艾葉及其燃燒產物成分的探究范文

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摘要：艾葉在臨床上主要用于艾灸，具有鎮痛、抗炎、止血、抗菌、抗病毒等多種生物活性，其中所含的揮發油和黃酮類成分是其發揮作用的主要活性成分，文章總結了不同產地、采收期、提取方法等因素對艾葉有效成分影響的研究現狀，并對艾葉燃燒產物的化學成分、生物活性、安全性的研究進展進行歸納，旨在為艾葉的深入研究和開發利用提供依據和思路。

關鍵詞：艾葉；燃燒產物；生物活性；有效成分

艾草（Artemisiaargyi），又名艾蒿，是菊科（Asteraceae）蒿屬（Artemisia）多年生野生草本植物，藥用其葉，性溫，味苦、辛，歸肝、脾、腎經，具溫經止血、散寒止痛、調經安胎的作用。艾葉中的主要有效成分包括揮發油、黃酮類、鞣質類和多糖等。艾葉正式作為藥物始見梁陶弘景《名醫別錄》，我國歷代本草著作及醫書古籍中也均有艾葉作為藥用的相關描述和記載，艾葉在我國應用歷史悠久。通過對相關文獻研究分析，可以看出艾葉中的有效成分和艾葉燃燒產物艾煙是研究的重點，因此本文對艾葉及其燃燒產物的有效成分及生物活性的研究進展進行分析和梳理，以期為艾葉的研究和綜合開發利用提供依據。

一、艾葉的有效成分

1.揮發油

1.1揮發油的化學成分及含量

目前從艾葉中分離到的揮發油主要包括單萜類、倍半萜類及其衍生物。單萜類化合物主要有α-蒎烯、莰烯、3-蒈烯等，單萜類衍生物是揮發油的主要組成部分，包括桉油精、松油醇、1,8-桉葉油素、紫蘇醛等，倍半萜及其衍生物如石竹烯、氧化石竹烯、柏木烯、γ-欖香烯、橙花叔醇等。產地不同，艾葉揮發油的含量及成分不同。梁歡等[1]對比了湖北蘄春、河南湯陰等7個產區的艾葉揮發油，共檢測出84種化合物，主要為酮類、烯類和醇類等化合物，對揮發油共有成分進行聚類分析，將不同產地的艾葉分為5類樣本，這種差異與產地地理環境和氣候條件有關。湖北蘄春艾葉揮發油含量最高，種類最多，安徽六安、甘肅蘭州等地艾葉中樟腦、側柏酮等毒性成分含量較低[2]。黎文炎等[3]比較了湖北恩施產的栽培艾和野生艾葉揮發油，發現栽培艾葉中揮發油種類及含量均優于野生艾葉。不同生長期的艾草，受各種酶、溫度、光照、水分等外界因素的作用，生物合成和代謝累積受到影響，其揮發油的含量和種類也會發生相應變化。以湖北蘄春艾葉為例，在5月20日左右，艾葉揮發油含量達到最高，成分和種類隨著時間的推移逐漸增多，若以揮發油含量為采收指標，最佳采收期為端午節前1~2周，如果以其中所含側柏酮等毒性成分為指標，最佳采收期在端午節后1~2周[4]。艾葉在存放過程中，揮發油含量隨貯存時間的延長而減少，揮發油中多數烯類、部分醇類和醛類化合物含量降低，而各化合物所對應的醇、酮、酸等氧化產物的含量則逐漸增多[5]，這可能是艾草在存放過程中，揮發油被氧化，產生了大量氧化產物。炮制對艾葉揮發性成分也有顯著影響，艾葉醋炒品和清炒拌醋品中均檢測出新成分藍桉醇，清炒品和生拌醋品中均檢測出新成分愈創木烯，經醋炮制后異龍腦轉化為毒性較小的龍腦，炮制品中具平喘作用及抗菌活性的石竹烯及其氧化物含量顯著增加，而神經毒性的成分——側柏酮含量下降[6]。以上研究表明，不同的產地、采收期、栽培方式及炮制方法對艾葉揮發油成分及含量影響較大，因此工業化生產時應綜合考慮這些因素。

