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沙棘提取分析方法与其药理活性的研究进展

崔雨桐 王涛 杨凤艳 徐添颖

崔雨桐, 王涛, 杨凤艳, 徐添颖. 沙棘提取分析方法与其药理活性的研究进展[J]. 药学实践与服务. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202502021
引用本文: 崔雨桐, 王涛, 杨凤艳, 徐添颖. 沙棘提取分析方法与其药理活性的研究进展[J]. 药学实践与服务. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202502021
CUI Yutong, WANG Tao, YANG Fengyan, XU Tianying. Research progress on the extract analysis method and pharmacological activity of Hippophae rhamnoides[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202502021
Citation: CUI Yutong, WANG Tao, YANG Fengyan, XU Tianying. Research progress on the extract analysis method and pharmacological activity of Hippophae rhamnoides[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202502021

沙棘提取分析方法与其药理活性的研究进展

doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202502021
基金项目: 海军军医大学校级基础医学研究课题青年启动基金(2023QN035);全军高原医学研究中心自主科研项目(24GYZXZD25)
详细信息
    作者简介:

    崔雨桐,本科生,研究方向:麻醉学,Email:1793729596@qq.com

    通讯作者: 杨凤艳,讲师,研究方向:麻醉药理学,Email:18522826181@163.com徐添颖,副教授,研究方向:麻醉药理学,Email:xty7910@163.com

Research progress on the extract analysis method and pharmacological activity of Hippophae rhamnoides

  • 摘要: 沙棘是一种药食同源的植物,其营养价值丰富并且生物学活性广泛,具有悠久的药用历史。沙棘富含多种化学活性成分,主要有黄酮、多糖、维生素、脂肪酸等。近年,国内外对沙棘的化学活性成分展开大量研究,对比不同成分的提取方法,发现提取方法的不同影响了沙棘提取物的化学结构,进而影响它的药理活性。研究发现沙棘在心血管疾病、肥胖超重、肝脏疾病、免疫调节疾病、胃肠道疾病等方面具有显著药理作用,具有如抗氧化、抗炎、降血脂、降血糖等多重药理活性,在保健食品与医药领域的开发应用价值不可估量。本文系统综述了沙棘的不同化学成分和其提取与分析方法,以及沙棘的主要药理作用和机制研究进展,为进一步开发和应用沙棘资源提供参考依据。
  • 图  1  沙棘的药理活性

    表  1  沙棘黄酮类成分的提取与分析方法

    文献 提取方法 提取工艺 分析方法 分析工艺 黄酮含量 黄酮成分 优点 缺点
    [2] 乙醇提
    取法
    5 kg样品,95%乙醇20 L室温下提取 HPLC-DAD 利用紫外、质谱、1H和14C NMR和二维NMR对其进行结构分析 干莓中,异鼠李素:12.2~31.4 mg/100 g 槲皮素:4.0~25.3 mg/100 g
    山柰酚:7.5~59.7 mg/100 g
    干叶中,异鼠李素:9.1~34.5 mg/100 g槲皮素:75.1~182.1 mg/100 g
    山柰酚:29.2~113.4 mg/100 g
    槲皮素、山柰酚、异鼠李素 提取简便,对环境污染小,反应条件温和,分析准确全面等 药品消耗量大,分析过程复杂
    [4] 干燥脱水 预热,100 g沙棘果放入干燥室,每隔
    1 h称重,持续进行到含水量小于10%,冷却密封包装,冷藏
    保存
    增强液相色谱串联质谱法 20 mg粉末,
    0.5 ml70%甲醇提取,并加入10 μl内标定量,超声处理,离心,上清液过滤
    26种黄酮、23种黄酮醇和11种黄烷酮 操作简便,节约成本,污染小 干燥导致衍生物增多,影响实验结果
    [5] 甲醇提
    取法
    300 g样品混合,2 L 甲醇每24 h提取一次,共3次 增强液相色谱串联质谱法 5 μl,在30℃以
    0.4 ml/min洗脱,
    5 min柱洗,平衡
    3 min
    槲皮素、山柰酚、异鼠李素 提取简便,节约成本,表征效
    果好
    提取周期长,耗时
    [6] 酸水解处理法 5 ml 1.5 mol/L盐酸均质,沸水浴30 min,冷却离心,5 ml 70%甲醇在水浴摇床室温下提取24 h,离心并混合,过滤 HPLC-UV 采用梯度洗脱程序,流速为
    1.0 ml/min,进样量为40 μl,在254、280、306和340 nm波长处检测吸光度
    叶片中,芦丁:135 mg/100 g脂重
    槲皮素:105 mg/100 g脂重
    杨梅素/芦丁、山柰酚、槲皮素和异鼠李素 排除干扰因素,提取纯度高,分析系统全面 耗能,速度慢,衍生物多等
    [7] 氯仿甲醇混合提
    取法
    100 ml氯仿和甲醇混合物萃取,加入 0.1% BH分离,收集氯仿层,离心,无水硫酸盐过滤,浓缩至50% LC-MS 2 ml, 1 mol KOH在甲醇中皂化, 50 mg提取物和100 g 5-胆甾醇为内标,黑暗放置,萃取非皂化相,上层两次洗涤蒸干,硅烷化处理,色谱分离 黄酮醇:311.55 mg/
    100 g鲜重
    6种异鼠李素、4种槲皮素和山柰酚苷 提取率高,提取纯度高,表征效果较好 耗费药品,污染大,过程复杂
    [8] 索氏提
    取法
    90.26 g丁醇粗提取物通过SPE去除,85%甲醇洗脱,浓缩并冷冻干燥得24.94 g提取物,悬浮于50%甲醇,振荡,超声2 min,离心,旋转蒸发上清液并冷冻干燥 UHPLC-MS 馏分4.50 g共9 批,进行Sephadex LH-20色谱分析,洗脱,分离得到4个馏分,蒸发溶剂并冻干 8种异鼠李糖苷,其酰基为异戊酸 提取纯度高,提取方法新颖,发现新化合物,分析系统 速度慢,衍生物多,环境污染大,药品耗费多
    [9] 渗透脱
    水法
    真空干燥脱水至5% UMR 分极性提取物和非极性提取物进行NMR分析 山萘酚、槲皮素和异鼠李素 温和低能耗,对营养物质损伤少,检测具有可重复性和精确性 条件要求高,衍生物多,分析复杂等
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    表  2  沙棘多糖类成分的提取与分析方法

