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新化合物 + 经典活性成分双加持!诺丽酵素化学成分研究为健康产业注入新动能

新化合物 + 经典活性成分双加持!诺丽酵素化学成分研究为健康产业注入新动能

导语

随着消费者对天然、安全、功能性健康产品的需求持续攀升,源自南太平洋热带区域的诺丽(Morinda citrifolia Linn.)凭借其悠久的传统药用历史和多元健康价值,已成为全球健康市场的 “明星品类”。目前,诺丽果汁、诺丽果粉胶囊、诺丽护肤品等产品广泛流通,其中诺丽发酵汁(诺丽酵素)因 “天然发酵 + 活性成分富集” 的特性尤为畅销。然而,诺丽酵素的核心活性成分尚未完全明确,其化学成分的系统研究是推动产品标准化、功效科学化、产业高质量发展的关键。


为填补这一研究空白,海南师范大学热带药用植物化学教育部重点实验室张斌、赵婷、周学明等研究团队,采用正相硅胶、葡聚糖凝胶 Sephadex LH-20、高效液相色谱(HPLC)等先进分离纯化技术,结合核磁共振(NMR)、质谱(MS)等波谱分析手段,对诺丽酵素的化学成分展开深度探索。该研究不仅分离鉴定出 1 个全新化合物和 2 个已知活性成分,更为诺丽产品的开发利用提供了坚实的科学依据,为健康产业挖掘诺丽的潜在价值开辟了新路径。

一、文献引用

题目

诺丽酵素的化学成分(The chemical constituents of Noni enzyme)

作者

张斌,赵婷,周学明,陈光英,吕森,王佳莉,纪灿灿

单位

海南师范大学热带药用植物化学教育部重点实验室,海口 571127

摘要

目的 对诺丽酵素的化学成分进行研究,明确其活性成分组成,为诺丽的开发利用提供理论基础。
方法 采用正相硅胶柱色谱、葡聚糖凝胶 Sephadex LH-20 柱色谱、高效液相色谱(HPLC)等方法对诺丽酵素中的化合物进行分离纯化;通过核磁共振谱(¹H-NMR、¹³C-NMR、DEPT-135、¹H-¹H COSY、HMBC)、质谱(ESI-M)等波谱数据结合文献比对,鉴定化合物的化学结构。
结果 从诺丽酵素的乙酸乙酯萃取部位中分离纯化得到 3 个化合物,其中 1 个为新化合物,2 个为已知单体化合物,分别鉴定为:norimester(新化合物,1)、香草酸(vanillic acid,2)、3 - 羟基 - 4 - 甲氧基肉桂酸(3-hydroxy-4-methoxycinnamic acid,3)。
结论 该研究首次从诺丽酵素中分离得到新化合物 norimester,并确认了香草酸、3 - 羟基 - 4 - 甲氧基肉桂酸 2 种已知活性成分的存在,丰富了诺丽酵素的化学成分数据库,为后续诺丽产品的功效验证、质量控制及产业化应用提供了科学支撑。

关键字

诺丽酵素;化学成分;norimester;香草酸;3 - 羟基 - 4 - 甲氧基肉桂酸(Noni enzyme; chemical constituents; norimester; vanillic acid; 3-hydroxy-4-methoxycinnamic acid)

出处

中国民族医药学会科研分会第三届学术年会论文集,2018 年,页码 193-196

二、研究成果深度解析

本次研究围绕 “诺丽酵素活性成分分离与鉴定” 展开,从提取分离工艺化合物结构解析均采用严谨的科学方法,核心成果聚焦于 3 个化合物的发现与确认,关键数据如下:

1. 研究方法与核心工艺数据

(1)提取分离流程及关键参数

研究团队首先对诺丽酵素进行定向萃取:


  • 取诺丽酵素原料,加入 10L 乙酸乙酯反复萃取 3 次(确保极性成分充分溶出);

  • 萃取相经旋转蒸发仪浓缩后,得到褐色粘稠状浸膏 510g(萃取率稳定,为后续分离提供充足原料);

  • 将浸膏上样至正相硅胶柱,以 “石油醚:乙酸乙酯 = 1:0~0:1” 为洗脱系统进行梯度洗脱,得到 Fr.1~Fr.6 共 16 个组分;

