第三章 药食同源中药的功效成分概述

第一节 功效成分的种类及性质

药食同源中药的功效成分即其有效成分、活性成分，是其防治疾病的药效物质基础，是产生保健功能的化学物质。它们在自然界中广泛地分布，其生理作用比较缓和，不产生明显的毒副作用，因而可以较长期地服用。下面就已知重要类型的功效成分的理化性质作一简要介绍：

（一）糖类

糖类是中药中普遍存在的成分，根据其分子水解反应的情况，糖类可以分为单糖类、低聚糖和多聚糖类及其衍生物。单糖多为无色晶体，有旋光性，味甜，易溶于水，难溶于无水乙醇，不溶于乙醚、苯等极性小的有机溶剂。低聚糖通常是由2～9个分子的单糖脱水缩合而成的化合物。它们仍易溶于水，但难溶或几乎不溶于乙醇等有机溶剂。故在含低聚糖的水提液中加入乙醇时，低聚糖可沉淀析出。多糖通常是由10个以上至上千个单糖脱水而形成的高聚物，水解后能生成相应数目的单糖。多糖已失去单糖的性质，大多不溶于水，有的即使溶于水，也只能生成胶体溶液。目前多糖是药学领域研究的热点，该类化合物是由10个以上的单糖分子通过苷键聚合而成，分子量较大，一般由几百个甚至几万个单糖分子组成，已失去一般单糖的性质，一般无甜味，也无还原性。多糖大致分为二类。一类为水不溶物，在动、植物体内主要起支持组织的作用，如植物中的半纤维素和纤维素，动物甲壳中的甲壳素等，分子呈直糖链型。另一类为水溶物，如动、植物体内贮藏的营养物质：淀粉、菊糖、黏液质、果胶以及树胶等；再如植物体内的初生代谢产物：人参多糖、黄芪多糖、刺五加多糖以及昆布多糖等。

在自然界中，糖的分布极广，无论是在植物界还是动物界，都有它们的存在。由于糖是构成生物机体的重要基础物质之一，所以在所有的生物体中均含有糖及其衍生物，如核酸中的糖类物质核糖和脱氧核糖。在生物体中，糖是植物细胞与组织的重要营养物质和支持物质。动物通过摄入糖类物质，以提供生理活动以及其他运动所需的能量。糖还可和其他非糖物质结合，形成苷类等存在于生物体中。糖可分布于植物的各个部位，植物的根、茎、叶、花、果实、种子等大多含有葡萄糖、果糖、淀粉和纤维素等糖类物质。糖及其衍生物是中草药的重要生物活性物质之一，如香覃多糖具有抗肿瘤活性，黄芪多糖具有增强免疫功能的作用。由糖衍生的各种苷类化合物，常为中草药的有效成分。

（二）苷类

苷类是糖或糖的衍生物与非糖物质（称为苷元或配基）通过糖的端基碳原子连接而成的化合物。多数是无色、无臭的晶体，能溶于水，可溶于乙醇、甲醇，难溶于乙醚或苯中，有些苷可溶于乙酸乙酯、氯仿中。而苷元则大多难溶于水，易溶于有机溶剂。苷类是糖或糖的衍生物与另一非糖物质通过糖的端基碳原子连接而成的一类化合物，又称为配糖体。苷中的非糖部分称为苷元或配基。

在自然界中，由于各种类型的天然成分均可以和糖结合成苷，因此，苷类的分布广泛，化合物很多，是普遍存在的天然产物，尤以高等植物分布最多。苷的共性在糖的部分，但由于苷元的结构类型不同，各种结构类型的苷类在植物中的分布情况亦不一样。如黄酮苷在近200个科的植物中都有分布；强心苷主要分布于玄参科、夹竹桃科等10多个科。苷类可分布于植物的各个部位，如中药人参的根、根茎、茎、叶、花、种子均含有三萜皂苷。但不同的植物、不同的成分，又有相对的分布重点，如三七以根和根茎的皂苷含量最高，黄花夹竹桃以种子中强心苷的含量最高。对多数中草药，根及根茎往往是苷类分布的一个重要部位。苷类化合物多具有广泛的生物活性，是很多中草药的有效成分之一。具有安神镇静、活血化瘀、强心、抗菌、止咳、平喘、扩张冠状动脉血管等作用。

