药食兼用植物明日叶的研究进展及应用

研究地点：上海交通大学农业与生物学院食品科学与工程系，上海

摘要

明日叶作为一种具有多种生理活性和药用价值的药食兼用蔬菜，有很大的开发潜力。

本文综述了明日叶中主要活性成分的化学结构及生理活性的最新研究进展，着重讨论了查尔酮类化合物的提取方法及生理功效，并简要介绍近年已开发的明日叶相关产品。

关键词：明日叶；活性成分；查尔酮；生理功效

Abstract（英文摘要）

As a kind of medicinal and edible plant with a variety of physiological activity and medicinal value,Angelica keiskei has tremendous development potential. The latest research advance on chemical structures and physiological activity of the main active ingredients of Angelica keiskei are reviewed in this paper, mainly focus on the extraction methods and physiological effects of chalcones. Related products of Angelica keiskei developed in recent years are briefl y introduced.

Key Words: Angelica keiskei; active ingredients; chalcone; physiological effects

 

明日叶（Angelica keiskei，又名八丈芹、滨海当归）是一种多年生芹科植物，原产于日本著名的健康长寿之八丈乡岛，气味芳香，无毒，有抗菌、降血脂、抗癌及抗糖尿病药效作用。由于明日叶有一系列与人类健康密切相关的生理功效，极具开发价值，故近年有关其药用价值的研究很活跃。本文对明日叶的活性成分和生理功效做一综述。

 

1 活性成分

明日叶中主要功效成分为查尔酮类和香豆素类化合物，其中以查尔酮类黄色素化合物的含量最多。另外明日叶富含天然有机锗，还含有一般植物少有的维生素B12，以及丰富的叶绿素、10余种矿物元素、16种人体所需的氨基酸及类黄酮、泛酸、胆碱等物质^[1]。

1.1 查尔酮

Toshihiro等[2]用正己烷，甲醇和水提取明日叶茎叶的分泌物，并将其制成冻干粉末，经硅胶、中压液相色谱（MPLC）、高效液相色谱（HPLC）后分离，鉴定出5种查尔酮：（1）黄色当归醇（xanthoangelol），（2）黄色当归醇F（xanthoangelol F），（3）异补骨脂查尔酮（isobavachalcone），（4）4-羟基德里辛（4-hydroxyderricin），（5）黄色当归醇H（xanthoangelol H）。化学结构式见图1。

1.2 香豆素

Toshihiro等^[2]还分离出了7种香豆素：（6）雷塞匹亭（laserpitin），（7）异雷塞匹亭（isolaserpitin），（8）3′-千里光酰基-凯尔消旋内酯（3′-senecioyl khellactone），（ 9 ） 4 ‘ – 千里光酰基- 凯尔消旋内酯（ 4 ‘ – s e n e c i o y l khellactone），（10）丝立尼亭（selinidin），（11）蝉翼素（pteryxin），（12）(3’R)-3′-羟基二氢欧山芹醇当归酸酯[ (3’R)-3’-hydroxycolumbianidin]。化学结构见图2。

1.3 类黄酮

Jeong-Hwan等^[3]用酸水解法分析明日叶茎叶中的黄酮苷元，用高效液相色谱和二极管阵列检测法鉴定出5种类黄酮：（13）槲皮素（quercetin），（14）山奈酚（kaempferol），（15）杨梅素（myricetin），（16）木犀草素（luteolin）和（17）芹菜素（apigenin）。其中槲皮素和木犀草素是在叶中发现的，而在茎中只发现了槲皮素。

1.4 其他植物营养素

植物营养素是指存在于天然植物中对人体有益处的非基础营养素，Li等^[4]用高效液相色谱-电喷雾串联质谱法分析发现明日叶中有绿原酸。此外，明日叶中还含有天然色素如叶绿素、叶黄素、胡萝卜素。

除上述的活性成分之外，明日叶还含有高浓度的天然有机锗、芸香苷，一般植物少有的维生素B12，大量膳食纤维和胆碱等功效成分。

 

