唇形科迷迭香屬植物迷迭香( Rosmarinus officinalis L. ) 是一種具有豐富使用價值的植物,原產(chǎn)于地中海地區(qū)。迷迭香的英文名稱 rosemary 來源自拉丁語,原意為“大海之露”。在 2000 多年前一些歐洲國家就將迷迭香用于增強記憶力、治療語言障礙、調(diào)理月經(jīng)、生發(fā)、助消化和保肝?!侗静菔斑z》中記載迷迭香“辛,溫,無毒。主惡氣?!蹦壳?,我國云南、貴州、廣西、海南和新疆等地均有大面積栽種。迷迭香具有抗氧化、抗菌、美容、抗腫瘤、消炎、抗心血管疾病等諸多作用,這些功能主要與其化學成分中的酚類和揮發(fā)油類有關(guān),如提取物中的鼠尾草酸、鼠尾草酚、迷迭香酸和熊果酸等,精油中的 α-蒎烯、樟腦、1,8-桉葉素、莰烯、龍腦等?,F(xiàn)今迷迭香也廣泛用作食品添加劑,其抗菌抗氧化作用能夠改善食品品質(zhì),延長保鮮時間。近年來,迷迭香的關(guān)注度不斷上升,關(guān)于迷迭香的化學成分和藥理作用的報道眾多,但系統(tǒng)性報道尚顯缺乏。全面認識迷迭香的化學成分和藥理活性,對藥物研發(fā)、深化迷迭香的開發(fā)利用具有重要意義。近 5 年來,迷迭香的相關(guān)報道眾多,出現(xiàn)了較全面的生藥學報道,提出了新的化學成分以及變化規(guī)律,藥理作用通路亦有更新。因此,作者對 2011 ~ 2015 年迷迭香的相關(guān)報道進行綜述,為其進一步深入研究打下基礎(chǔ)。
1 迷迭香的性狀
賽春梅等對迷迭香的藥材性狀、顯微特征等進行了詳細報道,為國內(nèi)首次迷迭香生藥學的系統(tǒng)性報道。迷迭香屬唇形科、旱生性植物,自然生長在世界各地海邊的沙土、懸崖和多石土壤中,為常綠小灌木,高 1 ~ 2 m,全株具芳香。莖呈圓柱形,皮層灰色,老枝圓柱形,幼枝菱形,被白色絨毛。葉叢生,柄極短或無,葉片線形,中脈明顯,先端鈍,基部漸狹,長 1. 0 ~ 2. 5 cm,寬 1 ~ 4 mm,厚 1 ~ 3 mm,灰綠色,革質(zhì),干燥后呈針狀?;ń鼰o梗,花冠二唇形,雄蕊伸出萼外,花型小,淡藍色或淡紫色,對生或聚集于枝的頂端,呈頭狀花序。葉片和花由于其典型盾狀腺毛和頭狀腺毛分泌的揮發(fā)油類物質(zhì)而具有強烈的特殊香氣。
2 迷迭香的化學成分
早期對迷迭香的研究多集中于某一種化學成分,如迷迭香酸和鼠尾草酸。近年多有迷迭香化學成分的系統(tǒng)性報道且多數(shù)都采用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜( HPLC-MS) 進行分析。迷迭香中的化學成分主要有黃酮類、萜類、酚類等。Borrás-Linares 等分析了塞爾維亞不同地區(qū)的 20 個迷迭香樣本,利用高效液相色譜串聯(lián)電散射飛行時間質(zhì)譜儀( HPLC-ESI-QTOF-MS) 對其微波輔助萃取物進行成分分析,鑒定出超過 30 種成分,其中包括常見的迷迭香酸、迷迭香酚、鼠尾草酚、鼠尾草酸、鼠尾酸甲酯、咖啡酸、芫花素等成分。畢良武等報道迷迭香精油的主要成分為 α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯、1,8-桉葉素、樟腦、龍腦、馬鞭草烯酮等,部分成分結(jié)構(gòu)式如圖 1 所示。
