※专题论述食品科学2009, Vol. 30, No. 23521啤酒花的化学成分及药理作用研究进展刘玉梅(新疆大学化学化工学院，新疆 乌鲁木齐 830046)摘 要：啤酒花是大麻科葎草属多年生攀岩植物，其主要活性成分有以葎草酮类和蛇麻酮类为主的树脂类成分和其 衍生物，黄腐酚、异黄腐酚为代表的多酚类化合物以及以萜烯类和萜烯类氧化物为主的挥发性风味成分。除酿造 特性之外，近年来对啤酒花的研究已开始关注到抗肿瘤、防治骨质疏松、抑制白血病细胞的生长和抗氧化等功能。 啤酒花也是传统的中药之一，有健胃、安神、化痰止咳、抗菌消炎等功效。本文综述了啤酒花的化学成分和药 理作用研究进展，为其进一步的研究开发提供参考。 关键词： 啤酒花；化学成分；药理作用Chemical Composition and Pharmacological Effects of Hops: A ReviewLIU Yu-mei (College of Chemistry and Chemical Engineering, Xinjiang University, Urmuqi830046, China)Abstract： The hop plant (Humulus lupulus), commonly used in brewing, is a vigorous climbing herbaceous perennial, usually grown up strings in Hopfield and hop garden. Some members of this family are well-known for their content of pharmacologically active resins, polyphenols (such as xanthohumol and isoxanthohumol) and the essential oil. In addition to brewing, recent studies have shown biological activities of hops extract against cancer, antivirus and in inhibiting bone resorption as well as lipid peroxidation. Hops have also been used as a traditional herb with sedative, hypnotic, antispasmodic, stomachic, tonic, diuretic and topical bactericidal properties. The chemical composition 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： hop；chemical composition；pharmacological effects 中图分类号：TS261 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2009)23-0521-07啤酒花，学名 Humulus lupulus L. ，别名蛇麻草、 陀得花、唐草花、忽布、酵母花等，是荨麻目大麻 科葎草属植物 [1] 。啤酒花是雌雄异株的多年生须根缠绕 草本植物，世界许多地区均可生长，大部分种植区域 集中在南北纬度 3 5 ° ～5 5 ° 之间 [ 2 -3 ] 。目前，它的主要产 地分布在美国，欧洲、澳大利亚、南美洲和中国等地 区。啤酒花能够赋予啤酒特殊的苦味和独特的风味，并[4] 具有一定的防腐性能，被誉为“啤酒的灵魂” ，自近年来的研究表明，啤酒花不仅具有镇定、安神、催 眠、杀菌、抗炎和利尿等作用，还具有抗氧化、抗 病毒、抗肿瘤和植物雌激素样作用等多种功效 [ 5 - 7 ] 。 1 啤酒花化学成分从 12 世纪啤酒花在啤酒酿造中开始添加使用以来，至今 它最主要的用途仍然是用于啤酒的酿造。而啤酒花作为 一种重要的药用植物，它的应用历史也很悠久。 