1.2揮發油的提取

提取方法不同，艾葉揮發油得率及成分也有所不同，何正有等[7]對比了3種不同提取方法制備艾葉揮發油，超臨界CO2萃取法揮發油得率最高（2.11%），所得樣品以長鏈酯類化合物為主；水蒸氣蒸餾法制備的樣品主要是小分子揮發性萜類化合物。段凱莉等[8]采用60%乙醇超聲提取南陽艾葉，揮發油得率為2.655%，主要為萜醇、萜烯及萜類氧化物。1.3揮發油的生物活性大量藥理研究表明，艾葉揮發油具有廣譜的抗菌、抗氧化能力，生物活性較高，具有很高的開發利用價值。研究表明，艾葉揮發油及分離的桉樹腦、4-松油烯醇對疫霉、黑曲霉、粉紅聚端孢、青霉、鏈格孢5種真菌均具有抗真菌活性，抗菌活性隨濃度的增加而增加[9]。尹彬彬[10]比較分析了艾葉精油、多糖和黃酮對•OH、•DPPH和•ABTS等自由基有較強的清除能力，發現艾葉精油、多糖和黃酮抗氧化能力均較強，可作為天然抗氧化劑開發利用。艾葉揮發油對模型兔的痤瘡治療效果較好，可減輕炎性反應，抑制肥大細胞的增殖、趨化[11]。

2.黃酮類

2.1總黃酮化學成分及含量

艾葉中含有大量的黃酮類化合物，目前在艾葉中已鑒定出化學結構的黃酮類化合物主要為黃酮、黃酮醇及其苷，有研究[12-13]從艾葉中分離得到異澤蘭黃素、棕矢車菊素、蒙花苷、矢車菊黃素、紫花牡荊素等化合物。從野艾蒿中分離得到11種黃酮類化合物，分別為山柰酚、芒柄花素、異鼠李素、洋芹素、苜蓿素、槲皮素-7-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-7-O-α-L-鼠李糖苷、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-β-D-葡萄糖苷、芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-蕓香糖苷[14]。魏海勝[15]從蘄艾乙酸乙酯部位中分離并鑒定出8個黃酮苷元，分別為5,7,3’,4’-四羥基二氫黃酮、5,7,3’,4’-四羥基,6-甲氧基黃酮、5,7,4’,5’-四羥基，3’,6,-二甲氧基黃酮、芹菜素、木犀草素、槲皮素、金圣草黃素及高車前素。董鵬鵬等[16]對16個不同產區的艾葉總黃酮進行了含量測定，湖北蘄春所產艾葉總黃酮含量相對較高，為14.67%。艾草總黃酮的含量在6月上旬達到最高，6月上旬為最佳采收期[17]。

2.2總黃酮的提取純化

采用超聲波輔助熱提艾葉黃酮，黃酮提取率高達6.581%[18]，加壓輔助溶劑提取萃取艾葉總黃酮提取率為4.660%[19]。吳娜等[20]采用AB-8樹脂純化艾葉總黃酮，總黃酮含量達到69.37%，是原含量的3倍多。李熹[21]采用高速逆流色譜法分離純化艾葉，得到4種高純度的黃酮類化合物，此項研究為艾葉黃酮類成分的大量提取制備和深入開發奠定了基礎。

