牡丹的化学成分研究及概况综述

北京化工大学北方学院

NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OF

CHEMICAL TECHNOLOGY

牡丹的化学成分研究及概况综述

院系：理工学院

专业：应用化学

班级：1005 班

学号：100130148

姓名：谢胜波

牡丹的化学成分研究及概况

谢胜波

摘要：牡丹是我国特有的木本名贵花卉，花大色艳、雍容华贵、富丽端庄、芳香浓郁，而且品种繁多，素有“国色天香”、“花中之王”的美称，长期以来被人们当做富贵吉祥、繁荣兴旺的象征。牡丹不仅是我国的传统名花，在全世界同样享有盛誉。此外，牡丹的根皮还是我国传统中药——“丹皮”，具有清热凉血，活血散瘀的功效，而且牡丹花含有多种营养成分，开发美容保健品有很大发展潜力。中国不仅是牡丹的原产地和多样性中心，也是栽培牡丹的发源地，是品种起源、演化和发展的中心。中国特有的野生牡丹一直被国内外视为珍贵的种质资源。因此，开展野生牡丹系统和进化的研究以及栽培牡丹起源的研究对阐明牡丹的起源以及培育和改良栽培品种具有重要的理论和实践价值

关键词：牡丹花；综合利用；品质特征；开发前景

一前言

牡丹为毛茛科芍药属木本植物，素有“花中之王，国色天香”的美誉，象征着富贵吉祥，历来为世人所珍爱．广泛分布于河南洛阳、山东荷泽、安徽铜陵、陕西汉中、河北柏山、四川、甘肃、浙江等地．据统计，我国牡丹的种植面积已达2万hm2［１］。目前，牡丹花除作为重要的观赏花卉之外，主要利用其根皮（即丹皮）作为中药材，具有清热凉血、活血散瘀的作用。但由于受到花期和气候条件的限制，导致花开时经贸、旅游活动繁荣，花落时惨淡经营的不良局面，且受制于深加工技术落后，每年有大量的牡丹花白白地浪费掉。近年来，为了改变这种现象，许多专家学者先后对牡丹花的成分和应用性展开了全方位的研究，以期对牡丹花进行深度的开发利用，作为生产丹皮的副产品———牡丹花、牡丹籽的保健价值也越来越被人们重视。

二研究概况

1 化学成分研究

1.1 牡丹皮的化学成分

丹皮含有牡丹皮原苷( 酶解后生成丹皮酚和丹皮酚苷) 、芍药苷、芍药酚、挥发油、甾醇生物碱以及植物甾醇等。吴少华等[2]从丹皮中分离出白桦脂酸、白桦脂醇、齐墩果酸、芍药苷元、丹皮酚、6-2-羟基香豆素、没食子酸等9个化合物。丹皮酚是牡丹皮中的主要活性成分, 化学名为2,2-羟基-2,4,2-甲氧基苯乙酮

（ Phenanthro [1, 2-b]furan-10, 11-dione, 6, 7, 8, 9-tetrahydro-1, 6, 6-trimethyl ），具有挥发性, 一定蒸气压下可随水蒸气馏出, 常温下为无色针状结晶, 在水中的溶解度很低。孟庆华等[3]对天然的丹皮酚进行结

构修饰, 制备出丹皮酚的乙酸酯、烟酸酯、阿司匹林酯3 个衍生物。此外, 赵帜平等[4]又从牡丹皮中分离出丹皮多糖, 筛选出了降血糖的有效成分PSM2b 。

COCH 3

OH

OCH 3

图1 丹皮酚结构式 图2 丹皮酚的一步合成法

图3 丹皮酚葡萄糖苷衍生物的合成

1.2 牡丹花的化学成分 1.

