中药沉香的研究进展中药沉香为传统名贵中药,临床使用广泛,但是由于结香期相当漫长,加上大量的采挖与交易,沉香的自然资源已接近枯竭。
2007 年,国际香市的交易量不足20公斤;2008 年全年的产量不足10 公斤。
产量的不足自然会导致供需矛盾的突出,市场价格不断地攀升。
国家药监局2000 年度全国药品统一抽验资料显示,在17个中药材专业市场中,沉香的不合格率高达91%,因此,学会运用现代的科技手段,通过显微、理化、波谱等方法进行真伪鉴别[1,2] 对于专业人员来说已经是刻不容缓的事情。
本文对沉香的来源,沉香产香机制,产香方法,沉香常规鉴别方法,组分评价方法以及沉香的药理作用临床应用进行综述,通过查阅国内外有关沉香的文献综述沉香近些年的研究的进展。
1.沉香来源沉香作为药物最早记载于梁代陶弘景的《名医别录》,列为上品,曰:“沉香、薰陆香、鸡舌香、藿香、詹糖香、枫香并微温。
悉治风水毒肿,去恶气冶[3] ,并在《本草经集注》中补充云:“此六种香皆合香家要用,不復入药,唯治恶核毒肿,道方颇有用处冶[4]。
西晋时期嵇含所著《南方草木状》作为岭南第一部本草书籍,在卷中将蜜香、沉香记载在同一条目下,云:“蜜香、沉香、鸡骨香、黄熟香、栈香、青桂香、马蹄香、鸡舌香,案此八物同出于一树也,交趾有蜜香树,干似柜柳,其花白而繁,其叶如橘冶,书中将薰陆香与枫香单独记载[5]。
可见早期对于沉香的品种记载处于混乱状态,而且对沉香的药用功效也了解甚少,多作香用。
沉香药材可分为国产沉香和进口沉香,其国产沉香又名海南沉香,主产于海南岛、广西等地;白木香英文名为Incense Tree,又名牙香树、女儿香、栈香等,是我国生产中药沉香的唯一植物资源,为我国特有的珍贵药用植物。
历史上我国的白木香资源十分丰富,但近年来,由于白木香自然繁殖率低、生存环境被严重破坏、虫害及人为掠夺式砍伐等原因,白木香资源遭到严重破坏,现仅有零星散生的残存植株。
白木香1987 年被列为国家珍稀濒危三级保护植物。
现在各国家均严禁对其进出口,2010 版《中国药典》收载的沉香植物来源只有一种,即白木香[6]。
目前,我国药用沉香70 %以上依靠进口,市场缺口较大,药材价格相当昂贵。
2. 沉香的产香机制及沉香的造香技术2.1 沉香的产香机制一般认为沉香的形成是由于树干损伤后被真菌侵入寄生,在菌体内酶的作用下,使木薄壁细胞贮藏的淀粉发生一系列的变化,从而形成香脂经多年沉积而得。
目前,研究主要集中于以下3 个方面:病理学、创伤/病理学与非病理学。
沉香的形成与真菌侵染,如与曲霉(Aspergillus sp.)、可可球二孢菌(Botryodiplodia theobromae)、芽枝霉Cladosporumsp.、Ebicoccum granulatum、镰刀菌(Fusariumsp.)、毛霉(Mucor sp.)、青霉(Penicillium sp.)、Rhizoplius sp.、Sphamopus sp.、Tolura sp.、木霉(Trichoderma sp.)等有关。
此外,球毛壳菌(Chaetomium globosum)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)和裂褶菌(Schizophyllum sp.)也与沉香形成有关[6~8]。
有研究认为,创伤是沉香形成的主要原因,而真菌侵染是次要作用。
有研究报道称,树体(A. malaccensis)总是在有创伤时才能形成沉香,而健康树体没有沉香形成。
Rahman MA等从树体木块中分离真菌,并将真菌接种,结果表明沉香形成是由开放性伤口引起,并非由特定活性真菌而产生。
生物受到外界侵染,一般都会自动产生防御机制。
沉香的形成也可能是对创伤的防卫性反应。
