植物源性植物的化學(xué)成分及生物活性的研究進(jìn)展

植物源性植物的化學(xué)成分及生物活性的研究進(jìn)展

蘆筍是百合科多年生多年生植物。它是自然賜予人類的仙丹草。目前使用的有300多種蘆筍，主要是庫拉西藤、木立藤、好望角藤和開普藤。少量用途如肥皂、蘆葦、金葉藤、蘆葦?shù)取?保健、休閑領(lǐng)域取得的進(jìn)展蘆薈原產(chǎn)地是非洲大陸熱帶沙漠及地中海沿岸地區(qū),有文字記載的是在3400多年前,在金字塔木乃伊棺木里發(fā)現(xiàn)的紙莎草故書上,最早且明確地記載著蘆薈的藥效.唐朝中期蘆薈傳到中國,我國的廣東、廣西、福建、遼寧等省進(jìn)行了引種栽培.蘆薈作為一種天然藥用植物,已經(jīng)擁有幾千年的發(fā)展歷史.尤其在最近幾十年,在國外,尤其是少數(shù)發(fā)達(dá)國家,對蘆薈的研究和開發(fā)利用速度大大加快.其應(yīng)用范圍不僅局限于初級的護(hù)膚保濕化妝品、洗滌用品、保健食品、飲料、茶、酒、菜等范圍,而且已涉入到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域.對人體免疫力的提高、各種胃腸消化道潰瘍、便秘、糖尿病、腦心血管疾病、婦科病、皮膚病及一些疑難病癥都有明顯療效.近幾年,科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)其具有抗癌作用而且對艾滋病有一定的療效,國際醫(yī)學(xué)論文已發(fā)表很多.蘆薈的藥品、保健品不斷推出,蘆薈原料及其制品在1997年全世界營業(yè)額已突破650億美元大關(guān)(國際蘆薈科學(xué)協(xié)會IASC報道).日本從50年代開始種植蘆薈,到了80年代才有蘆薈產(chǎn)品問世,而且價格很高.韓國也用了15年左右的時間,才形成規(guī)模生產(chǎn).美國是當(dāng)今世界上蘆薈產(chǎn)業(yè)化最發(fā)達(dá)的國家之一.其最大特點是從種植、加工生產(chǎn)、銷售到基礎(chǔ)科研實行“一條龍”,使蘆薈的產(chǎn)品質(zhì)量得到很好的控制,還為蘆薈產(chǎn)品的開發(fā)、應(yīng)用提供了可靠的理論依據(jù).1997年,我國蘆薈原料及其制品銷售總額大約幾十億人民幣,其中的一億元為國內(nèi)蘆薈產(chǎn)品.中國的蘆薈種植及產(chǎn)品開發(fā)尚處于起步階段,距世界水平相差甚遠(yuǎn),其開發(fā)應(yīng)用潛力很大.1998年,國家科技部在北京召開了第二屆中國蘆薈產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會,指出:我國未來5~8年內(nèi),蘆薈產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)10億美元,可種植面積6萬畝,遼寧沈陽寶巖生物科技發(fā)展有限公司蘆薈種植園園區(qū)占地100畝,建有33棟溫室,其深加工多種產(chǎn)品遠(yuǎn)銷國內(nèi)外.2含量和加工方法對蘆薈原素的化學(xué)成分的影響蘆薈的化學(xué)成分十分復(fù)雜,據(jù)有關(guān)研究資料報道,到目前為止被測知的化學(xué)成分已超過160種.其化學(xué)成分又常因產(chǎn)地不同和品種不同而在成分的數(shù)量方面表現(xiàn)出差異性.