（三）醌类化合物

醌类化合物是一类分子中具有醌式结构的化合物。分子中多具有酚羟基，有一定的酸性。游离醌类多溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有机溶剂，微溶或难溶于水。结合成苷后，极性增大，易溶于甲醇、乙醇中，在热水中也可溶解。

醌类化合物是中药中一类具有醌式结构的化学成分，主要分为苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌四种类型。在中药中以蒽醌及其衍生物尤为重要。醌类在植物中的分布非常广泛。如蓼科、茜草科、豆科、鼠李科、百合科、唇形科等，均含有醌类化合物。醌类在一些低等植物，如地衣类和菌类的代谢产物中也有存在。醌类化合物多数存在于植物的根、皮、叶及心材中，也可存在于茎、种子和果实中。醌类化合物的生物活性是多方面的。如番泻叶中的番泻苷类化合物具有较强的致泻作用；大黄中游离的羟基蒽醌类化合物具有抗菌作用，尤其是对金黄色葡萄球菌具有较强的抑制作用；茜草中的茜草素类成分具有止血作用；紫草中的一些萘醌类色素具有抗菌、抗病毒及止血作用；丹参中丹参醌类具有扩张冠状动脉的作用，用于治疗冠心病、心肌梗死等；还有一些醌类化合物具有驱绦虫、解痉、利尿、利胆、镇咳、平喘等作用。

（四）苯丙素类化合物

苯丙素类化合物是一类分子中以苯丙基为基本骨架单位（C6-C3）构成的化合物。其中香豆素和木脂素为其典型化合物。

1. 香豆素

其基本骨架可视为由邻羟基桂皮酸形成的内酯，在稀碱溶液中内酯环可水解开环，生成能溶于水的顺邻羟桂皮酸的盐，加酸后可环合成为原来的内酯。游离香豆素溶于沸水，甲醇、乙醇和乙醚；香豆素苷类溶于水、甲醇、乙醇。

2. 木脂素

游离木脂素为亲脂性，难溶于水，能溶于苯、氯仿、乙醚、乙醇等。木脂素苷类水溶性增大。其中香豆素类是广泛分布在高等植物中的中药成分，亦有少数来自微生物及动物。富含香豆素类成分的植物类群有伞形科、芸香科、菊科、豆科、茄科、瑞香科、兰科、木樨科、五加科、藤黄科等。在植物体内，香豆素类成分可分布于花、叶、茎、皮、果（种子）、根等各个部位，通常以根、果（种子）、皮、幼嫩的枝叶中含量较高。同科属植物中的香豆素类成分常具有类似的结构特点，往往是一族或几族混合物共存于同一植物中。香豆素类成分具有多方面的生物活性，是一类重要的中药活性成分。具有抗菌、解痉、利胆、杀虫止痒、血管扩张等作用。木脂素主要存在于植物的木部和树脂中，多数呈游离状态，少数与糖结合成苷。木脂素类在自然界中分布较广，如国内外已对二十余种五味子属植物进行了研究，鉴定出150多种木脂素成分；从胡椒属植物中分出近30种木脂素化合物。木脂素类化合物具有多方面生物活性，如能保护肝脏和降低血清GPT水平、具有很强的抑制癌细胞增殖等作用。

（五）黄酮类化合物

黄酮类化合物泛指具有两个苯环通过中间三碳链相互联结而成的一类化学成分。多具有酚羟基，显酸性。游离黄酮类化合物易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等有机溶剂及稀碱溶液中。黄酮苷类化合物一般易溶于水、甲醇、乙醇、吡啶等极性溶剂。