1 3 世 纪开始，啤酒花象其它一些草本植物 ( 如迷迭香、西洋 薯草、胡荽和沼泽长春花等 ) 一样，开始作为草药来使 用。我国明代李时珍的《本草纲目》所引的宋代《开 宝本草》中的一种中药“陀得花”指的就是啤酒花。啤酒花中已检测出数百种组成不同的有机化合物， 其风味特征是由一组化合物之间既独立又相互协同而产 生的。啤酒花中的蛇麻腺大约占干啤酒花质量的 1/5 左 右，其中含有最重要的苦味成分、啤酒花精油及多酚 类化合物。苦味成分是由 α- 酸和 β- 酸组成的，这些 成分是以软的油或树脂状存在的，可以溶解在烃类溶剂 中，因此通常称为啤酒花软树脂。由于空气的氧化啤 酒花苦味酸会转变成组成复杂的一类化合物，这类化合 物不再是柔软的且也不能溶解在烃类溶剂中，因此通常 称其为啤酒花硬树脂 [8] 。啤酒花中还含有一些其他的无收稿日期：2008-12-11 基金项目：新疆维吾尔自治区科技支疆项目(200991247) 作者简介：刘玉梅 (1965 － ) ，女，高级工程师，博士，主要从事食品的功能因子研究。 E-mail ：[email protected]
5222009, Vol. 30, No. 23食品科学※专题论述机和有机化合物，这些物质在啤酒花中的含量见表 1 。表1 Table 1 成分 总树脂 干啤酒花的组成[9-10]硫醇，这是引起啤酒风味劣变的主要物质，通常被称[13] 为“日光臭” ，反应过程如图 1 所示。异α- 酸发生裂解的原因是由于其侧链上含有 3 个不 饱和键，为了进一步提高啤酒的光稳定性、改善啤酒 的品质，一系列经过化学改性的光稳定性更好的 α- 酸 衍生物已经被应用于啤酒酿造中 [14-15] 。这些化合物包括 二氢、四氢和六氢异 α- 酸，其中以二氢异 α- 酸的溶 解度最好，具有苦味平和、稳定的特点，但光稳定性 稍差，苦味也只有异 α- 酸的 0.7 倍。四氢异 α- 酸的溶 解度虽然稍差，但却具有非常强烈和持久的苦味，而 且略有涩味，苦味是异 α- 酸的 1 . 6 倍。并且它的光稳 定性极好，还有助于啤酒形成细腻、稳定的泡沫，美 中不足的是有时会给啤酒带来后苦味。六氢异 α- 酸与 上述两个产品相比，溶解度最差，但是光稳定性最好。 它的苦味比较柔和，稳定，它也有助于泡沫稳定，只 是价格相对较高。 α- 酸在异构化过程中由于还存在着 顺反异构体形式，因此其异构化和氢化衍生物则是由更 多的一组物质所组成的，图 2 给出的α- 酸的结构及其衍 生物的转化过程的简单的示意图。O O O R OH 葎草酮：R=-CH2CH(CH3)2 (异丁基) OH 合葎草酮：R=-CH(CH3)2 (异丙基) 异 构 加葎草酮：R=-CH(CH3)CH2CH3 (2- 甲基 - 丁基) 化 后葎草酮：R=-CH2CH3 (乙基) 前葎草酮：R=-CH2CH2CH(CH3)2 (异戊基) O O H R HO OH O 反式异α- 酸 BH4 － O O R OH H2 Pd/C O O R OH 含量范围(%) 35～50 0～0.1 2～4 0.5～25 0～2 7～12 5～10Chemical composition of dried hop cones 含量范围(%) 10～26 2～18 1～10 0.5～5 2～10 12～24 1 ～3 成分 纤维素和木质素 氨基酸 糖 油和脂肪酸 果胶 水分 无机盐(灰分)α- 酸 β- 酸精油 多酚(单宁) 蛋白质 蜡和胆固醇α- 酸是啤酒花的一个重要组分，它是由葎草酮、合葎草酮、加葎草酮、后葎草酮和前葎草酮等 5 个主要 的同系物组成的一类物质的总称，而其中葎草酮与合葎 草酮的比值与啤酒花的品种和酿造品质有极大的相关 性。传统上啤酒花品种按照它们的 α- 酸含量和风味特 征可大致分为香型花、苦型花和苦香兼用型花 3 种。近 年来，随着高 α- 酸的啤酒花新品种不断培育和推广， 啤酒工业对啤酒花质量要求更为明确，目前，国际上 通常将啤酒花分为 4 大类，即优质香型啤酒花、香型啤 酒花、苦型啤酒花和高 α- 酸的啤酒花四类[ 1 1 -1 2 ]。这些α- 酸啤酒花的分类特点及代表性的品种见表 2 。