另外,研究顯示,產(chǎn)地、采收時間、提取方法、提取部位、保存方式等均可影響迷迭香中各成分的含量。潘巖等發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地迷迭香的精油含量差異較大,北京產(chǎn)迷迭香的精油提取率為 4. 04 % ,而貴州產(chǎn)迷迭香精油提取率為 2. 71 % ; 不同季節(jié)采收的樣品中,夏季采收的迷迭香精油提取率高,為3. 13 % ,冬季采收的低,為 2. 35 % ; 迷迭香葉中精油的主要成分為 α-蒎烯( 31. 88 % ) ,而莖中精油的主要成分為龍腦( 26. 62 % ) 。另有研究表明凍干保存是迷迭香保存的方式,與冷藏相比,凍干可避免酚類成分的大幅度損失。
3 迷迭香的加工提取
研究表明,加工方式會影響產(chǎn)品的成分組成、運輸與保存成本等,不恰當?shù)募庸し绞綍褂行С煞謸p失,如何高效提取、保存迷迭香的課題也逐漸被研究者關(guān)注。芳香類植物一般會加工為干品、液狀、精油或提取物粉末,其中提取物粉末和精油具有運輸和儲存成本低廉、濃縮程度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢。
提取物的有效成分穩(wěn)定性主要與原料儲存條件、干燥方式、提取溶劑和提取方法有關(guān)。生產(chǎn)上迷迭香的提取一般為固-液提取。對迷迭香提取方法的報道也有很多,如溶劑萃取法、超臨界流體萃取法、過熱水萃取法、微波輔助萃取法等。這些萃取方法大多針對某一類成分或單一成分的集中提取。陳寶等提出用乙醇熱浸提法提取迷迭香中的總黃酮,優(yōu)化后的工藝條件為迷迭香干品經(jīng)粉碎、石油醚脫脂脫色后風干,用 50 % 乙醇以料液比 1 ∶ 20( g∶ mL) 在 90 ℃浸提 4 h,最終總黃酮提取得率達 6. 31 % 。Rodríguez-Solana 等對比了索式提取法、加速溶劑萃取法和超臨界流體萃取法對若干唇形科植物的精油及酚類成分的提取效率,結(jié)果表明加速溶劑提取法對迷迭香中的酚類成分有較高的提取效率,鼠尾草酸得率達 27 % ,迷迭香酸得率為 1. 58 % 。Sánchez-Camargo 等對超臨界流體萃取法進行優(yōu)化,進行兩步萃取,一步使用超臨界 CO2 進行萃取,流速為 60 g /min,壓力先后設(shè)為 15 和 30 MPa; 第二步再加入 7 % 乙醇作為助溶劑,壓力為 15 MPa,共萃取 60 min,最終鼠尾草酸的得率達到 38. 4 % 左右。
對迷迭香中精油的提取方法傳統(tǒng)上使用水蒸氣蒸餾法,近年超聲波輔助提取法也有廣泛應(yīng)用。水蒸氣蒸餾法是利用水蒸氣蒸餾,再經(jīng)油水分離、除雜脫水等,最終得到純化精油。Karakaya 等對比了水蒸氣蒸餾法以及超聲波輔助提取法提取迷迭香精油,2 種方法得到的精油有著相似的相對密度和藥理活性,得率均為 2. 6 % ,但超聲波輔助提取法比水蒸氣蒸餾法節(jié)約了 65 % 的提取時間,有著更高的提取效率。