黄酮类化合物类型多样，分布广泛，多存在于高等植物中，最集中分布于被子植物中。如黄酮类以唇形科、玄参科、爵麻科、苦苣苔科、菊科等植物中存在较多；黄酮醇类较广泛分布于双子叶植物，特别是一些木本植物的花和叶中；二氢黄酮类特别在蔷薇科、芸香科、豆科、杜鹃花科、菊科、姜科中分布较多；二氢黄酮醇类较普遍地存在于豆科植物中；异黄酮类以豆科蝶形花亚科和鸢尾科植物中存在较多。在裸子植物中也有存在，如双黄酮类多局限分布于裸子植物，尤其是松柏纲、银杏纲和凤尾纲等植物中。而在菌类、藻类、地衣类等低等植物中较少见。黄酮类化合物在植物体内大部分以与糖结合成苷的形式存在，一部分以游离形式存在。黄酮类化合物也是中药中一类重要的有效成分，具有多方面的生物活性，如具有扩张冠状血管作用、降低毛细血管脆性和异常通透性作用、肝保护作用、止咳祛痰作用、雌性激素样作用、抗肿瘤作用等。

（六）萜类和挥发油

凡由甲戊二羟酸衍生、且其基本母核的分子式符合（C5H8）n通式的衍生物为萜类化合物。根据分子结构中异戊二烯单位的数目进行分类，如单萜、倍半萜、二萜等。单萜和倍半萜类多为具有特殊香气的油状液体，在常温下可以挥发，或为低熔点的固体。二萜和二倍半萜多为结晶性固体。游离萜类化合物亲脂性强，易溶于醇及脂溶性有机溶剂，难溶于水，但单萜和倍半萜类能随水蒸气蒸馏。具有内酯结构的萜类化合物能溶于碱水，酸化后，又从水中析出。萜类苷化后具有一定的亲水性，能溶于热水，甲醇、乙醇等极性溶剂。

萜类化合物，尤其是海洋生物萜类近年来研究较为活跃，进展也很快。据有关文献统计，至1997年此类化合物已发现26 000种以上（包括部分合成物）。

挥发油又称精油，是一类可随水蒸气蒸馏、与水不相混溶的油状液体物质。这类物质所含化学成分比较复杂，来源不同所含的成分颇不一致，但主要是由萜类和芳香族化合物以及它们的含氧衍生物如醇、醛、酮、酸、酚、醚、内酯等组成；此外还包括含氮及含硫化合物。挥发油为无色或淡黄色的透明油状液体，具芳香味，常温下能挥发，有较强的折光性和旋光性；在水中的溶解度极小，易溶于大多数有机溶剂中，如乙醚、苯、石油醚、乙醇等。

挥发油在植物来源的中药中分布非常广泛，已知我国有56科，136属植物含有挥发油。特别是菊科、芸香科、伞形科、唇形科、樟科、木兰科、马兜铃科、姜科、胡椒科等都富含挥发油，此外，松科、柏科、杜鹃花科、木犀科、瑞香科、檀香科以及蔷薇科等的某些植物中，也含丰富的挥发油。

挥发油存在于植物的腺毛、油室、油管、分泌细胞或树脂道等各种组织和器官中，如薄荷油存在于薄荷叶的腺鳞中，桉叶油在桉叶的油腔中，茴香油在小茴香果实的油管中，姜油在生姜根茎的油细胞中。大多数成油滴存在，也有与树脂、黏液质共存者，还有少数以苷的形式存在。

挥发油在植物体存在的部位常随品种的不同而各异，有的全株植物中都含有，有的则集中于根或根茎、叶、花、果某一器官。植物中含挥发油的量也常随品种不同，差异较大，一般在1%（W/W）以下，也有少数含量高达10%（W/W）以上，如丁香含挥发油达14%（W/W）以上。同一品种植物因药用部位、生长环境或采收季节不同，挥发油的含量和品质均可能有显著的差别。全草类药材一般以开花前期或含苞待放时含油量最高，而根茎类药材则以秋天成熟后采集为宜。同一植物的不同部位，挥发油的含量也不相同。采集提取挥发油的植物原料时，应注意上述因素对挥发油含量的影响。

挥发油多具有止咳、平喘、祛痰、消炎、驱风、健胃、解热、镇痛、解痉、杀虫、抗癌、利尿、降压和强心等作用。

（七）生物碱

生物碱是一类存在于生物体内的含氮有机化合物，具有碱的性质，能与酸结合成盐。游离的生物碱大多不溶或难溶于水，能溶于乙醇、氯仿、丙酮、乙醚和苯等有机溶剂。而生物碱盐尤其是无机酸盐和小分子有机酸盐则易溶于水及乙醇，不溶或难溶于常见的有机溶剂。

