高蛋白饲料桑：桑叶的化学成分及临床应用研究进展

桑树(Morus alba L.)为桑属植物桑科多年生落叶小乔木植物,桑叶为桑树的叶,中医又称“铁扇子”,是桑树的主要产物,约占地上部产量的 64%,桑叶每年可摘次,生命力很强,中国是蚕丝业的发源地,栽桑养蚕具有500 多年的悠久历史。中医古籍强调“霜桑叶”或“冬桑叶”入药。目前除养蚕外,出现了大量桑叶过剩的现象,浪费了大量宝贵资源。近年来,随着人民生活水平的提高,饮食结构发生显著变化,国际食品开发炽热,各国有关学者都在极力寻求天然、安全、保健性食品的开发,这种回归自然的愿望已成为走向21 世纪的趋势, 让自然资源丰富又具有保健功能的树叶被广泛应用,其中桑叶因其不仅含有丰富的氨基酸、脂肪、碳水化合物、维生素和钙、铁、锰、锌等矿物质,且富含人体所必需的多种生物活性成分。现代药理研究表明,桑叶具有降血糖、降血脂、清除氧自由基、抗感染及抗病毒等作用,其药理活性与防治高血压、糖尿病、动脉粥样硬化、肥胖症等慢性病及延年益寿密切相关。桑叶含丰富的纤维素,有导泻通便、保护肠黏膜和减肥的作用。本文就桑叶的本草来源、桑叶的化学成分研究、临床应用以及临床制剂研究作一综述,为合理开发利用桑叶提供科学依据。本草来源桑树原产于中国和朝鲜,全球约有16 种,分布于北温带、亚洲热带、非洲热带及美洲地区, 我国约有11 种,分布于全国大部分地区,以长江流域尤其江浙一带为多。栽桑养蚕是我国农业的传统产业,桑树在我国已有4 000多年的栽培历史,有几百万亩桑园,是世界上最大的桑树种植国,主要有家桑或白桑(Morusalba)、鸡桑(M.australis)、华桑(M.cathayana)、蒙桑 (M.Mongolic)、山桑(M.diabolica)等10 多个种和变种。化学成分研究近年来,各国学者对桑叶进行了大量研究,结果表明,在生长期桑叶中水分约占 75%,干物质约占25%。桑叶的有效成分随采收季节、产地的不同有明显变化。

2.1 黄酮类黄酮类物质是桑叶中的主要有效成分。韩国学者Kim 等从桑叶中分离出9 种类黄酮,日本学者Kayodoi 等对桑叶的丁醇提取物进行分离,得到9 种化合物,尤其富含芸香苷,平均每100 干品中含芸香苷470～2670 mg。桑叶是常用中草药之一,含有芸香苷、槲皮素、异槲皮素,芦丁、黄芪苷、异戊烯基黄烷等黄酮类化合物,其中以芦丁、异槲皮素含量较高。因此有着巨大的研究价值。

2.2 多糖类桑叶的有效成分之一――桑叶多糖成分复杂,且具有显著的降血糖作用,因而对于桑叶多糖的研究已引起人们的极大兴趣。有学者采用 DEAE-纤维素和凝胶过滤色谱对桑叶粗多糖作了进一步的分离纯化,共得到种均一多糖SD2-3、SD3-3、SD3-4。他们通过红外光谱图分析可知,3 个组分都含有糖类化合物的基本信息,而且都可能含有糖醛酸,同时都不存在甘露糖残基,为今后更深入地研究桑叶多糖的化学结构和生物活性等工作提供了基础资料。

2.3 桑叶所含脂类物质中,不饱和脂肪酸几乎占到脂肪酸总量的一半,不饱和脂肪酸中以亚麻酸(22.99%)、亚油酸(13.40%)、油酸(3.17%)、棕榈油酸(3.05%)、花生四烯酸(1.26%)为主, 可见桑叶中亚麻酸含量很高,亚麻酸(ω-3 型不饱和脂肪酸)对心血管疾病及高血脂都有很好的防治作用,特别是消退动脉粥样硬化和抗血栓形成有极好的疗效。而亚油酸是人体必需脂肪酸,可促进胆固醇和胆汁酸的排出,降低血中胆固醇的含量,而且桑叶中几乎无胆固醇。