2.3總黃酮的生物活性

艾草總黃酮具有豐富的生物活性，如抗腫瘤、抗心血管疾病、抗凝血、抗氧化、抗衰老等。艾草所含的黃酮類成分3’-甲氧基薊黃素對乙肝表面抗原（HBsAg）和乙肝e抗原（HBeAg）有顯著的抑制作用[22]。艾蒿黃酮[23]能有效清除O2•、•OH、H2O2，減輕或消除•OH對DNA的氧化損傷，抗氧化效應遠高于VC。文榮等[24]發現，野艾蒿中木犀草素、柚皮素、槲皮素、芹菜素4種黃酮類單體化合物均能不同程度地抑制人肝癌HepG2細胞的增殖，這從分子水平上證明艾草降血脂的有效成分為黃酮類化合物。3.多糖類艾草中所含的多糖類物質具有較強的抗腫瘤、增強機體免疫力、抗氧化作用，目前國內對艾草多糖的成分及提取工藝研究還較少。吳桂花[25]對艾葉粗多糖分離純化，得到4種多糖組分WAYSP00、WAYSP01、WAYSP02和WAYSP05，研究還發現，艾葉多糖能抑制乳腺癌細胞MCF-7和胃癌細胞MNK45的生長。艾葉多糖能明顯抑制肝癌細胞的增殖，既能抗腫瘤，又可提高免疫力[26]。

4.鞣酸類

鞣酸為艾葉成分中有效的凝血物質，主要成分為單寧酸、兒茶素。易筠[27]對不同產地艾葉中鞣酸的含量進行了對比分析，發現蘄艾總鞣酸含量（13.29%）最高。

5.其他

艾草中還含有有機酸類、微量元素、生物堿、蛋白質、纖維素及葉綠素等成分。艾草的成分研究已成為人們關注的熱點，不論是成分組成、含量還是具體的生物活性，都有待于進一步研究。

二、艾燃燒產物的研究進展

艾灸療法是傳統針灸的重要組成部分，在慢性病治療及“治未病”方面具有其獨特的優勢[28]。目前普遍認為艾灸是一種由經絡調節、溫熱效應、燃燒產物的化學成分共同作用的綜合效應。其中艾燃燒產物的化學成分是艾灸重要的效應環節，現對艾燃燒產物的化學成分、生物活性及安全性研究進展綜述如下。

1.艾燃燒產物化學成分

目前在艾燃燒產物中已發現200余種化學成分，農熠瑛[29]采用苯-甲醇混合溶劑和正丁醇兩種族化合物；在重組分中得到18種高沸點的芳香族化合物和一些長鏈不飽和烷烴。李炎強等[30]分析對比了艾葉及艾煙的化學成分，僅在艾煙中檢測到的物質有苯甲醛、苯酚、2,4-二甲基苯酚和綠花白千層醇，表明艾葉燃燒過程中，部分成分發生了熱解，產生了新物質。靳然等[31]采用固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用（SPME-GC-MS）技術對蘄艾艾煙進行定性分析，把檢出物質分為3部分，分別為有呋喃結構的物質，芳香族化合物，酯類、烷烴或含羥基類化合物。吳子建等[32]采用頂空進樣-氣相色譜-質譜聯用法對3年陳艾燃燒產物進行檢測分析，鑒定出54個揮發性成分，主要為烷烴類、烯烴類、醛類、酸類、酯類、酚類、萜類及雜環類物質，含量較多的為苯酚、鄰-異丙基苯、乙酰胺、對二甲苯、3-甲基丁酸等。總之，艾的燃燒生成物成分非常復雜，對比不同的文獻發現，各研究者所檢測到的艾煙成分相差較大，經分析除了與燃燒原材料有關外，可能還與研究者的實驗方法有關，所以尋找合適的研究方法至關重要。

2.艾燃燒產物的生物活性

2.1抗菌、抗氧化作用楊梅[33]從艾煙重組分中分離得到5-叔丁基連苯三酚，是艾煙抗自由基的活性物質，對大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌均有抑制作用。儲存期3年和5年的艾條燃燒生成物的自由基均少于1年的艾條[34]，說明陳艾的抗氧化性、安全性均優于新艾。

2.2降血脂作用

艾灸療法能預防動脈粥樣硬化，艾煙能調節載脂蛋白E基因敲除（ApoE-/-）小鼠血脂代謝[35]，有效降低甘油三脂（TG）、低密度脂蛋白（LDL）水平，抑制動脈粥樣硬化斑塊的生長，減少肝臟內膽固醇的蓄積，起到防治動脈粥樣硬化的作用。