    文献 提取方法 提取工艺 分析方法 分析工艺 多糖的单糖
    组分
    提取率 优点 缺点
    [5] 水基两相萃
    取法
    300 g新鲜果实用2 L甲醇提取三次,水中溶解,与三氯甲烷分离,水层通过旋转蒸发浓缩,经Biotage闪蒸色谱法分离 GC-MS 酸水解,离心取上清液,N2下干燥后气相色谱质谱分析,分析其酸水解后的三甲基硅烷基噻唑烷衍生物 鼠李糖、
    葡萄糖
    高效,操作简单,成本低,
    环保
    容易分解多糖
    [9] 超声提取法 15 g浆果烤箱50℃干燥脱水,液氮研磨成粉,200 mg粉状样品在
    1.0 ml 100% CD3OD和0.3 ml pH 6.0缓冲液中涡旋,室温超声提取
    30 min
    1H NMR、2D NMR 提取后,14 000×g离心
    7 min,收集上清液,用0.45 µm膜过滤器过滤,将0.6 ml的滤液转移到标准的5 mm核磁共振管中进行分析
    葡萄糖、果糖、蔗糖、鼠李糖和果胶糖 效率高,收率高,提取时间短,低温低,材料或溶剂消
    耗低
    容易分解多糖
    [11] 加压热水淬
    取法
    500 g样品用石油醚和95%乙醇预处理,加压热水萃取,400 ml,115℃,1 h HPLC TFA水解和PMP柱前衍生化后,用HPLC分析了HRPs的单糖组成 甘露糖、鼠李糖、葡萄糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖 4.54% 操作简单,成本低 产量低,生产时间长,温度高
    [11] 酸萃取法 500 g样品用石油醚和95%乙醇预处理,
    0.1 mol/L 盐酸400 ml,60℃,3 h酸提取后
    0.1 mol/L NaOH中和
    HPLC TFA水解和PMP柱前衍生化后,用HPLC分析了HRPs的单糖组成 甘露糖、鼠李糖、葡萄糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖 3.75% 提取时间短,消耗量低 容易破坏糖苷键,腐蚀容器
    [11] 碱辅助提取法 500 g样品用石油醚和95%乙醇预处理,
    0.1 mol/L NaOH在60℃下提取3 h,0.1 mol/L 盐酸中和
    HPLC TFA水解和PMP柱前衍生化后,用HPLC法分析了HRPs的单糖组成 甘露糖、鼠李糖、葡萄糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖 6.59% 产量高,提取时间短,消耗量低 纯度低,易破坏多糖的结构
    [12] 微波辅助的双固相萃取法 冷冻浆果微波解冻,碾碎过滤, NaOH稀释,双固相萃取分离糖分,
    2 ml纯净水洗脱,在40℃~50℃的N2下蒸干,干燥过夜
    HPLC、GC-FID、GC-MS、NMR 0.5 mg干燥的糖馏分溶解在0.5 ml HPLC洗脱液中,混合后超声处理,溶液过滤,蒸发至适当浓度,收集流动相组分,重复色谱分离混合废水 果糖、葡萄糖和极少量蔗糖 收率高,渗透性强,提取时间短,操作
    简单
    不适用于热敏物质和工业
    生产
    [58] 热水提取法 温度为80℃,液料比为77:1 ml/g,时间为
    120 min
    GC、FT-IR、NMR、甲基化分析法 样品溶解在DMSO,加入氢氧化钠,将CH3I冰浴30 min,加入蒸馏水终止反应,去离子水透析48 h后,用TFA水解,乙酸酐和吡啶乙酰化,采用气相色谱仪分析 4.74% 操作简单,成本低,提取
    率高
    生产时间长,温度高
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    表  3  沙棘维生素类成分的提取与分析方法

    文献 提取方法 提取工艺 分析方法 分析工艺 分析成分 优点 缺点
    [13] 间磷酸提取法 -20℃冷冻保存,80℃加热10 min,用筛子加工成泥,在黑暗中以2℃或18℃保存,5 g样品用25 ml的5%间磷酸提取 HPLC 100 µl提取物中的DHAA用50 µl 5 mmol/L TCEP、pH 9.0还原,用流动相调整至pH 4.2稀释,提取物15 µl和还原样品15 µl在安捷伦1100系列HPLC系统提取 维生素C 提取方法较简便绿色 提取条件较为复杂
    [14] 乙醇正丁烷提取法 5~10 g冻干浆果研磨,分别使用20 ml乙醇/正己烷,加入0.01%BHT,在4℃黑暗中密封放置在轨道振动筛20 h,在10 000×g下离心10 min GLM 用荧光探测器进行等速分析,洗脱液由溶剂混合物97.3%正己烷、1.8%乙酸乙酯和0.9%乙酸组成,注射体积为20 µl 生育酚和生育三烯醇 操作简单,提取纯度较高 药品耗费多,提取条件较高
    [15] 亚磷酸匀浆法 1 g果浆用亚磷酸匀浆,2 200×g离心5 min,上清液通过0.45 µm过滤器过滤,果汁重复上述操作 HPLC 20 µl样品注入岛津LC-8A HPLC,3.7 mmol/L pH 4磷酸盐缓冲液作为流动相,采用抗坏血酸的真实标准品0.5-5 µg/ml来优化HPLC条件 维生素C,生育酚,生育三烯酚 操作方法简便 提取纯度较低,汲取效率较高
    [16] 超临界二氧化碳萃取法 20 g磨渣装入纤维素顶针,插入内管,己烷在Buchi V-850旋转蒸汽R-210中去除,称重,控制CO2流速 UPLC-QTOF-MS 提取物在水域定量UPLC系统上进行分析,等速条洗脱,将0.05%醋酸铵、0.10%乙酸、18.0%2-丙醇和81.85%甲醇的混合物作为流动相,以0.4 ml/min的流速超过4 min,注射体积为1 µl,柱温60℃ 4个生育酚 绿色污染较少,经济效益高 分析条件较为复杂,成本较高
    [17] 固相萃取法 冻干液用含0.1% BHA的甲醇超声,离心,上清液与正己烷:甲醇:Bis-Tris(5∶1∶1)混合,采用StrataTM x-Aw色谱柱固相萃取,用己烷、甲醇和水(1∶1∶1)调节,用己烷、水、50%甲醇和乙腈(1∶1∶1∶1)除杂,甲醇洗脱干燥 UPLC-FLD 样品用0.05% BHT乙醇均质,60%氢氧化钾在50℃皂化
    2 h,与正己烷、乙酸乙酯和0.05% BHT搅拌,加入饱和氯化钠溶液,收集顶层果汁蒸发,残渣在含0.05% BHT的甲醇中溶解,注射前过滤,采用超性能液相色谱法、二元溶剂管理器和荧光检测器进行分析
    4种生育酚同源物和3种生育三烯醇 提取效率高,提取纯度高 耗能高,经济效益差
    [17] 直接提取法 沙棘果榨汁,纯汁加热至100℃ 4 min,然后热灌装到一个900 ml的玻璃瓶中,在95℃下保持10 min,冷却至4℃,巴氏杀菌使pH值低至2.9 UPLC-FLD 果汁样品用含 0.05% BHT 的乙醇匀浆,在50℃下用 60% KOH 皂化2 h,然后加入1% NaCl,冷冻后用正己烷搅拌,加入饱和氯化钠溶液,收集顶层提取的汁液进行蒸发,蒸发残渣溶于含0.05% BHT 的甲醇, 生育三烯酚,生育醇 提取方法简便 未将所要分析成分提取,分析所需条件复杂
    [18] 离心提取法 浆果室温下解冻,榨汁,样本45 ml放入50 ml离心管中称重,离心分离油小体10℃ 10 min 12 700×g,离心后,人工取出上层部分,转移并称重,使用 2 mol/L NaOH 对果汁进行脱酸 HPLC-FLD 将油类的正己烷溶液注入色谱系统,分析使用 1200 系列液相色谱仪进行,配备荧光检测器,分离采用LiChrospher Si 60色谱柱,流动相为正己烷中0.7%的异丙醇溶液,流速为1 ml/min,荧光检测器的激发波长为
    296 nm,发射波长为330 nm
    生育酚 提取方法简单,成本较低 提取纯度极低
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    表  4  沙棘脂肪酸类成分的提取与分析方法