Nobuchi T 等[认为,沉香木创伤后的沉香形成过程中,有两个明显的生理变化阶段:首先是树体受伤后,其薄壁组织细胞内淀粉减少直至消失;第二阶段是在淀粉粒消失后会有显著的液胞化现象,并出现褐色小滴状物。
在液胞化的过程中,发现空胞转化成为耐高渗透压状态,与沉香形成有密切的关系,在此过程中未发现任何真菌或菌丝。
2.2 沉香的造香技术白木香种植6~7 年后,胸径15 cm 时即可人工造香。
一般认为树龄愈大,树脂凝结时间愈长,其取香质量也愈好。
人工造香就是人为使木材受到外伤,促进真菌侵入[9]。
1 砍伤法通常选择8~10 年或10 年以上、树干直径30 cm左右的植株,在距地面1.5~2 m 处,顺砍几刀,刀与刀之间的距离约30~40 cm,伤口深约3~4 cm。
一段时间后伤口附近的木质部会分泌油脂类物质,数年后逐渐变成黑棕色,这便是沉香。
取香后造成的伤口,仍有可能继续结香。
2 半断干法在离树干基部1~2 m处的树干上锯一伤口,深度可达树干粗的1/3~1/4,可在同一方向不同高度锯几个伤口,伤口之间的距离为30~40 cm,伤口宽约3~4 cm,俗称“开香门”。
伤口处也能结香,数年后即可在伤口处取香,取香后香门仍有可能继续结香。
3 化学法用甲酸、硫酸等处理伤口,可刺激伤口,采收后再用药物处理,仍可能继续结香。
4 人工接种结香法在大树上用锯或凿在树干的同一边,从上到下每隔40~50 cm 开一香门,香门长为树干粗的一半,深度为树干粗的一半,宽为1 cm。
如果是小树,则每隔15 cm 钻一个洞,从树干一面穿向对面,以不穿透为准。
开凿香门后,天气干燥时用冷水淋湿伤口,随即将菌种塞满香门,用塑料薄膜包扎封口,以防杂菌的污染或昆虫、蚂蚁等的危害,又可保湿以利菌种繁殖。
当上下伤口都结香而相连接时,大约4 年后整株砍下可采到二级沉香。
5 凿洞法在距树干基部50 cm 直至树顶上端枝条全面打洞,亦叫“开香门”。
其圆形小洞口直径1~1. 5 cm,洞口相距7 cm,上下洞口相距为15 cm。
打洞后,必须砍掉枝条一部分,防止风倒。
为使树脂分泌得快,还要采取物理、化学处理或菌种接种方法。
经过打洞处理后,白木香树生长分泌油脂,时间越长,油脂越厚。
定洞2 年后,白木香树的生长细胞把洞口密封,变为内包香,洞内油脂分泌更厚,3~5 年油脂厚度可达到沉水。
数年后,就可将全树倒放,按照左右上下洞口距离中间线,用锯分黑色树脂部分即可[10]。
3.化学成分及其组分评价3.1.化学成分中药沉香化学成分研究始于20 世纪80 年代。
其化学成分主要有倍半萜化合物(挥发性成分)、2-(2-苯乙基)色酮、三萜类、芳香族类、脂肪酸类及其他成分。
主要应用高效液相色谱、气相色谱-质谱联用技术、核磁共振等方法对沉香的倍半萜类、芳香族、2-(2-苯乙基)色酮衍生物等成分进行研究。
林立东等[11]运用核磁共振和质谱法,从国产沉香中分离鉴定出沉香螺旋醇、B-沉香呋喃、白木香醇、去氢白木香醇、白木香醛、羟基何帕酮等三萜类成分,其中羟基何帕酮为首次分离得到。
王红刚[12]采用高效液相色谱法测定沉香叶中芫花素的含量。
沉香具有纳气平喘的功效,而芫花素、木犀草素等具有祛痰平喘等作用,属于黄酮类化合物。
因此,利用疗效与化学成分的关系,测定芫花素的含量多少及有无,可以验证沉香中是否含有黄酮类成分。
试验结果表明,芫花素在沉香叶中含量较高,故沉香中含有黄酮类成分。
刘军明等[13]利用柱色谱法进行洗脱和提取分离,运用超导核磁共振谱仪、傅里叶变换红外光谱仪以及气相色谱-质谱联用仪鉴定出2 个色原酮类成分,分别为6,8-二羟基-2-[2-(3′-甲氧基-4′- 羟基苯乙基)]色原酮和6-甲氧基-2-[2-(3′- 甲氧基-4′- 羟基苯乙基)]色原酮,这2个化合物均属于2-(2-苯乙基)色原酮类。
