桑樹主要活性物質的研究進展

郭美美，黃凌霞

（浙江大學 動物科學學院，浙江 杭州 310058）

桑樹（MorusalbaL.）屬于桑屬和桑科，在不同的氣候區廣泛種植［1］。大多數栽培的桑樹品種起源可以追溯到中國、日本和喜馬拉雅山地區。中國是桑樹種植面積最大的國家，其次是印度［1］。桑被列入《中華藥典》，富含活性物質，具有很好的藥理作用，針對桑源材料的研究對象主要是桑果、桑葉、桑枝、桑白皮，其主要的活性成分有黃酮類、Diels-Al?der型加合物、茋類化合物、生物堿類、多糖類和其他萜類、氨基酸、甾體等化學成分。隨著研究的深入，發現桑源材料不同，其含有的化學成分也有所不同［2，3］，且含有一些特征物質成分。本文主要介紹桑樹不同部位：桑果、桑葉、桑枝和桑根中所含有的主要活性物質研究進展，為桑樹資源利用和開發提供參考。

1 桑果中的主要活性成分

桑果是桑樹的果實，又稱為桑椹、桑棗、烏椹等。桑果是多汁的水果，大部分是新鮮食用的。新鮮桑果富含人體所需的碳水化合物、維生素、礦物質等（表1），其化學成分因品種、生長條件、成熟階段以及收獲儲存條件而變化［4］。白色桑果中總脂肪含量較高，黑色桑果中總酚含量較高，紅色桑果中抗壞血酸含量較低［5］。桑果的礦物質含量中，鉀占主導地位，其次是鈣。每100 g鮮桑果中有39 mg鈣，高于漿果中的覆盆子［6］，比黑莓高出10 mg。由于桑果中的抗壞血酸和鐵含量高，并且還原性的抗壞血酸可將Fe3+還原成Fe2+，以增加鐵的生物利用度，所以桑果在新疆維吾爾族民間醫學中被用于治療缺鐵性貧血［7］。與部分漿果相比，桑果的蛋白質含量更高，甚至與高蛋白食物中的牛奶和魚接近［8］，可以作為高質量的蛋白質來源。

表1 新鮮桑果營養成分Table 1 Nutrient Composition of Fresh Mulberry Fruit

桑果中含有人體所需要的9種必需氨基酸，在其成熟過程中蛋白質含量隨之增加，而多不飽和脂肪酸輕度下降［9］。桑果中的主要脂肪酸是亞油酸（C18：2）、棕櫚酸（C16：0）和油酸（C18：1），亞油酸（C18：2）占脂肪酸總量的69.66%～78.02%，因人體無法合成亞油酸（PUFA），其所需的必須從外源獲取，所以桑果對人具有很高的營養價值。

桑果屬于漿果，其主要化學成分是多酚化合物，具有抗氧化、抗癌、降血脂和降血糖等作用［10，11］。桑果多酚類化合物主要有類黃酮和酚酸，其中類黃酮有花青素、黃酮醇和烷酮，酚酸有羥基肉桂酸類和苯甲酸類。花青素是 桑果的主要多酚類化合物（最高含量約3 g/kg），主要有氰基-3-葡萄糖苷、氰基-3-云香苷、紫草苷-3-葡萄糖苷、紫草苷-3-云香苷、氰基3-O-（6″-O-α-鼠李吡喃糖基-β-d-吡喃葡萄糖苷）、氰胺3-O-β-d-吡喃半乳糖苷、矮牽牛花3-O-β-吡喃葡萄糖苷等；黃酮醇主要有蘆丁、槲皮素、槲皮素3-O-蕓香糖苷、槲皮素3-O-葡萄糖苷、槲皮素3-O-半乳糖苷、山萘酚3-O-葡萄糖苷等，烷酮主要有兒茶素、表兒茶素等，羥基肉桂酸主要有綠原酸、阿魏酸、肉桂酸、咖啡酸等，苯甲酸類主要有沒食子酸、對羥基苯甲酸、原兒茶酸、香草酸等。此外一些新的物質不斷被鑒定出來，Kwon等采用高效液相色譜-二極管陣列-四極飛行時間質譜聯用技術（UPLC-DAD-QTOF/MS）對12個韓國果桑品種的桑果黃酮類化合物進行了定性定量分析，鑒定了6個槲皮素衍生物和4個山奈酚衍生物，并首次在桑果中發現了兩種新的化合物morkotin A和morkotin C［12］。Mena等探討的8個西班牙果桑品種的桑果酚類物質，初步鑒定出64種化合物，其中21個是首次在桑果中檢出［13］。