表2 Table 2 项 目 α - 酸含量 (%) α -酸与β-酸的比值 合葎草酮与α-酸的百分比 葎草烯与石竹烯的比值 法呢烯与总精油百分比 代表性的品种 啤酒花的分类及特点 H HO O 顺式异α- 酸 BH4 － H HO HO O O R OHClassification and characterization of hops 优质香型花 3～4 接近 1.0 ＜ 28% ＞ 2.5 ＞ 10% SAAZ， spalt， 扎一★ 香型花 3～4 1.0～2.0 ＜ 30% ＞ 2.5 5% 以内 Hallertau Gold， 苦型花 ＞ 5.0 1.8～2.5 20%～45% － 不含或微量 高 α - 酸啤酒花 ＞ 8.0 ＞ 2.0 20%～40% － 不含或微量 努格特★， 齐洛克★O O OHH2Pd/C H O O R OHCluster， Northern Galena，马可波罗★， 青岛大花★H HO HOH HO OTettnanger ， crystal， Willamette， Brewing ， Target ， fuggle ， Mount HoodHO O注：★ . 在我国有种植的啤酒花品种。-酸 反式四氢异α 顺式四氢异α -酸 顺式二氢异α -酸 反式二氢异α -酸 BH4 － BH4 － H O O H HO HO 反式六氢异α -酸 O O R OHO HO O 异α- 酸O R OH hv SH SH“日光臭”物质R HO OH HO 顺式六氢异α -酸 图2图1 Fig.1异α- 酸的光裂解反应 Light-cracking reactionα- 酸及其衍生物结构和反应过程 Fig.2 Chemical structures of α-acid and its derivatesβ- 酸是啤酒花软树脂中的另一个重要组分，几乎啤酒花中的 α- 酸在一定的条件下会发生异构化， 形成苦味非常强烈的异 α- 酸，这一物质是啤酒苦味的 主要成分，但由于其不稳定，特别是在光照下会裂解， 产生的碎片与啤酒中的含硫化合物生成 3- 甲基 -2- 丁烯基 不溶于冷水和啤酒中，但 β- 酸的氧化产物胡鲁酮却有 非常强的苦味，其苦味是异 α- 酸的两倍，而且在水中 的溶解度也比较高，该化合物通常对啤酒中因 α- 酸的 损失和异α- 酸的氧化降解而造成的苦味下降起到很好的
※专题论述食品科学2009, Vol. 30, No. 23523补充和协调作用。同 α- 酸类似， β- 酸也是由蛇麻酮、 合蛇麻酮、加蛇麻酮、后蛇麻酮和前蛇麻酮等 5 个主要 的同系物组成的一类物质的总称，通常前 3 个化合物占 其总含量的 95%[16]素葡萄糖苷、大波斯菊苷、牡荆素、黄腐酚、异黄 腐酚、 8 - 异戊烯基柚皮素等。啤酒花多酚对啤酒的品 质极为重要，在酿造过程中可以起到增强和改善啤酒的 生物稳定性和风味稳定性的作用 [ 2 0 - 2 1 ] 。在啤酒的生产 中，黄腐酚还会进一步的发生反应，其反应产物包括 异黄腐酚、去氢环化黄腐酚等。啤酒花中的黄腐酚和 异黄腐酚能够抑制某些特殊的人类癌细胞的生长，同时 不会对动物的非癌细胞的生长造成影响，并可能对那 些哺乳动物的雌性性荷尔蒙雌激素具有相似的影响， 对其功能活性的研究也是面前在啤酒花药理活性研究方，但它们的含量和组成比例并不是啤酒花质量和品种的重要指标。 β- 酸一般不会发生异构 化，除了自身容易被氧化外，在一定的条件下 β- 酸可 以发生氢化反应，生成稳定性好，活性更强的六氢 β酸。 β- 酸及其氧化和氢化衍生物的化学结构及转化过 程如图 3 所示。O O O R OH 氧化 Pd/C H2 ( 异丁基) ( 异丙基) ( 乙基) (异戊基) O O O R O 胡鲁酮(hulupones) O O R OH面的一个热点。啤酒花中主要的多酚类化合物结构如 图 5 所示。