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安徽农业大学学报

安徽农业大学学报,2007,34(3):

3282333

JournalofAnhuiAgriculturalUniversity

竹提取物的化学成分及其利用研究进展①

岳永德1,操海群2,汤 锋2

(11国际竹藤网络中心,北京100102;              

21安徽省农产品安全重点实验室,安徽农业大学资源与环境学院,合肥230036)

摘 要:

近年来,竹类资源的研究和利用在国内外十分活跃。

本文综述了竹提取物中的主要化学成分,包括竹

叶黄酮、多糖、氨基酸、挥发性成分等的种类和含量研究进展,总结了竹提取物的抗氧化活性等生理功能,重点论述

了竹提取物的防腐抗菌作用、控制害虫作用等生物活性。

提出了今后竹子化学研究的重点领域。

关键词:

竹子;化学成分;生物活性;生理功能;利用

  中图分类号:

S795108文献标识码:

A文章编号:

16722352X(2007)0320328206

Advanceinbamboochemicalingredientsanditsutilizations

YUEYong2de1,CAOHai2qun2,TANGFeng2

  (11InternationalCenterforBamboo&Rattan,Bejing100102;21KeyLaboratoryforAgri2foodSafetyofAnhuiProvince,

SchoolofResources&Environment,AnhuiAgriculturalUniversity,Hefei230036)

Abstract:

Therecentdevelopmentinrenewablenaturalresourceandaviablereplacementforwoodhaveledto

agrowingactivityinbambooresourceutilizations.Thispaperintendstogiveanoverviewofrecentprogressinbam2

boochemistry,thebioactivityandpotentialapplicationsofbambooingredients,withtheaimofdrawingattentionto

usefulinformationandenhancinginterestinthispracticallyunexploredbutpromisingfield.

Keywords:

bamboo;ingredients;bioactivity;medicinalfunction;utilization

  竹子是多年生常绿植物,具有分布广、速生丰

产、再生能力强、用途广泛等特点。

近年来,竹类资

源的研究和利用在国内外十分活跃。

由于竹子有着

复杂的次生代谢过程,在其生命活动中产生了许多

生理活性成分,因此,在传统的竹材利用领域之外,

人们开始关注对竹提取物化学成分及其生物活性和

生理功能的研究。

本文着重论述竹提取物主要化学

成分、竹提取物的抗氧化活性等生理功能以及其对

植物病虫的生物活性等热点问题,探讨了今后竹子

化学研究的重点领域。

1 竹提取物的化学成分

竹叶在中国具有悠久的药食两用历史,但是,对

竹子提取物化学成分的研究却起步较晚。

20世纪

50年代,Shimano利用纸色谱等手段检测出淡竹

(LophatherumgracileBrongn.)叶中含有木犀草素

类黄酮成分[1],其后Ohmoto等从淡竹叶中分离出

声竹素(azundoin)、印白茅素(cyindrin)、蒲公英赛

醇(taraxerol)、无羁萜(triedelin)等三萜类化合

物[1]。

目前已报道的竹提取物的化学成分包括黄

酮及其苷类、活性多糖类、特种氨基酸及其肽类、芳

香成分以及锰、锌、硒等多种微量元素。

111 黄酮

黄酮(flavonoids)是具有22苯基色原酮结构的

化合物的总称,在植物中普遍存在。

竹提取物中发

现的黄酮类化合物主要是黄酮苷,以在6、8位的碳

①收稿日期:

2007205209

基金项目:

国家科技支撑计划(2006BAD19B08)资助。

作者简介:

岳永德(1952-),男,教授,博士生导师。

E2mail:

yueyd@icbr1ac1cn

©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.

苷黄酮为主,如荭草苷(orientin)、异荭草苷(ho2

moorientin)、牡荆苷(vitexin)和异牡荆苷(isovitexin)