我國桑果的年總產量約為6500000 t，大量桑果被加工成果汁和濃縮果汁，留下約占總果重40%的果渣，作為加工副產品的果渣中主要是桑籽和果皮。桑籽的含油量為30%～40%［14］，與高油料芝麻相似。桑籽油（MSO）以不飽和脂肪酸（UFA）為主，約占其總脂肪酸（TFA）的87.5%，其中亞油酸（LA）約占總脂肪酸的80%，高于普通食用油，但α-亞麻酸（ALA）含量相對較低［15］。Li等使用微流酶反應器，開發了一種將桑籽油轉化為平衡比例為ω-6/ω-3的新型結構脂質（SL）的快速經濟方法，所制備的SL比MSO更有益于人體、更易吸收與儲存，這大大提高了桑籽的利用率［16］。Yao等用氣相色譜法分析了MSO的主要成分，發現所有品種MSO中都含有較高的亞油酸［17］。果渣也是一些生物活性物質的潛在來源［18］，例反式白藜蘆醇和槲皮素、生育酚，還有纖維素（5.3%）、果膠（1.58%）、粗花青素（2.0%）、油（4.9%）等［19］。

2 桑葉中的主要活性物質

桑葉是優質蛋白質、碳水化合物、維生素、微量元素和膳食纖維的優質來源，其營養物質和生物活性物質對人類健康可產生協同作用。不同桑品種、收獲時間和成熟程度均顯著影響桑葉中營養成分和活性成分含量［20］。Luo等［21］研究發現，8個桑樹品種嫩芽中抗壞血酸、類胡蘿卜素、總可溶性蛋白、總可溶性糖、果糖和蔗糖的含量存在明顯差異，桑葉中酚類含量也因桑品種和收獲時間而不同，5月份桑葉是酚類化合物的良好來源。韓國研究人員測定12個品種桑葉的總黃酮含量，其范圍為7.5～13 mg/g DW［22］。Jia等測定發現，春葉和秋葉總黃酮含量分別為12～27 mg/g DW和9.8～30 mg/g DW［23］。Yu等檢測中國19個品種桑葉的總酚和總黃酮含量，分別為 8.8～20 mg GAE/g DW 和 21～56 mgRE/g DW［24］。Wan-Taek等使用超高效液相色譜結合二極管陣列檢測和四極飛行時間質譜法（UPLC-DAD-QTOF/MS）分離并分析了17種桑葉提取物中的黃酮類化合物［25］。已研究證實桑葉酚類化合和黃酮具有降低血糖、抗高血壓、預防動脈粥樣硬化和抗炎［26］等作用，槲皮素、蘆丁、山萘酚、黃烷醇和兒茶素的直接螯合特性可以減輕氧化應激和鐵、銅等金屬過載，其抗炎作用還可通過減少TBX2、COX2、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白介素8（IL-8）和白介素6（IL-6）的表達來防止血栓形成［27］。1-脫氧野尻霉素（DNJ）是桑葉的主要生物活性化合物之一，作為α-糖苷酶的有效抑制劑，對II型糖尿病顯示出很好的治療作用［28］。桑葉多糖可以抑制腎纖維化，具有免疫調節作用［29］；同時通過調節腸道菌群，改善健康［30］。隨著研究的深入，發現桑葉中更多的化合物具有生物學特性，例Guangsangon E（GSE）是一種新型Diels-Alder型加合物，可以誘導肺和鼻咽癌細胞的自噬和凋亡，在治療癌癥方面顯示出巨大潛力。