不同的保存條件和加工方法,對蘆薈的化學(xué)成分也有很大影響,其化學(xué)成分主要有六大類:2.1蘆薈大黃素茯苓蒽醌類化合物是蘆薈有機(jī)活性成分中的最主要部分,包括蘆薈大黃素甙(Aloin),也稱蘆薈素、蘆薈大黃素(Aloe-emodin)、蘆薈大黃酚(Chrysophanal)、蒽酚(Anthranol)等20余種,其中蘆薈大黃素甙是最基本的成分之一,它在蘆薈中大量存在,不很苦,有致瀉作用,但致瀉性較弱,只有當(dāng)蘆薈大黃素甙被氧化后,即轉(zhuǎn)化為蘆薈大黃素時,不但其苦味增加,而且致瀉功能也明顯增強(qiáng).蘆薈大黃素能促進(jìn)大腸部位蠕動,而對小腸無影響,發(fā)揮其刺激性瀉下作用,該作用對便秘和痔瘡有特殊療效,特別是對老年性便秘,治療效果明顯.2.2蘆薈多糖的免疫作用蘆薈所含有糖類主要指包括葡萄糖、甘露糖、以及由它們組成的多糖.蘆薈葉肉中的粘性物質(zhì)主要成分為甘露聚糖.據(jù)有關(guān)資料報道[10,11,12,13,14,15],蘆薈多糖對癌癥和艾滋病的防治都有一定作用,它主要是通過提高人體免疫功能而發(fā)揮作用的.2.3蘆薈葉的氨基酸據(jù)測定,以干物質(zhì)計算,在蘆薈葉片中蛋白質(zhì)含量約為9.5%左右.經(jīng)水解后可產(chǎn)生19種氨基酸,其中有些氨基酸如精氨酸、亮氨酸、蘇氨酸、賴氨酸等是人體不能合成的、必須通過食物供給的必需氨基酸.而蘆薈葉汁中的各種氨基酸含量的組成卻比較平衡,因此蘆薈被人們譽(yù)為21世紀(jì)最有希望的保健食品.蘆薈的根、莖、葉中還含有多種有機(jī)酸,據(jù)測定,在蘆薈葉汁中已檢出的有機(jī)酸有琥珀酸、檸檬酸、異檸檬酸、乳酸等,這些有機(jī)酸大多是與鉀、鈉、鈣等離子或生物堿結(jié)合,以鹽的形式存在.2.4有機(jī)哌等微量元素的研究蘆薈的植株含有各種礦物質(zhì)如鉀、鈉、鈣、鎂等大量元素,還含有鋅、銅、鋇、鍺等微量元素,研究表明,蘆薈中的鍺元素是以有機(jī)態(tài)的形式存在的.從蘆薈葉汁中提取的抗癌劑A(羥已基鍺三氧化物),對于肺癌、肝癌、子宮癌、白血病、肝硬化等都有神奇的效果.蘆薈中的有機(jī)鍺在國外被稱為21世紀(jì)的救世鍺.2.5生物活性化合物分析結(jié)果表明蘆薈葉汁中含有多種維生素,即維生素A、B1、B2、B6、B12、C、D2、D3、E和H等,還含有一些維生素和金屬離子化合物的生物原刺激物質(zhì),這種物質(zhì)具有增強(qiáng)組織生化過程的作用.2.6提高人體抗感染能力目前已從蘆薈葉汁中檢出的酶有淀粉酶、纖維素酶、脂肪酶、植物凝血素等,植物凝血素是由蛋白質(zhì)和碳水化合物組合而成,它可以附在人體細(xì)胞上,刺激細(xì)胞內(nèi)部反應(yīng),促進(jìn)細(xì)胞生長與分裂,加快受傷組織康復(fù)和愈合,它還有增強(qiáng)淋巴細(xì)胞功能,提高人體抗感染能力.3蘆筍的廣告3.1蘆薈苦素和蘆薈大黃素茯苓蘆薈中的蒽醌類化合物大多具有殺菌、抑菌、消炎、解毒、促進(jìn)傷口愈合等作用.研究發(fā)現(xiàn)蘆薈苦素和蘆薈大黃素甙均具有殺菌、消炎作用.蘆薈的殺菌、消炎功能能有效地消除粉刺、痤瘡,在臨床上用于治療多種炎癥,療效顯著.3.2蘆薈大黃素茯苓蘆薈具有健胃和緩瀉的功效,主要是因為蘆薈含有蘆薈大黃素甙、蘆薈寧、蘆薈咪酊等有效成分具有健胃和緩瀉的功能,起著增進(jìn)食欲和大腸緩瀉作用.