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玫瑰花化學成分質量評價及食用藥用的研究進展

2022-11-13 04:23田誼紅馮雅玲王馨怡張秋
質量安全與檢驗檢測 2022年2期
關鍵詞:圖譜玫瑰花指紋

田誼紅 馮雅玲 王馨怡 張秋*

(1.國藥控股北京有限公司北京 100077;2.國家藥品監督管理局高級研修學院)

1 前言

玫瑰(Rosa rugosa)又名赤薔薇、穿心玫瑰,是一種薔薇科植物。玫瑰花是我國的傳統名花之一,種植歷史悠久,品種繁多,是常見的園林植物,其在食品、保健品、美容產品制作方面被廣泛應用。中華人民共和國藥典提到:“玫瑰花主治肝胃氣痛、月經不調、赤白帶下、食少口區惡,瘡痛初起和跌打損傷等癥狀”?!侗静菡x》對其藥用價值也有記載:“玫瑰花香氣最濃,清而不濁,和而不猛,柔肝醒胃,行氣活血,宣通窒滯而絕無辛溫剛燥之弊,斷推氣分藥之中,最有捷效而最馴良,芳香諸品,殆無其匹”?,F代藥理學研究表明:玫瑰花含有豐富的酚類物質、揮發性油、醇(苯甲醇、橙花醇、苯乙醇)、有機酸,以及多種色素、蠟質、胡蘿卡素等,這些物質是玫瑰花重要的香氣和功效成分。玫瑰花是一種名貴的藥材,中醫歸納了20多種由玫瑰花組成的中藥配方:玫瑰花的花蕾入藥有解郁醒脾、通經活血的功效;花根有順氣活血、殺菌收斂的作用;玫瑰酒可以降低血脂[1];玫瑰花瓣精煉出的玫瑰精油可以促進男性荷爾蒙及精子的發育、改善皮膚質地、促進血液循環和新陳代謝;同時,玫瑰花也是常用的婦科中藥材,在婦科疾病的治療方面功效顯著[2]。近年來,有醫學研究表明,玫瑰花提取物具有明顯的抗病毒作用,已應用于艾滋病、白血病的治療中,取得了顯著效果。

本文簡述了玫瑰花的化學成分、質量分析方法、藥食同源研究進展,以期為進一步綜合開發與利用玫瑰花的價值提供參考,促進其作為特色功能性食品、藥品的研究和應用。

2 玫瑰花化學成分

玫瑰含有非常豐富的維生素A、B族、C等,還有多種氨基酸、多糖、生物堿等功效成分。玫瑰的維生素C含量非常高,可以達到彌猴桃的8倍、沙棘的20倍、蘋果的700倍。玫瑰花中的蛋白質含量為16.33%,具有豐富的氨基酸。同時,玫瑰花還含有多種不飽和酸,其中包括3種人體必需的不飽和脂肪酸-亞油酸、亞麻酸和油酸,三者之和占總不飽和脂肪酸的99.75%。另外,玫瑰花還含有鐵、銅、鍶、鋰、硒、鉛、鎘、鋅、鈷、錳等微量元素[3],具體含量見表1。工業利用后的玫瑰花渣中,還具有豐富的氨基酸、色素[4],以及多種揮發油。揮發油主要包括酚類(丁香酚、甲基丁香油酚)、醇類(香茅醇、苯甲醇、香葉醇、苯乙醇、芳樟醇、橙花醇、3-甲基-1-丁醇)、酯類(香茅醇甲酸酯、香茅醇乙酸酯、芳樟醇甲酸酯),及其他有機成分(反式-β-羅勒烯)等[5]。

表1 玫瑰花微量元素的含量(單位:mg/kg)

