酸棗仁中黃酮類成分的研究進展

李寶劍，楊遠貴*，宋忠興，唐志書，2*（.陜西中醫藥大學/陜西省中藥資源產業化協同創新中心/秦藥特色資源研究開發國家重點實驗室（培育），陜西 咸陽 72083；2.中國中醫科學院，北京 00700）

酸棗仁為鼠李科棗屬植物酸棗的干燥成熟種子，有生、炒兩種用法，主要分布在我國陜西、山西、河北等地[1]。《本草綱目》記載：“棗仁，味酸性收，故主肝病，寒熱結氣，酸痹久泄，臍下滿痛之癥。”研究發現，酸棗仁成分多達130余種，包括黃酮類、皂苷類、生物堿類、脂肪酸類等，具有鎮靜安眠、抗抑郁、抗氧化、抗炎、改善學習記憶等藥理作用[2]。臨床廣泛應用于酸棗仁湯、歸脾湯、天王補心湯、棗仁安神顆粒、天王補心丸、柏子養心丸等中成藥。

酸棗仁總黃酮質量分數為3.94%，是酸棗仁的主要活性成分之一，其結構主要有黃酮、二氫黃酮、黃酮醇和異黃酮等。黃酮是廣泛存在于自然界、種類繁多且具有廣泛生物活性的成分，是中藥中一類重要的有效成分[3]。研究表明，酸棗仁中黃酮類成分具有鎮靜安眠、抗焦慮、抗氧化、改善記憶障礙、保護心臟等生物活性[4]。近年來，已有酸棗仁化學成分的化學結構、分析方法和生物活性的相關報道，本文通過對酸棗仁中黃酮類成分化學結構、提取方法、分析方法和生物活性進行歸納，以期為其開發利用提供參考。

1 酸棗仁中的黃酮類成分

黃酮類化合物是一種多酚類化合物，其化學結構多樣，但總體骨架由15個碳原子（C6-C3-C6）組成A、B環，通過雜環吡喃環連接[5]。截至目前，共從酸棗仁中發現報道了44個黃酮類成分（見表1和圖1），其中黃酮31個（化合物1～31），黃酮醇8個（化合物32～39），二氫黃酮2個（化合物40～41），異黃酮3個（化合物42～44）[6-26]。這些黃酮類成分大多以黃酮苷的形式存在，主要為碳苷和氧苷，此外，還有少量氮苷。葡萄糖主要與黃酮類成分中3位和7位羥基脫水縮合成氧苷，與3位、6位和8位碳脫水縮合成碳苷。研究發現，B環中的羥基結構可以促進活性氧（ROS）和活性氮（RNS）清除，發揮抗氧化作用[27]。此外，黃酮的特殊結構還可以減少高度氧化的自由基，從而減少ROS形成，減少氧化應激反應。這一特性使其成為有效的過氧自由基、超氧化物和過氧亞硝酸根自由基清除劑，并進一步發揮多方面疾病的藥理活性[5]。

表1 酸棗仁中黃酮類成分Tab 1 Composition of flavonoids in Ziziphi Spinosae Semen

圖1 酸棗仁中黃酮類成分化學結構Fig 1 Chemical structures of the flavonoids in Ziziphi Spinosae Semen

2 酸棗仁中黃酮類成分的提取方法

高效的提取方式，對酸棗仁化學成分及其藥理作用的研究具有重要意義。目前酸棗仁中黃酮類成分的提取方法主要有浸提法、加熱回流法、超聲波輔助提取法、酶提法和其他提取方法（見表2）[28-46]。

表2 不同方法提取酸棗仁中黃酮類成分的工藝參數Tab 2 Process parameters for extracting flavonoids from Ziziphi Spinosae Semen using different methods

浸提法和加熱回流法作為酸棗仁中黃酮類成分傳統提取方法，研究多采用單因素法與正交試驗或與響應面法相結合，以酸棗仁中總黃酮提取率為指標，對其提取工藝進行優化。研究發現，影響加熱回流提取工藝時的因素作用大小的順序為：醇濃度＞提取時間＞回流次數＞加醇量[33]。

