植物資源中葫蘆素類化合物的分布

劉鈺瑩，馬 越，趙曉燕，趙春燕，張 超

（1.北京市農林科學院蔬菜研究中心，果蔬農產品保鮮與加工北京市重點實驗室，農業部華北地區園藝作物生物學與種質創制重點實驗室，農業部都市農業（北方）重點實驗室，北京100097；2.沈陽農業大學食品學院，遼寧沈陽110866）

植物資源中葫蘆素類化合物的分布

劉鈺瑩1，2，馬 越1，趙曉燕1，趙春燕2，*張 超1

（1.北京市農林科學院蔬菜研究中心，果蔬農產品保鮮與加工北京市重點實驗室，農業部華北地區園藝作物生物學與種質創制重點實驗室，農業部都市農業（北方）重點實驗室，北京100097；2.沈陽農業大學食品學院，遼寧沈陽110866）

葫蘆素是一類高度氧化的四環三萜類化合物，具有抗癌、抗炎和保肝等生理功能。將我國含有葫蘆素類化合物的植物資源在地域上的分布與葫蘆素類化合物在植物體上的分布進行匯總分析；同時，根據葫蘆素類化合物中含氧官能團位置不同，將葫蘆素A～葫蘆素R在植物資源中的分布進行統計，以期為研究者進行資源篩選提供參考。關鍵詞：葫蘆素；分布；含量；地域；類型

0 引言

葫蘆素是一類四環三萜類化合物，分子結構以19-失碳-9β-甲基-10α-羊毛甾烯-5為母環[1-2]。自上世紀50年代葫蘆素被發現具有抗癌活性以來，葫蘆素類化合物的結構和功能成為一個研究熱點[3]。為了獲取更優質和廉價的葫蘆素資源，研究者已在10科40屬90種植物中發現葫蘆素類化合物[4-5]，其中我國黃瓜屬中的黃瓜、甜瓜[6-7]，南瓜屬中的苦味西葫蘆、南瓜[8]，西瓜屬中的藥西瓜[9]，苦瓜屬中的苦瓜、木鱉子[10-11]，栝樓屬中的栝樓[12]等均屬于葫蘆素類化合物含量較高的植物資源。但是，目前的研究多為一種植物中葫蘆素類化合物含量、結構和功能的研究。文章對所有含有葫蘆素類化合物的植物資源進行統計和分析，對葫蘆素在地域上分布、植物種群中分布、植物部位分布以及葫蘆素類型在植物中分布進行了綜述，為葫蘆素資源的篩選和利用提供數據支撐。

1 葫蘆素類化合物在地域上的分布

葫蘆素類化合物主要分布在葫蘆科植物中，而葫蘆科植物主要分布在熱帶與亞熱帶地區，少數延至溫帶地區；我國主要分布于西南部和南部的貴州、云南、廣西等地，少數種類散布至北部新疆、內蒙古多倫地區[13-15]。其中，甜瓜和西瓜主要分布于新疆、內蒙古、河南、安徽和山東等地；黃瓜在全國均有種植，集中種植于長江流域，包括山東、河南、湖南、江蘇、江西、安徽等省份；苦瓜在南方普遍栽培，廣東、廣西、福建、海南等省份；木鱉子主要種植于貴州、云南和西藏等西南地區；栝樓果及天花粉則主要集中種植于貴州地區；苦味西葫蘆在內蒙古多倫地區種植較多；噴瓜主要種植于新疆等地；雪膽則分布于西藏及云南等西南山區[16-22]。

葫蘆素資源的分布見圖1。

圖1 葫蘆素資源的分布

2 葫蘆素類化合物在植物資源中的含量

葫蘆素在植物資源中的分布見圖2。

圖2 葫蘆素在植物資源中的分布

不同植物資源中所含葫蘆素類化合物的含量不同。卿志星等人[23]采用高效液相法檢測到黃瓜中葫蘆素類化合物含量為15.09 mg/g（干質量）；李悅等人[24]采用超臨界二氧化碳萃取法得到甜瓜蒂中葫蘆素類化合物含量為16.5 mg/g；Darwish-Sayed M等人[25]采用紫外分光光度計法測得6種植物藥材中葫蘆素類化合物的含量，分別為木鱉子39.2 mg/g，栝樓29.9 mg/g，甜瓜蒂18.1 mg/g，天花粉16.5 mg/g，雪膽15.3 mg/g，南瓜蒂4.10 mg/g；馮雪松等人通過高效液相色譜測定苦味西葫蘆中葫蘆素類化合物的含量為0.782 mg/g；范宏等人[26]測得甜葫蘆中葫蘆素類化合物含量為7.99 mg/g。可以發現，木鱉子及栝樓是含葫蘆素較高的植物資源。