    文献 提取方法 提取工艺 提取率 分析方法 分析工艺 含量占比 组成成分 优点 缺点
    [7] 氯仿甲醇混合提取法 果肉用100 ml氯仿甲醇混合物萃取,加入0.1% BHT,在分离漏斗中摇匀10 min,收集氯仿层,在15 000×g下离心
    10 min,通过无水硫酸盐过滤,浓缩至50%
    GC 按AOCS法制备Ce 1k- 07,稀释后分离,以氢气为载气,流速为
    1.5 ml/min,柱温60℃~200℃,升温速度12℃/min,保持25 min,进行三次重复分析
    肉豆蔻酸,软脂酸,棕榈油酸,十六碳二烯,硬脂酸,油酸,亚麻油酸,亚麻酸, 提取方法简单,耗能较少 提取率较低,化学污染大,成本较高
    [9] 氯仿甲醇混合提取法 3 g冻干在液氮砂浆中碾碎,在甲醇20 ml中匀浆1 min,加入氯仿
    40 ml继续匀浆3 min,过滤,固体残留物重新悬浮,均质3min再过滤,新鲜溶剂洗涤
    80%~88% NMR 加入0.88%氯化钾水溶液,转移到分离漏斗中除去较低的相,用甲醇/水洗涤两次,分离有机层,去除溶剂,在CDCl3中重悬,转移到
    5 mm核磁共振管中
    α-亚麻酸,油酸,亚油酸,硬脂酸,棕榈酸 提取方法简单,耗能较少 提取率较低,化学污染大,成本较高
    [15] 超临界二氧化碳法 干燥后分离出种子,研磨磨碎,使用试验模型超临界流体萃取装置,在60℃ 4.5×107 Pa,气体流速为60 g/min下萃取3 h,收集种子油 66%~70% 气象色谱法 采用IUPAC法制备了浆果脂类的脂肪酸甲酯,使用HP 5890系列和配有火焰电离检测器的II系列气相色谱仪进行定量分析 2.7%~2.8% 棕榈酸,棕榈烯酸,硬脂酸,油酸,亚油酸 提取效率较高,操作简单,污染小 耗费时间长,操作繁琐
    [16] 超临界二氧化碳法 样品在超离心转子磨机研磨,取20 g磨渣,装入纤维素顶针插入内管,在Buchi V-850旋转蒸汽R-210去除己烷,控制二氧化碳流速,提取30 min重复6次 16.99% UPLC-QTOF-MS 提取物在水域定量UPLC系统上分析,等速洗脱,将0.05%醋酸铵、0.10%乙酸、18.0% 2-丙醇和81.85%甲醇的混合物作为流动相,以0.4 ml/min的流速4 min,注射1µl,柱温60℃ 5.3%~19.5% 亚油酸,亚麻油酸,油酸,棕榈油和棕榈油酸 操作易于控制,绿色无污染 成本较高,耗费时间较长
    [21] 正丁烷提取法 10 g沙棘果实用正己烷30 ml分3次提取,得到1.1 g果油,在室温下用70%乙醇提取果实3次,每次72 h,得到提取物
    3 g,萃取过程重复三次
    80.30% GC-FID 分离采用反相C18柱,梯度洗脱,将70%干燥乙醇提取物5 mg溶解在甲醇1 ml中,过滤,使用流动相梯度在50 min中甲醇,然后保持相同的浓度60 min,流速为
    1 ml/min,柱温40℃,检测长368 nm
    棕榈油酸,油酸,棕榈酸,亚油酸 提取方法简单,提取效率高 药品消耗量大,提取时间长
    [21] 乙醇提取法 用70%乙醇提取沙棘果实,浸渍3 d,重复3次,提取的沙棘果实在室温下用正己烷浸泡
    24 h,重复3次
    80.30% GC-FID 分离采用反相C18柱,梯度洗脱,将70%干燥乙醇提取物5 mg溶解在甲醇1 ml中,过滤,使用流动相梯度在50 min中增加甲醇,然后保持相同的浓度60 min,流速为1 ml/min,柱温40℃,检测长368 nm 棕榈油酸,油酸,棕榈酸,亚油酸 提取方法简单,提取效率高 药品消耗量大,提取时间长
    [22] 己烷冷压萃取法 沙棘种子室温洗涤风干,冷压提取油,过1 mm筛网,在室温正己烷中搅拌2 h,真空过滤去除溶剂,重复提取一次2 h,再重复提取1 h,三种提取物汇集,在30℃旋转蒸发去除溶剂,氮气
    清洗
    GC-FID
    GC-MS
    用DB-5熔融硅毛细管柱,样品注射使用HP 7673自动进样器和无分裂注射器,分裂比例为1∶15,烘箱温度等温,喷射器和检测器温度分别为280℃和300℃,以氦气作为载气,入口压力为175 kPa,柱流量为1 ml/min 提取纯度
    较高
    提取效率较低,提取要求较高
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-02-17
  • 录用日期:  2026-06-23
  • 修回日期:  2025-06-18

沙棘提取分析方法与其药理活性的研究进展

doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202502021
    基金项目:  海军军医大学校级基础医学研究课题青年启动基金(2023QN035);全军高原医学研究中心自主科研项目(24GYZXZD25)
    作者简介:

    崔雨桐,本科生,研究方向:麻醉学,Email:1793729596@qq.com

    通讯作者: 杨凤艳,讲师,研究方向:麻醉药理学,Email:18522826181@163.com徐添颖,副教授,研究方向:麻醉药理学,Email:xty7910@163.com

摘要: 沙棘是一种药食同源的植物,其营养价值丰富并且生物学活性广泛,具有悠久的药用历史。沙棘富含多种化学活性成分,主要有黄酮、多糖、维生素、脂肪酸等。近年,国内外对沙棘的化学活性成分展开大量研究,对比不同成分的提取方法,发现提取方法的不同影响了沙棘提取物的化学结构,进而影响它的药理活性。研究发现沙棘在心血管疾病、肥胖超重、肝脏疾病、免疫调节疾病、胃肠道疾病等方面具有显著药理作用,具有如抗氧化、抗炎、降血脂、降血糖等多重药理活性,在保健食品与医药领域的开发应用价值不可估量。本文系统综述了沙棘的不同化学成分和其提取与分析方法,以及沙棘的主要药理作用和机制研究进展,为进一步开发和应用沙棘资源提供参考依据。

English Abstract

崔雨桐, 王涛, 杨凤艳, 徐添颖. 沙棘提取分析方法与其药理活性的研究进展[J]. 药学实践与服务. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202502021
引用本文: 崔雨桐, 王涛, 杨凤艳, 徐添颖. 沙棘提取分析方法与其药理活性的研究进展[J]. 药学实践与服务. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202502021
CUI Yutong, WANG Tao, YANG Fengyan, XU Tianying. Research progress on the extract analysis method and pharmacological activity of Hippophae rhamnoides[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202502021
Citation: CUI Yutong, WANG Tao, YANG Fengyan, XU Tianying. Research progress on the extract analysis method and pharmacological activity of Hippophae rhamnoides[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service. doi: 10.12206/j.issn.2097-2024.202502021
  • 沙棘(Hippophae rhamnoides L.),胡颓子科沙棘属落叶性灌木,别名醋柳、黄酸刺,广泛分布于欧亚大陆温带地区,如中国西北部和西南部,在黄土高原半干旱区有成片的单优势群落或混生于其他灌乔林种的天然林和人工林[1]。目前发现沙棘共有5个亚种,包括江孜沙棘、蒙古沙棘、中国沙棘、中亚沙棘和云南沙棘。据《四部医典》记载,沙棘具有健脾养胃、破淤止血、祛痰利肺、化湿、壮阴升阳的功效。沙棘素有“天然维生素宝库”“神果奇树”的美称,含有丰富的氨基酸、维生素、多酚、黄酮,极具经济价值与药用价值。现代科学研究发现,沙棘还具有抗氧化、抗炎、抗菌、降血糖、降血脂等药理作用,对于心血管疾病、肝脏疾病以及免疫调节疾病等具有显著作用。已有的研究结果显示沙棘成分的提取分析方法会影响其药理活性,从而对其实际应用效果产生干扰。因此,本文就沙棘的化学成分及其药理作用进行综述,梳理沙棘不同化学成分的提取方法的差异及其优缺点,重点阐释其作用机理与潜在应用,为进一步在临床上开发和应用沙棘资源提供科学依据。

