紅豆杉提取物在日化產(chǎn)品中的應(yīng)用研究

張 瑜，夏 明

(浙江中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，浙江 杭州 311402)

1 引言

紅豆杉(Taxuschinensis)，又名紫杉，1996年被聯(lián)合國教科文組織列入世界珍稀瀕危植物，但伴隨我國大規(guī)模種植，目前紅豆杉人工種植約1.85億株，儲量已超世界的1/2[1]。紅豆杉的藥用價(jià)值主要體現(xiàn)在抑制腫瘤方面。但是，近年來紅豆杉產(chǎn)量已超出了藥用所需，據(jù)全球紫杉醇市場增長報(bào)告顯示[2]，從2012年起，野生紅豆杉用于紫杉醇制造的比例逐年下降，人工種植紅豆杉占據(jù)主導(dǎo)地位。伴隨21世紀(jì)初種植的紅豆杉逐步成材，藥用領(lǐng)域存在過剩危機(jī)，紅豆杉種植業(yè)開始關(guān)注日化應(yīng)用。紅豆杉中紫杉醇類生物堿的毒性是日化應(yīng)用的瓶頸，在《衛(wèi)生部關(guān)于進(jìn)一步規(guī)范保健食品原料管理的通知》(衛(wèi)法監(jiān)發(fā)[2002]51號)中，紅豆杉被列為嚴(yán)禁用于保健食品的原料，就是由于其抑制細(xì)胞分裂的毒性。本文對紅豆杉中除紫杉醇類以外的活性成分、提取了工藝及應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行探討，提出了紅豆杉用于日化產(chǎn)品的可能用途、研發(fā)思路和模型產(chǎn)品，為紅豆杉的日化產(chǎn)品研發(fā)提供參考。

2 提取工藝與活性成分

紅豆杉在用于日化產(chǎn)品時(shí)一般是粗提物。按照提取工藝和極性，紅豆杉提取物可分為揮發(fā)油、醇提物、水提物和弱極性成分四部分，其中最主要的抗癌活性物質(zhì)紫杉烷類屬于弱極性成分。

2.1 水蒸氣蒸餾法

水蒸氣蒸餾法是精油提取工藝中最常見的方法。利用高溫水蒸氣對紅豆杉新鮮枝葉進(jìn)行加熱蒸餾、冷凝回流得到油水混合物，再分離得到粗油和餾出水，除雜可得到凈油。

水蒸氣蒸餾得到的紅豆杉揮發(fā)油中包括39種脂肪族類、11種芳香族和6種萜類物質(zhì)[3]。紅豆杉揮發(fā)油成分整體具有親脂性，可通過破壞細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)、抑制ATP合成等發(fā)揮抗菌活性[4]。烯烴約占揮發(fā)性成分43.2%，主要為檸檬烯、角鯊烯和雪松烯。檸檬烯具有良好的鎮(zhèn)靜中樞神經(jīng)、抗氧化和抑菌作用[5]；角鯊烯可以提高體內(nèi)超氧化物歧化酶(SOD)活性，增強(qiáng)機(jī)體免疫能力[6]；雪松烯具有溫和的木質(zhì)香，對實(shí)驗(yàn)小白鼠有鎮(zhèn)靜催眠的作用[7]。

水蒸氣蒸餾法易操作、低成本，但紅豆杉并非揮發(fā)性含量很高的植物品種，目前文獻(xiàn)報(bào)道最高的出油率也低于1%。為了提高揮發(fā)油得率，可采用超臨界萃取、微波等手段優(yōu)化[8]。

2.2 乙醇提取法

將乙醇作為溶劑對紅豆杉枝葉進(jìn)行分離提純可得到紅豆杉醇提物。

醇提物的主要成分是黃酮類物質(zhì)，統(tǒng)稱為紫杉黃酮。紫杉黃酮之間存在結(jié)構(gòu)性差異，其主要苷元包括槲皮素、銀杏素、金松雙黃酮等[9]。研究表明[10]，黃酮類也是紅豆杉抗癌活性成分之一，通過抑制蛋白激酶、激活癌細(xì)胞DNA損傷反應(yīng)通路等機(jī)制發(fā)揮作用。此外，紫杉黃酮還可抑制各種致病菌，通過阻止微生物附著和直接破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)揮抗菌活性[11]。其中，槲皮素具有廣譜抗菌性，對革蘭氏陰性菌的作用強(qiáng)于革蘭氏陽性菌，對金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌等均有良好的抑菌效果[12]。