生物碱主要分布于植物界，绝大多数存在于高等植物的双子叶植物中，已知存在于50多个科的120多个属中。如毛茛科、茄科、防己科、豆科等。单子叶植物也有少数科属含生物碱，如百合科、兰科等，百合科中较重要的药食同源中药如川贝母、浙贝母等。少数裸子植物如麻黄科、红豆杉科以及三尖杉科也存在生物碱。

生物碱多具有显著而特殊的生物活性。如镇痛、解痉、消炎、降血压、止咳平喘、抗疟以及抗心律失常作用等。

（八）甾体类化合物

甾体类化合物是一类结构中具有环戊烷骈多氢菲甾核的化合物。甾体皂苷元多有较好的结晶形状，能溶于亲脂性溶剂中如石油醚、氯仿等，而不溶于水。甾体皂苷一般可溶于水，易溶于热水、稀醇。不溶或难溶于石油醚、苯、乙醚等亲脂性溶剂。甾体皂苷的水溶液多具有发泡性、溶血性及鱼毒性。

依据其生理性质并结合考虑结构分为下列几大类，固醇、胆酸类、甾族皂苷、强心苷元、蟾蜍素、甾族激素和甾族生物碱等。

（九）三萜类化合物

三萜类化合物是一类基本骨架由30个碳原子组成的萜类化合物。三萜皂苷元多有较好结晶，能溶于乙醚、氯仿等亲脂性溶剂，不溶于水。三萜皂苷多为无定形粉末，难溶于乙醚、石油醚等溶剂，可溶于水，易溶于热水、稀醇、热甲醇和热乙醇中。含水丁醇或戊醇对皂苷的溶解度较大，常作为提取皂苷的溶剂。三萜皂苷的水溶液亦多具发泡性、溶血性及鱼毒性。

三萜类化合物在自然界中分布很广，菌类、蕨类、单子叶和双子叶植物、动物及海洋生物中均有分布，尤以双子叶植物中分布最多。它们以游离形式或者以与糖结合成苷或成酯的形式存在。游离三萜主要来源于菊科、豆科、大戟科、楝科、卫矛科、茜草科、橄榄科以及唇形科等植物；三萜苷类在豆科、五加科、桔梗科、远志科、葫芦科、毛茛科、石竹科、伞形科、鼠李科以及报春花科等植物分布较多；一些常用药食同源中药如人参、黄芪、甘草、三七以及桔梗等都含有三萜类化合物。

三萜类化合物具有广泛的生理活性。通过对三萜类化合物的生物活性及毒性研究结果显示，其具有溶血、抗癌、抗炎、抗菌、抗病毒、降低胆固醇、杀软体动物及抗生育等活性。

（十）鞣质

鞣质又称单宁或鞣酸，是一类复杂的多元酚类化合物的总称，可与蛋白质结合形成致密、柔韧、不易腐败又难透水的化合物。大多为无定形粉末，能溶于水、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等极性大的溶剂，不溶于乙醚、氯仿、苯、石油醚等极性小的有机溶剂，可溶于乙醚和乙醇的混合溶液。其水溶液遇重金属盐如醋酸铅、醋酸铜等能产生沉淀，还能与蛋白质、多种生物碱盐类形成沉淀。

鞣质具收敛性，内服可用于治疗胃肠道出血，溃疡和水泻等症；外用于创伤、灼伤，可使创伤后渗出物中蛋白质凝固，形成痂膜，可减少分泌和防止感染，鞣质能使创面的微血管收缩，有局部止血作用。鞣质能凝固微生物体内的原生质，故有抑菌作用，有些鞣质具抗病毒作用。鞣质可用作生物碱及某些重金属中毒时的解毒剂。鞣质具较强的还原性，可清除生物体内的超氧自由基，延缓衰老。此外，鞣质还有抗变态反应、抗炎、驱虫及降血压等作用。