2.1 挥发油成分

牡丹花挥发油已鉴定出49种成分(表1)[5]，主要是含有天然香味物质，如香茅醇、香叶醇、芳樟醇等；同时还含有丰富的萜烯及烃类化合物，如十四烷酸、十六酸、3,7-二甲基-2,6-辛二烯-1-醇，3,3-二甲基-双环[2,2,1]-庚烷-2-酮等.周海梅等[6]用

固相微萃取装置（SPME ）顶空提取牡丹花的挥发性成分，通过分析10个品种的牡丹花，共检测出34种化学成分，其中多数是烷烃，且所含烷烃种类基本相同，但不同品种所含的天然香味物质如香茅醇、烯类、酯类等不同，导致其香味各异。这些天然化合物在食品、饮料及日用化工产品中可作为纯天然添加剂加以利用。

表1 挥发油化学成分

1.2.2 牡丹花色素

目前国内从牡丹花中提取色素的生产工艺主要有溶剂萃取法、超临界流体萃取法和酶法提取等。在实验室中超声波辅助萃取法、微波辅助萃取法也得到较好的应用，吴龙奇等[7]研究确定牡丹花色素为花青素类色素，提取牡丹花红色素适宜的条件为：浸取剂为盐酸体积分数为1 %的酸性无水乙醇，浸取温度50℃，浸取时间3 h 。该方法的不足之处在于成本高，提取速度慢. 朱文学等[8]和刘耀玺等[9]改进了提取方法及工艺，将牡丹花、水和甲醇在不锈钢容器内加热后，经框板过滤机过滤，滤液置回收塔内加温回收甲醇至膏状，放干燥箱内烘干至水含量适中时取出，即为牡丹花色素。牡丹花色素属于类黄酮化合物，主要有花色苷、黄酮和黄酮醇等。花色苷

（anthocyanin ） 是花色素

（anthocyanidin ）与糖以糖苷键结合而成的一类化合物，存在于植物的花、果实和叶中，使其呈现由红、紫红到蓝等不同颜色. 王晓[10]利用高速逆流色谱结合柱色谱分离纯化牡丹花的化学成分，检测出9种化合物：芹菜素-7-O-β-D- 芦丁糖苷、木樨草素-7-O-β-D- 葡萄糖苷、芹菜素-7-O-β-D- 葡萄糖苷、山奈酚-7-O-β-D- 葡萄糖苷、山奈酚、芹菜素、木樨草素、苯甲酸、没食子酸. 樊金玲等[11-12]利用高效液相色谱与二极管阵列检测器和电喷雾电离质谱联用技术研究了牡丹花中的花色苷类化合物，分离检测了5 种花色苷，结合紫外吸收光谱和质谱信息分别鉴定为：矢车菊-3，5-O- 二葡萄糖苷、矢车菊-3-O- 葡萄糖苷、芍药-3，5-O- 二葡萄糖苷、芍

药-3-O- 葡萄糖苷和天竺葵-3，5-O-二葡萄糖苷。研究表明牡丹花中含有6 种花色苷（见表1）。其基本结构式为3，5，7－三羟基－2－苯基苯并吡喃（见图1）。牡丹中所含花色苷种类和含量的多少也与牡丹五彩缤纷的颜色有很大的关系，这有待于进一步深入研究。

表2 牡丹花色苷元类型

图4 牡丹花色苷基本结构式

樊金玲等[11-12]对牡丹花色苷的热

稳定性和降解动力学进行了研究.结

果表明，牡丹花色苷的热降解符合一级反应动力学模型. 在70～90℃条件下，当pH 值为2.6、3.0、3.6、4.0、4.6 时，牡丹花色苷的半衰期分别为27.0～7.9、32.1～8.5、27.9～8.9、35.9～9.4、27.3～10.7 h. 提高温度，花色苷降解反应速率增大；降解反应速率常数与温度的关系符合

Arrhenius公式，反应活化能为48.4～69.4 kJ/mol。牡丹花色苷单体的降解速率依次为：矢车菊-3-O-二葡萄糖> 芍药-3-O- 葡萄糖苷> 矢车菊

-3,5-O- 二葡萄糖苷> 芍药-3,5-O - 二葡萄糖苷。牡丹花色苷降解生成褐色物质，褐变指数随加热时间的延长、加热温度的升高、pH 值的增大而增