竹叶化学成分的分析与资源的开发利用

1、竹叶化学成分的分析与资源的开发利用陆志科1谢碧霞2(1广西大学林学院2中南林学院摘要竹子是我国特产经济植物,含有多种有效成分,在医疗和保健等领域有着广泛的用途。对竹叶的有效化学成分、竹叶有效成分的医用和保健效能及竹叶中有效成分的开发利用等进行了分析与综述。关键词竹叶;竹叶提取物;化学成分;开发利用竹子在我国分布广泛、品种繁多,竹叶资源十分丰富。竹类资源的研究目前在国内外十分活跃。据报道,竹叶抽提物中含有黄酮类及其甙类、活性多糖类、特种氨基酸及其衍生物等与人体生命活动有关的化合物;含有锰、锌、硒、锗、硅等多种能活化人体细胞的元素,以及以醛、醇为主的芳香成分等。含有多种复合成分的竹叶抽提物,有着显

2、著的抗氧化性能、防腐性能和抑菌性能。最近有报道,竹叶多糖对小移植瘤有显著的抑制作用1。竹叶抽提物不仅具有良好,而且还具有医疗、生理保健功能,是一种十分理想的天然绿色食品及化妆品添加剂,若能对我国南方丰富的竹叶资源进行开发,无疑将能带来丰厚的社会效益和经济效益。目前的文献中,对竹叶抽提物的抗氧化、抑菌及药理作用报道较多,而对于确定提取条件、检测方法等涉及生产的问题报道较少。对竹叶的保健功能人们早已有所认识,特别是在研究得知竹叶中富含类黄酮化合物等多种有效成分以来,许多国家加大了对竹子资源的开发力度。1竹叶的化学成分及其药用价值111竹叶黄酮及其甙类有关学者对6属17种竹子竹叶黄酮类成分进行过定量

3、研究,竹叶以醇提取,平均得总固形物16108%,总黄酮1197%,总酚412%。既竹叶中总黄酮平均含量在2%左右。对刚竹属的桂竹叶总黄酮进行单离,结果得黄酮类成分21种,经紫外光谱鉴定,其中20种为黄酮甙。这些黄酮可细分为5类:荭草甙和异荭草甙类(4种、木犀草素甙类(4种、牡荆甙(1种、洋芹甙(1种和其他4OH黄酮甙类(10种2。荭草甙和异荭草甙类及牡荆甙为C甙,其他为O甙。最具代表性的有以下7种:荭草甙木糖甙、异荭草甙、4甲氧基牡荆甙、木犀草素70葡萄糖甙、木犀草素70半乳糖甙、4,7二羟基黄酮70葡萄糖甙、4,7二羟基黄酮70半乳糖甙。黄酮及其甙类化合物广泛存于自然界,是许多中草药的有效成

4、分。研究证明,黄酮类化合物有类S OD (超氧化物歧化酶和G SHPx(谷胱甘肽过氧化物酶样作用,即有清除人体内活性氧自由基,防止生物膜脂质被超氧自由基(O2和羟基自由基(OH氧化的功能,也有类似于维生素E样作用。因此,许多黄酮及其甙类化合物有抗癌、抗衰老、防止血管硬化、改善心血管系统功能、改善脑组织营养、改善脑神经系统功能,预防老年性痴呆症等重要功能和药理作用。112竹叶活性多糖近年来国内外对赤竹和箬竹叶做了较详细的研究,发现它们的水提取物具有抗肿瘤作用,其主要有效成分是多糖体化合物。研究发现,竹叶含有活性多糖,其含量按干青叶计,一般在100200mg/100g之间。竹叶活性多糖有确切的抗癌

5、活性,如从箬竹热水提取物中分离得由木糖、阿拉伯糖和半乳糖组成的活性多糖3,又如最近从毛竹叶中提取得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种单糖组成的多糖。经临床实验或动物实验均证明它们有抗癌活性3。113竹叶特种氨基酸从竹叶及其提取物中分离得到了一种有相当含量的羟化氨基酸,即羟基赖氨酸NH2CH2CH(OH CH2CH2CH(NH2C OOH(OHLys,主要以游离单体和小肽的形式存在,由桂竹和金毛竹竹叶样品分别测得其含量占干叶氨基酸总量的1133%和1140%,约相当于其中赖氨酸(Lys含量的25%4。而在醇-水提取过程中,对羟基赖氨酸有富集作用

6、,提取物中此种氨基酸的量远远高于Lys。毛竹叶中氨基酸总量占干基的14112%,为海岸松针叶的2165倍,必需氨基酸大多高出松针113倍以上,是一优质的叶蛋白资源。在考察竹叶保健功能因子的过程中,发现氨基酸和短肽也是竹叶的有效成分之一。有人对竹叶氨基酸进行分析发现:共有16种氨基酸,在测得的16种氨基酸中苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸这7种氨基酸为人体必需氨基酸,具有重要的生理意义。有的氨基酸已被应用于医药等各方面,如精氨酸用于治疗肝昏迷等症,组氨酸用于治疗胃和十二指肠溃疡病及肝炎。竹叶及其提取物中OHLys,有比Lys更高的清除(O2的能力,可能具有特殊的生物学意