蘆薈大黃素甙是含蒽醌配糖體的衍生物,具有健胃作用,在腸管中放出蘆薈大黃素,發(fā)揮刺激性瀉下的作用,主要作用部位在大腸,對多種便秘有明顯的治療作用.3.3蘆薈的藥養(yǎng)作用蘆薈的抗癌功效不只因為蘆薈中含有多種維生素和礦物質(zhì),還含有我們尚不熟悉的抗癌物質(zhì).研究發(fā)現(xiàn),蘆薈中含有的粘稠物質(zhì)——蘆薈凝膠質(zhì)具有很強(qiáng)的抗癌作用.日本著名的醫(yī)學(xué)家添田百枝博士通過實驗發(fā)現(xiàn),蘆薈有效成分能阻止癌因子的活動,對抗癌有效.她進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)蘆薈有效成分不僅能阻止癌細(xì)胞的生長,而且也能殺死細(xì)菌,也能中和外毒素.日本鈴木郁南博士用蘆薈提取物——蘆薈治癌素-A治療惡性腫瘤,有效率可達(dá)76%.許多學(xué)者進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)這種抗癌性極強(qiáng)的物質(zhì)是蘆薈米嗪,被命名為蘆薈素-A,是一種高分子糖蛋白,分子量為1.8萬.廣西中醫(yī)藥研究所李偉芳等對蘆薈抗腫瘤活性研究發(fā)現(xiàn),蘆薈醇提取物及蘆薈苦素能明顯提高機(jī)體免疫功能,指出蘆薈是一種有希望的抗癌新藥.臨床用蘆薈治療肝癌、胃癌、子宮癌等產(chǎn)生了意想不到的療效[22,23,24,25,26,27,28].3.4蘆薈的功效蘆薈含有的蘆薈素、蘆薈苦素、氨基酸、維生素、糖分、礦物質(zhì)、甾醇類化合物,具有多方面美化皮膚的效能,在保濕、消炎、抑菌、止癢、抗過敏、軟化皮膚、防粉刺、抑汗防臭等方面具有一定的作用.蘆薈含有多種消除超氧化物自由基的成分,如超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、維生素A和B、胡蘿卜素、半胱氨酸及銅、鋅、錳、鐵等,能使皮膚白嫩、有彈性,具有防皺和延緩衰老等作用.蘆薈中所含的蘆薈素、蒽醌、肉桂酸酯及豆香酸酯等對紫外線有一定的隔絕作用,蘆薈膠是天然防曬成分,能有效抑制日光中的紫外線,防止色素沉著,保持皮膚白細(xì).研究發(fā)現(xiàn),蘆薈具有使皮膚收斂、柔軟化、保濕、消炎、解除硬化、角化、改善傷痕等作用.3.5蘆薈的營養(yǎng)肥胖是由于不科學(xué)飲食,過多攝取高熱量食品,如魚、肉、蛋等酸性食物,使機(jī)體失去酸堿平衡,使人的體質(zhì)酸性化而導(dǎo)致肥胖病,蘆薈中含有鉀、鈉、鈣、鎂等礦物質(zhì)元素,屬于堿性物質(zhì),蘆薈的多糖體中,六碳糖是主要成分,它本身帶有強(qiáng)堿性,能使體液堿性化,中和體內(nèi)的酸性.研究發(fā)現(xiàn),蘆薈不僅無毒無害,而且還能把飲食中的有害物質(zhì),特別是不必要的脂肪加以分解、排泄,因此具有減肥功效.3.6蘆薈多糖治療冠心病疾病的作用近年來,蘆薈多糖在提高人體免疫力方面的作用引起了人們極大的重視,研究結(jié)果表明,蘆薈的多糖質(zhì)對體內(nèi)任何病巢都賦予抵抗能力,以提高自身力量來對抗病菌,加快治療效果.據(jù)報道,蘆薈多糖對癌癥的良好治療作用,主要是通過提高人體免疫系統(tǒng)的功能而發(fā)揮其作用的.蘆薈中的蘆薈素、多糖質(zhì)能強(qiáng)化心臟功能,促進(jìn)血液循環(huán),軟化硬化的動脈,降低膽固醇值,擴(kuò)張毛細(xì)血管,使血壓正?