    • 沙棘富含黄酮类成分。这些黄酮类物质可以被从其浆果和沙棘叶中提取,但在浆果和叶中的成分含量不同。每100g干果中,约含异鼠李素12.2~31.4 mg、槲皮素4.0~25.3 mg、山柰酚7.5~59.7 mg;而每100g干叶中,约含异鼠李素9.1~34.5 mg、槲皮素75.1~182.1 mg、山柰酚29.2~113.4 mg[2]。黄酮的提取及分析工艺对研究其生物活性意义重大,因此,本文根据近年来沙棘黄酮类的提取分析方法进行概述,如表1。沙棘黄酮的常见提取方法有溶液萃取法、微波辅助萃取法、索氏提取法、普通超声波提取法、超声波循环提取法[3]。其中溶液萃取法最为常见,可分为甲醇提取法、乙醇提取法、酸水解处理、氯仿甲醇混合提取法。溶液萃取法具有操作方便、条件温和、低能耗的优点,但同时伴随提取速度慢、药品消耗量大、环境污染大的缺点。通过研究黄酮的提取方法,可以探究沙棘干燥过程中黄酮类化合物的变化,从而找到保存沙棘的最佳方法[4]。沙棘黄酮的常见分析方法有高效液相色谱-二极管阵列检测法(HPLC-DAD)、高效液相色谱-紫外法(HPLC-UV)、液相色谱-质谱法(LC-MS)、超高效液相色谱-质谱法(UHPLC-MS)。其中LC-MS法是最常见的分析方法,通过分析黄酮类成分中的糖苷种类,从而了解各黄酮类成分的含量和结构[5]。此外,可通过UMR谱分析沙棘黄酮类成分(表1)。

      表 1  沙棘黄酮类成分的提取与分析方法

      文献 提取方法 提取工艺 分析方法 分析工艺 黄酮含量 黄酮成分 优点 缺点
      [2] 乙醇提
      取法
      5 kg样品,95%乙醇20 L室温下提取 HPLC-DAD 利用紫外、质谱、1H和14C NMR和二维NMR对其进行结构分析 干莓中,异鼠李素:12.2~31.4 mg/100 g 槲皮素:4.0~25.3 mg/100 g
      山柰酚:7.5~59.7 mg/100 g
      干叶中,异鼠李素:9.1~34.5 mg/100 g槲皮素:75.1~182.1 mg/100 g
      山柰酚:29.2~113.4 mg/100 g
      槲皮素、山柰酚、异鼠李素 提取简便,对环境污染小,反应条件温和,分析准确全面等 药品消耗量大,分析过程复杂
      [4] 干燥脱水 预热,100 g沙棘果放入干燥室,每隔
      1 h称重,持续进行到含水量小于10%,冷却密封包装,冷藏
      保存
      增强液相色谱串联质谱法 20 mg粉末,
      0.5 ml70%甲醇提取,并加入10 μl内标定量,超声处理,离心,上清液过滤
      26种黄酮、23种黄酮醇和11种黄烷酮 操作简便,节约成本,污染小 干燥导致衍生物增多,影响实验结果
      [5] 甲醇提
      取法
      300 g样品混合,2 L 甲醇每24 h提取一次,共3次 增强液相色谱串联质谱法 5 μl,在30℃以
      0.4 ml/min洗脱,
      5 min柱洗,平衡
      3 min
      槲皮素、山柰酚、异鼠李素 提取简便,节约成本,表征效
      果好
      提取周期长,耗时
      [6] 酸水解处理法 5 ml 1.5 mol/L盐酸均质,沸水浴30 min,冷却离心,5 ml 70%甲醇在水浴摇床室温下提取24 h,离心并混合,过滤 HPLC-UV 采用梯度洗脱程序,流速为
      1.0 ml/min,进样量为40 μl,在254、280、306和340 nm波长处检测吸光度
      叶片中,芦丁:135 mg/100 g脂重
      槲皮素:105 mg/100 g脂重
      杨梅素/芦丁、山柰酚、槲皮素和异鼠李素 排除干扰因素,提取纯度高,分析系统全面 耗能,速度慢,衍生物多等
      [7] 氯仿甲醇混合提
      取法
      100 ml氯仿和甲醇混合物萃取,加入 0.1% BH分离,收集氯仿层,离心,无水硫酸盐过滤,浓缩至50% LC-MS 2 ml, 1 mol KOH在甲醇中皂化, 50 mg提取物和100 g 5-胆甾醇为内标,黑暗放置,萃取非皂化相,上层两次洗涤蒸干,硅烷化处理,色谱分离 黄酮醇:311.55 mg/
      100 g鲜重
      6种异鼠李素、4种槲皮素和山柰酚苷 提取率高,提取纯度高,表征效果较好 耗费药品,污染大,过程复杂
      [8] 索氏提
      取法
      90.26 g丁醇粗提取物通过SPE去除,85%甲醇洗脱,浓缩并冷冻干燥得24.94 g提取物,悬浮于50%甲醇,振荡,超声2 min,离心,旋转蒸发上清液并冷冻干燥 UHPLC-MS 馏分4.50 g共9 批,进行Sephadex LH-20色谱分析,洗脱,分离得到4个馏分,蒸发溶剂并冻干 8种异鼠李糖苷,其酰基为异戊酸 提取纯度高,提取方法新颖,发现新化合物,分析系统 速度慢,衍生物多,环境污染大,药品耗费多
      [9] 渗透脱
      水法
      真空干燥脱水至5% UMR 分极性提取物和非极性提取物进行NMR分析 山萘酚、槲皮素和异鼠李素 温和低能耗,对营养物质损伤少,检测具有可重复性和精确性 条件要求高,衍生物多,分析复杂等
    • 沙棘多糖是沙棘中的一种重要的生物大分子,具有复杂的分子结构和广泛的药理学活性。沙棘多糖具有护肝、抗炎、免疫调节、抗氧化、抗肿瘤、降糖、抗肥胖的药理活性,对人类健康有多种益处。沙棘多糖由多种单糖成分构成,这些单糖可分为鼠李糖、葡萄糖、半乳糖、蔗糖和阿拉伯糖。每100 g沙棘鲜果含有1.34~2.87 g糖,在所有糖类中含量最高的是葡萄糖,占总糖含量的86.58%~92.68%[10]。与黄酮类似,多糖中单糖与单糖间主要通过糖苷键连接,糖苷键类型包括α型、β型或者αβ型。从2000年至今,对于沙棘多糖的结构和提取分析方法的研究十分火热,具体提取分析方法见表2。多糖是一种可溶性的极性大分子,易溶解在热水、稀酸或碱溶液中,这对提取方法具有重要启示。常见的提取方法包括微波辅助的双固相萃取法、热水提取法、加压热水萃取法、酸萃取法、碱辅助提取法、水基两相萃取和超声提取法。其中热水提取法最为常见,具有简便易行、成本低廉的优点,可被应用于工业生产。在现有提取方法中,酸萃取法的提取率为3.75%,而热水提取法的提取率为4.74%。酸萃取法的提取率较低,同时酸萃取法具有容易破坏糖苷键,腐蚀容器的缺点,因而不适用于工业化生产。由表可知,提取方法对于沙棘多糖的提取率具有重要影响,因此,探究最佳的多糖提取方法对于研究沙棘多糖的化学结构、生物活性具有重要意义。沙棘多糖的常用分析方法有HPLC、气相色谱法(GC-FID)、GC-MS、磁共振波谱法(NMR)、傅里叶红外变换光谱法(FT-IR)、甲基化实验等。其中FT-IR光谱显示,不同提取方法获得的沙棘多糖的官能团之间没有明显差异,这意味着不同沙棘多糖的官能团或者连接带的特征基本不受提取方法的影响,但其单糖组成具有明显差异[11]表2)。