2.4 生物碱日本学者Asano 等通过改变DNJ 的提取和纯化工艺,从桑叶中分离出多种多羟基生物碱, 包括DNJ(分子式:C6H13NO4,相对分子量:163.17)、N-甲基-1-DNJ(NMe-DNJ)、2-氧-α -四羟基-去甲莨菪烷(去甲莨菪碱)。DNJ 又名1-脱氧野尻霉素,是一种天然糖的类似物,极性很大。在植物中唯有桑叶含有,是糖苷酶抑制剂,能明显抑制进食后血糖急剧上升现象。

2.5 挥发油现代科学研究证明,桑叶是一种营养结构非常丰富的天然物质,被称为天然植物营养库,含有多种维生素、矿物质、氨基酸、茶多酚、生物碱、粗蛋白、植物纤维、无机盐、挥发油等成分。许多挥发油显示出镇咳、抗菌、消毒、抗微生物、提神、催眠、镇静等作用。据报道,某些挥发油还具有一定的抗肿瘤作用,除用于医药外,挥发油还用于化妆品和烟草行业。桑叶挥发油成分因产地不同而具有明显的差异。采用水蒸气蒸馏仪提取到了具有特殊气味的淡黄色挥发油,他们用GS/MS 对鲜桑叶的挥发油进行分析,研究出鲜桑叶的挥发油中含有大量的不饱和醇和酸、多种脂肪酸、烷烃、芳香族、甾醇类、二萜类和杂环类化合物,挥发油占桑叶干重的质量分数为0.1%。鲜桑叶中含有大量 -hexenal)、顺式β -己烯醇、苄醇、异戊醇、芳樟醇、丁胺、丙酮、苯甲醛、丁香酚等,这可能和挥发油具有特殊的气味有关。丰富的不饱和烯酸、甾醇类及二萜类化合物体现了桑叶具有较高的药用价值,同时生物碱黄嘌呤在体内具有清除氧自由基的作用[10]。2.6 植物甾醇植物甾醇又称植物固醇,是一类以环戊烷全氢菲为主体骨架、3 位羟基的甾体化合物,具有多种重要生理功能,广泛存在于各种植物油、坚果和植物种子中,也存在于其他植物性食物如蔬菜、水果中。桑叶中植物甾醇含量比一般植物高3～4 倍,由于植物甾醇同胆固醇在乳糜微粒的竞争,使得原本就溶解度不大的胆固醇成为不被吸收的状态,从乳糜微粒中析出, 而不能从肠道中进入血液,从而有效地抑制肠道对胆固醇的吸收。植物固醇还可以促进胆固醇的排泄。Hayes等的研究提示,游离植物固醇能促进沙鼠内源性胆固醇的排泄;Kaneko 受体(LXR)激动剂,激活固醇流出转运体基因ABC 家族,如ABCG5、ABCG8。然而也有截然相反的结果,例如Calpe 认为植物固醇抑制胆固醇的吸收与ABCA1 无关。植物甾醇作为一种新型的健康食品成分, 随着对其降低胆固醇效应及作用机制的深入研究,其在防治心血管疾病方面的应用也会越来越广泛。