等[2]。

也有在3位的氧苷黄酮醇,如槲皮素232O2芸

香糖苷(quercetin232O2rutinoside)、槲皮素232O2葡萄

糖苷(quercetin232O2glucoside)和鼠李素232O2芸香糖

苷(rhamnetin232O2rutinoside)等[3]。

肖贻崧等利用液相色谱-质谱联用技术分析了

苦竹(Pleioblastusamarus)叶中黄酮类化合物,发

现苦竹叶中的黄酮类化合物主要为3位芸香糖基和

6位葡萄糖基的黄酮醇甙类[4]。

王红兵等从苦竹叶

95%醇浸膏的氯仿和乙酸乙酯部分中共获得8个化

合物,鉴定为甘草查耳酮A、伞形花内酯、松柏醇、木

栓酮、胡萝卜、β2谷甾醇、邻羟基苯甲醛和香豆酸[5]。

陈泉等用溶剂萃取及多次柱色谱分离,从淡竹

叶中分离得到11个化合物,经鉴定,其中包括牡荆

素(vitexin)、苜蓿素(tricin)、香豆酸(p2coumaric

acid)、42羟基23,52二甲氧基苯甲醛(42hydroxy23,52

dimethoxybenzaldehyde)、5,4′2二羟基23′,5′2二甲氧

基272β2D2葡萄糖氧基黄酮(5,4′2dihydroxy23′,5′2di2

methoxy272β2D2glucosyloxy2flavone)、香草酸(vanillic

acid)等黄酮类化合物[6,7]。

竹叶、竹皮等部位均含有丰富的黄酮类化合物,

竹提取物中总黄酮含量平均在2%左右。

毛竹

(Phyllostachysedulis)、苦竹叶粗提物中总黄酮含

量为7185%、13122%[8],紫竹(Phyllostachysnigra)