；?對動脈硬化和高血壓有一定的預(yù)防和治療作用.蘆薈還能調(diào)節(jié)和促進(jìn)與幾種激素相關(guān)的內(nèi)分泌系統(tǒng)的功能.尤其AloseVers在調(diào)節(jié)胰腺的胰島素分泌方面,有顯著的促進(jìn)作用,可用于預(yù)防或治療糖尿病.4蘆薈活性成分的提取與評定多年以來,國內(nèi)外的研究者特別是美、日、韓三國的科學(xué)家對蘆薈活性成分的提取工藝及定性、定量進(jìn)行了大量的研究工作.在不斷總結(jié)經(jīng)驗和推陳出新的前提下,現(xiàn)已取得了不少可貴的研究成果和寶貴經(jīng)驗.4.1蘆法院的制備長期以來,人們一直是以蘆薈膠的形式來制備蘆薈活性成分的.人們最初是采取割取蘆薈葉片,收集葉汁,置于鍋內(nèi)熬成稠膏,再傾入容器,冷卻凝固而得.這里所說的蘆薈膠只能說是一種粗品,用鍋煮加熱的方法,會將天然活性成分多數(shù)分解,因此主要用作瀉下藥.這種手工作坊式的方法現(xiàn)在已逐漸被淘汰,但在某些地方仍在采用.4.2cobcle法制備高效蘆賢膠基于過去制取蘆薈膠的工藝太顯粗糙和落后,Cobble最先提出一種能夠制取穩(wěn)定透明蘆薈膠的方法,即在制備過程中加入抗氧化劑、防腐劑,在蘆薈膠的提取質(zhì)量上有所改進(jìn).4.3蘆算膠的發(fā)酵Cobble的方案雖相對于過去有了長足的進(jìn)步,但在蘆薈膠的制備過程中加入了大量的抗氧化劑、防腐劑和保鮮劑.經(jīng)測試,對患者的皮膚有過敏反應(yīng),且其過程十分繁雜.因此,Coats對Cobble的工藝提出了改進(jìn)方案,與Cobble方案相比,其不同之處在于:加入乙醇溶液作為防褪色劑,同時降低了氧化劑的濃度及用量.Coats的方案雖然對Cobble作了改進(jìn),但其大體思路基本相同.在他們的方案中仍存在著諸多弊病:(1)均未對蘆薈黃色葉汁加以收集處理,這將直接導(dǎo)致皮膚過敏現(xiàn)象的發(fā)生,并將嚴(yán)重影響蘆薈膠的品質(zhì);(2)均采取了加熱和氧化等過程,但加熱會加速有效成分的降解,而氧化則可能導(dǎo)致有效成分的氧化;(3)均未體現(xiàn)對礦物質(zhì)、有機(jī)酸等非活性成分的含量及活性成分相對分子質(zhì)量的控制;因此,他們制出的蘆薈膠在成分、色澤、品味、穩(wěn)定性及濃度等方面都有較大變化,無法定量控制劑量,這無疑給使用帶來極大的隨意性和不確定性.4.4carrsyntm主要活性成分美國McAnalley教授領(lǐng)導(dǎo)的Carrington實驗室經(jīng)過多年的研究,分離出一種經(jīng)過凍干后不再降解的活性粘多糖CarrisynTM,并且證明它就是蘆薈的主要活性成分.分離提取CarrisynTM的工藝過程可簡述為:將蘆薈葉洗凈去皮,磨碎成漿,除去纖維質(zhì),醇沉,離心過濾,冷凍干燥等幾步.由于McAnalley將蘆薈活性成分進(jìn)行了極為重要的定性、定量分析,因此他們實驗所得的蘆薈粘多糖CarrisynTM具有極高的應(yīng)用價值,目前已獲得美國FDA的批準(zhǔn),作為一種生物制劑廣泛用于治療胃腸道、免疫類、癌癥、艾滋病等疾病,并取得了驚人的醫(yī)療效果.