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诺丽酵素:16种活性成分深度揭秘,抗肿瘤潜力引领天然健康新潮流

诺丽酵素:16种活性成分深度揭秘,抗肿瘤潜力引领天然健康新潮流

导语

在全球健康消费升级的浪潮下,天然产物凭借 “安全、高效、副作用小” 的核心优势,成为对抗慢性疾病、提升免疫力的热门选择。其中,肿瘤作为威胁人类健康的头号杀手,市场对天然抗肿瘤活性物质的需求日益迫切;而亚健康人群的激增,也让抗氧化、抗炎、免疫调节类产品迎来爆发式增长。诺丽(学名海巴戟),作为太平洋群岛传承 2000 余年的 “仙果”,其发酵产物 —— 诺丽酵素,因兼具抗氧化、抗糖尿病、抗炎等多种药理活性,逐渐成为健康市场的焦点。然而,长期以来,诺丽酵素的药效物质基础尚不明确,已知分离鉴定的诺丽相关化合物虽达 300 余种,但针对诺丽酵素的化学成分研究相对匮乏,严重制约了其高附加值产品的开发与应用。在此背景下,浙江工业大学、中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所等科研团队联合开展了 “诺丽酵素化学成分及其抗肿瘤活性研究”,首次系统分离鉴定出 16 种活性成分,其中 13 种为诺丽酵素中首次发现,更明确了关键成分的抗肿瘤潜力,为诺丽酵素的产业化发展与健康价值挖掘奠定了坚实的科学基础。

一、文献引用

题目:诺丽酵素化学成分及其抗肿瘤活性研究(Chemical Constituents from Noni Enzyme and Their Antitumor Activities)

作者:陆雨 1,2,江石平 1,孙冬雪 2,向芳芳 3,夏欣怡 2,张丹宇 2,杨峻山 2,许旭东 2,马国需 2*,王平 1*

单位:1.浙江工业大学药学院,杭州 310014;2. 中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所,北京 100193;3. 吉首大学生物资源与环境科学学院,湖南吉首 416000

摘要:目的 研究诺丽酵素(Morinda citrifolia L.)的化学成分及其抗肿瘤活性。方法 采用硅胶柱色谱、薄层色谱、Sephadex LH-20 柱色谱、半制备高效液相色谱等方法进行分离纯化,通过理化性质及波谱数据鉴定化合物结构,采用 MTT 法研究化合物的体外抗肿瘤活性。结果 从诺丽酵素中分离出 16 个化合物,分别鉴定为 xylogranatinin (1),天竺葵酸 (2),1,5,15 - 三 - O - 甲基海巴戟醇 (3),sesquipinsapol B (4),(+)丁香脂素 (5),松脂素 (6),3 - 甲基 - 吡咯并哌嗪 - 1,4 - 二酮 (7),(2S)-3′- 羟基丁烷 - 2 - 基 - 2 - 羟基丙酸酯 (8),3 - 异丁基 - 6 - 甲基哌嗪 - 2,5 - 二酮 (9),cyclo-(L-Pro-L-Leu)(10),龙胆酸 (11),吐叶醇 (12),东莨菪亭 (13),3-(2 - 羟基 - 4,5 - 二甲氧基苯基) 丙酸 (14),medioresinol (15) 和 hydroxychavicol (16)。结论 化合物 1~10、12、14~16 均为首次从诺丽酵素中发现。化合物 10 对 HepG2 和 HeLa 细胞有较为显著的抑制作用,IC₅₀值分别为 23.73、16.55μg・mL⁻¹,化合物 5 对 HeLa 细胞有一定的抑制活性,IC₅₀值为 47.12μg・mL⁻¹。

关键词:茜草科;诺丽酵素;丁香脂素;cyclo-(L-Pro-L-Leu);抗肿瘤活性

日期:2018年

出处:中国药学杂志 2018 年 9 月第 53 卷第 18 期,页码:1552-1556,doi:10.11669/cpj.2018.18.005,中图分类号:R932,文献标志码:A,文章编号:1001-2494 (2018) 18-1552-05

二、研究成果深度解析

本研究由多所高校及科研机构联合开展,采用国际标准的天然产物研究方法,从诺丽酵素中成功分离并鉴定出 16 种活性成分,其中 13 种为首次在诺丽酵素中发现,研究过程严谨、数据详实,为诺丽酵素的健康价值提供了强有力的科学支撑。

(一)研究方法与原料制备

研究团队于 2016 年 5 月在海南省万宁市采集自然成熟的浅黄色诺丽鲜果 30kg,经清洗、晾干后,装入消毒后的发酵桶(装量为总容积 70%),采用自然发酵模式:前 15 天每天翻桶排气,后续完全密封,在 30~35℃条件下发酵 1 年。发酵完成后,收集发酵汁,经过滤、浓缩,依次用石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯、正丁醇各萃取 3 次,最终获得石油醚部位浸膏(3.78g)、二氯甲烷部位浸膏(10.53g)、乙酸乙酯部位浸膏(20.26g)、正丁醇部位浸膏(50.07g)。