叶的全年平均黄酮含量大约为银杏叶的2/3[9]。

李洪玉等用HPLC法分析测定了桂竹

(Phyllostachysbabmbusoides)等不同来源竹叶中荭

草苷、异荭草苷和异牡荆苷的含量,发现含量最高的

是紫竹(0189%),其次为高节竹(Phyllostachys

prominens)(0129%)、金毛竹(Phyllostaehysnigra

var.Henonis)(0112%)、红壳竹(Phyllostachys

iridescens)(0119%)、毛竹(0116%)、斑竹

(PhyllostachysbambusoidesSieb)(0116%),较低的

是桂竹(0108%)和早园竹(Phyllostachys

propinqua)(0107%)[10]。

112 多糖

竹提取物中含有多糖成分,从箬竹热水提取物

中分离得到了由木糖、阿拉伯糖和半乳糖组成的活

性多糖[11];从毛竹叶中提取得到了一种中等分子量

的酸性杂多糖,主要由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露

糖、葡萄糖和半乳糖等6种单糖组成[12,13]。

毛燕等报道,石竹(Phyllostaehysnuda)、淡竹、

金竹(Phyllostaehysparvifolia)、白哺鸡竹

(Phyllostaehysdulcis)、红壳竹、芽竹(Phyllostaehys

robusiramea)、甜竹(Phyllostaehysflexosa)、毛竹、

斑竹等9种竹叶中总糖含量为22148%~27162%,

水溶性糖含量为8141%~14146%,多糖为10148%

~17171%。

总糖含量、多糖含量最高为甜竹叶,水

溶性糖含量最高为红壳竹叶[14]。

113 特种氨基酸

据周兆祥报道,竹叶中含有16种氨基酸,其中

包括苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯

丙氨酸、赖氨酸等7种必需氨基酸[15]。

在竹提取物

中含有相当量的羟基赖氨酸,即δ2羟基赖氨酸(δ2

OH2Lys),主要以游离单体和小肽的形式存在。

竹和毛竹叶中δ2羟基赖氨酸的含量分别占干叶氨

基酸总量的1133%和1140%[16]。

114 挥发性成分

竹叶中挥发性物质的主要成分为醛、羧酸、酚及

醇等类化合物。

张英等用SDE和大孔树脂顶空吸

附法、毛细管气相色谱/质谱技术(CGC/MS)研究了

竹叶精油和头香的化学成分,从阔叶箬竹

(Indocalamuslatifolius)、毛金竹(Phyllostachys

nigra)和四季竹(Bambusamultiplex)等3种竹叶

中分别检出风味化合物57种、68种和82种,其中

22种为3种竹叶所共有,约占总挥发物的60%~

70%。

芳香成分以醛、呋喃、酮类为主,C5~C8中等

长度碳链的含氧化合物占主导地位,是竹叶清香的

物质基础。

其中起关键作用的有(E)222己烯醛、

(Z)232己烯醇、22乙基呋喃、己烯和己醛等5种C6

化合物,分别占3种竹子总挥发物的66104%、

48100%和69109%[17]。

在箬竹叶中鉴定出43种挥发性成分,其中,醛

类化合物有12种(占总含量的27149%),羧酸类化

合物8种(占总含量的23154%),酚类化合物4种

(占总含量的19198%),醇类化合物6种(占总含量

的4155%),含量最高的化合物为42乙烯基苯酚(含

量为1126%),其次为32己烯酸(含量为10106%)。

在毛竹和苦竹叶分别鉴定出53种和42种挥发性成

分,其中含量最高为叶醇,分别为20133%和

27108%;其次为22己烯醛,含量分别为14162%和

10102%。

在慈竹(Sinocalamusaffinis)叶挥发性

成分中鉴定出24种化学物质,主要芳香物质为C5

~C8的含氧化合物,含有(E)222己烯醛和(Z)232己

烯醇[18221]。

115 叶绿素

竹叶中含有丰富的叶绿素,竹叶中叶绿素的含

量达512~811mg·g-1[22]。

一般夏季采集的竹叶

叶绿素含量最高,春季次之,秋末最低。

这些竹叶叶

34卷3期岳永德等 竹提取物的化学成分及其利用研究进展329

©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.

绿素不仅是良好的天然食用色素,而且在医药上具

有广泛的用途,比如叶绿素浸膏经过进一步反应,可

制取叶绿素铜钠、脱镁叶绿甲酯乙酸、叶绿素铜和叶

绿素铁钠等多种叶绿素衍生物,具有抑菌、除口臭及

防止牙龈出血等功效[23]。

116 矿质元素

通过对淡竹、刚竹(PhyllostachysIndigenous)、

毛竹、雷竹(Phyllostachyspraecox)和箬竹竹叶进行

矿质元素测定,检出了20多种矿质元素,其中包括

人体必需的Fe、Ca、Si等常量元素和Zn、Mn、Cu、

Mo、V、Ni等微量元素。

100g干竹叶中平均含Ca

886mg、P144mg、K1540mg、Ba458mg、Mg88mg、

Si1330mg、Fe8186mg、Zn1198mg、Mn4142mg、

Cu0172mg和Pt0104mg[24,25]。

2 竹提取物的生物活性及生理功效

竹叶的医疗保健作用早已为中国人所认识。

《本草纲目》记载:

苦竹叶具有明目利九窍、治不睡、

止消渴、解酒毒等作用;淡竹叶具有镇静、解热、止咳

和止血的功效[26]。

《中药大辞典》记载:

淡_______竹叶有清

热解烦,生津利尿;治热病烦渴,小儿惊痫,咳喘吐

血,面赤,小便短赤,口糜舌疮等功用。

《中国中药

资源志要》内12694种中药中,竹类共收集10属32

种。

近年研究表明,竹提取物具有优良的抗自由基、

抗氧化、抗衰老、抗菌、杀虫、调节血脂以及保护心脑

血管等生物活性和药理功效。

211 抗氧化作用

竹提取物具有优良的抗自由基能力和确凿的类

SOD活性。

用化学发光法对来自于6属17种竹叶

醇提物对氧自由基(O2

)和羟基自由基(·OH)的

清除能力的研究表明,竹叶提取物普遍显示了较强

的清除活性氧自由基的作用,且呈显著的量效关系。

竹提取物对O2

的抑制中浓度(IC50)平均为(4193

±2136)μg·mL-1,相当于01124U·mL-1超氧化歧

化酶(SOD)的活力;对·OH的抑制中浓度平均为

(1148±0191)μg·mL-1,相当于01235mg·mL-1的

阿魏酸纯品的作用[27]。

近10年来,我国科技工作者对竹叶提取物(竹

叶黄酮)抗脂质过氧化活性做了大量研究工作,发

现在麦乳精中强化1%的竹提取物,可显著提高制

品的抗自由基和抗氧化能力,并可保护维生素A和

E的活性。

在啤酒中强化一定量的竹提取物,抗氧

化性能和储存稳定性增强,双乙酰回升受到显著抑

制。

对竹叶黄酮进行控制性酸水解,发现在菜籽油

体系中,水解苷元显示了与BHT(二丁基羟基甲苯)