7、义,此点有待深入研究。114竹叶芳香成分用水蒸气蒸馏和G CMS联用技术5,对毛竹叶挥发性成分进行提取、分离、鉴定,共获得67个色谱峰,鉴定了其中53种成分,占挥发性成分总量的94113%,含量最高的为叶醇20133%,其次为2己烯醛14162%,在53种成分中醇类有10种,其含量占挥发性成分总量的48161%,醛类有17种,其含量占挥发性成分总量的22126%。最近,对阔叶箬竹、毛金竹和四季竹的竹叶精油和头香,利用G CMSDS进行了研究6,分别检出风味化合物57种、68种和82种,其中22种为3种竹子所共有,约占总挥发物的60%70%。芳香成分以醛、醇、呋喃、酮类为主,C6C8中等长度碳链

8、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E2己烯醛、Z3己烯醛、2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%(E2己烯醛是草莓的主要香气成分,Z3己烯醛是蕃茄的特征香气成分。115竹叶矿质元素通过对籍竹、刚竹、毛竹、雷竹和清竹竹叶进行过矿质元素测定,检出了20多种矿质元素。其中,富含人体必须的Fe、Ca、Si等常量元素和Zn、Mn、Cu、M o、Ni等微量元素7。它们对竹叶的药理功能有何贡献尚待研究。2叶提取物药理功能和其他用途竹叶的药用价值,早在(本草纲目已有记载。苦竹叶具有明目利九窍,治不睡、止渴、解酒毒等

9、作用,淡竹叶具有镇静、解热、止咳和止血的功效。据日本研究报道,Sass类竹叶的水提取物作抗肿瘤药物,取得了明显效果,有效成分为多糖体。有人用化学发光法和电子自旋共振法对Lys和OHLys的抗活性氧自由基效能作了专项的比较研究8,表明赖氨酸羟化以后其清除(O2活力显著增强。竹叶及其提取物中相当含量的特种氨基酸OHLys的存在和检出,并且具有显著高于Lys的生物抗氧化活性。2.1竹叶提取物和竹叶黄酮有确凿的S O D样作用3,9有人对人体12种黄酮单体(其中包括7种竹叶黄酮甙和1种银杏黄酮槲皮素和1种由7种竹叶黄酮甙单体组成的混合物,用化学发光法测定了它们清除(O2的速率常数K3和抑制OH的抑制率

10、I (%,并探讨了构效关系。结果表明如下:(112种黄酮均有清除(O2的能力,有类S OD 样作用,它们的K3值在105106(m ol/L-1。Ses-1之间,约比S OD的K3值小于3个数量级。I(%值多在1742之间。与银杏黄酮中为首的一类黄酮的甙元槲皮素相比,7种竹叶黄酮甙中,除4甲氧基牡荆甙外,清除和抑制活性氧自由基的能力或超过或相当或接近于槲皮素。由此可见竹叶黄酮类的生理活性超过或相当于银杏叶黄酮。此外,实验还发现,7种竹叶黄酮甙单体的混合物清除(O2的能力超其中最优者,说明竹叶黄酮甙对清除(O2有协同增强效应。(2研究结果认为:黄酮及其甙类的分子结构中, A环的2(3双键和B环的

11、4OH是清除(O2的关键基因,3OH和7OH也有一定的作用;B环的3,4di-OH是OH的关键基因。黄酮类物质的这种分子结构所形成的自由基,会因共轭效应或分子内氢键而稳定,有利于H1的生成。生成的H可与(O2和OH结合,电子配对,使该活性氧自由基得以清除。从桂竹叶中得到的21种黄酮及其甙类的分子结构看,除4甲氧基牡荆甙1种只含活性不太高的7OH外,其他均含很强的或较强的活性基因。也由此可见,竹叶黄酮甙类清除(O2和OH的能力决不亚于银杏黄酮和葛根黄酮。212竹叶提取物有显著的抗衰老和抗疲劳作用用小鼠作了竹叶提取物的抗衰老、抗缺氧、抗疲劳实验2,结果:(1实验组动物的S OD和G SHPx 含量