乙醇提取法操作簡單、安全性高，為了進(jìn)一步提高提取率，可以使用酶解、微波、超聲等輔助手段。

2.3 水提法

干燥的紅豆杉枝葉用水浸泡并加熱煮沸，分離煎出液，重復(fù)2～3次濃縮煎出液，即為紅豆杉水提物。紅豆杉水提物的主要成分是多糖。紅豆杉多糖具有抗腫瘤和緩解AD的作用。《本草推陳》中記載紅豆杉：“利尿，通經(jīng)。治腎臟病，糖尿病。”其降血糖活性可能也與多糖有關(guān)。紅豆杉多糖主要存在于細(xì)胞壁中，可采用酶提、微波等手段優(yōu)化提取工藝。田連忠[13]等使用水超聲破壁處理技術(shù)，得到的紅豆杉水提物除多糖外，還含有少量其他親水組分。

2.4 弱極性組分

弱極性組分，一般使用有機(jī)溶劑(如氯仿)浸提獲得。弱極性組分中，主要是紫杉醇、三尖杉寧堿等生物堿。由于可以抑制β微管蛋白解聚，激活5-羥色胺等神經(jīng)遞質(zhì)，其副作用會導(dǎo)致骨髓抑制(80%)、神經(jīng)毒性(50%～70%)、過敏反應(yīng)(39%)、胃腸道反應(yīng)(60%)等不良反應(yīng)。紅豆杉應(yīng)用于日化產(chǎn)品時(shí)，這部分非揮發(fā)性的弱極性組分是需要除去的毒性成分。

3 紅豆杉脫毒技術(shù)

因此，紅豆杉應(yīng)用于日化行業(yè)時(shí)必須進(jìn)行脫毒處理。由于主要毒性物質(zhì)是生物堿類，因而能夠?qū)⑸飰A與其它成分分離的技術(shù)都用于脫毒，而脫除的生物堿類，還可以充當(dāng)很好的藥用原料。已見報(bào)道的脫毒手段包括以下幾種。

3.1 溶劑脫毒法

以低生物堿的枝葉為原料，先用弱極性溶劑萃取除去紫杉醇類物質(zhì)，而后加水初步分離紅豆杉的水溶性成分和脂溶性成分。再通過固相萃取、大孔吸附樹脂等方法分離純化紫杉醇類。脫毒后的水提物，可采用不同的提取工藝分別提取相應(yīng)物質(zhì)。

3.2 酸中和脫毒法

使用酸性溶劑浸提可以中和生物堿，完成脫毒。王宇超等[14]使用醋酸浸提方法，利用醋酸中和紫杉醇等生物堿完成初次脫毒。再通過陽離子交換樹脂柱進(jìn)行離子交換二次脫毒。這一脫毒方法根據(jù)酸堿中和的原理，在提取所需成分時(shí)避免毒性組分被提取，脫毒更為徹底。

3.3 中藥脫毒法

徐英奎還報(bào)道了一種中藥脫毒方法[15]，高溫蒸汽干炒新鮮紅豆杉枝葉，霧化至枝葉收縮后醋拌，加紅巖土于鐵鍋文火翻炒，晾涼后加草姜液拌勻反復(fù)脫毒。但是該法沒有明確機(jī)理，可能是通過醋拌對生物堿進(jìn)行了酸中和，但草姜液的作用并不清楚。可能并不是直接脫毒，而是通過促進(jìn)細(xì)胞分裂來抑制其毒性發(fā)揮，畢竟紫杉醇的毒性主要表現(xiàn)為抑制細(xì)胞分裂。

4 相關(guān)日化產(chǎn)品的研發(fā)

紅豆杉經(jīng)有效脫毒后，其他活性成分如揮發(fā)油、黃酮等物質(zhì)得以基本保留，可以作為日化產(chǎn)品的原料或添加物，用來生產(chǎn)功能性日化產(chǎn)品。