有關(guān)迷迭香的提取工藝研究多有報道,成本低、時間短、效率高的提取方法隨技術(shù)發(fā)展不斷更新,這對迷迭香在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用有著重要的指導(dǎo)意義。
4 迷迭香的藥理作用
迷迭香成分豐富,有多種多樣的生物學活性。這些活性有的已經(jīng)被人們所熟知,且作用通路比較明確; 有的是新發(fā)現(xiàn),擴大了迷迭香的藥理用途。迷迭香中的活性成分可大致分為 2 大類: 精油類與酚類。精油是良好的抗菌劑和殺蟲劑,酚類中的迷迭香酚、鼠尾草酚、迷迭香酸等均是良好的抗氧化劑。
4. 1 抗菌及殺蟲作用
迷迭香精油常常被用作抗菌劑,主要作用成分為 α-蒎烯、樟腦和 1,8-桉葉素。研究表明,迷迭香精油可使串珠鐮刀菌的菌絲體發(fā)生肉眼可見的形態(tài)學改變,150 mg /L 的迷迭香精油即可顯著抑制其生長,當質(zhì)量濃度增加至 300 mg /L 可使細胞壁破裂,細胞質(zhì)外流。迷迭香精油還可抑制白念珠菌萌發(fā)管的形成,從而抑制其引起的口腔炎癥。Chifiriuc 等使用油酸/氯仿包被迷迭香精油,形成微滴,實驗結(jié)果表明這種微滴可抑制人白念珠菌和熱帶念珠菌的附著與生物膜形成。非精油成分也有抑菌作用的報道,鼠尾草酚被認為起主要作用。
迷迭香的殺蟲作用主要表現(xiàn)為殺滅毒蛾、螨蟲、甘藍銀紋夜蛾等成蟲或幼蟲。有研究表明: 迷迭香精油中的樟腦可使毒蛾的生長受到抑制,而精油中的 1,8-桉葉素可以使虱的蟲卵死亡。
4. 2 抗氧化作用
迷迭香有良好的抗氧化作用,被廣泛應(yīng)用于藥品、食品、甚至燃油中,與合成抗氧化劑相比有無毒、無副作用等優(yōu)勢。然而,凍干會使迷迭香中的酚類成分損失,故新鮮迷迭香的抗氧化效果更加出色。研究表明,迷迭香中的鼠尾草酸可以通過激活沉默交配型信息調(diào)節(jié)因子 2 同源蛋白 1( SIRT-1) 通路從而減少 H2O2 對肝細胞的氧化損傷,抑制病理學過程中的細胞凋亡。另有研究表明,迷迭香中提取的酚類物質(zhì)對植物油的抗氧化作用比特丁基對苯二酚更好,而特丁基對苯二酚此前被認為是好的抗脂類氧化劑。迷迭香不僅可用于食用油的保存,還可在豆油的烹調(diào)過程中減緩因高溫而產(chǎn)生的三酰甘油氧化聚合物等有害物質(zhì)的形成,從而改善食用油以及被烹飪食物的品質(zhì)。給生長期的羊喂食迷迭香提取物,可使其肉質(zhì)的抗氧化性能增加,肉類的保鮮更加便捷環(huán)保。
4. 3 抗抑郁作用
已經(jīng)有報道表明抗膽堿酯酶藥物可以減輕抑郁癥狀。Ferlemi 等發(fā)現(xiàn)迷迭香茶可減少大鼠的抑郁和焦慮行為,其主要作用成分為鼠尾草酸、咖啡酸和木犀草素-7-O-葡萄糖醛酸苷。實驗證明迷迭香茶可減少患病小鼠腦部和肝臟中的膽堿酯酶濃度,改善小鼠的激越型抑郁癥。經(jīng)比較發(fā)現(xiàn),鼠尾草酸、木犀草素-7-O-葡萄糖醛酸苷、咖啡酸、迷迭香酸和乙酰膽堿酯酶的作用位點與膽堿酯酶抑制劑多奈哌齊和加蘭他敏相同,這在一定程度上揭示了迷迭香抗抑郁的作用機制。
Sasaki 等認為迷迭香中的木犀草素、迷迭香酸、鼠尾草酸等可通過調(diào)節(jié)兒茶酚胺發(fā)揮抗抑郁作用,還可減少皮質(zhì)酮對神經(jīng)細胞的毒性損傷,保護神經(jīng)細胞。
4. 4 代謝調(diào)節(jié)作用