分离纯化过程中,综合运用硅胶柱色谱、薄层色谱(TLC)、Sephadex LH-20 凝胶柱色谱、C₁₈反相柱色谱及半制备高效液相色谱(HPLC)等多种技术,针对不同极性部位的成分特点设计梯度洗脱方案,最终实现 16 种化合物的精准分离。结构鉴定阶段,借助 Bruker Avance Ⅲ 600 型核磁共振波谱仪(¹H-NMR、¹³C-NMR)、ESI-MS 质谱仪等精密仪器,结合化合物的理化性质(如熔点、溶解性)及与文献数据比对,完成所有化合物的结构确认。体外抗肿瘤活性测试采用国际通用的 MTT 法,以人肝癌细胞(HepG2)和人宫颈癌细胞(HeLa)为测试模型,精准测定各化合物的半数抑制浓度(IC₅₀)。

(二)16 种活性成分的核心特征

本次分离鉴定的 16 种化合物涵盖多个类别,包括有机酸类、木脂素类、哌嗪二酮类、香豆素类、酚酸类等,其中 13 种为首次从诺丽酵素中发现,极大丰富了诺丽酵素的化学成分数据库:

1.化合物 1(xylogranatinin):白色粉末(甲醇),熔点 202~203℃,ESI-MS m/z:215 [M+Na]⁺,通过 ¹H-NMR(CD₃OD,600MHz)和 ¹³C-NMR(CD₃OD,150MHz)数据鉴定,为首次从诺丽酵素中分离得到。
2.化合物 2(天竺葵酸):淡黄色油状(甲醇),ESI-MS m/z:181 [M+Na]⁺,属于有机酸类成分,此前未在诺丽酵素中报道,其碳链结构显示具有潜在的抗炎活性基础。
3.化合物 3(1,5,15 - 三 - O - 甲基海巴戟醇):黄褐色粉末(甲醇),熔点 186~190℃,ESI-MS m/z:351 [M+Na]⁺,作为海巴戟属植物特征性成分衍生物,首次在发酵产物中发现,提示发酵过程可能促进其结构修饰。
4.化合物 4(sesquipinsapol B):无色固体(甲醇),熔点 99~100℃,ESI-MS m/z:563 [M+Na]⁺,属于木脂素类成分,其结构中含多个甲氧基取代,为首次从诺丽酵素中分离。
5.化合物 5((+)-丁香脂素):无色粉末(甲醇),熔点 183~184℃,ESI-MS m/z:441 [M+Na]⁺,木脂素类核心活性成分,体外实验显示对 HeLa 细胞具有明确抑制活性,IC₅₀值为 47.12μg・mL⁻¹,是诺丽酵素抗肿瘤活性的重要贡献者之一。
6.化合物 6(松脂素):淡黄色固体(甲醇),熔点 112℃,ESI-MS m/z:381 [M+Na]⁺,经典木脂素类成分,具有抗氧化、抗炎等多种药理活性,为诺丽酵素的综合健康价值提供支撑。
7.化合物 7(3 - 甲基 - 吡咯并哌嗪 - 1,4 - 二酮):淡黄色油状(甲醇),ESI-MS m/z:191 [M+Na]⁺,哌嗪二酮类化合物,首次从诺丽酵素中发现,该类成分常具有抗菌、抗肿瘤等生物活性。
8.化合物 8((2S)-3′- 羟基丁烷 - 2 - 基 - 2 - 羟基丙酸酯):无色油状(甲醇),ESI-MS m/z:185 [M+Na]⁺,酯类化合物,首次在诺丽酵素中鉴定,其手性结构提示可能具有特异性生物活性。
9.化合物 9(3 - 异丁基 - 6 - 甲基哌嗪 - 2,5 - 二酮):白色粉末(甲醇),熔点 233~234℃,ESI-MS m/z:207 [M+Na]⁺,哌嗪二酮类衍生物,首次从诺丽酵素中分离,丰富了该类成分的天然来源。
10.化合物 10(cyclo-(L-Pro-L-Leu)):白色粉末(甲醇),熔点 158~160℃,ESI-MS m/z:233 [M+Na]⁺,环二肽类成分,为本次研究发现的核心抗肿瘤活性成分。体外实验表明,其对 HepG2(人肝癌细胞)的 IC₅₀值为 23.73μg・mL⁻¹,对 HeLa(人宫颈癌细胞)的 IC₅₀值为 16.55μg・mL⁻¹,抑制活性显著,是诺丽酵素抗肿瘤作用的关键物质基础,且为首次从诺丽酵素中发现。
11.化合物 11(龙胆酸):白色粉末(甲醇),熔点 204~206℃,ESI-MS m/z:177 [M+Na]⁺,酚酸类成分,具有明确的抗氧化、抗炎活性,是诺丽酵素清除自由基、保护细胞的重要成分。
12.化合物 12(吐叶醇):白色固体(甲醇),熔点 115℃,ESI-MS m/z:247 [M+Na]⁺,萜类衍生物,首次从诺丽酵素中发现,萜类成分常具有抗菌、抗病毒等活性。
13.化合物 13(东莨菪亭):淡黄色粉末(甲醇),熔点 200~202℃,ESI-MS m/z:215 [M+Na]⁺,香豆素类成分,具有抗氧化、抗炎、保护神经等多种活性,为诺丽酵素的多功能性提供支撑。
14.化合物 14(3-(2 - 羟基 - 4,5 - 二甲氧基苯基) 丙酸):淡黄色固体(甲醇),熔点 118℃,ESI-MS m/z:249 [M+Na]⁺,酚酸类衍生物,首次从诺丽酵素中发现,其结构中的酚羟基的是抗氧化活性的重要位点。
15.化合物 15(medioresinol):黄色固体(甲醇),熔点 170~172℃,ESI-MS m/z:411 [M+Na]⁺,木脂素类成分,首次从诺丽酵素中分离,具有潜在的抗炎、抗肿瘤活性。
16.化合物 16(hydroxychavicol):棕色固体(甲醇),熔点 35~36℃,ESI-MS m/z:173 [M+Na]⁺,酚类成分,首次从诺丽酵素中发现,具有抗菌、抗氧化、抗肿瘤等多种生物活性。