HOβ- 酸蛇麻酮：R=-CH2CH(CH 3) 2 合蛇麻酮：R=-CH(CH 3) 2 后蛇麻酮：R=-CH2CH 3OMe OHOOHOOMe OHOOH HO OOH加蛇麻酮：R=-CH(CH3)CH2CH3 (2- 甲基 - 丁基) 六氢 -β- 酸 前蛇麻酮：R=-CH2CH 2CH(CH3) 2 图3β- 酸及其衍生物结构和反应过程Fig.3 Chemical structure of β-acid and its derivatesOMe O Dehydrocycloxanthohumol Isoxanthohumol OH 8 HO O OMe OH O HO OH OH 6 HO OHO OH O OH O Dehydrocycloxanthohumol 6-Prenylnaringenin 2’ ,4’ ,6’ ,4-Terahydroxy -3’ -prenylchalcone hydrate OH OH HO Xanthohumol OH O HO OMe OH O 2’ ,4’ ,6’ ,4-Terahydroxy -3’ -geranylchalcone 图5 Fig.5 5’ -Prenylxanthohumol OH OH HO 8 O 6 OH O 8-Prenylnaringenin啤酒花中的精油类成分主要是以葎草烯、石竹烯、 香叶烯、法尼烯、蒎烯、蛇床烯、杜松烯等为主的 萜烯类和倍半萜烯类的化合物为主，其含量占精油总量 的 75% 以上，其次还有一些含氧化合物和含硫化合物， 它们不仅对啤酒的风味极为重要，而且也是啤酒花产生 具有镇定、安神功效的主要的成分[17-18]啤酒花中多酚类化合物。啤酒花中的部 2Chemical structures of polyphenols in hops分精油类成分的结构如图 4 所示。 药理作用 和用于酿造啤酒的历史一样，啤酒花的药用史也非 常悠久。在 1 3 世纪的欧洲，啤酒花像其它一些草本植香叶烯α- 蒎烯 β - 蒎烯 α- 律草烯 β-石竹烯 β - 法呢烯图4 啤酒花精油中的部分成分物，如迷迭香、西洋薯草、胡荽和沼泽长春花等一样 开始被作为草药来使用。 《本草纲目》记载 [ 2 2 ] ，啤酒 花性苦，微凉，有健胃、安神、化痰止咳、抗结核 菌等功能。 《食物中药与便方》中记载 [ 2 3 ] ，啤酒花对 多种细菌有抑制作用，并有镇静及雌激素样作用。在 民间，啤酒花多用于泡茶，有健胃、明目、解渴、 降压、止咳、利尿、镇静等作用，药用部分为绿色 的果穗，已制成酒花素片、酒花素乳剂、啤酒花浸膏 片等使用。 2.1 抗菌消炎作用 现代药理分析，啤酒花所含的蛇麻酮、葎草酮等 化学成分，对结核杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌 等有抑制作用，其中蛇麻酮的作用比葎草酮要强 [ 2 4 - 2 6 ] 。 这是因为蛇麻酮的脂溶性强，分布系数大，容易进入Fig.4 Structures of some compounds in hops essential oil啤酒花的球果中还含有单宁，黄酮醇、类黄酮苷 等多酚类活性成分。啤酒花多酚物质包括酚酸类化合 物、黄酮醇类化合物、儿茶酸类化合物和原花色素类 化合物等 4 类，含量最多的是儿茶酸类化合物，包括少 量表儿茶酸、没食子儿茶酸、表没食子儿茶酸等。啤 酒花多酚中的原花色素类化合物主要是 2 个或 2 个以上的 黄烷 - 3 - 醇缩合而成的前花色素，还有一些白花色素、 花青素和翠雀素等 [ 1 9 ] ，这些化合物或以游离的形式存 在，或以糖苷形式存在，在这类物质中，已知的活性 的物质包括青兰苷、天门冬素、鞣质及树脂、木犀草
5242009, Vol. 30, No. 23食品科学※专题论述结核杆菌的蜡膜而起到特殊的亲和作用，产生抑制结核 杆菌的功能。采用琼脂覆盖技术对 11 个品种的啤酒花及 一个野生啤酒花的研究表明，啤酒花精油和溶剂提取物 均对格兰氏阳性菌 ( 枯草芽孢杆菌，金黄色葡萄球菌 ) 、 抗酸菌和真菌 ( 皮肤癣菌 ) 有强的抑制作用，但对格兰氏 阴性菌 ( 埃希氏大肠杆菌 ) 和酵母菌几乎没有活性 [27] 。啤 酒花中的多酚类物质能够抑制链球菌的生长，推迟龋齿 的出现。 Tagashira 等 [28] 发现，啤酒花多酚提取物在抑 制龋齿链球菌生长的最低浓度要明显地低于乌龙茶或绿 茶的提取物。另外的研究表明，在弱酸性的条件下 ( p H = 4 ～ 7 ) ，随着酸性的增强，啤酒花的抗菌效果增 加。