2.7 绿原酸有报道桑叶中还含有丰富的绿原酸,而绿原酸有清除自由基、抗脂质过氧化、抗菌等多种生物活性。现行药典采用HPLC 法测定桑叶中芦丁的含量,绿原酸的含量测定也有报道,中医古籍强调“霜桑叶”或“冬桑叶”入药,实验研究也显示冬桑叶中绿原酸和主要黄酮苷成分明显高于其他季节的桑叶,测定桑叶中绿原酸、芦丁和异槲皮素的含量有助于进一步研究桑叶的效应成分及桑叶药材质量的有效控制。由于桑叶中绿原酸、芦丁和异槲皮素的含量受不同的品种、种植基地和采摘时间等多种因素影响,作用因素较为复杂,进一步的考察还在进行中。此外,桑叶中还含有甾体及三萜类化合物、香豆素、有机酸、Cu-Zn SOD、叶绿素、黄体色素、新胡萝卜素、叶黄素等色素和香精、植物雌激素、松香油等其他功能成分。临床应用研究据相关文献报道,桑叶中含 N-糖化合物、芸香苷、槲皮素、挥发油、氨基酸、维生素及微量元素等多种活性化学成分,具有降血糖、降血脂、降血压、抗菌和抗病毒多种药理作用, 具有广阔的临床应用价值,是一种天然、价廉物美的药用原料。

3.1 降血糖《神农本草经》中称“桑叶除寒热,出汗”。《本草纲目》中载“桑叶乃手足阳明经之药, 汁煎代茗能止消渴”。《中药大辞典》桑叶的药理作用中载“以四氧嘧啶性糖尿病大鼠的空腹血糖、肾上腺素高血糖的测定作指标,桑叶有抗糖尿病作用”。ChenF 认为,桑叶中的N-Me-DNT、 GAL-DNJ 和fagomine 生物碱都可显著降低血糖水平,后两者的降糖作用最强,其中GAL-DNJ 一种糖苷酶抑制剂。TPM对四氧嘧啶糖尿病小鼠有显著的降糖作用,还可提高糖尿病小鼠的耐糖能力。桑叶总黄酮(70%乙醇提取物)可抑制小鼠小肠双糖酶活性而降低血糖。桑叶能抑制胰岛病变的进展,维持胰岛素分泌,延缓糖尿病进程。据报道,一种抗糖尿病制剂由单细胞的桑(single celled mulberryleaf)作为活性成分。经单细胞生成获得的桑叶活性成分的量比桑叶的醇提物中的量要大。桑叶的单细胞成分具有胰岛素样作用(insulin-like effect),有极好的抗糖尿病作用,使用十分安全,单细胞生成率高,可用来治疗糖尿病继发症状,如血糖过高、尿糖过高和白内障等。

3.2 降血脂谢惠萍等[14]通过桑叶提取物降血脂作用的动物实验研究得出结论,表明桑叶提取物具有较明显的降低血脂的作用,此作用与其含有丰富的活性物质有关,桑叶中含有植物甾醇、黄酮及异黄酮。有研究报道D1E8F 植物甾醇和黄酮可以抑制肠道内胆固醇的吸收,黄酮还可以降低血液黏度,强化毛细血管,改善心脏及肝脏功能。桑叶的利水作用既可以排尿,又可以排走细胞中多余的水分,同时将血液中过剩的中性脂肪和胆固醇排清,当血液中性脂肪减少时,贮存的脂肪就释放出来。桑叶中含有较多的粗纤维、人体必需氨基酸、维生素和矿物质。因此, 桑叶在改善高脂血症的同时,又能预防心肌梗死和脑出血。

3.3 镇咳作用周绍坚等通过桑叶对小白鼠镇咳作用的实验研究发现,桑叶醇提液与复方甘草口服溶液具有相同的药理效应,有一定的镇咳作用。然而其镇咳的有效成分及作用机制有待进一步研究。

3.4 降血压桑叶具有清热散风、降压明目之功效,对高血压患者有良好的降压、保健作用。有文摘记载桑叶浴可以降低血压。因为桑叶中的芸香苷、槲皮素能增加离体及在体蛙心的收缩力与输出量,并减少心率。芸香苷使蟾蜍下肢及兔耳血管收缩,槲皮素可扩张冠状血管,改善心肌循环。γ氨基丁酸、芸香苷、槲皮素有降血压作用,其中γ氨基丁酸含量高达226 mg/100 有文献报道,从桑叶中分离出多种活性成分如黄酮及其衍生物,证实桑叶具有降压作用。