2 明日叶各活性成分的生理功效

2.1 查尔酮的生理功效

2.1.1 抗癌作用

明日叶查尔酮有抑制肿瘤细胞增殖、促进肿瘤细胞凋亡的作用。

Kimura等^[5]发现使小鼠口服4-羟基德里辛或黄色当归醇可抑制其肿瘤生长及在肺中的转移，还可延长其切除皮下肿瘤后的生存时间；且4-羟基德里辛可抑制切除肿瘤的小鼠脾内淋巴细胞、CD4+、CD8+及NK细胞数量的降低。

Shinsaku等^[6]、孟杨等^[7]也报道，黄色当归醇和4-羟基德里辛通过诱导胃癌细胞凋亡和降低H22肝癌细胞的增殖活性以抑制癌细胞增长。

馬場正樹等^[8]研究发现，4-羟基德里辛及黄色当归醇等查耳酮能抑制促癌剂TPA对培养细胞的磷脂代谢亢进的影响，可预防肿瘤。另外，Toshihiro[9]、Kou[10]、Hsu[11]也分别指出，明日叶查尔酮对4种人类肿瘤细胞株（白血病HL60、黑色素瘤CRL1579、肺A549、胃AZ521）、神经母细胞瘤、人类乳腺癌细胞株均有强大的细胞毒性，并可诱导肿瘤细胞凋亡。

2.1.2 抗糖尿病

Tatsuji等^[12]发现，4-羟基德里辛以及黄色当归醇有显著的胰岛素样活性，可诱导前脂肪细胞分化成脂肪细胞以及提高对葡萄糖的摄取，且4-羟基德里辛可预防遗传糖尿病的KK-Ay型小鼠糖尿病的恶化。

Kyuichi等[13]通过大鼠L6肌肉细胞摄取2-脱氧葡萄糖（2DG）试验，筛选可提高骨骼肌摄取葡萄糖量的食物时，发现4-羟基德里辛和黄色当归醇浓度10 μmol/L，L6细胞摄取2DG的量提高了1.9倍；且在小鼠口服葡萄糖耐受性试验中，含150.6 mg/g（干基）4-羟基德里辛和146.0 mg/g黄色当归醇的明日叶提取物可抑制急性高血糖。

这些结果表明，明日叶有望成为一种有效的抗糖尿病药物的原料。

2.1.3 降血脂

Hiroshi等^[14-15]研究了明日叶中黄色当归醇和4-羟基德里辛对自发性高血压脑卒中大鼠（SHRSP）的降血压及调节脂质代谢的作用，发现饲料中的黄色当归醇可降低SHRSP的血清LDL（低密度脂蛋白）水平，及肝脏中总胆固醇和甘油三酯含量；且4-羟基德里辛有抑制SHRSP收缩压升高的作用，还可降低血清中VLDL（极低密度脂蛋白）水平及肝甘油三酯含量。

Tae等^[16]发现，明日叶提取物可降低高脂血症大鼠的总血清胆固醇含量及低密度脂蛋白胆固醇，明日叶和姜黄提取物的混合物在降低高脂血症大鼠的总胆固醇，低密度脂蛋白胆固醇和甘油三酯方面可能有协同效应。

2.1.4 抗血管疾病

除降血脂外，明日叶查尔酮还有益于多种血管疾病的治疗。

Matsuura等^[17]发现，黄色当归醇、4-羟基德里辛及黄色当归醇B、E、F在浓度为10~100 μg/mL时即可抑制苯肾上腺素诱导的大鼠动脉环收缩。

Masato等^[18]也指出黄色当归醇D可显著抑制猪主动脉内皮细胞（PAECs）中肿瘤坏死因子-α（TNF-α）诱导的NF-κB的激活，表明黄色当归醇D可能有益于与NF-κB激活有关的多种血管疾病的治疗。另外，Fujita等[19]发现黄色当归醇E可有效地抑制兔子血小板中外源性花生四烯酸的代谢作用，且半抑制浓度（IC50）约为5 μmol/L，这一作用可能会参与植物的一些药理作用，如抗血小板凝集和减轻脑血栓的形成。

2.1.5 抗氧化作用

Daejoong等^[20]在衡量铁还原/抗氧化能力、氧自由基吸收能力和Fe2+/H2O2介导的DNA切口形成的检测中发现，明日叶提取物通过清除活性氧而表现出卓越的抗氧化能力。