3 桑白皮、桑枝的主要活性物質

桑樹除去栓皮后的干燥根皮在中藥中被稱為“桑白皮”，已被記錄在中國藥典中，作為肺部除熱和誘導利尿的傳統中藥被用于治療哮喘［31］。桑白皮提取物中含有Diels-Alder型加合物、類黃酮、2-芳基苯并呋喃、丁苯醚、多羥基生物堿等化合物，對炎癥介質、自由基、特定病原微生物（流感和呼吸道病毒）和治療靶標（PDE4、PTP1B、α-葡糖苷酶、PPAR γ、HIF-1、PKC、GABAA）表現出很好的針對效果，其中有開發潛力的主要有：Kuwanons G、Kuwanons H、Kuwanons E、桑根素、Moracin M、Mulberrofuran G、Sanggenons B、Sanggenons C、Sanggenons D、桑樹苷A和1-DNJ等［32］。

桑白皮提取物具有較強的清除自由基的能力，并具有黃嘌呤氧化酶和脂質過氧化的抑制作用［33］。桑白皮70%乙醇提取物能抑制高膽固醇血癥大鼠的LDL動脈粥樣硬化修飾和脂質過氧化物形成，可作為有效的降膽固醇營養物質和強大的抗氧化劑［34］；同時具有抗呼吸道病毒和抗CGG IgE誘導肥大細胞的活性，是有效治療過敏性疾病的候選者；還可以通過改變血液中谷胱甘肽含量、超氧化物歧化酶活性、過氧化氫酶活性而顯示出抗氧化活性［35］。桑白皮甲醇提取物在抑制L-132細胞中的人冠狀病毒（HCoV 229E）感染方面有效［36］。桑根素是黑桑根的主要酚類抗氧化性物質，可以有效抑制脂肪生成和刺激脂肪代謝［37］，在臨床治療包括糖尿病在內的代謝性疾病表現出很好的潛力。對Morusin和相關抑制劑的共處理作為增強Morusin抗腫瘤能力的潛在策略［38］。Sanggenon B表現出很好的抗炎活性，能抑制LPS誘導小鼠RAW264.7細胞中iNOS和COX-2的表達擴促炎性細胞因子和介質的產生［39］。桑白皮還可以作為預防和治療肝病的有前途的補充劑［40］。

桑枝是去除葉子的桑樹枝干，每年可通過伐條而大量獲取。桑枝皮甲醇提取物能抑制革蘭氏陽性細菌（金黃色葡萄球菌、糞腸球菌和表皮葡萄球菌）和革蘭氏陰性細菌（大腸桿菌和鼠傷寒沙門氏菌）的生長，桑枝皮可能是一種很好的抗人胃腸道感染細菌的抗菌劑［41］。桑枝中的黃酮可有效抑制與阿爾茨海默氏病發作相關的β-分泌酶［42］。桑枝活性物質還有多糖、生物堿、香豆素類化合物等，免疫調節、降血糖、抗氧化、降血脂等藥理作用［43，44］。

4 展望

桑樹的不同部位既有相同物質成分，也有特殊物質成分，其物質成分組成決定了各部位的藥理作用。隨著科學技術的發展，越來越多的桑樹活性物質被提取、鑒定，但是對桑樹活性物的分子靶標、作用途徑、構效機制等還需要進一步研究。可以通過分子動力學和計算機分子對接的原理探究活性物質的構效關系，也可以通過化學修飾合成衍生物的實用方法尋求更大活性的化合物。桑樹多酚、黃酮類化合物等活性物質，由于存在易氧化以及只能在短時間內利用等缺點，如何保持其活性穩定也是近年來研究的熱點。桑樹不同部位的活性物質及其藥理作用可賦予其飼料、食品、化妝品、藥品等不同用途，而我國栽培桑樹的地域非常廣闊，所以不同地域、環境、品種、生長階段等的桑樹活性物質及其藥理作用有進一步研究的價值。