3.5 抗菌、抗病毒桑叶具有抑菌作用,主要是由于酚类物质破坏了细胞壁及细胞膜的完整性,导致微生物细胞释放胞内成分,引起膜的电子传递、营养吸收、核苷酸合成及ATP 活性等功能障碍,从而抑制微生物的生长。桑叶中含有多种酚类化合物,主要是黄酮类化合物,如槲皮素。桑叶水抽提液浓度(31 mg/ml)在体外有抗钩端螺旋体作用,桑叶中的植物防御素有抗微生物作用,鲜桑叶对金黄色葡萄球菌等各种杆菌均有较强的抑制作用。在抗病毒方面,DNJ 桑叶中的一种生物碱,临床实验证明DNJ有显著的抗逆转录酶病毒活性作用,其IC30 为1.2～ 2.5 g/ml,且随DNJ剂量的增加,其抑制力增强。其抑制机制可能是DNJ 通过抑制糖苷酶的活性,在肿瘤细胞表面产生未成熟的碳水化合物链,削弱了肿瘤的转移能力。

3.6 延缓衰老作用桑叶中所含槲皮素、酚类化合物、维生素C 等成分能通过抑制或清除自由基来防止氧化损伤。据文献报道,桑叶具有类似人参的补益与抗衰老、稳定神经系统功能的作用,能缓解生理变化引起的情绪激动,提高体内 SOD 活性,阻止体内有害物质的产生,减少或消除已经产生并积滞于体内的脂褐质。桑叶可提高清除自由基酶的活力,降低组织中的脂褐质,延缓衰老。桑叶中的SOD 能催化超氧阴离子自由基发生歧化而生成分子氧和过氧化氢,能及时清除自由基,从而能保护机体不受自由基的伤害,在人体抗衰老中起着非常重要的作用。

3.7 抗丝虫病作用利用单味桑叶研制桑叶注射液,该注射液有抗丝虫病的作用。利用桑叶研制桑叶片,用于治疗丝虫性象皮肿和乳糜尿,其作用机制可能是桑叶所含芸香苷、槲皮素、异槲皮素、香豆素、氯原酸等成分抗感染、消肿、软化组织及抗菌等作用的综合结果。

3.8 解痉、抗溃疡作用桑叶中的槲皮素能降低肠、支气管平滑肌的张力,其解痉作用强于芸香苷,芸香苷能降低大鼠的胃运动功能,并能解除氯化钡引起的小肠平滑肌痉挛,皮下注射芸香苷5～10 mg/kg 显著减少大鼠因结扎幽门引起的胃溃疡的病灶数。

3.9 其他作用桑叶中的蜕皮激素能促进细胞生长,刺激真皮细胞分裂,产生新的表皮,并促使昆虫脱变。另外,近年来有报道证实植物黄酮类抗氧化剂能通过抗氧化机制降低糖尿病患者的血糖水平,并阻止并发症的发生;能够清除人体中超氧离子自由基、氧自由基、脂质过氧化物、过氧化氢及酶类所不能清除的羟自由基等,具有降血压、抗衰老、防癌、抑制血清脂质增加和抑制动脉粥样硬化形成的作用,改善肝功能,软化毛细血管,改善血液循环系统,有效地防止脑卒中、脑血栓、脑出血等心脑血管疾病,还有抗感染、抗过敏、利尿、解痉、镇咳、降血脂、强心等作用以及祛风清热、凉血明目、利尿等生理作用。研究报道,桑叶中含有桑皮苷F,对黑色素的生物合成有抑制作用,桑的根皮具有皮肤增白作用,其活性成分白藜芦醇可作为皮肤增白剂。桑叶含丰富的维生素,因此具有导泻通便、减少某些急腹症的发生、保护肠黏膜和减肥等作用。证实桑叶汁具有抗氧化作用,无毒,无化学污染,有望成为食品和保健品添加剂。另外,桑叶在日常生活中也有很多作用,有文献报道桑叶还有治疗手足麻木功效,可用于面部痤疮、祛痰、利咽、生发、护发、清肝明目等。临床制剂研究