      表 2  沙棘多糖类成分的提取与分析方法

      文献 提取方法 提取工艺 分析方法 分析工艺 多糖的单糖
      组分
      提取率 优点 缺点
      [5] 水基两相萃
      取法
      300 g新鲜果实用2 L甲醇提取三次,水中溶解,与三氯甲烷分离,水层通过旋转蒸发浓缩,经Biotage闪蒸色谱法分离 GC-MS 酸水解,离心取上清液,N2下干燥后气相色谱质谱分析,分析其酸水解后的三甲基硅烷基噻唑烷衍生物 鼠李糖、
      葡萄糖
      高效,操作简单,成本低,
      环保
      容易分解多糖
      [9] 超声提取法 15 g浆果烤箱50℃干燥脱水,液氮研磨成粉,200 mg粉状样品在
      1.0 ml 100% CD3OD和0.3 ml pH 6.0缓冲液中涡旋,室温超声提取
      30 min
      1H NMR、2D NMR 提取后,14 000×g离心
      7 min,收集上清液,用0.45 µm膜过滤器过滤,将0.6 ml的滤液转移到标准的5 mm核磁共振管中进行分析
      葡萄糖、果糖、蔗糖、鼠李糖和果胶糖 效率高,收率高,提取时间短,低温低,材料或溶剂消
      耗低
      容易分解多糖
      [11] 加压热水淬
      取法
      500 g样品用石油醚和95%乙醇预处理,加压热水萃取,400 ml,115℃,1 h HPLC TFA水解和PMP柱前衍生化后,用HPLC分析了HRPs的单糖组成 甘露糖、鼠李糖、葡萄糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖 4.54% 操作简单,成本低 产量低,生产时间长,温度高
      [11] 酸萃取法 500 g样品用石油醚和95%乙醇预处理,
      0.1 mol/L 盐酸400 ml,60℃,3 h酸提取后
      0.1 mol/L NaOH中和
      HPLC TFA水解和PMP柱前衍生化后,用HPLC分析了HRPs的单糖组成 甘露糖、鼠李糖、葡萄糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖 3.75% 提取时间短,消耗量低 容易破坏糖苷键,腐蚀容器
      [11] 碱辅助提取法 500 g样品用石油醚和95%乙醇预处理,
      0.1 mol/L NaOH在60℃下提取3 h,0.1 mol/L 盐酸中和
      HPLC TFA水解和PMP柱前衍生化后,用HPLC法分析了HRPs的单糖组成 甘露糖、鼠李糖、葡萄糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖 6.59% 产量高,提取时间短,消耗量低 纯度低,易破坏多糖的结构
      [12] 微波辅助的双固相萃取法 冷冻浆果微波解冻,碾碎过滤, NaOH稀释,双固相萃取分离糖分,
      2 ml纯净水洗脱,在40℃~50℃的N2下蒸干,干燥过夜
      HPLC、GC-FID、GC-MS、NMR 0.5 mg干燥的糖馏分溶解在0.5 ml HPLC洗脱液中,混合后超声处理,溶液过滤,蒸发至适当浓度,收集流动相组分,重复色谱分离混合废水 果糖、葡萄糖和极少量蔗糖 收率高,渗透性强,提取时间短,操作
      简单
      不适用于热敏物质和工业
      生产
      [58] 热水提取法 温度为80℃,液料比为77:1 ml/g,时间为
      120 min
      GC、FT-IR、NMR、甲基化分析法 样品溶解在DMSO,加入氢氧化钠,将CH3I冰浴30 min,加入蒸馏水终止反应,去离子水透析48 h后,用TFA水解,乙酸酐和吡啶乙酰化,采用气相色谱仪分析 4.74% 操作简单,成本低,提取
      率高
      生产时间长,温度高
    • 植物的营养价值得益于其化学成分。沙棘被称为“维他命的自然宝库”,富含多种维生素营养成分,对人体益处巨大。其中,每100g沙棘果实中含有维生素C 52.86~896 mg。此外,它还含有生育酚、生育三烯酚、维生素A、核黄素、烟酸、泛酸、维生素B6、维生素B12等,这些维生素构成了人体组织成分并维持人体正常生理活动。有研究发现可采用亚磷酸匀浆法提取沙棘中的维生素C[15],冷冻干燥后使用亚磷酸进行匀浆,通过离心得到预期产物,这种方法具有简便易操作的优点,但提取物纯度较低。提取结果表明,维生素C大部分存在于果浆中,预热对其影响不大[13]。为了提取沙棘中生育酚和生育三烯醇,可采用亚磷酸匀浆法、乙醇正丁烷提取法、超临界二氧化碳萃取法、固相萃取法、直接提取法、离心提取法等,其中超临界二氧化碳萃取法由于具有系统化、集成化和提取效率较高的优点,常被应用于工业化生产中,但需注意它对设备和生产条件要求较高,具有限制性。生育酚和生育三烯醇,即维生素E,是沙棘中一种重要的维生素,两者都被认为具有抗氧化的生物活性,但研究发现,生育三烯醇的抗氧化活性更强,可以降低胆固醇水平并抑制肿瘤生长[14]。此外生育酚和生育三烯醇含量会随收获日期、品种和年份的不同而差异明显,这对研究其最佳提取方法具有重要意义。可以采用HPLC、广义线性模型法(GLM)、超高效液相色谱-飞行时间质谱法(UPLC-QTOF-MS)、超高效液相色谱-荧光检测法(UPLC-FLD)、HPLC-FLD等方法分析沙棘维生素粗提取物的化学结构,这与多糖的分析类似。在多种分析方法中,HPLC法最常见,可系统化分析结构,提取条件也限制性小。分析结果显示,生育酚具有4种同源物,而生育三烯醇具有3种同源物,都有αβγ三种形式,并且两种成分的γ形式的生物活性都是所有同源物中最强的[14]表3)。