当考虑到离子化程度时，反式异葎草酮的抗菌活 性比葎草酮高 2 0 倍，比合蛇麻酮高 1 1 倍，比反式葎 草灵酸高 9 倍 [ 2 9 ] 。还有专利报道，啤酒花中的 α- 酸、物能够抑制使人类大肠癌发展的一种蛋白质的合成，且 对胃癌细胞的扩散，咽喉和脑癌鳞状细胞的扩散有抑制 作用[37-39]；将律草酮和维生素 D 3 混合使用治疗白血病的 效果超过单独使用维生素 D 3 。用这种组合开发出抗白血 病的天然药物，具有广阔的前景 [ 4 0 ] 。 2.3 抗氧化作用 研究表明，啤酒花中的多酚类物质具有明显的抗氧 化作用 [ 4 1 -4 3 ] 。啤酒花多酚能够抑制脂肪氧合酶的作用， LOX 的作用与其附加酶的作用相关联，与活性氧自由基 的核心作用有关，一些二羟黄烷酮类，如儿茶酸、前 花青素 B 3 等，它们能与酶的极性基团结合，这样也就 保护了“氧化敏感物质” ， 如类脂等不被酶快速氧化。 另外，多酚类物质还可以作为螯合剂，隔绝重金属离 子 ( 如铜、铁 ) 的转移反应，这等于消除了金属的催化作 用，防止生成多量的氧自由基。另外，形成啤酒老化 风味的“自由基理论”也表明，啤酒花中的多酚类可 以捕捉一些无机化合物和有机化合物的游离基团，减弱 它们之间的反应，而这些游离基团之间反应的结果直接 影响着老化风味物质的形成。黄腐酚在体内可以具有抑 制脂质氧化的作用，对由甘油二酯至甘油三酯之间转化 的酶具有抑制作用。 2.4 降血糖功能 研究发现，啤酒花中的一些成分具有降低血糖， 抑制糖尿病发生的作用 [44 ] 。 K e i j i 的研究结果证实，啤 酒花中的异α- 酸可以阻止肥胖和 II 型糖尿病的发生，改 善脂质代谢功能，抑制动脉硬化发生[45] 。过氧化物酶体 增殖物激活受体 (PPARs) 是一类依赖配体活化的转录因 子，它参与了许多生理反应的调节，如脂质代谢、糖 稳态、细胞分化与凋亡等，过氧化物酶增生物激活受体 (PPARs) 的 3 种类型：PPAR-α 、 PPAR-β/δ 、 PPAR-γ 都在内皮细胞表达。啤酒花中的异 -α- 酸具有可以激活 PPAR-α和 PPAR-γ的活性。患糖尿病的模型鼠 KK- A y 鼠经服用异 α- 酸后发现其血浆中的葡萄糖、甘油三酸 脂和游离脂肪酸的水平都有明显地降低，但未发现实验 鼠的体重有明显地增加。给 C57BL/6N 鼠饲喂高脂肪食 物后，再经服用异 α- 酸后表明提高了其对葡萄糖的耐 受力，同时减少了对胰岛素的抗性。这些受试动物脂 肪肝的尺寸减小，肥大脂肪细胞的凋亡数量增加。研 究异 α- 酸对糖尿病作用的随机化控制实验的结果表明， 在给具有胰岛素抗体和患有 II 型糖尿病的鼠服用异α- 酸 8 周后发现，异α- 酸可以明显地降低血糖水平和血色素 A1c 的水平，可以提高饲喂高脂肪食品的鼠对胰岛素的 灵敏度 [ 4 6 ] 。另有研究报道，啤酒花提取物，特别是其 中的异 α- 酸具有非常强的醛糖还原酶的活性，其抑制 率与醛糖还原酶的强抑制剂栎精相似 [47] 。β- 酸、异α- 酸或多酚类化合物等作为新的选择性环氧合酶 -2(COX-2) 抑制剂使用，可以减轻炎症，且对偶发 心血管疾病和胃的副反应发生的发生率明显降低[30] 。另 外，我国中医有采用啤酒花、车前草，茅根各 1 5 g 水 煎服，可以治疗尿道炎症、膀胱炎、肾炎、浮肿、 小便不利等，用野生啤酒花煎剂体外试验对金黄色葡萄 球菌、白喉杆菌、痢疾杆菌、乙型溶血性链球菌、大 肠杆菌、炭疽杆菌、伤寒杆菌有抑制作用 [ 3 1 ] 。而啤酒 花所具有的缓解和减缓疼痛的作用主要也是由于α- 酸和β- 酸所具有的抗菌作用，这些成分可以减轻炎症的症状，使痛感得以减弱和消除。 2.2 抗肿瘤作用 一系列来自动物实验的研究表明，啤酒花具有阻止 癌症发生，可以对血浆氧化提供明显地保护作用。啤 酒花中的含异戊二烯基的类黄酮化合物，特别是黄腐酚 和异黄腐酚，在体外试验中呈现出明显生理活性，对 乳腺癌细胞(MCF-7) 、结肠癌细胞(HT-9) 和卵巢癌细胞 (A-2780)具有抗增殖和抑制细胞毒素的作用，在 0.1～100 μmol/L 浓度下抑制的程度与浓度相关，作用机理是经 由抑制 DNA 系统的合成 [32] 。