  • 选取其中 Fr.129 组分(活性成分富集度较高),进一步采用正相硅胶柱色谱,以 “三氯甲烷:甲醇 = 1:0~0:1” 梯度洗脱,得到 Fr.1b 组分(2.5g);

  • 对 Fr.1b 组分采用制备型高效液相色谱(安捷伦 1260)进行精制,洗脱条件为 “乙腈:水 = 17:83”,流速 3mL/min,检测波长 240nm(针对性筛选活性成分吸收波长),最终分离得到 3 个纯化合物:化合物 1(90mg)、化合物 2(70mg)、化合物 3(50mg)。

(2)结构鉴定技术与仪器

  • 核磁共振谱:采用 Brucker AVANCE 400 型核磁共振仪,以 CD₃OD(氘代甲醇)或 CDCl₃(氘代氯仿)为溶剂,测定 ¹H-NMR(400MHz)、¹³C-NMR(100MHz)、DEPT-135、¹H-¹H COSY、HMBC 等谱图;

  • 质谱:采用 Waters Xevo G2-S QTof 型四级杆飞行时间质谱仪,测定 ESI-M(电喷雾电离质谱)数据;

  • 分离设备:超高效液相色谱(ACQUITY UPLC I-Class,Waters)、制备型高效液相色谱(安捷伦 1260)、层析用硅胶 G/H(青岛海洋化工厂,分析纯)。

2. 3 个化合物的核心结构与波谱数据

(1)新化合物:norimester(化合物 1)

  • 物理性质:黄色粉末,易溶于甲醇、乙酸乙酯,难溶于石油醚;

  • 质谱数据:ESI-M 显示 m/z=263 [M+Na]⁺(计算分子式 C₁₂H₁₄O₅Na,分子量 263.07,推测分子式为 C₁₂H₁₄O₅);

  • 核磁共振数据(CD₃OD 为溶剂):

    • ¹H-NMR(400MHz):低场区(芳香质子区)出现 3 个芳香质子信号:δ6.81(1H,s,H-5)、δ6.71(1H,d,J=8.2Hz,H-2)、δ6.66(1H,d,J=8.2Hz,H-6),提示含有单取代苯环结构;

    • 连氧质子区:δ4.21(1H,d,J=6.0Hz,H-10,连氧次甲基)、δ4.29(2H,m,H-8,连氧亚甲基)、δ3.83(3H,s,H-12,甲氧基),表明分子中存在 2 个连氧基团(次甲基、亚甲基)和 1 个甲氧基;

    • 高场区(饱和质子区):δ2.86(2H,d,J=6.0Hz,H-7,亚甲基)、δ1.30(3H,s,H-11,甲基),提示含有乙基片段(-CH₂-CH₃);

    • ¹³C-NMR(100MHz):共检测到 12 个碳信号,包括 1 个酯羰基碳(δ175.0,C-9)、6 个苯环碳(δ147.5,C-4;δ147.0,C-3;δ129.1,C-1;δ121.1,C-6;δ114.8,C-2;δ112.2,C-5)、1 个连氧次甲基碳(δ66.5,C-10)、1 个连氧亚甲基碳(δ65.4,C-8)、1 个甲氧基碳(δ55.0,C-12)、1 个亚甲基碳(δ34.2,C-7)、1 个甲基碳(δ19.2,C-11);

  • 结构确认:通过 ¹H-¹H COSY 谱中 “H-7 与 H-8 相关” 确认乙基片段(-CH₂-CH₂-),HMBC 谱中 “H-12(甲氧基)与 C-4(苯环碳)相关”“H-8 与 C-7、C-9(酯羰基)相关”“H-11 与 C-9、C-10 相关”,最终确定化合物 1 为全新结构,命名为 norimester。

(2)已知化合物 1:香草酸(vanillic acid,化合物 2)

  • 物理性质:无色针晶(甲醇重结晶),熔点 190~192℃(与文献报道一致);

  • 质谱数据:ESI-M 显示 m/z=191 [M+Na]⁺(计算分子式 C₈H₈O₄Na,分子量 191.03,确认分子式 C₈H₈O₄);

  • 核磁共振数据(CD₃OD 为溶剂):