12、显著高于对照组,全血中的过氧化脂质(LPO含量低于对照组,说明竹叶提取物有延缓衰老的作用,还说明竹叶黄酮不仅有类S OD样作用,还有对S OD 和G SHPx的诱导增加作用;(2实验组动物耐缺氧、抗疲劳的能力显著高于对照组,说明竹叶提取物能改善动物的营养状况和体能。用竹叶黄酮粉(含总黄酮12%和银杏黄酮提取物作了动物实验,结果除得到与上述相似的结论外,还证明竹叶提取物抑制脂质过氧化和升高G SHPx的作用优于银杏提取物,而升S OD的作用则与银杏叶提取物相当。213竹叶提取物对亚硝化反应有阻断能力经模拟人体胃液的体外实验表明,竹叶提取物有清除NO2-的能力,能有效地清除亚硝酸盐,并在一定程度上

13、阻断强致癌物质N亚硝基胺的合成2,并且在一定范围内随质量浓度的增加,呈现出明显梯度变化。当达到一定质量浓度后,清除率和阻断率提高细微,趋于稳定。显示了与维生素C及山楂、大蒜提取物相似的作用,即有防癌抗癌作用。214竹叶提取物有明显的降血脂和降血清胆固醇的作用2经动物实验证明,竹叶提取物有明显的降低实验动物的血甘油三酯和血液总固醇浓度的作用,有升高高密度脂蛋白(H D L和降低低密度脂蛋白(LD L浓度的作用。如竹叶提取物能降低S D大鼠血甘油三酯浓度、血胆固醇浓度、中剂量和高剂量组能增加血H DH胆固醇浓度和血LD L胆固醇浓度,竹叶提取物降血脂的作用与银杏叶提取物的作用相同。竹叶提取物具有明

14、显降低脂质过氧化的作用、升高S OD 活力的作用、升高G SHPx活力的作用,竹叶提取物降低脂质过氧化、升高G SHPx活力的作用明显优于银杏叶提取物,升高S OD活力的作用与银杏叶提取物的作用相似;竹叶提取物血脂与银杏提取物相当。215竹叶提取物的OHLys有较好的清除(O2能力2经研究发现,赖氨酸(Lys位被羟化后形成的OHLys比赖氨酸有较强的清除(O2的能力,竹叶提取物中富集有相当量的OHLys及其肽类。OHLys的其他特殊生物学意义有待深入研究。2.6竹叶提取物中的活性多糖有明显的抗癌活性日本人从箬竹叶提取了Bam folin粉末(有效成分是一种多糖,对肝腹水瘤AH39有100%的抑

15、制作用。对鼻咽癌、腹腔癌、胃癌、卵巢癌、食道癌和肉瘤等均有不同程度的疗效,而且长期服用对肝脏、血液均无副作用。对箬竹提取物进行纯化分离得1种活性多糖,经实验证明对S180有很好的抑制和消除效果。另从毛竹叶提取物种分离得1种活性多糖,能增强实验动物腹腔巨噬细胞的吞噬能力,对移植性S180肺癌有抑制作用2。2.7竹叶提取物的其他用途从竹叶中提取而得的挥发性成分,具有绿叶的清香,可作为食品添加剂或洗涤、化妆品的添香剂11,如湖南的竹香米。竹叶提取物可为食品如肉类、豆腐等的保鲜剂、在日本竹叶提取物也可用作除臭剂10,11及抗菌剂12,13。在研究中还发现竹叶提取物中的酶具有很高的活性,具有抗氧化、抗过

16、敏、增进人体健康作用。竹叶还可提取制备叶绿素铜钠,是一种安全的天然的食品染色剂。竹叶的乙醇醋酸提取物对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、苏云金芽孢杆菌具有广泛的抑制作用,抑制效果随作用时间延长及使用提取物浓度的升高而增强。但是对根霉和黑曲霉的抑制作用较弱。竹叶提取液对饮料有较好的防腐保鲜作用,为竹叶防腐剂的开发提供了实验依据。以竹叶为材料进行抗菌物质的提取、抗菌活性及稳定性研究20,对竹叶提取液用于肉、豆腐、苹果、果蔬汁、肉汁等防腐效果进行试验,发现其对猪肉汁、豆腐、苹果等均起防腐作用14。但竹叶成分复杂,其抗菌成分及抗菌机制有待进一步研究。一般认为竹叶防腐成分可能是对苯二醌及其衍生物、

17、多糖类、黄酮及其酚类15。竹叶与石膏等配伍可治疗癌性发热、口腔溃疡及小儿肺炎、脑溢血及慢性食管炎、小儿盗汗及厌食、顽固性不寐等等。3竹叶的开发利用目前对竹叶的研究主要有提取黄酮、酚类化合物,蛋白质和糖类,外原性抗氧化剂、氨基酸、微量元素等多方面的探索,竹叶无毒,无异味,具有清心降火之特殊功效,广泛用于制作保健凉茶,如“竹叶消暑茶”、“莲芯竹叶茶”、“广东凉茶”,它们均以竹叶为主要原料制成。近代研究指出,竹叶含有多种保健成分及20多种微量元素,加之竹叶清香,无异味,口感好,是一种制作保健饮料的优质原料。据报道,江西省林科所与有关食品厂、酒厂最近共同研制出竹叶系列饮料竹叶汁、竹叶碳酸饮料、竹叶酒和