超聲波輔助提取法是指中藥材被提取溶劑浸潤和滲透，使有效成分析出并溶解于提取溶劑，通過組織細胞內外的濃度差和滲透壓差進行擴散，進一步得到浸提液的一種提取方法，具有節能、高效等優點[47]。近年來有學者采用響應面法對提取酸棗仁中黃酮類物質的方法進行了優化，進一步提高了提取效率[36-37，39-42]。采用正交試驗優化超聲輔助提取時，發現各因素作用大小的順序為：液固比＞乙醇濃度＞提取時間＞提取溫度＞功率[38]。

酶提取法是指通過酶類物質破壞植物細胞壁結構使其有效成分從細胞質中溶解分離出來的一種提取方法，常用的酶主要有纖維素酶、果膠酶、蛋白酶等。近些年關于酸棗仁中黃酮類成分提取工藝研究發現，采用纖維素酶和復合酶作為提取用酶，在復合酶的工藝改進研究中，其提取率相比于水提法效率提高了54.67%[46]。酶提法具有高效、環保、便利等優點，具有較大的開發潛力。

酸棗仁中黃酮類成分提取方法研究較多，其中浸提法和加熱回流法中影響提取率的因素主要是溶劑的濃度、料液比、提取時間、提取次數等；超聲波輔助提取法縮短了提取時間，相比于加熱回流更節能環保，其提取率主要受超聲功率、溶劑濃度、提取時間、料液比影響；酶提法提取率主要受酶的種類、pH值、提取時間等影響。在酸棗仁中黃酮類成分提取工藝改進中，超聲波輔助提取法應用最為廣泛，提取率高且適合進一步大規模應用于工業化提取，可進一步對其在酸棗仁中黃酮類成分的提取工藝優化進行深入研究，為工業化提取和產業化應用提供便利。

3 酸棗仁中黃酮類成分的分析方法

酸棗仁中黃酮類成分的分析測定已有較多相關研究，主要方法有紫外分光光度法、高效液相色譜法和色譜-質譜聯用技術等。本文對幾種方法進行總結歸納（見表3）[29，48-64]。

表3 酸棗仁中黃酮類成分的不同分析方法Tab 3 Different methods for the analysis of flavonoids in Ziziphi Spinosae Semen

3.1 紫外分光光度法

紫外分光光度法是常用的一種分析方法，具有應用廣泛、靈敏度高、選擇性好、準確度高、適用濃度范圍廣、分析成本低、操作簡便且快速等優點[65]。此方法已廣泛應用于酸棗仁中總黃酮的分析定量，為提取工藝改進提供了依據[29，48-50]。由于紫外分光光度法無法對單一的黃酮類化合物含量進行檢測，因此限制了其進一步應用。

3.2 HPLC法

HPLC法是一種重要的定性定量分析方法，具有高速、高效、高靈敏度、應用范圍廣、樣品量少等優點[66]。楊旭等[67]建立了酸棗仁黃酮的HPLC指紋圖譜，并鑒定出其中的8個特征峰成分為維采寧-Ⅱ、牡荊素葡萄糖苷、異斯皮諾素、斯皮諾素、6'''-pyridyloylspinosin、6'''-對羥基苯甲酰斯皮諾素、6'''-阿魏酰斯皮諾素、6'''-對香豆酰斯皮諾素。此外，HPLC也應用于酸棗仁中藥復方的含量測定，其中以斯皮諾素和6'''-阿魏酰斯皮諾素含量為代表，HPLC在相關成分的體內代謝分布研究方面也取得了很大進展，為臨床用藥提供了理論支持[51-53]。HPLC在酸棗仁中黃酮類成分分析中發揮著重要作用，并在藥動學研究中可高效快速地對目標成分進行定性定量分析。

3.3 SFC法

SFC法是以超臨界流體作為流動相的一種色譜方法，具有高效、經濟環保、黏度低、流動速度快等優點，相比于HPLC、SFC柱效更高，分離時間更短，效率更高[68]。酸棗仁中黃酮類成分槲皮素、異槲皮苷等也有一些采用SFC分析的少量報道。作為一種新興分析方法，在酸棗仁中黃酮類成分的分析中應用較少，但此方法因為其節能高效的優點，可作為酸棗仁黃酮類成分分離分析的重要工具。