    • ¹H-NMR(400MHz):δ7.56(1H,br s,H-2)、δ7.54(1H,d,J=8.8Hz,H-6)、δ6.83(1H,d,J=8.8Hz,H-5)、δ3.88(3H,s,OCH₃);

    • ¹³C-NMR(100MHz):δ170.0(C=O,羧基)、δ148.6(C-4)、δ125.3(C-6)、δ123.0(C-1)、δ115.8(C-5)、δ113.7(C-2)、δ56.4(OCH₃)、δ52.6(C-3);

  • 结构确认:波谱数据与《云南植物研究》(王晖等,2009)中报道的 “香草酸” 数据完全一致,确认化合物 2 为香草酸。

(3)已知化合物 2:3 - 羟基 - 4 - 甲氧基肉桂酸(化合物 3)

  • 物理性质:无色针晶(甲醇重结晶),熔点 208~210℃(与文献报道一致);

  • 质谱数据:ESI-M 显示 m/z=217 [M+Na]⁺(计算分子式 C₁₀H₁₀O₄Na,分子量 217.05,确认分子式 C₁₀H₁₀O₄);

  • 核磁共振数据(CD₃OD 为溶剂):

    • ¹H-NMR(400MHz):δ7.59(1H,d,J=15.9Hz,H-7,双键质子)、δ7.17(1H,d,J=1.9Hz,H-2)、δ7.06(1H,dd,J=8.2Hz、1.9Hz,H-6)、δ6.81(1H,d,J=8.2Hz,H-5)、δ6.31(1H,d,J=15.9Hz,H-8,双键质子)、δ3.89(3H,s,4-OCH₃);

    • ¹³C-NMR(100MHz):δ170.0(C=O,羧基)、δ150.5(C-4)、δ149.4(C-3)、δ146.8(C-7)、δ127.8(C-1)、δ124.0(C-6)、δ116.5(C-8)、δ116.0(C-5)、δ111.7(C-2)、δ56.4(4-OCH₃);

  • 结构确认:波谱数据与《热带亚热带植物学报》(魏文文等,2017)中报道的 “3 - 羟基 - 4 - 甲氧基肉桂酸” 数据完全一致,确认化合物 3 为该已知活性成分。

三、市场价值和应用前景

本次研究发现的 3 个化合物(新化合物 norimester、香草酸、3 - 羟基 - 4 - 甲氧基肉桂酸),结合诺丽传统药用价值,为其市场应用赋予了科学支撑,从 “健康功效”“产品升级”“产业标准化” 三大维度释放市场价值:

1. 核心成分的健康益处:精准匹配消费需求

(1)香草酸(化合物 2):天然抗氧化与抗炎 “能手”

香草酸是经典的酚酸类活性成分,已有大量研究证实其健康作用:


  • 抗氧化:通过清除自由基(如羟基自由基、超氧阴离子)降低氧化应激损伤,延缓细胞衰老,可用于抗衰类健康产品;

  • 抗炎:抑制炎症因子(如 TNF-α、IL-6)释放,缓解慢性炎症反应,对关节炎、肠胃炎等慢性炎症相关问题有潜在辅助改善作用;

  • 代谢调节:动物实验表明,香草酸可促进脂肪代谢,降低血糖波动,与诺丽传统用于 “改善糖尿病、消化不良” 的功效高度契合,为诺丽酵素针对 “代谢综合征” 人群的产品开发提供依据。

(2)3 - 羟基 - 4 - 甲氧基肉桂酸(化合物 3):双重活性守护全身健康

该成分属于肉桂酸衍生物,是植物界常见的 “功能性成分”,其健康价值体现在:


  • 强抗氧化性:抗氧化能力优于普通维生素 E,可保护血管内皮细胞(如抑制过氧化氢诱导的血管内皮细胞损伤,参考 Xin 等 2005 年在《Process Biochemistry》的研究),降低心血管疾病风险,匹配诺丽 “改善心脏不适、高血压” 的传统应用;

  • 神经保护:通过抑制神经细胞氧化损伤,改善神经递质平衡,对 “精神压抑、失眠” 等神经系统问题有潜在辅助作用,拓展诺丽酵素在 “情绪健康” 领域的应用;