迷迭香在代謝調(diào)節(jié)方面也能起到一定作用,其在降糖、降脂以及抑制肥胖等方面的作用多有報道。研究表明,迷迭香提取物對于高膽固醇飲食小鼠的血漿總膽固醇、低密度脂蛋白以及甘油三酯的含量均有改善作用,對空腹血糖、血漿總膽固醇以及游離脂肪酸亦有降低作用,而空腹胰島素含量并無明顯升高,其中鼠尾草酸起主要作用。
糖尿病患者的單核細胞趨化蛋白-1( MCP-1) 和基質(zhì)金屬蛋白酶-9( MMP-9) 的升高是導(dǎo)致糖尿病血管病變的部分原因。迷迭香的甲醇提取物經(jīng)正己烷、氯仿、乙酸乙酯以及正丁醇依次萃取后,用于鼠平滑肌細胞和鼠巨噬細胞,發(fā)現(xiàn)其中甲醇部位以及鼠尾草酸富集的正己烷部位對于 MCP-1 和 MMP-9 的抑制作用佳。迷迭香提取物可通過抑制過氧化物酶體增殖物激活受體-γ( PPAR-γ) 和脂肪酸結(jié)合蛋白( FABP-4) 基因的表達抑制小鼠前體脂肪細胞( 3T3-L1) 的分化與增殖,這表明其不僅可以治療肥胖,而且還能對肥胖有預(yù)防作用,起作用的主要成分是鼠尾草酸以及鼠尾草酚。
4. 5 抗神經(jīng)損傷作用
迷迭香中的木犀草素、鼠尾草酸和迷迭香酸可減少神經(jīng)細胞的熱休克蛋白 47 的表達,從而改善壓力環(huán)境下神經(jīng)細胞的損傷退化。阿爾茨海默病是一種神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,伴隨著神經(jīng)細胞的損傷和死亡。β-淀粉樣蛋白的變性沉積是阿爾茨海默病的病理標志物,鼠尾草酸可抑制 β-淀粉樣蛋白的形成及其引起的 DNA 修復(fù)酶多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶( PARP) 的增加,而 PARP 是細胞凋亡核心成員胱天蛋白酶的切割底物,在 DNA 損傷修復(fù)與細胞凋亡中發(fā)揮著重要作用,表明鼠尾草酸對阿爾茨海默病有一定的干預(yù)作用。
4. 6 抗炎作用
有研究表明,迷迭香提取物可減輕乙醇灌胃大鼠胃部的炎癥細胞滲入,保護胃黏膜的正常結(jié)構(gòu)。這可能與迷迭香提取物降低了誘導(dǎo)炎癥發(fā)生的相關(guān)因子,如髓過氧化物酶、白細胞介素 1-β、腫瘤壞死因子-α 等,以及減少白細胞有關(guān)。
Rocha 等評估了鼠尾草酸對局部和系統(tǒng)炎癥的干預(yù)作用,發(fā)現(xiàn)鼠尾草酸在 25 mg /kg 時可減少大鼠腳趾約 60 % 的腫脹,還可以明顯減少肝臟缺血-再灌注后血清里的轉(zhuǎn)氨酶類濃度。核轉(zhuǎn)錄因子 κB( NF-κB) 、金屬蛋白酶-9 等參與多種器官的炎癥反應(yīng),在熱損傷后這些標志性物質(zhì)的上升顯示多種器官( 肝、腎、肺) 發(fā)生了功能障礙,提前靜脈注射鼠尾草酸可明顯減少這些物質(zhì)在血清中的濃度。這些都表明鼠尾草酸可參與治療與炎癥相關(guān)的損傷。
4. 7 抗腫瘤作用
迷迭香提取物的抗腫瘤作用多有報道,如抗前列腺癌、結(jié)腸癌、纖維肉瘤、黑色素瘤等。
