啤酒花化学成分和药理活性研究进展

林柳悦+蒋益萍+张巧艳+秦路平+辛海量

[摘要] 啤酒花是桑科葎草属植物啤酒花的未成熟带花果穗，广泛用于酿造业以增加啤酒香气及苦味。该文结合相关文献，对啤酒花的化学成分（树脂类、挥发油、多酚、多糖等）及药理活性研究作一简单概述，为之后进一步的开发研究提供依据和参考。

[关键词] 啤酒花； 化学成分； 药理活性

[Abstract] Hops， the female inflorescences of the hop plant （Humulus lupulus）， are widely used in the brewing industry to add bitterness and aroma to beer. Combining with the relevant literature， the chemical composition（resinae， volatile oil， polyphenol and polysaccharide） in hops and their pharmacological effects are reviewed in this paper so as to present some sights for further application research and development.

[Key words] Humulus lupulus； chemical composition； pharmacological effects

啤酒花Humulus lupulus L.又称忽布、蛇麻花、香蛇麻、啤瓦古丽（维吾尔语），是桑科Moraceae葎草属Humulus多年生攀援草本植物，常以其未成熟带花果穗入药。其味苦，微凉，无毒，具有健胃消食、镇静利尿之功，临床上可用于治疗消化不良、腹胀、肺结核、膀胱炎、神经衰弱、失眠[1]。其主要分布于新疆北部，在华北、东北及浙江、山东等地也有栽培[2]。近年来研究发现啤酒花含有树脂类、挥发油、多酚、多糖等多种化学成分，具有抗肿瘤、抗氧化、抗菌、镇静催眠等药理活性。

1 化学成分

1.1 树脂类

树脂是啤酒花主要的化学成分之一，其成分结构十分复杂，至今尚不能完全定性。按照欧洲啤酒酿造协会（European Brewery Convention，简称EBC）意见，通常根据其在不同有机溶剂中溶解度的不同分为软树脂及硬树脂[3]。软树脂是指噢脂含量可以占到啤酒花总量的10%～25%[4]。软树脂类成分为α-酸[5][葎草酮（humulone）等]、β-酸[6][蛇麻酮（lupulone）等]（图1）。α-酸是啤酒花中重要的化学成分之一，是由葎草酮、合葎草酮、加葎草酮、后葎草酮和前葎草酮等5个同系物组成的一类物质的总称[5]；β-酸是啤酒花软树脂中另一重要组分，是由蛇麻酮、合蛇麻酮、加蛇麻酮、前蛇麻酮和后蛇麻酮等5个同系物组成的一类物质的总称[6]。Forino等[7]从啤酒花栽培种“Cascade”中分离得到4-羟基合蛇麻酮（图2）。α-酸和β-酸中都含有双键，使得二者很容易发生氧化及催化加氢反应，使得酒花品质下降（图3，4）。

硬树脂是指总树脂中不溶于己烷的部分，属于未定性树脂。硬樹脂既包括啤酒花中天然的硬树脂，也包括α-酸和β-酸的氧化产物[8]。陈黎斌等[9]通过重量分析法，即用总树脂的量减去能溶于乙烷的软树脂的量来测定硬树脂的量。

1.2 多酚类

1.2.1 酚酸类 酚酸类化合物是指一类对羟基苯甲酸和对羟基苯丙酸的衍生物[10]。王超群等[11]发现啤酒花中酚酸类化合物主要有香草酸、原儿茶酸、阿魏酸、芥子酸、龙胆酸。除此之外啤酒花中还含有对羟基苯甲酸[12]、丁香酸[13]、没食子酸[14]等，这类化合物主要以游离态的形式存在，也有以酯或糖苷形式存在。

1.2.2 儿茶素类 儿茶素类化合物是指一类黄烷醇的衍生物。在啤酒花中儿茶素类化合物主要有儿茶素[15]、表儿茶素[14-15]、没食子儿茶酸[16]、表没食子儿茶酸[17]。

1.2.3 原花色素类 在啤酒花中原花色素类化合物主要有原花青素类二聚体B1，B2，B3，B4，原花青素三聚体[18-21]。李玉姝[16]通过硫解-RP-UPLC-MS分析酒花中原花青素平均聚合度（mDP）及单体组成，发现酒花原花青素主要组成单位是（+）-儿茶素（>70%），其次是表儿茶素（>10%）、没食子儿茶素（<5%）。