3 葫蘆素類化合物在植物體內的分布

葫蘆素類化合物存在于植物的果實、果皮、莖、葉、根中，不同部位中葫蘆素類化合物含量不同。黃瓜的鮮葉、枯葉、1/3藤（上）、1/3藤（中）、1/3藤（下）、莖中葫蘆素類化合物含量分別為0.079 0%，0.014 0%，0.003 2%，0.008 9%，0.005 5%，0.011 0%[27]；非洲Citrullus naudinianus根中葫蘆素可達1.4%， Citrullus ecirrhosa的根、葉片和果實中分別含有0.9%，0.01%和0.1%的葫蘆素類化合物，Citrullus colocynthis的果實和根中葫蘆素類化合物含量分別為0.22%和0.049%；栝樓的根和果皮中葫蘆素類化合物含量分別為0.606%和0.152%；甜瓜果柄中含有葫蘆素類化合物含量約為1.64%。同時，研究顯示Tropaeolum majus未成熟的果實中葫蘆素含量高于成熟的果實中葫蘆素含量[28]。Hoffmann M P等人[29]在Citrullus equadorensis與Cucurbit-amaxima，Citrullus pepo與Citrullus texana的雜交F1代，Citrullus equadorensis和Citrullus texana的胚胎及果肉和果皮中均檢測出葫蘆素類化合物，其中胚胎中葫蘆素的含量明顯高于果實的其他部分，而且隨著植物的生長發育而迅速增加。Bernard S A等人[30]從絲瓜屬L.operculate果中分離出了葫蘆素；Renner S S等人[31]從噴瓜屬E.elaterium果汁中分離出了葫蘆素；Delazar A等人[32]從Citrullus colocynthis種子中分離出葫蘆素；Metcalf R L等人[33]測得南瓜屬Cucurbita的18種植物中有7種植物的葉、果實和根都含有葫蘆素類化合物。由此可見，葫蘆素類化合物主要分布于植物的根及藤蔓中，少量分布于果皮、葉片及果實中。

葫蘆素在植物部位的分布見表1。

表1 葫蘆素在植物部位的分布

4 葫蘆素分子類型在植物中的分布

葫蘆素屬于四環三萜類化合物，基本骨架中含30個碳原子，根據不同位置含氧官能團的不同將葫蘆素劃分葫蘆素A～葫蘆素R。

常見的葫蘆素化學結構見圖3。

自然界中最普遍存在的是葫蘆素B，研究認為葫蘆素B和葫蘆素E是原始的葫蘆素類型，其他結構的葫蘆素是由葫蘆素B，葫蘆素E酶促形成的。

常見的葫蘆素化學結構見圖3。

圖3 常見的葫蘆素化學結構

不同葫蘆素類型在植物資源中的分布見表2。

表2 不同葫蘆素類型在植物資源中的分布

黃瓜中主要是葫蘆素B和葫蘆素C；甜瓜蒂中主要包括葫蘆素B、葫蘆素E、葫蘆素D等，其中葫蘆素B含量占80%以上[34]；南瓜屬的18種植物中有7種植物含有葫蘆素B和葫蘆素D，6種植物中檢測到葫蘆素E和葫蘆素I[35]；蓋形絲瓜中葫蘆素B和葫蘆素D的得率分別為1.9%和1.8%[36]；成熟的刺絲瓜果中葫蘆素B和葫蘆素E得率分別為3.5%和0.05%[37]；苦味西葫蘆中葫蘆素B和葫蘆素E的平均含量分別為0.006 8%和0.059%[38]。

5 結語

我國擁有較為豐富的葫蘆素資源，主要分布在西南部的廣西、貴州、云南等地，少數延至西北新疆、內蒙古地區。葫蘆素存在于植物的根、莖、葉、果實中，像是甜瓜的蒂、黃瓜的莖及葉、藥西瓜蔓、木鱉子果實、栝樓根及果實都檢測到了葫蘆素的存在，其中木鱉子及栝樓中葫蘆素含量相對較高，分別為39.20 mg/g和29.91 mg/g。葫蘆素按其不同位置含氧官能團的不同劃分為葫蘆素A～葫蘆素R，其中自然界中最普遍存在的是葫蘆素B，葫蘆素E，其他類型葫蘆素多由葫蘆素B，葫蘆素E代謝形成。

[1]邱明華，陳書坤，陳劍超，等.葫蘆科化學分類學[J].應用與環境生物學報，2005，11（6）：673-685.