3.4 LC-MS法

LC-MS具有進樣量少、靈敏度高、分析速度快等優點，此外，該方法結合了色譜分離能力強和質譜定性能力強的優點，可準確測定分子量，確定分子式，對化合物的結構鑒定至關重要[69]。

酸棗仁中黃酮類成分多，單一成分含量較少。質譜具有高靈敏度，可以對酸棗仁中含量低的黃酮類成分進行準確定性定量分析，并分析出結構信息等，提高分析效率[70]。在液質聯用法研究中，建立了UPLC/ESI-Q-Orbitrap、HPLC-MS、HPLC-ESI-MS/MS、HPLC-DAD等多種方法[61-68]。LC-MS法因高效、準確的優點，將逐漸成為酸棗仁中黃酮類成分分析的主要方法。

4 酸棗仁中黃酮類成分的生物活性

酸棗仁中黃酮類成分具有鎮靜安眠、抗焦慮、抗氧化、改善記憶、保護心臟、抗腫瘤等多種生物活性，相關作用機制方面研究也取得很大進展，對酸棗仁中黃酮類成分的藥用價值提供了充分的理論支持。

4.1 鎮靜安眠、抗抑郁

鎮靜安眠、抗抑郁是酸棗仁在傳統中醫應用中最主要的功效。關于失眠和抑郁的發病機制目前主要有以下幾種假說：單胺類及其受體假說、神經內分泌假說、神經元損傷假說和細胞分子機制假說等，其中“神經遞質假說”得到研究者的普遍認可[71]。研究發現，酸棗仁中黃酮類成分主要通過調節5-羥色氨（5-HT）、去甲腎上腺素（NE）、γ-氨基丁酸（GABA）三種神經遞質發揮鎮靜安眠、抗抑郁的藥理作用[72]。Zhang等[73]研究發現，斯皮諾素可能通過下調C-Fos表達，從而降低神經元放電發揮鎮靜催眠的生物活性。研究發現，酸棗仁總黃酮可以下調谷氨酸（GLU）、上調腦源性神經營養因子（BDNF）發揮解郁安神的藥理活性[55]。此外，Jiang等[74]研究發現，酸棗仁中黃酮的鎮靜安眠能力弱于酸棗仁皂苷，酸棗仁多糖無鎮靜安眠作用。

4.2 抗氧化

氧化應激是指在正常生理狀態下，機體氧化與抗氧化系統失衡[75]。相關研究得出酸棗仁中黃酮類成分如斯皮諾素、當藥黃素、異牡荊素、6'''-阿魏酰斯皮諾素等具有顯著的抗氧化活性[5]，其主要是通過清除和減少自由基產生，可進一步應用于藥品和護膚品中。薛曉芳等[76]對酸棗不同部位的抗氧化活性進行研究發現，酸棗仁中黃酮成分抗氧化能力最強，其他部位抗氧化能力依次是：葉片＞果皮＞花＞果實＞果肉。

4.3 改善記憶

記憶障礙是一種發生于中樞神經的退行性疾病，以阿爾茨海默病為代表。相關的發病機制主要有以下幾種假說：細胞凋亡假說、神經突觸假說、膽堿能神經遞質假說、氧化應激損傷假說[77]。

研究發現，該類成分對由β-淀粉樣蛋白（Aβ）誘導的記憶障礙具有明顯改善作用，這可能是通過上調海馬組織中磷酸化細胞外調節蛋白激酶（ERK）、細胞環磷酸腺苷應答元件結合蛋白（CREB）和BDNF水平發揮改善認知功能障礙的作用[78]。研究發現，斯皮諾素可能是通過激活核轉錄因子E2相關因子（Nrf2），上調血紅素加氧酶1（HO-1）表達，抑制ROS產生，進而減少β-淀粉樣蛋白-42（Aβ1-42）產生和聚集發揮改善記憶的藥理作用[79]。總之，酸棗仁中黃酮類成分對認知障礙的改善功能顯著，研究其作用機制，可為阿爾茨海默病等記憶疾病的藥物開發奠定基礎。