可比的抗氧化活性,有效浓度在0102%左右;其抑

制猪油过氧化能力与槲皮素和茶多酚相似;化学发

光法测定结果表明,水解苷元清除·OH活性接近

槲皮素[28230]。

可见,竹叶黄酮苷元具有作为天然油

脂抗氧化剂的开发潜力[31]。

Kweon等从毛竹提取

物中分离出3种抗氧化活性化合物,其中2种为新

发现的化合物[32]。

马世玉等研究了竹提取物对小鼠的抗氧化作

用,结果表明,竹叶提取物能显著提高小鼠心、脑和

血清中抗氧化酶活性,增强其清除自由基能力,抑制

脂质过氧化,减少脂褐素类物质在脑组织的积累,从

而起到保护脑和心脏等组织,对抗D2半乳糖所致衰

老退行性变的作用。

给予竹叶提取物的小鼠心、肝、

脑组织和全血中超氧化歧化酶(SOD)及谷胱甘肽过

氧化物酶(GSH2Px)活力显著提高,而丙二醛

(MDA)和脂褐质(LF)含量则明显下降。

竹叶提取

物亦能清除抗坏血酸体系产生的·OH-,且·OH-

的清除率呈明显的量效相关性。

对荷瘤小鼠,竹叶

提取液能明显增加血清SOD的含量,减少MDA水

平[33,34]。

有学者认为,竹叶提取物的这种显著提高

机体抗氧化酶活性和清除自由基的作用是其抗癌功

效的机制之一。

212 防腐抗菌作用

竹提取物对食品微生物具有良好的防腐抗菌作

用,对福桔、瘦猪肉、土鸡肉、豆腐均可达到良好的防

腐效果,高浓度竹提取物(2%)的防腐效果甚至优

于012%的甲基托布津。

竹提取物对苹果汁、麦芽

汁、马铃薯汁、桔子汁、猪肉汁、牛肉汁等也具有良好

的防腐作用,可有效抑制果品贮藏期间微生物的生

长繁殖。

但是当霉菌污染严重和生长旺盛时,低浓

度竹提取物不再有任何抑制作用[35,36]。

竹提取物

对食品致病菌伤寒沙门氏菌(Salminellatyphi)、痢

疾志贺氏菌(Shigelladusenterlea)、小肠结炎耶尔森

氏菌(Yersiniaenterocalitica)、金黄色葡萄球菌

(Staphylococcusaureus)、蜡样芽孢杆菌(Bacillus

cereus)、魏氏梭菌(Lostridiumperfringens)、肉毒梭

菌(Clostridiumbotulinum)等也具有不同程度的抑

制作用。

在相同时间内,竹提取物浓度越高,抑菌率

越高;同一浓度的竹提取物,作用时间越长,抑菌率

越高[37]。

许钢等研究发现,四季竹竹叶乙酸乙酯提取液

对伤寒沙门氏菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草

芽胞杆菌、普通变形杆菌的最小抑制浓度均为1%,

对米曲霉、酒精酵母的最小抑制浓度均为5%,提取

330安徽农业大学学报2007年

©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.