4.1 咀嚼片桑叶咀嚼片的制备,以桑叶提取物为原料,对处方中的各种辅料加以筛选,通过湿法制粒、压片,制备桑叶咀嚼片,使服药更方便,提高患者的依从性。实验制得绿色椭圆形片,平均片重为1.0 g,外观良好,成品率稳定。

4.2 桑叶茶在产品开发方面,日本丰玉健康食品公司已用桑叶粉末制造出桑叶茶等产品,饮用方法与绿茶相同,溶解于开水中或者搅拌在食品中均可。而日本中央桑业所开发的桑叶茶风行日本, 茶色褐绿,汤色绿黄,甘甜爽口,醇香长久。我国桑叶茶的研究从20 世纪60～70 年代开始就已进行,至80 年代尤为活跃,但由于桑叶内成分的影响,经一般制作工艺加工的桑叶茶仍有一种难闻的青臭气和苦涩味,很难让人接受, 产品的加工工艺一直没有得到有效的改进。桑叶茶新产品开发于2002年列入江西省科技厅新产品计划项目。新产品开发项目组根据桑叶的独特生理特性与桑叶用于研制桑叶茶的现状, 考虑将茶叶加工的先进工艺集成于桑叶茶的制作,并将蒸气杀青技术应用于桑叶茶的研制,结合茶叶提香工艺,综合各项技术因子,对桑叶制茶进行了较系统的研究,研制的桑叶茶口感好, 香气高,无青臭味,能为消费者所接受。桑叶茶具有很多药理活性,据报道,该茶不仅清凉止渴,生津开胃,而且对伤风感冒、头痛、咳嗽、目赤肿痛、肝肾亏损、失眠健忘、糖尿病及高血压等病症有明显的治疗作用。我国桑树资源极为丰富,全国各省市都有栽培,每年在养蚕之余,都有不少桑叶被废弃,如能充分利用,将是广大桑树栽培地区农民增加收入的好门路。可以说桑叶茶是一种市场潜力巨大、亟待开发的一种新产品。

4.3 桑叶超微粉蔡光先等通过实验证明超微粉中基本无完整的细胞存在,说明本实验中超微粉碎条件可使叶类药材桑叶的细胞破壁,将有利于有效成分的溶出。 4.4 片剂桑叶片的药效学研究,证实桑叶片可明显提高小鼠体内碳廓清速率及血清溶血素,提示桑叶片具有增强机体体液免疫和非特异性免疫功能的作用,有利于增强机体对外界环境的抵抗能力。同时,对角叉菜胶致大鼠足肿胀及醋酸引起的小鼠腹腔毛细血管通透性具有较强的抑制作用,并对大鼠后肢急性淋巴水肿具有较好的治疗作用,表明桑叶片具有较强的抗感染、消肿作用。结论与展望目前,回归自然的呼声越来越高,天然植物来源的药物和功能性食品越来越受到人们的重视和欢迎。桑叶作为药食两用品,安全性好,无毒副作用,且我国桑叶资源丰富,而传统的蚕桑业只用于养蚕,用途单一,每年按正常情况有大量的桑叶过剩而被浪费。因此,寻找桑叶的多用途开发具有十分重要的意义。随着人们对桑叶研究及认识的深入,以桑叶为主或以桑叶有效组分为主的药品及功能食品的开发将成为综合利用桑叶资源及提高其产品科技含量的重要发展趋势之一。随着现代科学技术的发展,科学研究工作者可以用分子生物学、细胞生物学、最新的精制与检测技术更加清楚地解释桑叶中各种成分的药理作用机制,将中华民族几千年使用桑叶的临床经验同分子生物学研究方法紧密结合,进一步开发桑叶的药用潜力,开发出科技含量高的产品,以便为深入研究提供更有力的科学依据,推动中医药向现代化和国际化方向发展。