[2]王鶴冰，張生，熊艷，等.我國黃瓜苦味的研究進展[J].南方農業，2015，9（16）：64-66.

[3]馮雪松，王大成，蔡輝，等.高效液相色譜測定苦味西葫蘆中葫蘆素的含量[J].中藥材，2007，30（4）：418-420.

[4]宋飛.維藥藥西瓜化學成分及總三萜、總黃酮提取純化工藝研究[D].石河子：石河子大學，2014.

[5]崔竣杰，李波，程蛟文，等.苦瓜苦味物質及其生物合成研究[J].園藝學報，2015，42（9）：1 707-1 718.

[6]趙連梅，韓麗娜，單保恩，等.木鱉子提取物體外抗腫瘤活性的初步研究[J].癌變畸變突變，2010，22（1）：19-23.

[7]宋振巧，王洪剛，王建華.栝樓的研究進展[J].山東農業科學，2005（5）：72-75.

[8]張延亭，歐陽東云，何賢輝.葫蘆素B抗腫瘤作用及其機制研究[J].中國藥理學與毒理學雜志，2012，26（1）：112-115.

[9]鄭倩.葫蘆素B對神經母細胞瘤SH-SY5Y細胞的抑制作用機制研究[D].武漢：華中科技大學，2014.

[10]路安民，張志耘，陳書坤，等.中國植物志[M].北京：科學出版社，1986：176-178.

[11]徐文芬，何順志.貴州葫蘆科、桔梗科等六個科藥用植物資源的研究[J].貴州科學，2005，23（4）：54-58.

[12]賀士元.漫談葫蘆科植物[J].生物學通報，1987（12）：11-13.

[13]金再宿，田紅梅，唐嵐，等.高速逆流色譜分離制備甜瓜蒂中葫蘆素類化合物[J].分析化學，2011，39（6）：867-871.

[14]梁芳芳，寇艷玲.黃瓜種質資源的應用與研究[J].河南農業，2015（8）：47-48.

[15]張中偉.苦瓜活性成分提取新工藝及其健康食品開發研究[D].南昌：南昌大學，2006.

[16]王秀琴，白宗利，賈天柱.木鱉子研究[J].遼寧中醫藥大學學報，2007，9（2）：56-57.

[17]王玲娜，于京平，張永清.栝樓化學成分研究[J].環球中醫藥，2014，7（1）：72-76.

[18]楊松濤，陳樹寧，楊柏明.苦味西葫蘆[J].特種經濟動植物，2000，3（1）：31-32.

[19]鄭清明.噴瓜果汁中的抗肝毒成分[J].現代藥物與臨床，2000（5）：212-213.

[20]孫興華，周曉榕，龐保平，等.南美斑潛蠅為害對黃瓜葉片中蛋白酶抑制劑活性及葫蘆素B含量的影響[J].應用昆蟲學報，2014，51（1）：169-177.

[21]唐嵐，趙亞，單海峰，等.甜瓜蒂中葫蘆素類成分分離及體外抗癌活性研究[J].浙江工業大學學報，2012，40（4）：388-391.

[22]郭夢鴻，孫玉琦，劉影，等.葫蘆科植物藥材中葫蘆素類成分的含量差異[J].中國醫院藥學雜志，2015，35（17）：1 554-1 558.

[23]卿志星，程辟，周淵，等.葫蘆素C在黃瓜植株中的代謝分布及其穩定性研究[J].中草藥，2014，45（14）：2 080-2 083.

[24]李悅.瓜蒂中葫蘆素B的提取純化工藝研究[D].錦州：遼寧醫學院，2013.

[25]Darwish-Sayed M，Balbaa S I，Afifi M S.The glycosidal content of the different organs of Citrullus colocynthis[J]. Planta Medica，1974，26（3）：293-298.