物浓度越高,抑菌率越高[38]。

向天勇发现箬竹叶甲

醇提取物中的黄酮醇氧苷类化合物具抑菌活性,水

解后的黄酮醇抑菌活性更高[39]。

Chuyen等用乙醚从Kumazasa的叶中提取出抗

细菌、真菌和霉菌的物质,通过GC和GC2MS技术,

鉴定出醋酸、丙炔酸、苯酚及邻甲氧基苯酚等三十余

种抗菌活性成分[40]。

Nishina等从孟宗竹竹皮中获

得抗细菌的活性物质,发现该物质是2,62二甲氧基

苯醌[41]。

竹提取物对植物病原微生物也具有较好的抑制

作用。

操海群等报道了毛金竹、灰水竹

(Phyllostachysplatyglossa)、毛竹、苦竹、巨县苦竹

(Pleioblastusjuxianensis)、孝顺竹(Bambusa

multiplex)、青皮竹(Bambusatextilis)、阔叶箬竹、短

穗竹(Brachystachyumdensiflorum)、白纹短穗竹

(Brachystachyumalbostriatum)等不同竹种提取物

对植物病原菌的抑制作用,发现毛金竹、毛竹、青皮

竹、短穗竹等竹提取物具有较强的抗真菌作用,对小

麦赤霉病菌72h的菌丝生长抑制率均在80%以上。

其中,毛竹提取物在96h后的菌丝抑制率仍达

10010%[42]。

对毛竹粗提物进行萃取分离,分别得到石油醚

和乙酸乙酯2个组分。

生物测定表明,510g·L-1浓

度的乙酸乙酯组分对小麦赤霉病菌的48h菌丝抑

制率达100%,对苹果炭疽病菌菌丝抑制率达

89123%,而相同浓度下石油醚组分对小麦赤霉病菌

和苹果炭疽病菌的菌丝抑制率仅为51147%和

49123%。

将毛竹粗提物的乙酸乙酯组分通过硅胶

柱层析分离,得到9个流份,发现不同流份的抑菌活

性差异较大,其中第1流份(F1)和第3流份(F3)对

小麦赤霉病菌的抑制作用明显优于其它流份,经

GC2MS初步鉴定,F1中抑菌有效成分为苯酚类化合

物[43]。

213 抗肿瘤作用

竹叶活性多糖有确切的抗癌活性,从竹叶中提

取的一种中等分子量的酸性杂多糖,临床实验或动

物实验均证明其具有抗癌活性。

日本学者发现,从

竹叶中提取的Bamfolin粉末(有效成分是一种多

糖),对肝腹水瘤AH39有100%的抑制作用,对鼻

咽癌、上腭癌、腹腔癌、胃癌、卵巢癌、食道癌和肉瘤

等均有不同程度的疗效,长期服用对肝脏、血液无副

作用[11]。

不同浓度竹提取物对肿瘤大小及小鼠胸腺指

数、脾指数影响的研究结果表明,处理组肿瘤体积明

显缩小、瘤重减轻、胸腺及脾指数显著提高,竹提取

物对小鼠移植性H22肝癌细胞、ASP2I肺癌细胞的

生长具有明显抑制作用[44,45]。

有学者认为竹提取

物抑制肿瘤生长的作用机制与清除机体自由基、防

止脂质过氧化、提高机体免疫功能等因素有关。

竹提取物对亚硝酸盐(NO2

-)也表现出良好的

清除能力,并对N2亚硝胺类(NDMA)化合物的合成

具有阻断作用。

在体外模拟胃液的条件下,浓度为

2162~6133mg·mL-1的竹提取物对NO2

-的清除

率为57131%~88106%,对NDMA阻断率为

30192%~83162%。

紫竹、高节竹、花哺鸡竹、红哺

鸡竹、斑竹提取物对NO2

-的清除能力相当于0101

mol·L-1的VC;近实心苦竹(Pleioblastussolidus)、

长叶苦竹(Pleioblastussimonii)、青苦竹

(Pleioblastuschino)、满山爆竹(Sinobambusa

tootsik)、毛竹、金毛竹、斑竹提取物对NDMA合成

的阻断作用相当于0102mol·L-1的VC

[2]。

214 调节血脂作用

血脂异常升高是冠心病发病的危险因素之一,

降低血清中过高的低密度脂蛋白胆固醇(LDL2C)、

总胆固醇(TC),并提高高密度脂蛋白胆固醇(HDL2

C)的水平,有利于预防冠心病。

沈健等以成年SD雄

性大鼠为对象,用高脂饲料建立高血脂模型,研究了

竹叶提取物调节血脂作用。

结果表明,竹提取物能显

著降低SD大鼠血液甘油三酯、总胆固醇、LDL2胆固

醇的浓度,中剂量和高剂量组能显著提高HDL2胆固

醇浓度,其降血脂的作用与银杏提取物相当[46]。

215 抗衰老作用

用昆明种小鼠为实验对象,进行抗衰老、耐缺氧

和抗疲劳作用试验。

结果表明,高剂量组的竹提取

物能显著增强小鼠对非特异性刺激的抵抗能力和抗

疲劳能力,对正常小鼠的学习能力有一定的促进作

用。

以15月龄的雌性NIH小鼠为试验对象,发现

竹提取物能明显抑制老年小鼠体内的脂质过氧化,

对老年小鼠内源性抗氧化酶系SOD和GSH2Px的活

力具有显著的诱导作用。

其抑制脂质过氧化、升高

GSH2Px的作用优于银杏提取物,升高SOD的作用

与银杏提取物相似[47]。

216 控制害虫作用

从植物化学成分中筛选农药先导化合物仍是研

究的热点之一,竹提取物对重要农业害虫的生物活

性,也受到了关注。

操海群等2003年以来分别报道了毛金竹、灰水

竹、毛竹、苦竹、巨县苦竹、孝顺竹、青皮竹、阔叶箬

竹、短穗竹、白纹短穗竹等不同竹种提取物对害虫的

控制作用。

结果表明,竹提取物对供试昆虫具有一

34卷3期岳永德等 竹提取物的化学成分及其利用研究进展331

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