Cattaneo 等報道,迷迭香的 65 % 乙醇提取物對抑制人黑色素瘤 A375 細胞的增殖有劑量依賴性。黑色素瘤細胞在給藥后,其維持內(nèi)穩(wěn)態(tài)的蛋白質(zhì)減少,令細胞產(chǎn)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激從而損傷細胞。
Yan 等報道,迷迭香提取物可引發(fā)結(jié)腸癌細胞的凋亡,增加小鼠體內(nèi)核因子相關(guān)因子-2( Nrf-2)和缺氧誘導(dǎo)基因( SESN-2) 的表達,從而有效抑制人結(jié)腸癌細胞在無胸腺小鼠體內(nèi)的生長。GonzálezVallinas 等使用迷迭香的超臨界流體提取物和 5-氟尿嘧啶聯(lián)合作用于結(jié)腸癌細胞,發(fā)現(xiàn)迷迭香提取物可協(xié)同 5-氟尿嘧啶抑制腫瘤細胞增殖,促進腫瘤細胞凋亡。逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)( RT-PCR) 證實,聯(lián)合給藥后細胞中與耐藥性相關(guān)的酶濃度有所降低,細胞實驗也表明迷迭香提取物可減少結(jié)腸癌細胞在化療過程中的抗藥性。
Petiwala 等總結(jié)了鼠尾草酸、鼠尾草酚治療前列腺癌的機制,二者均通過促進細胞凋亡、抑制磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶( PI3K/Akt) 通路來影響腫瘤細胞存活率。
迷迭香酚也有抗腫瘤作用,但其作用機制還需要進一步的深入研究。
4. 8 其他作用
4. 8. 1 調(diào)節(jié)血壓 迷迭香精油可在臨床上顯著升高原發(fā)性低血壓病人的血壓。在停止給藥后,病人的血壓會回跌至未給藥前水平,無反跳反應(yīng)。這表明迷迭香精油有望作為抗低血壓藥物用于臨床,改善病人生活品質(zhì)。
4. 8. 2 抗肝硬化 慢性肝損傷會導(dǎo)致肝纖維化,最終發(fā)展為肝硬化。Al-Attar 等利用硫代乙酰胺( TAA) 使維斯塔爾大鼠( Wistar) 產(chǎn)生肝硬化,而迷迭香葉提取物可抑制 TAA 造成的生理學和病理組織學改變,抑制肝硬化的產(chǎn)生。
5 結(jié)語與展望
迷迭香含有多種生物活性成分,結(jié)合最新的研究進展可知,迷迭香中的化學物質(zhì)主要有精油和酚類,精油成分主要有 α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯、1,8-桉葉素、樟腦、龍腦和馬鞭草烯酮等,酚類成分主要有鼠尾草酸,咖啡酸,迷迭香酸和鼠尾草酚等。成分比例隨著提取部位、保存方式、加工方法的不同會有很大變化。迷迭香的生物活性主要有抗菌、抗氧化、抗抑郁、代謝調(diào)節(jié)、抗神經(jīng)損傷、抗炎、抗腫瘤等。伴隨著提取純化工藝的不斷成熟,迷迭香成為了醫(yī)藥、食品、化工等行業(yè)的開發(fā)熱點,有著廣闊的應(yīng)用前景。迷迭香無害高效的天然抗氧化作用使之可應(yīng)用于食品保存,用于抑制脂質(zhì)氧化,延長保質(zhì)期,降低食源性疾病傳播風險等,有望成為第三代食品抗氧化劑。但目前對迷迭香的藥理作用機制的研究并不完全,還有待進一步的深化探索。此外,我國迷迭香的種植、加工標準也有不足,有待進一步完善。