      表 3  沙棘维生素类成分的提取与分析方法

      文献 提取方法 提取工艺 分析方法 分析工艺 分析成分 优点 缺点
      [13] 间磷酸提取法 -20℃冷冻保存,80℃加热10 min,用筛子加工成泥,在黑暗中以2℃或18℃保存,5 g样品用25 ml的5%间磷酸提取 HPLC 100 µl提取物中的DHAA用50 µl 5 mmol/L TCEP、pH 9.0还原,用流动相调整至pH 4.2稀释,提取物15 µl和还原样品15 µl在安捷伦1100系列HPLC系统提取 维生素C 提取方法较简便绿色 提取条件较为复杂
      [14] 乙醇正丁烷提取法 5~10 g冻干浆果研磨,分别使用20 ml乙醇/正己烷,加入0.01%BHT,在4℃黑暗中密封放置在轨道振动筛20 h,在10 000×g下离心10 min GLM 用荧光探测器进行等速分析,洗脱液由溶剂混合物97.3%正己烷、1.8%乙酸乙酯和0.9%乙酸组成,注射体积为20 µl 生育酚和生育三烯醇 操作简单,提取纯度较高 药品耗费多,提取条件较高
      [15] 亚磷酸匀浆法 1 g果浆用亚磷酸匀浆,2 200×g离心5 min,上清液通过0.45 µm过滤器过滤,果汁重复上述操作 HPLC 20 µl样品注入岛津LC-8A HPLC,3.7 mmol/L pH 4磷酸盐缓冲液作为流动相,采用抗坏血酸的真实标准品0.5-5 µg/ml来优化HPLC条件 维生素C,生育酚,生育三烯酚 操作方法简便 提取纯度较低,汲取效率较高
      [16] 超临界二氧化碳萃取法 20 g磨渣装入纤维素顶针,插入内管,己烷在Buchi V-850旋转蒸汽R-210中去除,称重,控制CO2流速 UPLC-QTOF-MS 提取物在水域定量UPLC系统上进行分析,等速条洗脱,将0.05%醋酸铵、0.10%乙酸、18.0%2-丙醇和81.85%甲醇的混合物作为流动相,以0.4 ml/min的流速超过4 min,注射体积为1 µl,柱温60℃ 4个生育酚 绿色污染较少,经济效益高 分析条件较为复杂,成本较高
      [17] 固相萃取法 冻干液用含0.1% BHA的甲醇超声,离心,上清液与正己烷:甲醇:Bis-Tris(5∶1∶1)混合,采用StrataTM x-Aw色谱柱固相萃取,用己烷、甲醇和水(1∶1∶1)调节,用己烷、水、50%甲醇和乙腈(1∶1∶1∶1)除杂,甲醇洗脱干燥 UPLC-FLD 样品用0.05% BHT乙醇均质,60%氢氧化钾在50℃皂化
      2 h,与正己烷、乙酸乙酯和0.05% BHT搅拌,加入饱和氯化钠溶液,收集顶层果汁蒸发,残渣在含0.05% BHT的甲醇中溶解,注射前过滤,采用超性能液相色谱法、二元溶剂管理器和荧光检测器进行分析
      4种生育酚同源物和3种生育三烯醇 提取效率高,提取纯度高 耗能高,经济效益差
      [17] 直接提取法 沙棘果榨汁,纯汁加热至100℃ 4 min,然后热灌装到一个900 ml的玻璃瓶中,在95℃下保持10 min,冷却至4℃,巴氏杀菌使pH值低至2.9 UPLC-FLD 果汁样品用含 0.05% BHT 的乙醇匀浆,在50℃下用 60% KOH 皂化2 h,然后加入1% NaCl,冷冻后用正己烷搅拌,加入饱和氯化钠溶液,收集顶层提取的汁液进行蒸发,蒸发残渣溶于含0.05% BHT 的甲醇, 生育三烯酚,生育醇 提取方法简便 未将所要分析成分提取,分析所需条件复杂
      [18] 离心提取法 浆果室温下解冻,榨汁,样本45 ml放入50 ml离心管中称重,离心分离油小体10℃ 10 min 12 700×g,离心后,人工取出上层部分,转移并称重,使用 2 mol/L NaOH 对果汁进行脱酸 HPLC-FLD 将油类的正己烷溶液注入色谱系统,分析使用 1200 系列液相色谱仪进行,配备荧光检测器,分离采用LiChrospher Si 60色谱柱,流动相为正己烷中0.7%的异丙醇溶液,流速为1 ml/min,荧光检测器的激发波长为
      296 nm,发射波长为330 nm
      生育酚 提取方法简单,成本较低 提取纯度极低
    • 除了黄酮、多糖和维生素,沙棘还富含油、脂肪酸和多种挥发油类成分。其中沙棘的种子和果肉所含油类较多,在种子中油占比高达9%~18%,而果肉的含油量为2%~5%。临床上,沙棘油具有重要生物学活性,可以保护心血管、抗肿瘤、抗溃疡、增强免疫力。在沙棘油中,脂肪酸占主要地位,研究价值也较高。截至2023年,科学家已在沙棘中发现19种脂肪酸,包括8种饱和脂肪酸和11种不饱和脂肪酸[19],其中有棕榈酸、棕榈烯酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、肉豆蔻酸、软脂酸、十六碳二烯等。在沙棘种子油中,亚油酸最为重要,而棕榈油酸含量极低;而在果肉果皮和整个果实的油中,亚油酸含量仍最高。在果肉、果皮和整个果实的油中,棕榈油酸、棕榈酸和油酸都是主要的脂肪酸[20]。如表4,脂肪酸的提取方法的不同可能会导致它的化学成分占比发生改变,因而研究其提取方法也促进相关产品的开发,从而产生巨大的经济效益。沙棘脂肪酸的提取方法可分为超临界二氧化碳法、氯仿甲醇混合提取法、正丁烷提取法、乙醇提取法、己烷冷压萃取法,其中超临界二氧化碳法的应用最为广泛,具有提取效率高,操作简单,污染小的优点,可用于工业系统化生产,但同时伴有耗时、操作繁琐的缺点,对技术设备要求较高。对于沙棘油中脂肪酸的分析,可分为气相色谱法、NMR、UPLC-QTOF-MS、GC-FID、GC-MS等。通过气相色谱分析法可知,沙棘果肉中16:1、16:0、18:2的脂肪酸占比分别为45.6%~49.1%、30.9%~33.8%、4.6%~5.8%[15],其中16:1的脂肪酸占比最大,是沙棘果肉中最主要的脂肪酸,被称为棕榈油酸,是植物源性油脂(表4)。

