《Foods》:Hemerocallis citrina Baroni (Daylily): A Comprehensive Review of Flavonoids and Phenolic Compounds—Extraction, Phytochemistry, Biological Activities, and Food Applications (2000–2026)
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黄花菜(Hemerocallis citrina Baroni),俗称金针菜或忘忧草,是一种历史悠久且兼具药用与食用价值的传统植物,已在东亚地区栽培超过两千年。其花蕾、茎、叶及根部富含黄酮类和酚类化合物,这些成分是其主要的生物活性次生代谢产物,具有抗氧化、抗炎
黄花菜(Hemerocallis citrina Baroni),俗称金针菜或忘忧草,是一种历史悠久且兼具药用与食用价值的传统植物,已在东亚地区栽培超过两千年。其花蕾、茎、叶及根部富含黄酮类和酚类化合物,这些成分是其主要的生物活性次生代谢产物,具有抗氧化、抗炎、神经保护、抗抑郁及改善睡眠等多种药理作用。尽管已有诸多研究探讨了黄花菜的化学成分,但截至目前,尚缺乏一篇专门针对其黄酮与酚类化合物的全面且最新的综述。本综述系统总结了2000年至2026年间,有关黄花菜花蕾、茎和叶中黄酮及酚类化合物的提取方法、结构鉴定、植物化学特征及生物活性的研究进展。采用超高效液相色谱-光电二极管阵列检测器/质谱联用(UPLC-PDA/MS)、超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱(UHPLC-QQQ-MS/MS)及高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(HPLC-Q-TOF-MS)等先进分析技术,研究人员已鉴定出多种该类化合物,包括槲皮素、山奈酚和异鼠李素的糖苷,以及各类咖啡酰奎宁酸和对香豆酰奎宁酸。本综述还重点讨论了这些多酚的健康促进作用及其作用机制的最新认知,以及在功能性食品和传统中药中的潜在应用。通过整合近期植物化学和药理学研究成果,本综述为黄花菜黄酮及酚类化合物作为功能性食品、营养保健品及天然治疗剂的宝贵资源的进一步开发与利用提供了科学依据。
1. 引言
黄花菜属(Hemerocallis)约有20个物种,原产于中国中部和北部等地。其中,黄花菜(Hemerocallis citrina Baroni)作为兼具膳食和药用功能的植物已有两千多年历史。《本草纲目》记载其干花蕾有镇静安神、催乳等功效。其花蕾富含黄酮和多酚,是发挥抗氧化、抗炎、抗抑郁和神经保护等生物活性的主要次生代谢物。本综述旨在系统总结黄花菜花蕾中黄酮及多酚类化合物的提取、鉴定、结构特征及生物活性的研究进展,为其在功能食品和天然药物中的开发利用提供科学基础。黄酮和酚酸是黄花菜花蕾中主要的低分子量生物活性成分,近年来通过UPLC-PDA/MS、UHPLC-QQQ-MS/MS和HPLC-Q-TOF-MS等技术已揭示其丰富的多样性。
2. 文献检索与综述方法学
本研究是一项综合性叙述性综述,基于结构化文献检索和记录筛选流程进行。文献检索覆盖2000年1月至2026年9月,主要聚焦于Web of Science和Scopus数据库。检索词结合了黄花菜及其植物化学成分、提取、生物活性、安全性等关键词。最终纳入99篇参考文献。研究优先纳入对黄花菜黄酮、酚酸及相关多酚成分进行提取、分离、结构鉴定或定量分析的研究。对其他同属植物的研究仅作比较或背景信息参考。化合物鉴定分为结构确认、初步鉴定和轮廓分析三个等级。
3. 植物学特征、自然分布与栽培
黄花菜是一种多年生草本植物,株高0.3-1.0米,具浅黄色花朵,喜光耐旱。原产于东亚,在中国、日本、韩国等地均有分布和栽培,在中国已有约2500年的栽培历史。现代种植主要集中在湖南、甘肃、陕西等地。收获材料的成分受种质资源和发育阶段影响,例如花在不同花期营养成分和生物活性物质含量会变化。采后加工方式也是变异来源之一。花蕾是主要食用部分,干燥处理对其长期储存至关重要。此外,黄花菜易与萱草混淆,需通过化学或分子手段进行物种鉴别以确保安全使用。
4. 营养成分与膳食价值
新鲜黄花菜花含有大量宏量和微量营养素。据报道,每100克可食部含蛋白质19.4克、碳水化合物34.9克、脂肪1.4克。其蛋白质含量约为番茄的21.6倍,白菜的14.9倍。营养成分还包括胡萝卜素、维生素B1、B2、烟酸、维生素C以及钙、磷、钾、镁、铁、锌、硒、铜、锰等多种必需矿物质。
5. 黄花菜的植物化学组成:黄酮与酚类化合物