1.2.4 黄酮类 现代研究表明黄酮类化合物是啤酒花中一类主要的活性成分，根据其母核结构的不同分为查耳酮类（图5，6）、黄酮类（图7）及黄烷类[22]。其中黄腐酚（xanthohumol）（图8）作为啤酒花特有的黄酮类成分备受关注。它是由啤酒花蛇麻腺分泌产生的，为一种天然的异戊稀基黄酮类化合物，最早由Power等[23]分离得到。目前已报道的黄酮类化合物48个（表1～3）。此外啤酒花中黄烷类化合物有无色矢车菊素[35]和无色飞燕草素[35]（图9）。

1.3 挥发油

啤酒花中挥发性成分简称为酒花精油，由啤酒花蛇麻腺所分泌，是啤酒花中重要的香气来源。酒花精油化学成分复杂，主要分为3类：碳氢化合物、含氧化合物和含硫化合物，其中含氧化合物是酒花精油中主要组成成分[35]。Kac等[36]曾采用GC手段分析了不同产地啤酒花的挥发性成分，共检测出200多个化合物。李红等[37]采用HS-GC-MS对酒花油挥发性成分进行分析，共分离鉴定出74种化合物。

1.4 多糖类

多糖类化合物也是啤酒花中的化学成分之一，具有一定的生物活性，但目前对啤酒花中多糖的研究较少。乔茜茜[38]对啤酒花多糖进行解析，发现啤酒花多糖其单糖组成为D-阿拉伯糖、D-半乳糖、L-（-）-岩藻糖、L-鼠李糖、D-甘露糖、D-半乳糖醛酸和D-葡萄糖醛酸，摩尔比为10.77∶3.91∶2.19∶0.33∶0.20∶0.31∶0.57。

1.5 其他

Forino等[7]从啤酒花栽培种“Cascade”中分离得到humudifucol（图10）及cascadone（图11）。

2 药理作用

据《新疆中草药手册》记载，啤酒花味苦，微凉，无毒，具有健胃消食，镇静利尿之功，可用于消化不良、腹胀、肺结核、膀胱炎、神经衰弱、失眠等症[1]。《宁夏中药志》记载啤酒花具有健胃，安神，抗痨，清热，利水，化痰止咳之功，用于消化不良、癔病、失眠、肺痨、咳嗽、淋证，外用治瘰疠，伤口感染[39]。《四川中药志》[40]、《内蒙古植物志》[41]、《黄土高原植物志》[42]也都有记载啤酒花可做药用，具有清热利尿，凉血退蒸，镇静安神等作用。多年来研究发现，啤酒花对多种细菌有抑制作用，并且具有抗肿瘤、抗氧化、镇静催眠、雌激素样作用等药理活性。

2.1 抗菌

啤酒花中的α-（β-）酸均有良好的抑菌作用，尤其是对于G+菌（包括微球菌、葡萄球菌、分枝杆菌、链霉菌）的抑菌效果明显。啤酒花抗分枝杆菌的作用结果表明，不同质量浓度的啤酒花乙醇提取物（4，8 g·L^-1）对利福平结核分枝杆菌的敏感和抗性菌株有显著的抑制作用[43]。连文琦[44]采用实验分离得到的α-酸及β-酸测定其对大肠埃希氏菌Escherichia coli、枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis、金黄色酿脓葡萄球菌Staphylococcus aureus的抑制作用，结果表明随着α-，β-酸溶液浓度的增大其抑菌效果越明显，抑菌圈越大。

2.2 抗氧化

啤酒花总黄酮具有较强的抗氧化作用[45]，其还原能力低于同浓度维生素C，但远高于同浓度BHT总还原能力[46]。郭苗等[47]从废酒花中分离得到的多酚提取物（含原青花素489.6 mg·g^-1，黄酮类化合物261.8 mg·g^-1），以200～800 mg·kg^-1·d^-1的剂量持续灌胃高脂小鼠5周，结果表明酒花多酚对高脂血症小鼠具有显著的降脂和抗氧化作用。乔茜茜[38]采用DPPH自由基清除能力实验、羟基自由基的清除能力实验、亚硝酸清除能力实验、还原力测定和 β-胡萝卜素-亚油酸乳化法等5种体外评价体系，对啤酒花多糖体外抗氧化活性进行了研究，结果表明啤酒花多糖提取物在不同的抗氧化体系中均表现出一定的抗氧化活性。其中，啤酒花多糖在β-胡萝卜素-亚油酸乳化液评价体系中的总抗氧化活性和清除羟基自由基、亚硝基的能力相对较强。