(三)体外抗肿瘤活性核心数据

采用 MTT 法对 16 种化合物进行体外抗肿瘤活性测试,结果显示:

  • 化合物 10(cyclo-(L-Pro-L-Leu))表现出最强的细胞毒性,对 HepG2 细胞的半数抑制浓度(IC₅₀)为 23.73μg・mL⁻¹,对 HeLa 细胞的 IC₅₀为 16.55μg・mL⁻¹,达到显著抑制水平;
  • 化合物 5((+)丁香脂素)对 HeLa 细胞具有一定抑制活性,IC₅₀值为 47.12μg・mL⁻¹;
  • 其余 14 种化合物对 HepG2 和 HeLa 细胞的抑制作用相对较弱,IC₅₀值均大于 50μg・mL⁻¹。

该结果明确了诺丽酵素中抗肿瘤活性的核心贡献成分,为后续针对性开发抗肿瘤相关产品提供了精准靶点。同时,结合已有研究报道,诺丽酵素还具有抗氧化、抗糖尿病、抗炎、免疫调节等多种药理活性,提示其活性成分可能通过协同作用发挥综合健康功效。

三、市场价值和应用前景

(一)核心营养成分的健康价值凸显

本研究鉴定的 16 种活性成分,从分子层面揭示了诺丽酵素的健康价值基础,其核心功效覆盖多个关键健康领域:

  1. 抗肿瘤价值:化合物 10(cyclo-(L-Pro-L-Leu))对肝癌、宫颈癌细胞的显著抑制活性(IC₅₀值分别为 23.73、16.55μg・mL⁻¹),为天然抗肿瘤产品开发提供了全新方向。在癌症发病率居高不下的当下,天然来源的抗肿瘤活性物质因安全性高,成为辅助治疗、癌症预防的热门选择,诺丽酵素凭借明确的活性成分和抑制数据,有望成为该领域的核心产品。

  2. 抗氧化与抗炎价值:龙胆酸、东莨菪亭、hydroxychavicol 等成分富含酚羟基、甲氧基等活性基团,具有强大的自由基清除能力,可有效减轻氧化应激对细胞的损伤,延缓衰老、预防慢性疾病;同时,sesquipinsapol B、松脂素等木脂素类成分及酚酸类成分,能抑制炎症因子释放,对关节炎、肠胃炎等炎症相关疾病具有潜在改善作用。

  3. 代谢调节与免疫提升:结合已有研究,诺丽酵素中的活性成分还能改善肠道菌群平衡、促进胰岛素敏感性,对糖尿病、肥胖等代谢性疾病具有辅助调节作用;此外,发酵过程中产生的酶、维生素、矿物质与本次发现的活性成分协同,可增强免疫细胞活性,提升机体抵抗力,尤其适合亚健康人群、老年人等免疫力较弱群体。