黄腐酚还具有抑制前致癌 剂细胞色素 P-450 酶的活性，阻止了其对致癌物的激活 作用[33] ，诱导使致癌物质解毒的酶的活性和蒽醌还原酶 的活性[34]。体外实验表明，啤酒花中的黄腐酚具有抑制乳腺癌细胞增殖和入侵的作用，对来自病人体内的具有 B- 慢性淋巴球白血病细胞进行体外培养发现，黄腐酚在 B- 慢性淋巴球白血病细胞的体外试验中具有抗肿瘤的活 性，作用机理是经由一种细胞凋亡的机制 [ 3 5 ] 。啤酒花 中的葎草酮对佛波酯 (12-O-tetradecanoylphorbol-13acetate，TPA) 诱导的肿瘤细胞所引发的炎症有明显地抑 制作用，并可以抑制由花生四烯酸诱导的小鼠耳部水肿 所引起的炎症[36]。葎草酮和蛇麻酮对各种肿瘤细胞( 例如白血病细胞) 都具有明显地抑制作用；五羟基黄酮类化合
※专题论述2.5 促进消化的作用食品科学饮食引起的肥胖症等。 3 展 望2009, Vol. 30, No. 23525现代医学认为 [48] ，啤酒花提取物具有放松平滑肌， 促进消化的作用，因此啤酒花常和其它药物一起被用于 治疗肠胃道功能紊乱、节段性回肠炎和胃部不适。据 临床报道，啤酒花具有非常好的健胃、消食、利尿之 功，可用于治疗食欲不振，腹部胀满，浮肿与膀胱炎 等病症，对减轻消化器官的感染，治疗胃及十二指肠 溃疡等症方面有相当显著的疗效 [49-50] 。啤酒花的利尿作 用主要是由于啤酒花中含有的天冬酰胺的作用。另外还 有采用啤酒花作为兽药使用的报道，苏德利等[51] 的研究 表明，采用啤酒花对牛的前胃弛缓、瘤胃积食、瘤胃 臌气及马、骡的肠胃疾病都具有好的治疗效果。 2.6 抗病毒作用 有关啤酒花中的化合物对 DNA 和 RNA 系列病毒作 用的研究表明[52-53]，啤酒花中的异α- 酸具有一定的抗牛 滤过性痢疾病毒和细胞巨化病毒的作用，黄腐酚和异黄 腐酚具有抗细胞巨化病毒，胞疹 HSV-1 和 HSV-2 病毒， 且黄腐酚的作用明显地强于异黄腐酚，黄腐酚同时也有 抗牛滤过性痢疾病毒的作用。 Frolich 等 [54] 的研究表明， 啤酒花中的异戊二烯基黄酮类化合物具有抗疟源虫的作 用，其中 黄 腐 酚 的 作 用 效 果 要 更 强 。 2.7 镇静安神促进睡眠的作用 啤酒花具有镇静安神，催眠和防止或减少痉挛发生 的作用，早在古罗马时期就已经大量使用 [ 5 5 - 5 8 ] 。传统 上，啤酒花被用于治疗失眠，神经紧张，神经痛有非 常好的疗效。实验表明，啤酒花可以增加由戊巴比妥 导致的睡眠时间减少。也有实验表明将啤酒花和颉草属 植物的根、西番莲同时使用可以改善睡眠质量，避免 睡眠多动症发生。啤酒花作为镇静剂使用通常需要和一 种或多种草药同时使用。当给实验用动物以高剂量的啤 酒花时发现，啤酒花中的 2- 甲基 -3- 丁烯 -2- 醇具有镇静 中枢神经的活性，尽管啤酒花中所含的这种化合物的数 量比较少，但它可以通过啤酒花中苦味酸和蛇麻酮代谢 而在体内合成，这一点即解释了啤酒花具有镇静作用的 原因。 2.8 雌性激素样作用 研究表明，除上述所提到的作用外，啤酒花还具 有许多其他功效 [59-64] 。啤酒花中含有类似孕激素的活性 和促性腺激素抑制剂的活性的物质，其中的某些成分具 有保胎作用。8- 异戊烯基柚皮素作为一种极具潜力的孕 激素类物质可以减少女性经期的潮热症状，另外，啤 酒花制剂对治疗麻风病也有显著效果。啤酒花还被用于 治疗咳嗽，外用还可治疗皮肤瘙痒和麻疹等，也还适 合于治疗许多感染。另外还有研究表明，啤酒花中的 律草酮对骨质疏松症有预防作用，在啮齿动物的饮食中 定量食用含有异葎草酮的异构化啤酒花浸膏可以预防由由于啤酒花在啤酒酿造中所具有的特殊并不可取代 的作用，会在很长一段时间中，研究人员关注的重点 是其酿造特性，包括与之相关的如何对其主要成分进行 分离、化学改性和修饰后得到酿造品质更优的衍生化产 物的合成、分离、鉴定和应用等。近年来，随着世 界各国对植物提取物活性研究的不断深入，啤酒花的各 种生物和药理活性功能也在逐步被探明。