3 玫瑰花質量評價方法

3.1 色譜質譜法

色譜法是中藥成分分離分析的最常用方法之一,根據流動相的狀態,色譜法可分為4類:氣相色譜法、液相色譜法、超臨界流體色譜法和電色譜法。在玫瑰花的質量評價中,通常采用氣相色譜或液相色譜對成分進行分離,并結合質譜等檢測方法測定化合物的成分信息,實現分離和鑒定。吳文杰等[6]提出,在2010年后,LC-MS技術成為藥食同源物質最常使用的分析技術,其次是HPLC技術,LC-MS技術在藥食同源植物化學成分分析方面發展迅速。表2列舉了利用LC-MS技術分析5種常見藥食同源植物的功效成分[7-11]。王曉霞等[12]應用GC/MS法分析了云南食用玫瑰精油中的主要化學成分,可同時鑒定37種化學成分,占化合物檢出總量的52.08%。周圍等[13]利用全二維氣相色譜-質譜分離法,分析了中國苦水玫瑰精油中的復雜天然產物,對色譜共流出組分的切割方式和時間進行了優化和研究,得到較好的分離效果。朱岳麟等[14]對我國新疆、山東平陰、北京妙峰山這3個產區的玫瑰精油與保加利亞產玫瑰精油的化學成分進行了定性定量地分析,發現4種玫瑰精油的主要成分和含量比例差異較大,其中香氣物質含量的差異導致不同產區玫瑰精油的香氣各異。

表2 藥食同源植物中功效成分的LC-MS技術分析

3.2 指紋圖譜法

中藥指紋圖譜是以圖譜的形式描繪出中藥的藥效和化學成分之間的相關性,可以鑒別物質、量化質量并進行綜合分析。目前,指紋圖譜法已經越來越廣泛地應用于中藥材質量的評價,并逐漸成為國內外食品藥品質量評價體系的熱門方法。近年來,隨著科技的發展,一些現代化技術也被不斷整合應用于指紋圖譜中,使指紋圖譜技術對中藥化學成分的分析和闡釋更加全面、直觀和立體[15]。

色譜與多種檢測器聯用后進行指紋圖譜繪制,擁有強大的分離分析能力,能夠實現各種波譜信息的定量和定性分析[16]。王彥淳等[17]采用UPLC技術對13份中國苦水玫瑰花水樣品進行分析,利用歸一化法,尋找并確定了這些樣品共有的9個指紋峰,然后對比對照品的保留時間、紫外光譜圖,進行結合定性鑒別,最終確定中國苦水玫瑰花的6個主要指紋峰為芳樟醇、香茅醇、丁香酚、苯乙醇、苯甲醇、4-松油醇,該指紋圖譜已導入國家藥品監督管理局推薦的“中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統”指紋圖譜軟件,可以對未知樣品進行自動匹配和鑒定。同時,該研究還對玫瑰花水樣品的相似度進行了分析,發現指紋圖譜的相似度評價可以作為一種系統性、綜合性的評判標準,是對玫瑰花水進行質量控制的有效方法。

李向輝等[18]建立了新疆玫瑰花的紅外指紋圖譜,建立了相應的指紋圖譜鑒定方法。該法利用紅外一階圖譜、二階倒數圖譜、二維相關圖譜構成的紅外三級鑒別法,對月季花和玫瑰花的化合物組分差異進行分析。研究發現,2種花中的芳香類化合物差異的特征吸收峰主要是芳香類化合物,而玫瑰花與月季花化合物的二階導數圖譜則具有3個明顯不同的特征吸收峰,分別是玫瑰花的1 455、1 317、1 156 cm-1,而二維相關圖譜中相應吸收峰為990、1 050、1 075、1 110、1 190、1 260、1 350 cm-1。據此建立的紅外指紋圖譜鑒定技術,為快速鑒別月季花和玫瑰花提供了有效方法。

3.3 近紅外光譜法

近紅外光譜是介于可見光(Vis)和中紅外(MIR)之間的電磁輻射波,是人們在吸收光譜中發現的第一個非可見光區。美國材料檢測協會(ASTM)將近紅外光譜區定義為780~2 526 nm。不同物質分子結構中S-H、N-H、O-H以及C-H等含氫基團所在分子的內部原子間產生振動,振動的合頻和倍頻吸收能量后會產生不同的譜帶,通過對譜帶、譜形的解析,可以分析出分子的不同結構,這就是近紅外光譜技術的理論基礎。近紅外光譜的優勢在于能夠進行無損檢測,在保留被測物完整的前提下,進行真偽、產地、種類的鑒別,以及質量安全測定等。

李宗朋等[19]利用簇類獨立軟模式法、偏最小二乘判別法和最小二乘支持向量機法構建了沙棘籽油、摻假沙棘籽油及其他植物油的紅外光譜辨別模型,對234份樣品進行了分析,辨別的正確率均達到100%。