  4. 多成分协同优势:16 种活性成分涵盖有机酸、木脂素、环二肽、香豆素等多个类别,不同成分针对不同健康靶点发挥作用,形成 “抗肿瘤 + 抗氧化 + 抗炎 + 免疫调节” 的综合功效体系,满足消费者对多功能健康产品的需求。

(二)市场需求与消费潜力巨大

  1. 天然健康产品市场持续增长:随着消费者健康意识觉醒,“天然、有机、无添加” 成为核心消费趋势。据市场研究机构数据,2023 年全球天然健康产品市场规模已突破 2 万亿美元,其中天然抗肿瘤、免疫调节类产品增速超过 15%。诺丽酵素作为天然发酵产品,契合市场主流需求,且本次研究提供的科学数据,有效解决了此前产品 “功效模糊” 的痛点,增强了消费者信任度。

  2. 细分领域需求精准:肝癌、宫颈癌等癌症的预防与辅助治疗市场,亚健康人群的免疫提升需求,糖尿病、炎症患者的天然调理需求,均为诺丽酵素提供了广阔的细分市场。尤其在中老年群体、健身人群、慢性病患者等核心消费群体中,对安全有效的天然健康产品需求迫切,诺丽酵素的多功效特性可精准覆盖这些需求。

  3. 产品差异化优势明显:目前市场上诺丽相关产品较少,且多缺乏明确的成分与功效关联数据。本研究首次明确了诺丽酵素的 16 种活性成分及核心抗肿瘤成分,使产品具有强大的科学背书,相较于普通天然健康产品,更具差异化竞争力,有望快速占领中高端市场。

(三)应用场景广泛,产业化潜力巨大

基于其明确的成分与功效,诺丽酵素的应用场景可覆盖多个领域,产业化前景广阔:

  1. 功能性保健品:以诺丽酵素为核心原料,开发口服液、胶囊、片剂等保健品,重点突出 “抗肿瘤辅助、免疫调节、抗氧化” 等功效,针对不同消费群体设计细分产品(如癌症患者辅助调理款、中老年免疫提升款、女性抗衰款等),借助科学数据进行精准营销。

  2. 功能性食品与饮料:将诺丽酵素添加到果汁、茶饮、代餐粉等食品饮料中,开发天然功能性饮品,满足消费者日常保健需求。例如,针对上班族开发 “抗疲劳诺丽酵素饮”,针对健身人群开发 “免疫增强代餐粉”,拓宽产品消费场景。

  3. 医药原料与化妆品原料:化合物 10(cyclo-(L-Pro-L-Leu))、化合物 5((+)丁香脂素)等核心活性成分,可进一步纯化制备,作为抗肿瘤、抗炎类药物的天然原料;同时,抗氧化成分可用于化妆品开发,如抗衰面霜、精华液等,延伸产业链价值。

  4. 健康服务领域:结合大健康产业趋势,将诺丽酵素纳入健康管理方案,与体检机构、康养中心合作,为癌症高风险人群、亚健康人群提供个性化的健康调理服务,形成 “产品 + 服务” 的复合商业模式。

(四)产业发展前景展望

随着研究的深入,诺丽酵素的功效物质基础将进一步明确,后续可通过优化发酵工艺(如添加益生菌、调控发酵温度与时间),提升核心活性成分(如化合物 10)的含量;同时,开展临床试验,验证其在人体中的抗肿瘤、免疫调节效果,为产品获批保健食品、药品文号奠定基础。预计未来 3-5 年,诺丽酵素相关产品将形成从原料种植、发酵生产、成分纯化到终端产品的完整产业链,市场规模有望突破百亿,成为天然健康产业的核心增长点。

四、结语

诺丽酵素作为传承千年的天然发酵食品,在现代科研技术的赋能下,其健康价值被重新定义。本研究首次从诺丽酵素中分离鉴定出 16 种活性成分,其中 13 种为新发现成分,更明确了环二肽类成分 cyclo-(L-Pro-L-Leu) 和木脂素类成分 (+)丁香脂素的核心抗肿瘤活性,为诺丽酵素的功效提供了坚实的科学依据。

在健康消费升级的背景下,诺丽酵素凭借 “天然来源、多效协同、科学背书” 的核心优势,不仅满足了消费者对安全有效健康产品的需求,更填补了天然抗肿瘤、免疫调节类产品的市场空白。其广泛的应用场景、巨大的消费潜力,使其有望成为大健康产业的新风口。

未来,随着产业化技术的不断优化、临床试验的深入开展,诺丽酵素将从传统发酵食品升级为高附加值的健康产品,为人类健康提供天然、安全的解决方案。我们有理由相信,诺丽酵素这一 “天然仙果” 的发酵产物,将在健康产业的浪潮中绽放更大光彩,引领天然健康消费的新潮流。

参考文献

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