及的学科(图3)是农作物(46.61%)、中药学(19.68%)、林业(6.35%)、生物学(5.69%)和园艺(3.72%)等。从1985-2021年,在中国知网上检索到59篇与多花黄精相关的英文文献(图4、图5),近30年的发表年度趋势如图所示,2020年高达19篇,主要涉及的学科是中药学、生物学、有机化工、园艺和农作物。中英文的主要研究学科方向相近。
  2 多花黄精的活性成分    多花黄精含有多种活性成分,包括多糖、甾体皂苷、黄酮、生物碱、木脂素和植物甾醇等[7]。其中主要药效成分是含量较多的多糖和甾体皂苷类成分[8]。
   黄精多糖是黄精中最主要的活性成分之一,是2015 年版《中国药典》评价黄精质量的重要指标,黄精样品中多糖含量不得少于7.0%,否则即为伪品[9]。不同黄精样品中的黄精多糖的结构存在差异,张庭廷等[10]从九华山多花黄精中分离到由果糖和葡萄糖组成的黄精多糖;王聪[11]从成都荷花池药材市场购买的黄精中分离到由葡萄糖、半乳糖组成的PCPs-1和PCPs-2以及含有半乳糖的PCPs-3等3种黄精多糖。皂苷也是黄精中的重要活性成分之一,黄精属皂苷包括甾体皂苷和三萜皂苷,而多花黄精皂苷主要为甾体皂苷,共分离到6个(图6)[2]。黄酮类成分主要富集在黄精的茎叶,目前共发现26个黄酮及其苷类化合物,其中多花黄精含有的黄酮类化合物(图7)6个[5]。生物碱类在多花黄精中的含量较低,目前分离到6个,结构见图8[2]。除了以上化合物外,多花黄精中还包括蛋白质、氨基酸、总酚和挥发性成分等。如黄申等[12]从多花黄精嫩芽中检测到蛋白质、氨基酸和总酚;王进等[13]在炮制前后多花黄精中检测到51 种[主要包括酸类(26.32%)和烯烃(25.83%)等]挥发性化合物。
  3 多花黄精的药理作用
   多花黄精具有抗肿瘤、抗氧化、抗衰老、抗疲劳、降血糖血脂、抗动脉粥样硬化、杀菌抗炎活性等药理作用[2]。叶红翠等[14]研究表明黄精多糖可通过提高小鼠的免疫功能来达到控制和杀灭小鼠S180肿瘤细胞,促进荷瘤鼠胸腺和脾脏的生长发育。赵海洋等[7]采用DPPH自由基清除法、羟自由基清除法和FRAP法对多花黄精各部位进行抗氧化试验,结果表明多花黄精各部位抗氧化活性大小依次为:叶>花>茎>根。肖小妹等[15]研究表明黄精多糖能够增强肾病综合征患儿红细胞免疫功能。荣小娟等[16]研究表明多花黄精鲜品具有良好的抗疲劳作用,多花黄精鲜品能降低血乳酸和尿素氮的含量,增高肝糖原和肌
  糖原的含量,增强小鼠力竭游泳时间和爬杆时间,与空白组和多花黄精干品组相比有显著性差异(P<0.01)。黄精属甾体皂苷具有调节血糖、防治心脑血管疾病及抗肿瘤等多种药理活性[17]。杨光[18]对2018年前有关多花黄精的药用成分及药用活性的研究情况统计结果表明多糖是黄精发挥其药用活性作用的重要化学成分。
  4 栽培技术对多花黄精活性成分的影响
   野生多花黄精多生长于林下,主要分布在中国湖南、湖北、安徽、贵州、河南、江西、安徽、江苏、浙江、福建、广东和广西等地区。因长期采挖野生多花黄精,导致野生多花黄精的资源稀缺,因此,人工栽培多花黄精成为满足市场需求的有效途径[19]。湖南省安化县现有多花黄精种植面积0.3万hm2,年产黄精5万t,安化黄精获得国家农产品地理标志登记和国家地理标志证明商标。利用林下土地资源和林荫空间优势在林冠下种植多花黄精,模拟多花黄精群落的自然生态系统,开展仿生态人工栽培,从而使林、药实现资源共享、优势互补、循环相生、保护生态和协调发展,有利于提高经济效益[20]。但是,在人工栽培过程中,需要充分把握种植过程中的种苗选择、场地选择、病虫害防治技术等关键环节,才能获得高产、优质的黄精产品[21]。目前,多花黄精人工栽培研究还较少[22-23],项目组成员前期对多花黄精主要病害发生规律进行调查[24],并研究不同栽培模式对多花黄精生物量分配及其品质的影响[25]等,后续将进一步开展多花黄精栽培过程中的不同资源、种子萌发效率、种子繁殖技术、种苗繁育技术和病虫害防治技术等栽培关键技术对多花黄精的活性成分含量的影响等方面的研究。
  5 展望
   稻米、小麦和马铃薯等作物为人们的主要粮食,营养物质主要由淀粉组成,随着人们对健康和食物多样性的重视,以及为了糖尿病得到有效的控制,非淀粉作物的开发利用成为新的热点,然而,抗性淀粉的粮食作物培育成功的品种还较少[26]。黄精为药食两用植物,自古有替代粮食的传统[27]。黄精根茎营养成分主要是低聚果糖和非淀粉多糖,不含淀粉,低聚果糖和非淀粉多糖是世界公认的优质膳食纤维,具有降低餐后血糖的作用,还可以促进胰岛素分泌,调节血糖[28]。因此,应加强对黄精低聚果糖和非淀粉多糖合成机制、淀粉缺失机制的研究,为抗性淀粉的粮食作物培育提供科学基础。
   多花黄精具有抗肿瘤、抗氧化、抗衰老、抗疲劳、降血糖血脂、抗动脉粥样硬化、杀菌抗炎活性等药理作用,也是糖尿病患者最佳的食疗产品之一,黄精可以较好地改善人们阴虚体质和亚健康状况[26]。虽然以多花黄精为原料开发了系列产品如:杂粮、保健品、营养补充品等[26],保健品和营养补充品等加工产品若长期食用价格较高,多花黄精最为著名产品是九蒸九制黄精,但制作程序较复杂。而多花黄精作为药食同源的植物,只有长期食用,才能对身体健康起到有效作用,因此,应该加强开发多花黄精作为粮食辅助品、菜、茶等人们常规食用和便利制作的产品,进一步开发多花黄精提高人类身体健康的潜力,促进多花黄精产业链持续发展。
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  (責任编辑:柯文辉)
  收稿日期:2021-04-02
  作者简介:高嫣,女,1986年生,助理工程师,主要从事林业科技推广工作。
  基金项目:福建省农业科学院对外合作项目(DEC201923);福建省农业科学院科技服务团队(2021KF21-1);福建省农业科学院“十四五”科技创新团队(2021年);中央财政林业科技推广示范项目(2019TG02)。
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