Chen等[20]采用偏最小二乘法建立了菊花種類鑒別的紅外光譜模型,對3個品種的菊花共計139批次樣品進行鑒別,該法對大白菊、胡菊和小白菊3個品種的校正集準確率達到97.60%,96.65%和94.70%,預測集的準確率達到95.16%,86.11%和93.46%,可以快速、無損、有效地鑒別菊花種類。

3.4 高效毛細管電泳法(HPCE)

高效毛細管電泳法是近年發展較快的分析技術之一,在中藥多糖的組成及含量測定中應用較多。在高壓電場的毛細管中,不同成分的分配行為和淌度存在差異,高效毛細管電泳及就是利用這個原理實現分離分析。尤其是在進行單糖組成及含量測定時應用效果較好,在測定多糖含量上,也與傳統的化學分析法的效果相當。但是高效毛細管電泳法的前處理需要柱前衍生,分離后與紫外檢測(UV)器等相結合才能進行檢測分析。

郭懷忠等[21]對傳統化學分析法和高效毛細管電泳法在測定多糖方面的應用進行了比較,該研究采用熱水對黃精多糖和玉竹多糖進行提取,然后用1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮(PMP)作為衍生化試劑,采用高效毛細管電泳法進行測定,結果表明,苯酚-硫酸法測定的多糖含量為4.39%~7.24%,毛細管電泳聯合紫外檢測器法測定的多糖含量為4.24%~7.86%,二者相當。采用硫酸進行多糖降解后,毛細管電泳聯合紫外檢測器法還可以測定黃精和玉竹多糖的單糖組成及其含量。由此可見,毛細管電泳不但可以分析多糖原組分,還可以對多糖降解后的單糖產物進行分析。

4 玫瑰花的食用藥用價值

4.1 降血脂、降血糖的作用

玫瑰降血脂、血糖的作用主要來源于其豐富的膳食纖維、玫瑰黃酮及多種氨基酸。玫瑰富含大量的膳食纖維,膳食纖維不能被人體分解為葡萄糖,升糖指數較低,可作為糖尿病患者的常用食材。膳食纖維還可以結合膽汁鹽,膽汁鹽是膽固醇的代謝產物,與膳食纖維結合后排出體外,可以有效降低血清中膽固醇的濃度,進一步防治心腦血管疾病。此外,膳食纖維還具有促進胃腸蠕動的作用,能夠有效防治便秘和降低腸道癌的發生率。蘭衛等[22]通過觀察小枝玫瑰提取物對糖尿病小鼠血糖情況及耐糖量的影響發現,玫瑰水提取物和醇提取物均能有效降低糖尿病小鼠的血糖,并且改善其耐糖量,且這種作用存在一定的劑量效應,且玫瑰的醇提取物較水提取物具有更高的降血糖作用。

除膳食纖維外,研究表明玫瑰黃酮和氨基酸也具有改善血糖、血脂的作用。周達等[23]用3種不同劑量的玫瑰黃酮提取液灌喂糖尿病小鼠,結果發現,當黃酮提取液濃度為32%時,可以顯著降低小鼠的血糖水平,而最適宜劑量為300 mg/kg/d,降糖率可以達到26.0%。玫瑰花中含有高達34.42%的人體必需氨基酸,其中亮氨酸、精氨酸和苯丙氨酸的含量最高,亮氨酸是人體內唯一的生酮氨基酸,精氨酸具有抗氧化、降血脂的功效,還能夠擴張血管,緩解心腦血管不適。

4.2 抗氧化作用

玫瑰含有大量的維生素C,維生素C是水溶性維生素,抗氧化活性較強,可以有效清除自由基,其與自由基結合后可以轉變為脫氫抗壞血酸和單氫抗壞血酸,以清除自由基,故玫瑰花具有良好的抗氧化功效。同時,玫瑰含有豐富的微量元素,其中,鋅、銅、錳是超氧化物歧化酶的重要組成元素,硒是組成硫氧還原酶和谷光甘肽過氧化酶(GSH-PX)的重要元素,這些酶能提高機體的免疫功能,具有很好的抗氧化功效。