Nobuwa等^[21]将明日叶茎的甲醇提取物中溶于乙酸乙酯的组分用色谱分离，得到了3个新的查尔酮（1~3）和一个已知的查尔酮黄色当归醇B（4），他们将3种新查尔酮命名为xanthokeismins A~C (1~3)，化学结构见图3。化合物1~4均有强大的超氧化物歧化酶活性。

2.1.6 抗菌作用

Inamori等^[22]发现，从明日叶根部分离的黄色当归醇和4-羟基德里辛对革兰阳性菌有抗菌活性，且黄色当归醇对藤黄微球菌IFO-12708的活性与被作为标准的庆大霉素的效价相同（最低抑菌浓度MIC为0.76 μg/mL）。

Kazuhiro等^[23]发现，4-羟基德里辛对青枯病菌、枯草芽孢杆菌和表皮葡萄球菌有抗菌活性，而黄色当归醇H、脱氧黄色当归醇H和脱氧二氢黄色当归醇H则无此活性，结果表明，2′-羟基或3′-异戊烯基这两个基团对于查尔酮抗菌活性的重要性。

 

2.2 香豆素的生理功效

2.2.1 抗癌作用

Toshihiro等^[2]评估7种香豆素关于抑制TPA诱导Raji细胞内EB病毒早期抗原（EBV-EA）的作用时发现，除丝立尼亭外，其他香豆素对EBV-EA的活化均有抑制作用。另外，在这些香豆素作为抗肿瘤启动子的初筛实验中，雷塞匹亭、异雷塞匹亭、3′-千里光酰基-凯尔消旋内酯、4′-千里光酰基-凯尔消旋内酯、丝立尼亭和蝉翼素都有较好的抑制作用。

2.2.2 抗炎症作用

IgE介导的肥大细胞的激活对过敏性炎症的发展至关重要，而Sachiko等^[24]发现丝立尼亭可抑制IgE介导的肥大细胞的激活，因此其有利于预防过敏性炎症。

2.2.3 降血脂作用

Hiroshi等^[25]发现饲料中添加明日叶中的雷塞匹亭可提高自发性高血压脑卒中大鼠血清中的高密度脂蛋白（HDL）特别是apoE-HDL的含量，且可降低肝甘油三酯含量。

2.3 类黄酮的生理功效

2.3.1 抗氧化作用

So-Joong等^[26]发现，明日叶的热水提取物中可溶于乙酸乙酯的中性部分表现出清除1,1-二苯基-2-苦基肼（DPPH）自由基的活性。他们用不同的色谱法分离和纯化6种抗氧化成分，基于快原子轰击质谱和核磁共振分离的化合物被鉴定为木犀草素-7-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素3-O-β-D-半乳糖苷、槲皮素3-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素3-O-α-D-吡喃阿拉伯糖苷、山奈酚3-O-α-D-吡喃阿拉伯糖苷、木犀草素7-O-芸香糖苷。

2.3.2 抗肿瘤活性

大量实验证实非正常的细胞内持续高水平的钙调蛋白（CaM）与癌细胞的增长相关联，据此出现了利用钙调蛋白抑制剂治疗肿瘤的尝试。

Sergio等^[27]发现槲皮素在浓度为50 μmol/L时可完全抑制钙调蛋白诱导的NPN型荧光，说明槲皮素可作为一种钙调蛋白抑制剂治疗肿瘤。

Jong等^[28]也报道，明日叶地上部分的甲醇提取物和其组分木犀草苷显著降低了溴苯诱导的大鼠脂质过氧化物含量的升高，降低了溴苯对肝的损害。

2.4 其他活性成分的生理功效

2.4.1 天然有机锗

据日本食品分析中心研究, 明日叶含有高浓度的天然有机锗^[29]，锗能净化血液，使细胞活化、预防癌症；还能溶解附着于血管壁的胆固醇，防止血管老化，促进细胞新陈代谢，维持血压正常。