2.3 抗肿瘤

现代研究发现，啤酒花中黄腐酚有抗肿瘤作用。同水飞蓟宾中的比蓟及柚皮苷中的柑橘黄酮类成分相比，黄腐酚能更有效的抑制人体肝瘤细胞的体外增殖[48]。Miranda等[49]采用分离得到的黄酮对乳腺癌细胞（MCCF-7）、克隆癌细胞 （HT-29）、卵巢癌细胞（A-2780）进行体外抗增殖试验，结果表明黄腐酚在对正常细胞没有毒害的情况下，对几种肿瘤细胞的生长有明显的剂量依赖性抑制作用，其中对卵巢癌的抑制效果最为显著，其次是乳腺癌。李明泽等[50]实验发现异葎草酮对人胃腺癌细胞SGC-7901及人肝癌细胞HcpG-2均有较强的抑制作用，IC50分别為13.4，11.58 mg·L^-1。

2.4 镇静催眠

镇静镇痛作用是啤酒花最为传统的作用之一。German Commission E 认为啤酒花可用于治疗情感障碍、焦虑不安、睡眠障碍[51]。在一项有184名有轻度失眠患者参与试验中，在相同情况下，联合使用啤酒花提取物（83.8 mg）及缬草提取物（374 mg），结果表明联合用药患者的睡眠质量明显改善，并且没有失眠症的反弹[52]。谢伟等[53]采用含有酒花的眠得安煎剂观察对小鼠镇静催眠的作用，结果表明眠得安煎剂可显著减少小鼠的自主活动，显著延长戊巴比妥钠的睡眠时间，可见眠得安煎剂有一定的催眠作用。

2.5 雌激素样作用

随着对天然植物激素物质的研究与开发，已越来越多应用其来治疗与激素异常相关的疾病。Miligan[54]研究结果表明啤酒花中黄腐酚、异黄腐酚等酚类成分具有雌激素样作用，能与17-β雌二醇竞争结合雌激素受体，其亲和力是雌二醇的1/10。汪江碧等[55]研究啤酒花水提液对去卵巢肥胖大鼠的影响，表明去卵巢后大鼠体重逐渐增加，口服啤酒花可抑制去卵巢大鼠体重的增加，且啤酒花可改善胰岛素的敏感性，降低胰岛素抵抗。

2.6 降血糖

近年来研究发现啤酒花中异α-酸[56]、黄腐酚[57]能够降低KK-A（y）模型小鼠血清中葡萄糖、甘油三酸脂及FAA水平。刘玉梅[58]等研究啤酒花超临界CO2浸膏、β-酸、六氢β-酸对四氧嘧啶复制的糖尿病小鼠的动物模型的治疗作用，发现啤酒花超临界CO2浸膏、β-酸、六氢β-酸对小鼠糖尿病症状均有一定的治疗作用，且该作用与灌胃样品的剂量呈正相关关系。

2.7 抗病毒

啤酒花还具有抗病毒活性。Buckwold等[59]发现黄腐酚对反刍性痢疾病毒（BVDV）、疱疹单一性病毒1（HSV-1）和疱疹单一性病毒2（HSV-2）有抑制作用。此外Wang等[60]研究发现黄腐酚对艾滋病病毒有（HIV-1）有抑制作用。Lou等[61]研究黄腐酚对丙型肝炎病毒的抑制作用，发现黄腐酚在3.53 μmol·L^-1时能够显著性抑制丙型肝炎病毒RNA水平，表明黄腐酚具有抗丙型肝炎病毒作用。

3 结语

啤酒花作为啤酒生产过程中不可或缺的原料一直受到人们的关注，也正因如此限制了啤酒花除在酿造方面的应用，忽略了啤酒花的其他作用。但随着科学技术手段的发展，人们对啤酒花的研究也更加深入，逐步发现了啤酒花主要的活性成分α-，β-酸及黄腐酚等，证明了其具有抗菌、抗肿瘤、抗氧化、雌激素样作用降血糖、抗病毒等一系列的药理活性。啤酒花具有较广泛的应用前景及开发利用价值仍有待于深入研究、挖掘。

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[责任编辑 丁广治]