2.3抗衰老作用

目前有學者對艾煙延緩衰老的機制做了以下研究，艾煙通過提高小鼠腦內單胺類神經遞質的含量，改善老化模型小鼠的學習記憶功能，延緩衰老過程[36]。艾煙通過提高中樞神經系統興奮性，改善小鼠腦中氧化應激損傷，降低膠質纖維酸性蛋白（GFAP）在小鼠海馬的表達，從而延緩大腦衰老[37]。這些研究為艾灸抗衰老在臨床上的應用開辟了新的思路。

2.4對免疫功能的影響

黃暢等[38]對白細胞減少癥的小鼠進行艾煙干預，發現艾煙組小鼠免疫器官損傷程度較模型組低，艾煙能保護脾臟和胸腺，升高模型小鼠白細胞數量，促進造血功能的恢復。艾煙冷凝物還能提高大鼠肺泡巨噬細胞NR8383的活性，并呈現出一定的濃度依賴性[39]，艾煙可被用于預防呼吸系統疾病和提高機體免疫力。

2.5抗腫瘤

黃玉海等[40]采用體外實驗方法，觀察到艾煙可吸入顆粒（PM10）干預人肺腺癌A549細胞4h后，出現明顯的亮藍色凋亡細胞，隨著濃度的增加，凋亡細胞逐漸增多，說明艾煙PM10具有誘導A549細胞凋亡的作用。VJSarath等[41]研究發現，艾煙能通過線粒體途徑誘導乳腺癌細胞MCF-7調亡。

三、艾燃燒產物的安全性

近年來人們對環境和健康的關注度逐步提升，艾灸過程中產生的令人不適的煙霧也得到進一步的重視，艾燃燒產物成分中含有的多環芳烴類、酚萘類物質，李鴻儒[42]通過調查長期吸入艾煙的醫護人員的健康情況，發現長期吸入艾煙可能使人疲勞感增強，對呼吸系統及五官部分也會產生一定的影響。韓麗等[43-45]研究了艾煙的毒理實驗，發現高濃度的艾煙有導致染色體損傷、鼠傷寒沙門氏菌突變、小鼠呼吸系統和中樞神經系統受損后死亡等遺傳毒性作用，中、低濃度的艾煙則無明顯影響。在艾煙對人體影響的研究中，艾煙在9~12mg/m3時對人體的呼吸頻率、血壓、血樣飽和度、心律、血氧飽和度等各項生理指標均無明顯影響，表明一定濃度的艾煙是相對安全的[46]。陳鑫[47]還研究了艾煙對受孕小鼠生理、激素水平和胎鼠的發育情況的影響，發現一定濃度的艾煙不會對孕鼠的體質量、胎鼠的發育情況造成確切影響，因此必要時，孕婦也可以進行艾灸治療。綜上所述，艾煙是存在一個安全劑量的，在這個范圍內，艾灸發揮著十分顯著的臨床效果，但在安全劑量范圍之外，長期高濃度的吸入艾煙對機體還是有損傷作用的。

四、小結

艾葉中主要含有揮發油、黃酮類、鞣質類、多糖等有效成分，各種成分均有較好的生物活性。艾燃燒產物即艾煙中存在很多活性成分，具有抗菌、抗氧化、降血脂、抗衰老、免疫調節、抗腫瘤等作用。同時，艾煙對機體產生的負面影響也不容忽視。關于艾煙的安全性問題，還需要進行更科學、更細致的研究，筆者認為今后可從以下幾個方面入手：①制定艾灸環境中空氣質量標準；②加強艾煙的治療安全劑量的研究，如艾煙的藥效濃度、艾灸的有效解除時間，安全劑量范圍等；③尋找適當的技術減少或去除艾煙中的有害成分，開展微煙化和無煙化技術研究，推動灸法的臨床推廣與創新。

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作者:鄭婷婷 田瑞昌 劉國輝 劉全軍 司清林 郝浩浩 孫改格 單位:河南省濟源市農業科學院