梁永枢等[14]运用水蒸气蒸馏法提取沉香树脂中挥发油,利用气相色谱-质谱联用仪,从沉香挥发油中分离得到20 多个峰,鉴定出其中6 个峰。
从图谱可见,其中12 个组分含量较高,占总挥发油相对含量的68.1%;其中苄基丙酮具有止咳作用,是芳香族成分。
刘玉峰等采用与上述相同的方法对沉香叶中挥发油进行了分析,检出154 个色谱峰,鉴定出41 个化合物,占总挥发油相对含量的89.9%;其中,十六碳烷酸(48.86%)、6,10,14-三甲基-2-十五碳酮(8.22%)、十四碳烷酸(7.22%)、反式-9-十八碳烯酸(6.04%)、十五碳烷酸(2.58%)、4,8,12,16-四甲基十七碳烷酸内酯(2.31%)、叶绿醇(1.91%)、壬酸(1.73%)、异叶绿醇(1.38%)、十八碳烷酸(1.31%)为主要成分。
3.2沉香组分评价迄今研究表明,与沉香品质相关的化学成分主要为:倍半萜和芳香族类成分组成的挥发油和2-苯乙基色酮[15]。
1 挥发油评价沉香挥发油具有抑菌和镇静等方面活性[16]。
目前多采用水蒸气蒸馏或有机溶剂法提取沉香挥发油,气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析其化学成分相对含量。
不同来源、不同产地沉香挥发油化学成分均存在较大差异,但多以倍半萜和芳香族化合物为主,仅含少量脂肪酸类成分。
健康的白木香木材、叶、花和果实的挥发油则以脂肪酸类成分为主。
沉香螺旋醇等倍半萜类成分为沉香挥发油中主要成分,且具有镇痛、镇静等方面活性[17],但迄今仍没有测定沉香中倍半萜类成分含量方面的报道;沉香挥发油中芳香族类化合物主要为苄基丙酮,具有镇咳祛痰、平喘作用,王凌等[18]首次采用气相色谱法建立了沉香中苄基丙酮的含量测定方法,并对10 批进口沉香进行分析,结果含量差异较大(0.07~0.78 mg/g),且苄基丙酮含量与醇溶性浸出物含量不成正比关系,表明仅以醇溶性浸出物可能难以准确评价沉香质量优劣。
2 色酮类物质评价沉香的另一类活性成分为2-(2-苯乙基)色酮类化合物,具有不同程度的抗过敏和神经保护等方面的活性[19,20],该类成分具有较好的专属性。
除沉香外,迄今仅从禾本科白茅(imperata cylindrica)[20],白羊草(bothriochloa ischaemum)[21]和葫芦科甜瓜(cucumis melo L. var. reticulatus)[22]中分离得到该类化合物,是沉香质量评价的重要指标性成分。
戚树源等[23]采用HPLC 法建立6,7-二甲基-2-(2-苯乙基)色酮和6-甲氧基-2-[2-(4′-甲氧基)苯乙基]色酮两种色酮类成分的含量测定方法,并对健康白木香(15 年生)感染黄绿墨耳菌(menanotus flavovirens)后,不同时期的样品进行分析,结果从第3 个月起开始形成色酮类化合物,并随时间的增加色酮类化合物含量也不断增加。
何梦玲等[24-25]采用HPLC 和LC-MS 法建立了4 种2-(2-苯乙基)色酮类成分的含量测定方法,即6,7-二甲氧基-2-[2-(4′-甲氧基苯)乙基]色酮、6,7-二甲氧基-2-(2-苯乙基)色酮、6-甲氧基-2-[2-(3′-甲氧基苯)乙基]色酮和6-甲氧基-2-(2-苯乙基)色酮,并对黄绿墨耳菌提取液诱导的白木香根悬浮培养细胞中2-(2-苯乙基)色酮化合物含量进行分析,结果表明黄绿墨耳菌能诱导白木香根悬浮培养细胞中2-(2-苯乙基)色酮的产生,细胞中总色酮含量达0.1 mg/g;陈亚等[26]建立HPLC 测定沉香药材中6-羟基-2-[2-(4′-甲氧基苯乙基)]色酮(A)和6-羟基-2-(2-苯乙基)色酮(B)含量的方法,并对3 批样品进行分析,结果色酮A 含量为0.268~0.621 mg/g,色酮B 含量为1.010~1.486 mg/g。