      表 4  沙棘脂肪酸类成分的提取与分析方法

      文献 提取方法 提取工艺 提取率 分析方法 分析工艺 含量占比 组成成分 优点 缺点
      [7] 氯仿甲醇混合提取法 果肉用100 ml氯仿甲醇混合物萃取,加入0.1% BHT,在分离漏斗中摇匀10 min,收集氯仿层,在15 000×g下离心
      10 min,通过无水硫酸盐过滤,浓缩至50%
      GC 按AOCS法制备Ce 1k- 07,稀释后分离,以氢气为载气,流速为
      1.5 ml/min,柱温60℃~200℃,升温速度12℃/min,保持25 min,进行三次重复分析
      肉豆蔻酸,软脂酸,棕榈油酸,十六碳二烯,硬脂酸,油酸,亚麻油酸,亚麻酸, 提取方法简单,耗能较少 提取率较低,化学污染大,成本较高
      [9] 氯仿甲醇混合提取法 3 g冻干在液氮砂浆中碾碎,在甲醇20 ml中匀浆1 min,加入氯仿
      40 ml继续匀浆3 min,过滤,固体残留物重新悬浮,均质3min再过滤,新鲜溶剂洗涤
      80%~88% NMR 加入0.88%氯化钾水溶液,转移到分离漏斗中除去较低的相,用甲醇/水洗涤两次,分离有机层,去除溶剂,在CDCl3中重悬,转移到
      5 mm核磁共振管中
      α-亚麻酸,油酸,亚油酸,硬脂酸,棕榈酸 提取方法简单,耗能较少 提取率较低,化学污染大,成本较高
      [15] 超临界二氧化碳法 干燥后分离出种子,研磨磨碎,使用试验模型超临界流体萃取装置,在60℃ 4.5×107 Pa,气体流速为60 g/min下萃取3 h,收集种子油 66%~70% 气象色谱法 采用IUPAC法制备了浆果脂类的脂肪酸甲酯,使用HP 5890系列和配有火焰电离检测器的II系列气相色谱仪进行定量分析 2.7%~2.8% 棕榈酸,棕榈烯酸,硬脂酸,油酸,亚油酸 提取效率较高,操作简单,污染小 耗费时间长,操作繁琐
      [16] 超临界二氧化碳法 样品在超离心转子磨机研磨,取20 g磨渣,装入纤维素顶针插入内管,在Buchi V-850旋转蒸汽R-210去除己烷,控制二氧化碳流速,提取30 min重复6次 16.99% UPLC-QTOF-MS 提取物在水域定量UPLC系统上分析,等速洗脱,将0.05%醋酸铵、0.10%乙酸、18.0% 2-丙醇和81.85%甲醇的混合物作为流动相,以0.4 ml/min的流速4 min,注射1µl,柱温60℃ 5.3%~19.5% 亚油酸,亚麻油酸,油酸,棕榈油和棕榈油酸 操作易于控制,绿色无污染 成本较高,耗费时间较长
      [21] 正丁烷提取法 10 g沙棘果实用正己烷30 ml分3次提取,得到1.1 g果油,在室温下用70%乙醇提取果实3次,每次72 h,得到提取物
      3 g,萃取过程重复三次
      80.30% GC-FID 分离采用反相C18柱,梯度洗脱,将70%干燥乙醇提取物5 mg溶解在甲醇1 ml中,过滤,使用流动相梯度在50 min中甲醇,然后保持相同的浓度60 min,流速为
      1 ml/min,柱温40℃,检测长368 nm
      棕榈油酸,油酸,棕榈酸,亚油酸 提取方法简单,提取效率高 药品消耗量大,提取时间长
      [21] 乙醇提取法 用70%乙醇提取沙棘果实,浸渍3 d,重复3次,提取的沙棘果实在室温下用正己烷浸泡
      24 h,重复3次
      80.30% GC-FID 分离采用反相C18柱,梯度洗脱,将70%干燥乙醇提取物5 mg溶解在甲醇1 ml中,过滤,使用流动相梯度在50 min中增加甲醇,然后保持相同的浓度60 min,流速为1 ml/min,柱温40℃,检测长368 nm 棕榈油酸,油酸,棕榈酸,亚油酸 提取方法简单,提取效率高 药品消耗量大,提取时间长
      [22] 己烷冷压萃取法 沙棘种子室温洗涤风干,冷压提取油,过1 mm筛网,在室温正己烷中搅拌2 h,真空过滤去除溶剂,重复提取一次2 h,再重复提取1 h,三种提取物汇集,在30℃旋转蒸发去除溶剂,氮气
      清洗
      GC-FID
      GC-MS
      用DB-5熔融硅毛细管柱,样品注射使用HP 7673自动进样器和无分裂注射器,分裂比例为1∶15,烘箱温度等温,喷射器和检测器温度分别为280℃和300℃,以氦气作为载气,入口压力为175 kPa,柱流量为1 ml/min 提取纯度
      较高
      提取效率较低,提取要求较高
    • 通过对沙棘中黄酮类、多糖类、维生素和脂肪酸等主要化学成分及其提取分析方法的系统梳理,可以发现不同提取工艺显著影响各活性成分的结构与功能特性。这些差异不仅决定了成分的化学性质,更与其后续的药理活性密切相关。以下将围绕沙棘的多种药理作用展开讨论,结合其化学成分的作用机制,深入探究其在心血管疾病、代谢调节、免疫调控等领域的应用潜力,为沙棘资源的进一步开发和利用提供理论依据(图1)。

      图  1  沙棘的药理活性

    • 针对沙棘的提取纯化与结构分析,大量体内外实验证明,多种沙棘成分具有降血压、降血脂、抗氧化等药理活性,对心肌缺血、氧化损伤衰老等问题具有显著作用。首先,降血压特性来源于沙棘黄酮类物质对保护血管内皮、清除活性氧和抑制血小板凝集的作用[23]。通过免疫学检测和定量聚合酶链式反应发现,沙棘对氧化损伤的人脐静脉内皮细胞具有一定保护作用,可以通过调控p38MAPK/NF-κB信号通路来实现[24]。其次,沙棘果实中的酚类物质也具有弱氧化性,通过消化作用可以显著增加其细胞抗氧化活性[25],从而通过清除自由基抑制其生成或提高内源性抗氧化剂水平。晚期糖基化终末产物是引发心血管疾病的重要原因之一,有学者发现沙棘对其形成有重要的抑制作用,并且与浆果相比,沙棘叶提取物中高浓度的3-索苷-7-鼠李糖苷可能是它具有较强抑制作用的原因之一,且对清除ABTS和DPPH自由基的活性也更强,从而对晚期糖基化终末产物的形成和它诱导的胶原交联抑制作用更显著[26]。高血脂对心血管疾病也有重要影响。已有学者发现沙棘提取物可控制脂肪组织质量,抑制脂肪堆积,同时提高总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇和非高密度脂蛋白胆固醇水平,还可通过调节抗氧化酶来缓解高脂血症引起的氧化应激和肝脏损伤[27]。以上研究结果显示,沙棘提取物对于治疗心血管疾病具有深远意义,可根据其化学成分的特殊结构推测其药理活性,进而开发相关药物。

    • 肥胖的常规表征一般包括高血压、高血脂和高血糖。研究表明,沙棘在抗高血压方面效果不明显,但在抗高血脂和降血糖上效果显著。在降血脂上,沙棘通过促进脂质分解与调节肠道微生物从而降低血脂。将沙棘叶发酵得到沙棘叶茶,接种曲霉后恒温培养,产物经动物实验发现沙棘叶茶可显著控制高脂血症大鼠体重,降低脂质含量和血清氧化应激。沙棘叶茶通过促进高脂血症大鼠肝脏中肝激酶(LKB1)的表达,激活腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK),抑制乙酰辅酶A羧化酶1(ACC1)和固醇调节元件结合蛋白1c(SREBP1c)的表达,从而在转录水平上抑制脂肪酸和甘油三酯合成相关酶[28]。此外,沙棘果油在基因和蛋白表达水平上可以促进游离脂肪酸氧化和分解,同时抑制甘油三酯和脂肪酸的合成。沙棘果油还可以通过增加乳酸菌、粪杆菌和异杆菌的相对丰度,降低厚壁菌门/拟杆菌门的比例,从而丰富高脂血症小鼠的肠道菌群,促进脂肪在胃肠道中的消化吸收[29]。降血糖方面,口服沙棘汁显著抑制高脂饮食小鼠的胰岛素抵抗[30]。通过调节AGE-RAGE信号通路的关键靶点和代谢物,沙棘总黄酮对于抗2型糖尿病也有一定的疗效[31]。在一项研究中,葡萄糖调节受损患者服用沙棘果泥数周后,空腹血糖检测结果有轻微下降趋势[32]