此外,玫瑰花還含有豐富的維生素A、維生素B、維生素E、維生素K以及單寧酸等成分,對于促進血液循環、調理女性生理機能、防凍傷、防皺紋、改善內分泌失調、養顏美容有明顯效果[24]。

4.3 抗腫瘤作用

玫瑰花中含有多種不飽和脂肪酸,其中亞油酸含量最高。HaY.L.等[25]在1990年研究發現,共軛亞油酸(Conjugated Linoleic Acid,CLA)對抑制胃癌的發生有顯著效果,細胞培養結果表明,共軛亞油酸對人類的結腸直腸癌細胞、乳腺癌細胞、黑色素腫瘤培養物殺滅率可以達到20%~80%,同時共軛亞油酸還可以引發人類胃癌細胞凋亡,從而達到抑制胃癌的作用。

此外,玫瑰花可揮發部分也含有抗腫瘤物質,這些物質可以在其揮發油和芳香氣味中收集,其揮發油和芳香氣味的主要活性成分為香茅醇和丁香酚。其中,香茅醇能顯著引起G1期阻滯并對人體乳腺癌MCF-7細胞增殖進行抑制,且隨著香茅醇濃度的繼續升高,達到一定程度時可以繼續引起G2/M期阻滯,從而達到抑制腫瘤發展的作用;丁香酚能夠增加乳腺癌MCF-7細胞在化療過程中的氧化破壞、膜改變和核酸損傷,以此增加乳腺癌MCF-7細胞對化療的敏感度,提高化療的效果[26]。

5 食用藥用玫瑰花發展前景

5.1 食用玫瑰花產品

在眾多藥食同源的食物中,玫瑰花應用廣泛、產品種類繁多,我國食用玫瑰花的歷史悠久、方式多樣。玫瑰花從作為食品佐料增香提味開始,逐漸發展為食品主料被制成玫瑰花酒、花露酒、花餅、花飲料、花醬、花茶、凝膠軟糖等。在云南,玫瑰常被作為食品原料制成玫瑰鮮花餅,是用清水將新鮮的玫瑰花瓣洗凈后腌制,加糖攪拌,做成玫瑰餡兒,再與發酵后的面團混合做成圓餅形烤制而成。玫瑰花茶是我國特有的傳統花茶之一,其含有芳樟醇、醇類化合物、萜烯類化合物等香氣成分,因此具有馥郁玫瑰花香的獨特香氣。在我國,用玫瑰花制酒也有悠久的歷史,李祥睿等[27]研究了玫瑰花制酒工藝,發現當玫瑰花瓣與水的比例為1∶90時,浸提溫度50℃下保持6 h,加入果酒酵母及11%~12%糖、pH值4.5的玫瑰花瓣浸提液,在22~25℃的發酵溫度下,玫瑰花酒的顏色、香氣、口感最佳。

5.2 食用藥用玫瑰發展前景

我國擁有2000多年的玫瑰栽培歷史,擁有大量玫瑰花種植園,是玫瑰生產大國,種植的玫瑰花品種達100余種,其中以北京妙峰山玫瑰、甘肅苦水玫瑰、四川玫瑰花及山東平陰玫瑰最為有名。近年來,各地政府都在關注綠色食品的開發,但是我國部分玫瑰花食用產業當前仍停留在附加值較低的初級加工、粗加工階段,部分種植園直接銷售玫瑰花蕾,極大限制了該行業的高科技、高價值發展。應當充分利用玫瑰花的營養和藥用特性,進一步提高對其食用和藥用價值的認識,將玫瑰花的研發重點從基礎食品制作延伸至深加工和綜合利用方面,融合高新技術,聚焦玫瑰花高附加值加工產業,從高附加值食品、藥品、化妝品著手,全方位創新拓展,開發系列產品,延伸玫瑰的全產業鏈,帶動整個花卉產業的發展。

隨著我國經濟和科技水平的高質量發展,玫瑰花及其副產物的產品開發、質量評價、加工技術均有明顯提高。在玫瑰精油的提取技術研究和提取設備研制等關鍵技術方面,已接近國際領先水平。利用高新分離技術可以提取玫瑰花中的芳香油、黃酮等功效成分,將這些活性成分用于化妝品、食品、醫藥行業,可以大幅提高玫瑰花全產業鏈的附加值,提高行業水平。

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