但CarrisynTM仍是一種多糖的混合物,其中可能存在中性多糖、酸性多糖和糖蛋白.4.5蘆清除c國內(nèi),提出了新的提取穩(wěn)定蘆資本主義的新方法,提出了新的提取穩(wěn)定蘆賢維的方案,提出了新的提取穩(wěn)定蘆賢維的方法,提出了新的提取穩(wěn)定性的方案.Coats在總結(jié)以往經(jīng)驗和McAnalley的工作之后,也逐漸認(rèn)識到加熱和氧化的方式可能會嚴(yán)重影響蘆薈膠的品質(zhì).他同時認(rèn)為,在McAnalley的冷處理方法中,將蘆薈表皮除去,可能會導(dǎo)致存在于蘆薈表皮中的活性成分的喪失.他認(rèn)為蘆薈表皮附近的區(qū)域仍含有高活性的多糖物質(zhì).于是Coats又提出了一套新的提取穩(wěn)定蘆薈膠的改進(jìn)方案.Coats的新方法蘆薈膠的改進(jìn)之處在于使用了整片蘆薈葉,產(chǎn)量有明顯提高,生物活性增強(qiáng)并在一定時間內(nèi)穩(wěn)定.5沿線國家合作開發(fā)蘆薈產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)出將進(jìn)入世界領(lǐng)先水平目前,國外蘆薈的產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速.國際蘆薈科學(xué)協(xié)會IASC的統(tǒng)計數(shù)字顯示,1997年全球蘆薈原料及制品的年銷售額已突破650億美元.專家預(yù)計,未來幾年世界范圍內(nèi)的蘆薈相關(guān)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值將超過上千億美元.世界各國都爭相啟動蘆薈產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程,而這其中美、日、韓等發(fā)達(dá)國家的蘆薈研究處于世界領(lǐng)先水平.5.1其他產(chǎn)業(yè)合作美國的蘆薈產(chǎn)業(yè)興起于70年代,其中具有相當(dāng)規(guī)模的蘆薈公司有十幾家,它們已成為美國蘆薈產(chǎn)業(yè)的龍頭企業(yè).這些大公司在蘆薈的制品中獲取了豐厚的利潤,這又為蘆薈產(chǎn)品的繼續(xù)開發(fā)提供了充足的經(jīng)費,促進(jìn)了對蘆薈的深入研究,從而進(jìn)一步推動了蘆薈產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,形成了良性循環(huán),使得美國的蘆薈產(chǎn)業(yè)能夠深入有序地發(fā)展.著名的Aloecorp公司、永久蘆薈公司都是美國蘆薈產(chǎn)業(yè)的佼佼者,它們都擁有幾百公傾的蘆薈種植基地,在蘆薈的種植加工、產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域都擁有世界上最先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備,其銷售網(wǎng)絡(luò)已遍布全球,年均銷售額都在十幾億美元以上.Aloecorp公司在德克薩斯州擁有120公傾的蘆薈基地,其開發(fā)的蘆薈產(chǎn)品已相當(dāng)成熟,在世界各地均有銷售.與Aloecorp公司相比,有著名蘆薈專家BillCoats加盟的永久蘆薈公司也實力雄厚,其蘆薈種植面積在150公傾以上,并且已擁有“去皮蘆薈凝膠”、“常溫穩(wěn)定化蘆薈”等專利.