4.4 保護心臟

心臟疾病是導致人類死亡的主要原因之一，已經成為全球的主要公共衛生問題。研究顯示，斯皮諾素和6'''-阿魏酰斯皮諾素可減少心肌酶釋放和細胞凋亡，保護心肌細胞急性心臟缺血再灌注損傷[80]。任靜娜等[81]研究發現，異牡荊素可以降低大鼠心室肌細胞瞬時外向鉀電流，對急性心肌梗死、心律失常等疾病具有很好的心臟保護功能。研究發現，酸棗仁中的斯皮諾素和6'''-阿魏酰斯皮諾素對心臟保護的作用機制可能與其降低糖原合成酶激酶3β（GSK3β）在Tyr216處的磷酸化有關，從而發揮保護心肌細胞的活性[82]。

4.5 抗腫瘤

癌癥已經成為威脅人類生命的頭號殺手，在我國以肺癌、胃癌、腸癌等為主要代表的相關腫瘤發病率逐年升高。研究發現，異牡荊素具有抗非小細胞肺癌（NSCLC）的活性，其可能是通過抑制Wnt/β-catenin信號通路來抑制NSCLC細胞活性和自我更新，促進其凋亡[83]。異牡荊素還可以抑制癌癥干細胞并誘導骨肉瘤細胞凋亡，可能是通過抑制腫瘤細胞存活，誘導細胞凋亡實現的[84]。Cao等[85]研究發現，酸棗仁中黃酮類成分可以通過抑制錳超氧化物歧化酶（MnSOD）和FoxM1的表達，從而降低肝癌干細胞樣細胞（HCSLC）的致癌性，并且顯著抑制攜帶HCSLC裸鼠的腫瘤生長。以上研究表明酸棗仁中黃酮類成分具有顯著抗腫瘤活性，對其作用機制的深入研究可為抗腫瘤藥物開發奠定基礎。

4.6 其他方面

近年來酸棗仁中黃酮類成分在其他方面的生理活性也有研究，如抑制黑色素、減輕糖尿病腎損傷、減緩骨質疏松、保肝等。研究發現，6'''-阿魏酰斯皮諾素可以抑制小眼相關轉錄因子（MITF）和酪氨酸酶表達、抑制總MITF磷酸化的MITF蛋白表達和抑制環磷酸腺苷（cAMP）介導的CREB磷酸化，通過cAMP-CREB-MITF軸轉導從而抑制黑色素生成[86]。有研究表明，斯皮諾素在細胞和人類皮膚模型中都具有抑制黑色素的生物活性，其作用機制可能是通過與酪氨酸酶結合并競爭性抑制[87]。高群等[88]研究發現，酸棗仁黃酮可通過調節腎組織氧化應激與抗氧化系統的平衡失調，抑制腎細胞凋亡而減輕糖尿病大鼠的腎損傷，從而延緩糖尿病腎病進展。肖鳳琴等[89]通過對全氟辛烷磺酸（PFOS）誘導的氧化性肝損傷小鼠模型研究發現，酸棗仁黃酮通過上調小鼠肝組織中Nrf2、HO-1 mRNA表達水平，發揮其保肝的藥理活性。

5 結語

酸棗仁在中醫中應用十分廣泛，黃酮作為其主要活性成分，具有鎮靜安眠抗抑郁、改善記憶、抗氧化、抗腫瘤、保護心臟等多種藥理活性，在藥物、保健品、食品等領域的開發和研究都具有巨大潛力。盡管對于酸棗仁中黃酮類成分的提取工藝、分析方法、化學結構及生物活性方面研究較多，但在酸棗仁中黃酮類成分的劑型開發、藥動學、生物化學合成等方面研究還不夠深入。由于酸棗仁中黃酮類成分多樣，發揮生物活性的成分復雜，可能是多種成分共同發揮某一種生物活性，也可能是一種成分發揮多種生物活性，因此，有必要對其成分和生物活性之間相互關系進行研究。