2.4.2 新型抗氧化倍半萜

Nobuwa等^[30]从明日叶种子中分离出一种新的倍半萜Ashitabaol A，实验发现，Ashitabaol A有清除自由基的活性。

2.4.3 天然色素

胡萝卜素：可转化成维生素A，有调整前列腺、美化皮肤、防老化、增抗体、预防癌症和动脉硬化等功能。

叶绿素：防老化、皮肤病、溃疡、杀菌。

叶黄素：保护眼睛不受光线损害，延缓眼睛的老化及

防止病变；抗氧化，有助于预防机体衰老引发的心血管硬化、冠心病和肿瘤疾病。

2.4.4 膳食纤维

Nagata等^[31]发现在饲料中添加明日叶可提供膳食纤维从而通过增加大鼠排泄含有高浓度胆汁酸的粪便以提高肠胃健康。

2.4.5 胆碱

作为卵磷脂的组成成分，胆碱能预防脂肪沉淀、胆固醇凝集，还有强化记忆力以及防止肝硬化等功效。

 

3 明日叶中查尔酮的分离纯化

明日叶中黄色素是多种水溶性有效成分的混合物，属查尔酮类有效部位群。其中4-羟基德里辛、黄色当归醇等查尔酮类组分易溶于水、稀醇等极性溶剂，不溶于无水乙醇、丙酮、乙醚和石油醚。

王亦敏^[32]用正交试验法设计大孔树脂提取纯化明日叶中查尔酮的工艺，以4-羟基德里辛含量为评价指标，结果发现，采用AB-8型号大孔树脂、蒸馏水为洗脱剂、30目的大孔树脂粒径和15 mL/min的洗脱流速为最佳提取工艺。

钟进义^[33]等发明了一种从新鲜明日叶中提取查尔酮的方法：（1）取适量新鲜明日叶粉碎匀浆，过滤收集滤液；将过滤后的滤渣加入1~2倍体积的乙酸乙酯，25~35 ℃搅拌浸提1~2 h过滤收集滤液；将滤渣同样条件浸提过滤1次并收集滤液；（2）将上述3次滤液合并后加热至50~55 ℃，浓缩滤液并回收乙酸乙酯；（3）向浓缩提取液中加入适量体积的二甲亚砜，混匀后用C18-OPN柱色谱分离，经乙腈洗脱并干燥后获得天然明日叶查尔酮。

 

4 明日叶产品的开发

4.1 作为蔬菜直接食用

明日叶微甜而无毒，从春到秋植株不断生长，可作为天然绿色蔬菜直接食用。

农业部蔬菜品质监测检验测试中心的专家认为，明日叶独具的芳香可解鱼、肉的腥膻味。

另据报道，3年以上的明日叶老根的营养价值和叶片一样，又被称为“海峰人参”，可煮食，也可泡酒作强壮剂。

4.2 饲料

明日叶如不及时采摘，叶片变老则不堪食用，但可采收作为饲料。

日本八丈岛农民用明日叶喂饲奶牛，曾出现产奶的世界纪录。

Hwan等^[34]发现，在母鸡的饲料中补充干制的明日叶能加深蛋黄颜色和提高鸡蛋中维生素含量；

Sang-C等^[35]用生产新鲜的明日叶蔬菜汁过程中的副产物作为培养猴头菇的营养物质，发现猴头菇中的维生素B2和C含量，磷、镁、钙在内的总灰分以及总氨基酸含量都有所增加。

4.3 作功能饮料

Hye-Y等[36]发现一种含30 %明日叶的蔬菜饮料有降血压作用，还可影响抗氧化酶活性、血脂水平及血浆的天冬氨酸氨基转移酶（AST）或谷氨酸氨基转移酶（ALT）水平。此外，Hee-K等[37]发现明日叶绿色饮料对用CCl4处理过的大鼠肝损伤有抑制作用；添加明日叶的酸奶中有活力的细胞数和酸奶的黏度都有所增加^[38]。

4.4 茶叶

这方面已经开发的产品有：明日叶茶、明日叶茶包、明日叶粉末等100 %明日叶系列产品。

 

5 结论

明日叶原产于日本伊豆八丈诸岛，现在我国贵州等地有种植，发展潜力巨大。明日叶在日本、韩国、我国台湾等地已成为“健康、活力、长寿”的全能食品，目前我国还未形成大规模的生产，因此对其进行综合开发应用研究将有重要意义。

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