    • 沙棘中化学成分对于肝脏具有一定的保护作用。大量实验比较发现,半乳糖醛酸含量和分子量较高的沙棘具有较高的黏度和较强的交联网络,表现出较强的胆汁酸结合能力,对肝脏也具有更强的保护作用,这对研究沙棘活性成分最佳提取方法提供科学依据[11]。既往研究报道,沙棘通过抗炎、抗氧化特性以及对胶原合成的抑制作用从而对肝细胞表现出保护作用。一项研究发现,在免疫性肝损伤过程中,沙棘可以通过抑制NF-κB信号的转导来逆转CYP3A的下调,从而保护肝功能[33]。除此之外,沙棘可能通过抑制NF-κB信号转导和调控cAMP/PKA/CREB/CYP2D6通路,逆转CYP2D6的下调,从而恢复肝脏的代谢功能[34]。这其中涉及对酶的转录、翻译和翻译后的调控,而NF-κB是沙棘的分子靶点的发现可能推动临床治疗乙型肝炎和其他免疫相关肝病的优化发展。其次,沙棘活性成分也具有一定的解酒作用。一项研究中,沙棘汁经过发酵后其总黄酮、总三萜及相关短链脂肪酸的含量显著升高,改善酒精引起的肝损伤,并且高剂量沙棘发酵液组逆转了酒精引起的肠道微生物群厚壁菌门/拟杆菌门比值的下降趋势[35]。沙棘果油对于代谢综合征也具有一定的药理活性。实验结果表明,食用沙棘可以降低甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇,对代谢功能异常的人,可以影响血液循环中的脂质代谢但不影响血糖、血压和BMI[36]。此外沙棘果油还可以抑制转氨酶的活性,增加血清的抗氧化活性,改善肝损伤[37]

    • 大量实验证明,沙棘具有抗菌、抗炎、抗病毒活性,可以通过在细胞分子水平上调节免疫应答的强度和时机,来维持人体免疫平衡。沙棘成分提取方法的不同会影响它对于免疫功能的调节。一项研究采用不同的溶剂体系,分别对沙棘水醇叶提取物分离得到三种馏分,体外实验结果表明,平行甲醇提取中的成分通过抑制一氧化氮(NO)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和环氧化酶-2(COX-2)的表达和促炎细胞因子水平,在分子水平调节免疫反应,对脂多糖(LPS)刺激表现出较强抗炎活性[38]。沙棘多糖也可以调节免疫功能。研究证实沙棘多糖对LPS诱导的猪小肠上皮细胞炎症、紧密连接破坏和凋亡的影响,并发现其分子机制与TLR4/NF-κB信号通路的抑制有关[39]。与橙子柠檬相比,沙棘果实中含有更多维生素C,通过抑制IKKα/β、I-κBα、NF-κB p65、iNOS和COX-2来抑LPS诱导的小鼠单核巨噬细胞白血病细胞中NO的产生,以及白细胞介素6(IF-6)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的活性从而降低免疫强度[40]。研究探索沙棘多糖预处理后脂多糖诱导的猪小肠上皮细胞可调控的必要蛋白和免疫相关通路,结果显示,预处理增加了细胞中密蛋白2(CLDN2)、胰岛素样生长因子2(IGF2)的水平并降低了磷酸化的MAPK7、RELA、NF-κB1和NF-κB2的水平,通过抑制MAPK/NF-κB信号通路及其相关差异表达蛋白减轻LPS诱导的小鼠单核巨噬细胞白血病细胞炎症反应,从而降低免疫过度应答[41]。用70%甲醇提取沙棘果皮得到的提取物含有倍半萜、苯丙烷异二聚体和茎毒素C,具有对单纯疱疹病毒2型感染的非洲绿猴肾细胞的剂量依赖性抑制作用,通过抗病毒增强免疫功能[42]。沙棘果实提取物富含原花青素,它的吸收与分解可以选择性动员参与再生和修复功能的干细胞,从而参与组织修复,调节局部炎症[43]

    • 现如今,越来越多的人患有胃肠道疾病,对于胃肠道疾病的研究也成为热点。一研究以2型糖尿病小鼠肠道微生物群落的分布为研究对象,探讨沙棘蛋白对肠道微生物调控的影响,发现添加沙棘蛋白的小鼠胃肠道内的双歧杆菌、乳酸杆菌、拟杆菌和球虫梭菌种群恢复,这表明沙棘蛋白可以增加小鼠胃肠道微生物多样性[44],促进消化吸收并维持胃肠道环境稳定。有学者发现沙棘冻干粉改善了高脂饮食诱导的肥胖及相关脂质代谢紊乱,而这种改善与肠道微生物群有关,冻干粉可以增加厚壁菌门/拟杆菌门的比例,降低有害菌的相对丰度并增加有益菌的相对丰度,从而改善胃肠道细菌的结构组成[45]。此外,沙棘多糖多酚在体内外均具有显著的抗结肠癌活性,可以以miRNAs为新的治疗靶点治疗结肠癌[46]。沙棘果实的水提取物还可以改善胃肠道的一些炎症反应程度。沙棘果实的水提取物通过防止LPS的吸收和减少免疫细胞和上皮细胞释放的趋化因子,降低了所有测试模型中大多数促炎细胞因子的分泌,从而预防代谢性疾病引起的低度慢性炎症[47]。沙棘多糖对于胃肠道疾病也有一定活性,通过调节肠道微生物组织结构,减轻肠道屏障损伤、炎症反应和脂多糖侵入血液循环[48]

    • 除了上述常见疾病,沙棘在特定疾病上也效果显著。在眼科疾病上,沙棘油和含透明质酸钠的眼睑喷雾乳剂明显改善了干眼症患者的干燥症状并且降低发病频率[49]。在骨类疾病上,沙棘可以通过抑制酪蛋白激酶2结合蛋白1(CKIP-1)和Notum的表达并且激活Wnt/β-连环蛋白信号通路,增加雌激素水平,从而改善肾阳虚型绝经后骨质疏松症大鼠的骨形态测量性能,进而缓解骨质疏松症状[50]。对于皮肤,沙棘油通过维持辅助性T细胞1(Th1)/辅助性T细胞2(Th2)的平衡,对二硝基氯苯诱导的特应性皮炎小鼠在全身或区域上均作用有效[51];沙棘籽油衍生产物的一种组分富含棕榈酸,对两种皮肤细胞均具有促进细胞增殖的特性[52],并且使用沙鼠刺敷料可以减少伤口愈合时间,缩短二级烧伤的治疗过程,并且疗效优于1%磺胺嘧啶银敷料[53]。对于神经系统,沙棘叶提取物可以通过上调老龄沙鼠齿状回的内在因子促进细胞增殖和神经母细胞分化[54];沙棘黄酮类化合物还可以通过激活PI3K/Akt和ERK通路诱导神经元细胞分化,模拟神经营养功能,进而治疗各种大脑疾病如神经退行性疾病[55]。此外,对于妇科疾病,鼠李糖酯L及其封装纳米乳液可以改善激素失衡,从而改善多囊卵巢综合征[56];对于呼吸系统,沙棘总黄酮通过抑制ERK、PI3K/Akt和PKCα通路,从而对脂多糖联合香烟烟雾诱导的气道炎症具有强大的保护作用[57]

    • 综上所述,沙棘作为一种药食同源的植物,在医药健康领域具有良好开发前景,但当前应用仍然匮乏。国内对于沙棘的研究曾一度火热,但缺乏对其完整作用机理的系统性阐述,并且对于不同沙棘化学成分的提取方法的研究整合不充分,多数局限于研究沙棘多糖与黄酮的提取方法。在化学成分上,生育酚、沙棘多糖和黄酮类是近年来的研究热点,其提取条件要求较低,且化学结构清楚;在药理作用上,对于抗氧化、抗肿瘤、神经保护的药理活性研究是热点,但对于具体机理的研究不够全面,可以借助合成生物学,高效合成沙棘中类似生育酚、鼠李多糖等活性成分进行精准研究,减少对中草药资源的依赖,通过基因工程优化药物的代谢途径。未来,在国家政策的大力鼓励和支持中医药发展的背景下,对于沙棘的研究将进入新阶段,在科学技术的发展下,其药理活性也将得到更好的发掘与利用。

参考文献 (58)

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