而McAnalley教授領(lǐng)導(dǎo)的Carrington實驗室,則在蘆薈的提取研究方面一直處于世界領(lǐng)先水平,他們對蘆薈多糖在醫(yī)療上的應(yīng)用進(jìn)行了長期系統(tǒng)的研究,并獲得了豐富的成果,現(xiàn)已申請了有關(guān)蘆薈多糖應(yīng)用研究的多項專利.他們還開通了網(wǎng)上直銷業(yè)務(wù),使世界各地的用戶能夠通過網(wǎng)絡(luò),快速而直接地得到蘆薈的各種產(chǎn)品和服務(wù).5.2阿勞埃曼喃的活性日本的蘆薈產(chǎn)業(yè)僅次于美國,尤其是對其特有品種——木立蘆薈的研究和產(chǎn)業(yè)化也相當(dāng)成功.另外,日本國內(nèi)還成立了跨行業(yè)的蘆薈協(xié)會,政府也在鼓勵發(fā)展蘆薈產(chǎn)業(yè),現(xiàn)在蘆薈在日本幾乎家喻戶曉,家庭種植蘆薈已非常普遍,許多人親切地稱蘆薈為“植物醫(yī)生”.20世紀(jì)70年代以來,日本學(xué)者以日本特有的木立蘆薈為主,進(jìn)行了許多卓有成效的研究.日本九州大學(xué)的Yagi教授早在1977年就發(fā)現(xiàn)了一種具有抗腫瘤的物質(zhì)——阿勞埃曼喃(Aloemannan);愛知縣癌病中心研究所的鄰木郁男士發(fā)現(xiàn)了具有強(qiáng)力抗癌、消炎作用的阿勞克汀A和B(alocutinA&B);日本東北大學(xué)藥學(xué)部曳野宏教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組和近大學(xué)東洋醫(yī)學(xué)研究所林輝明的研究小組共同發(fā)現(xiàn)的降低血糖作用的阿勞勃朗A和B(arboranA&B).另外,日本著名蘆薈研究專家添田百枝還發(fā)現(xiàn)了三種重要的活性成分,她于1970年在《東邦醫(yī)學(xué)會雜志》上以《關(guān)于蘆薈的抗腫瘤研究》為題發(fā)表了自己的論文,并引起了極大的轟動.這三種成分是:具有抗癌解毒作用的阿勞米嗪(Alomicin)、抗菌、抗霉作用的阿勞埃汀(Aloetin)、可治療燙傷和胃腸潰瘍的阿勞埃烏羅辛(aloeulcin).添田百枝雖然沒有搞清楚這三種活性成分的結(jié)構(gòu),但她通過小鼠試驗已證明這三種活性成分具有非常突出的生物活性.韓國的蘆薈產(chǎn)業(yè)也相當(dāng)發(fā)達(dá),已擁有數(shù)十家專營蘆薈制品的公司,并在美國建立了跨國公司,主要生產(chǎn)蘆薈化妝品、蘆薈飲料等,其產(chǎn)品也很暢銷.漢城是國際蘆薈科學(xué)協(xié)會亞洲分部的所在地.5.3種植、加工及應(yīng)用現(xiàn)狀我國從80年代開始引進(jìn)試種和研究開發(fā)蘆薈,在蘆薈熱的影響下,近幾年發(fā)展很快.據(jù)不完全統(tǒng)計,全國蘆薈種植面積約有1.2萬畝,分布較廣,其中云南元江4600畝,海南3000畝,四川600畝,福建約200畝,遼寧、新疆、寧夏、甘肅、山東、山西、河南、內(nèi)蒙古、吉林、黑龍江均有種植.栽培品種主要有庫拉索蘆薈、木立蘆薈、中華蘆薈、皂質(zhì)蘆薈等.蘆薈作為新興產(chǎn)業(yè),在我國的種植、加工及應(yīng)用的開發(fā)研究,前一段時間明顯落后于國外,但最近幾年有了長足的發(fā)展.據(jù)不完全統(tǒng)計,1998年初我國已有30多種以蘆薈為