4.1 衛(wèi)生消毒用品

抗菌消毒產(chǎn)品：紅豆杉醇提物溶于酒精，在表面活性劑作用下呈水溶性，可以研發(fā)紅豆杉消毒噴霧等消毒產(chǎn)品和洗手液等抑菌清洗劑。此外，閻菲等[16]按照止血產(chǎn)品的生產(chǎn)方式，加工紅豆杉黃酮和多糖提取物，研發(fā)了紅豆杉外傷止血產(chǎn)品。

止癢產(chǎn)品：楊艷鳳[17]提取紅豆杉黃酮類，研發(fā)了消殺止癢產(chǎn)品，用于除臭、治療腳氣、改善皮膚粗糙。鑒于紅豆杉多糖的降血糖功效，還可研發(fā)針對糖尿病人的皮膚止癢產(chǎn)品。

4.2 化妝品

(1)清潔類化妝品。紅豆杉中黃酮類有抗氧化作用，多糖類可改善皮膚微循環(huán)、清潔消炎，由此可以研發(fā)沐浴露、潔面皂等洗護(hù)用品。利用紅豆杉粉末中黃酮等有益成分，能有效減少牙菌斑和牙結(jié)石，避免口腔炎癥，生產(chǎn)紅豆杉清潔牙膏。

(2)護(hù)理類化妝品。根據(jù)不同護(hù)膚品的制作工藝，添加紅豆杉精油，起到安神減壓、清潔抗菌、抗氧化等功效，研發(fā)雪花膏、精華素等系列紅豆杉護(hù)膚品。

4.3 特殊用途化妝品

(1)抗紫外線產(chǎn)品。顧浩川等調(diào)整紅豆杉提取物中各活性成分的比例來降低紫杉醇毒性，采用高速勻漿技術(shù)將紅豆杉醇提物分散成納米微乳顆粒，研發(fā)了抗紫外線的抗菌消炎身體乳[18]。基于這一思路，還可研發(fā)紅豆杉防曬霜、隔離霜等防曬產(chǎn)品。

(2)除臭劑類產(chǎn)品。紅豆杉揮發(fā)油類成分和萜烯類成分可以凈化空氣、鎮(zhèn)靜安神、緩解緊張，沈祖鴻以此進(jìn)行紅豆杉固體空氣清新劑類產(chǎn)品研發(fā)[19]。此外，劉勝貴等利用紅豆杉揮發(fā)油研發(fā)了寵物用功能性香水，除臭留香的同時(shí)改善寵物情緒和睡眠[20]。

(3)脫毛類產(chǎn)品。利用紅豆杉中生物堿類成分的細(xì)胞毒性，適當(dāng)保留略微的毒性生物堿類成分，可以刺激局部毛囊，阻礙毛發(fā)生長和促進(jìn)毛發(fā)脫落，用于脫毛類產(chǎn)品的研發(fā)。

4.4 香薰產(chǎn)品

(1)安神助眠產(chǎn)品。紅豆杉揮發(fā)油中的雪松烯具有溫和杉木芳香，有鎮(zhèn)靜助眠作用，根據(jù)芳香吸入療法原理和趙章光先生的“紅豆杉睡補(bǔ)”理念，可研發(fā)助睡眠香氛和香薰類產(chǎn)品。

(2)膏藥類產(chǎn)品。曹建樞等[21]取紅豆杉和中草藥搭配制成復(fù)方保健膏貼劑，可以放入人們貼身衣物中，通過聞香療法和嗅覺受體刺激人體各處穴位以幫助吸收，起到隨身保健作用。

5 展望

隨著我國大規(guī)模種植，紅豆杉用于日化產(chǎn)品已具備資源條件。2020年底出臺了《化妝品監(jiān)督管理?xiàng)l例》和《允許保健食品聲稱的保健功能目錄》，這兩部法規(guī)認(rèn)可基于充分的科學(xué)依據(jù)，日化產(chǎn)品可以有功效宣稱。多項(xiàng)研究證明紅豆杉各成分的活性作用，可見紅豆杉應(yīng)用于日化產(chǎn)品具備合理性和科學(xué)性。基于提取工藝和脫毒技術(shù)，紅豆杉從枝葉到根都可進(jìn)行整株全方位利用，研發(fā)化妝品、香薰等功能性日化用品是紅豆杉資源達(dá)到合理高效應(yīng)用的新途徑，具有很大的商業(yè)前景和價(jià)值，同時(shí)，對指導(dǎo)紅豆杉功能日化產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)也具有重要意義。