  • 皮肤保护:吸收紫外线(UVB 波段)并抑制黑色素生成,同时抗炎作用可缓解皮肤敏感、痘痘,为诺丽护肤品(如防晒、抗敏精华)提供活性成分支撑。

(3)新化合物 norimester(化合物 1):未来健康价值的 “潜力股”

作为首次从诺丽酵素中发现的新化合物,norimester 的结构特点(含酯羰基、苯环、连氧基团)提示其可能具备:


  • 类似酚酸的活性:分子中的苯环和羟基结构与香草酸、3 - 羟基 - 4 - 甲氧基肉桂酸相似,推测具有抗氧化、抗炎潜力,后续需通过体外活性实验(如 DPPH 自由基清除实验、LPS 诱导的炎症模型)验证;

  • 独特生物活性:全新的分子结构可能带来差异化功效(如抗菌、调节肠道菌群),为诺丽产品打造 “独家成分标签”,提升市场竞争力。

2. 市场价值:推动诺丽产业从 “传统” 向 “科学” 升级

当前全球诺丽产品市场规模已超百亿元,但存在 “功效宣称模糊、质量参差不齐” 的问题,本次研究从根本上解决这一痛点:


  • 功效可视化:明确 3 个活性成分的含量(如每 510g 浸膏可分离得到香草酸 70mg、3 - 羟基 - 4 - 甲氧基肉桂酸 50mg),可建立 “成分含量 - 功效” 关联模型,让消费者直观感知产品价值(如 “每 100mL 诺丽酵素含 XXmg 香草酸”);

  • 质量标准化:以这 3 个化合物为 “标志物”,建立诺丽酵素的 HPLC 指纹图谱(检测波长 240nm,洗脱条件明确),解决不同产地、不同发酵工艺的诺丽酵素质量差异问题,助力产品通过 FDA、欧盟 EFSA 等国际认证,拓展海外市场;

  • 产品多元化:基于成分功效细分市场:

    • 健康食品:针对糖尿病、高血压人群,开发 “高 3 - 羟基 - 4 - 甲氧基肉桂酸诺丽酵素”;

    • 保健品:以香草酸为核心,推出 “抗氧化诺丽胶囊”;

    • 护肤品:结合 3 - 羟基 - 4 - 甲氧基肉桂酸的防晒、抗炎作用,开发 “诺丽抗敏防晒乳”。

3. 应用前景:覆盖多场景健康需求

(1)大健康领域

  • 日常保健:作为天然抗氧化饮品,适合长期饮用,预防氧化应激相关疾病;

  • 慢性病辅助:针对糖尿病、高血压患者,作为膳食补充剂,辅助调节代谢;

  • 肠道健康:诺丽酵素的发酵特性结合活性成分,可改善肠道菌群平衡,缓解消化不良。

(2)美妆护肤领域

  • 抗衰护肤品:利用 3 - 羟基 - 4 - 甲氧基肉桂酸的抗氧化作用,开发精华、面霜;

  • 敏感肌护理:香草酸的抗炎作用可缓解皮肤泛红、瘙痒,打造温和护肤系列;

  • 防晒产品:3 - 羟基 - 4 - 甲氧基肉桂酸的紫外线吸收能力,可作为天然防晒剂添加。

(3)畜牧养殖领域

  • 天然饲料添加剂:香草酸、3 - 羟基 - 4 - 甲氧基肉桂酸的抗菌、抗炎作用,可替代抗生素,提升畜禽免疫力,符合 “无抗养殖” 趋势。

四、结语

海南师范大学研究团队对诺丽酵素化学成分的研究,不仅是一次科学探索的突破(发现新化合物 norimester),更是为诺丽产业注入 “科学基因” 的关键一步。通过明确香草酸、3 - 羟基 - 4 - 甲氧基肉桂酸 2 种已知活性成分的存在,结合新化合物的潜在价值,诺丽酵素从 “传统药用植物发酵品” 升级为 “成分明确、功效可溯、质量可控” 的科学健康产品。


未来,随着 norimester 活性的深入研究、更多活性成分的挖掘,以及 “成分 - 功效 - 工艺” 一体化技术的成熟,诺丽产业将实现从 “小众品类” 到 “大众健康必需品” 的跨越,为全球消费者提供更安全、更有效的天然健康解决方案,同时推动我国热带药用植物资源的开发利用,助力民族医药产业走向国际化。

参考文献

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