该部分首先介绍了黄酮和酚酸的基本概念。随后详细阐述了从黄花菜中鉴定出的具体化合物。马等人从花蕾中分离出21种次生代谢物,包括三个新化合物:hemeroquinone A、hemeroquinone B和hemerophenan A,以及已知的(+)-松脂醇等。这些化合物表现出抗神经炎症活性。李等人从茎和叶中分离出四个新的酚类化合物hemerodiphenylethanes A-D,并发现其具有自由基清除活性。王等人通过UPLC-PDA/MS分析,明确了金丝桃苷、异槲皮苷、紫云英苷和芦丁等黄酮类化合物,以及绿原酸、没食子酸等酚酸。马等人利用UHPLC-QQQ-MS/MS检测到58种黄酮类化合物,其中芦丁最为丰富,并鉴定出隐绿原酸、多种对香豆酰奎宁酸等酚酸衍生物。穆等人则鉴定了6种酚酸和71种黄酮。基因组研究也揭示了参与芦丁生物合成的潜在基因。总之,黄花菜中反复鉴定出槲皮素、山奈酚和异鼠李素衍生物,表明它们是花和花蕾中重要的黄酮组分。
6. 黄花菜黄酮与多酚的提取工艺
已报道的提取策略包括常规溶剂提取、水-醇提取、超声辅助提取及后续的溶剂分配或色谱分级。例如,有研究用80%乙醇冷浸提取花蕾,再经AB-8大孔树脂分级。超声辅助提取被广泛用于提高酚类物质的回收率,如用70%乙醇在55°C下超声提取40分钟。也有研究采用50%甲醇室温超声提取30分钟进行综合轮廓分析。比较研究表明,50%乙醇超声辅助提取可获得最高的总酚含量和最强的抗氧化活性。溶剂极性和提取条件显著影响提取效率和所得组分的组成。分析方法已从常规色谱转向高分辨质谱和多维结构表征。
7. 黄花菜多酚、黄酮及相关成分的生物活性
该部分详述了多种生物活性:
7.1 抗氧化活性:黄花菜提取物具有强大的抗氧化能力,可通过直接清除自由基和上调内源性抗氧化防御系统(如Nrf2信号通路)发挥作用。
7.2 抗肿瘤活性:多种成分(如蒽醌、蛋白质HcBP)显示出抗肿瘤潜力,机制涉及干扰微管蛋白、抑制糖酵解、诱导线粒体凋亡等。
7.3 抗抑郁活性:黄酮和苯丙素类是重要贡献者。75%乙醇提取物(HCE75)在悬尾试验中表现出最强抗抑郁样活性,能增加脑内5-羟色胺(5-HT)和多巴胺(DA)水平。其他机制还包括调节BDNF-TrkB通路、减轻神经炎症、调节下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴和肠道菌群。
7.4 改善睡眠与镇静活性:提取物在果蝇失眠模型中能延长总睡眠时间,槲皮素、木犀草素、山奈酚等可能参与调控睡眠相关通路。
7.5 抗菌活性:蒽醌、黄酮和精油成分对多种细菌和酵母菌有抑制作用。
7.6 抗炎活性:黄酮和苯丙素类成分能降低促炎细胞因子(IL-6, IL-1β, TNF-α)水平,抑制一氧化氮(NO)产生和吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)活性。
7.7 保肝活性:总黄酮能改善肝纤维化模型的血清生化指标,增强超氧化物歧化酶(SOD)活性,降低丙二醛(MDA)水平,并抑制TGF-β1表达。
7.8 抗衰老活性:酚类提取物具有强抗氧化活性,可能有助于抗衰老应用,但直接证据仍有限。
7.9 神经保护活性:酚类组分能改善皮质酮和谷氨酸诱导的PC12细胞损伤,并能减轻淀粉样蛋白β(Aβ)诱导的秀丽隐杆线虫毒性,机制涉及SKN-1抗氧化通路激活。
7.10 催乳活性:黄酮类(如槲皮素、山奈酚)通过催乳素受体-酪氨酸激酶2-信号转导与转录激活因子5(PRLR-JAK2-STAT5)信号通路促进泌乳。
7.11 主要黄酮成分在代谢相关脂肪性肝病中的作用:作为黄花菜中最丰富的黄酮醇,槲皮素和山奈酚可通过调节脂质合成、抗氧化、抗炎、改善胰岛素抵抗及调节肠道菌群等多个途径缓解代谢相关脂肪性肝病(MAFLD)。
7.12 黄花菜叶总酚的抗抑郁机制:通过调节微生物群-肠-脑轴(MGBA),恢复肠道菌群平衡,增强神经可塑性,抑制HPA轴亢进,并调节色氨酸代谢,从而发挥抗抑郁作用。
8. 食品与工业应用
黄花菜的花蕾作为蔬菜和功能食品被广泛消费。采收成熟度是决定其营养和植物化学品质的关键因素。冻干法能更好地保存多酚和黄酮,而晒干则有利于风味形成。真空蒸汽脉冲烫漂等新型加工技术可缩短干燥时间、减少酶促褐变并提升抗氧化活性。其黄酮和酚酸类成分为开发功能性饮料、膳食补充剂等增值产品提供了基础。传统上用于产后催乳的用途也得到了现代研究的验证。
9. 安全性、毒性、加工与物种鉴别
关于秋水仙碱的传统毒性观点受到挑战,基因组和高分辨质谱分析均未在黄花菜中发现秋水仙碱或其生物合成途径。然而,中毒事件的报道强调了适当原料选择和加工的重要性。漂烫等预处理能显著改变安全相关成分的含量。动物毒理研究表明,特定提取物在实验条件下未见明显毒性,但这不能等同于人体安全剂量。物种鉴别对于质量控制和安全至关重要,特别是区分黄花菜与萱草,可采用化学指纹图谱、DNA条形码等方法。