[26]范宏，鄒德靜，隋秀琴，等.超聲波輔助提取甜葫蘆中葫蘆素B的工藝研究[J].農產品加工（學刊），2013（12）：29-31.

[27]周濤，黃璐琦，江維克.高效液相色譜法測定大方油栝樓藥材中葫蘆素B的含量[J].中國實驗方劑學雜志，2008，14（6）：4-5.

[28]Bazylko A，Granica S，Filipek A，et al.Comparison of antioxidant，anti-inflammatory，antimicrobial activity and chemical composition of aqueous and hydroethanolic extracts of the herb of Tropaeolum majus L.[J].Industrial Crops&Products，2013，50（10）：88-94.

[29]Hoffmann M P，Robinson R W，Kyle M M，et al.Defoliation and infestation of Cucurbita pepo genotypes by diabroticite beetles.[J].Hortscience，1996，31（3）：439-442.

[30]Bernard S A，Olayinka O A.Search for a novel antioxidant，anti-inflammatory/analgesic or anti-proliferative drug：cucurbitacins hold the ace[J].Journal of Medicinal Plants Research，2010（4）：2 821-2 826.

[31]Renner S S，Schaefer H，Kocyan A.Phylogenetics of Cucumis（Cucurbitaceae）：Cucumber（C.sativus）belongs in an Asian/Australian clade far from melon（C.melo）[J]. BMC Evolutionary Biology，2007，7（1）：1-11.

[32]Delazar A，Gibbons S，Kosari A R，et al.Flavone C-glycosides and cucurbitacin glycosides from citrullus colocynthis[J].Daru Journal of Pharmaceutical Sciences，2006，14（3）：109-114.

[33]Metcalf R L，Rhodes A M，Metcalf R A，et al.Cucurbitacin contents and diabroticite（Coleoptera：Chrysomelidae）feeding upon Cucurbita spp.[J].Environmental Entomology，1992，11（4）：931-937.

[34]譚世強，馬琳，許永華，等.植物三萜類物質的生態學功能研究[J].人參研究，2015，27（3）：36-38.

[35]吉宏.葫蘆素及其藥理學研究[J].國際中醫中藥雜志，1996（6）：13-14.

[36]張霄翔，蘇德森.葫蘆素BE化學穩定性的研究[J].中草藥，1991，22（4）：153-155.

[37]趙晶麗.甜瓜蒂中總葫蘆素的純化工藝研究[J].吉林農業，2015（12）：54-55.

[38]Du Q Z，Xiong X P，Ito Y.Separation of Cucurbitacin B and Cucurbitacin E from fruit base of Cucumis melo L.by high-speed countercurrent chromatography[C].ACS Symposium Series，1995：107-110.◇

Distribution of Cucurbitacin Family in Plant

LIU Yuying1，2，MA Yue1，ZHAO Xiaoyan1，ZHAO Chunyan2，*ZHANG Chao1
（
1.Beijing Vegetable Research Center，Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Beijing Key Laboratory of Fruits and Vegetable Storage and Processig，Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops（North China），Ministry of Agriculture，Key Laboratory of Ubran Agriculture（North），Ministry of Agriculture，Beijing100097，China；2.College ofFood Science，ShenyangAgricultural University，Shenyang，Liaoning110866，China）

Cucurbitacin is a family of highly oxidized three terpene compounds，showing the anti-cancer，anti-inflammatory and hepatoprotective effects.The distributions of the cucurbitacin in the different region in China and different plant part are reviewed based in the recent documents.Moreover，the cucurbitacin is assigned as the cucurbitacin A～cucurbitacin R based on their chemical structure.The distribution of the cucurbitacin type is further summarized.

cucurbitacin；distribution；content；region；type

R284

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.05.050

1671-9646（2017）05b-0075-04

2017-04-21

現代農業產業技術體系建設專項資金（CARS-26）；公益性行業（農業）專項（201303079）；北京市農林科學院科技創新能力建設專項（KJCX20140204）；果蔬農產品保鮮與加工北京市重點實驗室專項（Z141105004414037）。

劉鈺瑩（1991—），女，在讀碩士，研究方向為食品加工。

*通訊作者：張超（1978—），男，博士，副研究員，研究方向為果蔬深加工。