18、竹叶晶等系列产品。这些饮品不但风味独特,且具营养保健作用,有广阔的开发前景。竹叶的另一开发途径是制造天然绿色素。因此,竹叶资源进行开发利用应注重以下几个方面的开发。3.1天然色素3.1.1叶绿素竹叶中含有叶绿素、天然防腐剂及人体所需的多种微量元素、叶蛋白等,开发利用竹叶有一定的价值,开发食用色素;同时人们对天然色素越来越感兴趣,研制开发天然色素是大势所趋16。3.1.2叶绿素铜钠盐以竹叶为原料制取叶绿素铜钠盐。叶绿素铜钠盐是叶绿素铜钠盐A和叶绿素铜钠盐B的混合物,这种叶绿素的盐类对光和热较为稳定,对醇、水和油有良好的溶解性,已被广泛地应用在食品、饮料和化妆品工业。叶绿素铜钠盐已被大多数国家认定

19、为天然色素添加剂,应用在果味水、果味奶、果子露、汽水、糖果和罐头等生产上。3.1.3脱镁叶绿甲脂一酸17脱镁叶绿甲酯一酸,用盐酸除去叶绿素的植醇和镁而得。它具有促进组织愈合、抗微生物、保肝、抗诱变等作用,对癌细胞有较强的杀伤作用。3.1.4叶绿素铜和叶绿素铁钠17叶绿素铜和叶绿素铁钠用于着色剂和除臭剂,可与杀菌剂洁尔灭、卤卡班等并用作祛臭化妆品;并用于肥皂、矿物油、蜡和精油的着色。3.2蛋白质竹叶中蛋白质是一种纯天然蛋白质资源,安全可靠。有人18采用凯氏定氮法,对9种竹叶中蛋白质的含量进行了测定,结果表明,蛋白质含量在10163%18125%之间(以绝干计算,含氮量在1170%2192%之间,

20、最高为白哺鸡竹叶,最低为金竹叶。蛋白质平均含量为13116%,最高为白南富璃竹叶18125%。3.3黄酮类保健营养素竹叶提取物是近年来新开发的一种生物黄酮类保健营养素,具有优良的抗自由基、抗氧化和抗衰老等功效,对人类的营养、健康和老年退行性疾病的防治有重要意义。其主要功能性成分为竹叶黄酮糖苷,具有良好的水溶性和热稳定性。大量的研究表明,黄酮类化合物是优良的自由基清除剂和抗氧化剂,且这种能力的强弱取决于黄酮的类型和结构,在许多情况下,也取决于它们的亲脂、亲水性能19。3.4保鲜剂这种竹叶保鲜剂能有效地防止细菌繁殖和水分蒸发,提高防腐保鲜效果,安全可靠,无毒副作用,并具有竹叶特有清香味。并发现竹叶

21、提取物对多种致病菌有明显的抑菌活性;相同条件下,竹叶空白试剂无抑菌效果,而竹叶抑菌剂的抑菌效果则优于相同浓度的苯甲酸钠20。315防腐剂日本中山食品技术研究所从竹叶中提取出高效天然食品防腐剂,其防腐效果比现有天然防腐剂高2 3倍。以淡竹为材料,竹叶提取的混合物作为防腐剂,并测定了其对食品腐败菌的抑菌效果,竹叶防腐剂对细菌、霉菌和酵母曲均具有强烈的抑制作用,其中对细菌具有更强烈的抑制作用,因此竹叶防腐剂具有广谱抗菌性。3.6保健饮料以苦竹叶为主要原料,研究出清热解渴之保健饮料,苦竹叶饮料中苦竹叶的护色和稳定性也是比较好的。经合理的调配可研制出色香味较为满意的保健饮品。有人利用竹提取物生产保健啤酒

22、竹啤。竹叶资源还含有多种多样的生理活性成分,可以通过一系列技术加工制备成药品、保健品、化妆品、香料、食品防腐剂、天然抗氧化剂等高附加值产品。从竹叶中可提取生理活性成分,进行深层次的开发和综合利用,不仅能直接取得巨大的经济效益,而且也能大大促进整个竹产业的发展,实现高效林业。竹叶资源的开发利用可变废为宝,提高竹业生产的经济效益,具有广阔的应用前景。参考文献1唐莉莉,徐榕榕,丁霄霖1竹叶多糖对小鼠移植瘤的抑制作用1无锡轻工业大学学报,1998,17(3:62652刘翠1竹叶资源研究进展及开发利用.林业建设,1999,(6:10 143赖椿根,等.箬竹叶水提取物化学成分研究.浙江林学院学报, 199

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