作为传统的中 药成分之一，我国中医对啤酒花的应用已有上千年的历 史，但更多的是局限于对其临床的使用和确切疗效的报 道，对其活性部位和有效成分的作用机理和关系尚不十 分清晰。现代化学和药理学研究发现，啤酒花中除了 以往研究较多的蛇麻酮、葎草酮类物质所具有的活性 外，其中的多酚和黄酮类化合物已经得到了越来越多 的关注。从其应用上来看，国外已将其应用推广到啤 酒工业之外的食品、酒精制造、制糖业和医药工业 中，国内在近几年中也已有不少研究人员涉入到相关 的研究中来。相信随着基于其活性部位和有效成分研 究的不断加强，作为一种天然植物来源的活性很强的 抑菌和抗炎成分，啤酒花这一传统的中药将会发挥更 为重要的作用。参考文献：[1] [2] 谢宗万. 全国中草药汇编: 上册[M]. 北京: 人民卫生出版社, 1996: 770-771. VERZELE M, de KEUKELEIRE D. Chemistry and analysis of hop and beer bitters[M]. Amsterdam, Netherlands: Elsevier Science Publishers BV, 1991: 1-3. 路德维希·纳尔蔡斯. 啤酒厂麦汁制备工艺技术[M]. 孙明波, 译. 北京: 中国轻工出版社, 1991: 85-90. BENITEZ J L, FORSTER A, KEUKELEIRE D. Hops and hop products, manual of good practice[M]. Amsterdam, Netherlands: EBC and Verlag Hans Carl, 1997. NEWALL C A. Herbal Medicines: A guide for health care professionals [M]. London: The Pharmaceutical Press, 1996: 162-163. SHIPP E B, MEHIGH C S, HELFERICH W G. The effect of colupulone (a hops β -acid) on hepatic cytochrome P-450 enzymatic activity in the rat[J]. Food and Chemical Toxicology, 1994, 32: 1007-1014. YASUKAWA K, TAKEUCHI M , TAKIDO M. Humulone, a bitter in the hop, inhibits tumor promotion by 12-O-tetradecanoylphorbol-13acetate in two-stage carcinogenesis in mouse skin[J]. Oncology, 1995, 52(2): 156-158. ONO M, KAKUDO Y, YAMAMOTO Y, et al. Quantitative analysis of hop bittering components and its application to hop evaluation[J]. Journal American Society Brewing Chemical, 1984, 42: 167-172. LEWIS M J, YOUNG T W. Brewing[M]. London: Chapman and Hall, 1996: 120-146. IAN S H. Brewing[M]. London: the Royal Society of Chemistry, 1999: 59-84. DARBY P. A century of hop breeding[M]. England: Pauls and Whites,..[3] [4][5] [6][7][8][9] [10] [11]
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※专题论述食品科学2009, Vol. 30, No. 23521啤酒花的化学成分及药理作用研究进展刘玉梅(新疆大学化学化工学院，新疆 乌鲁木齐 830046)摘 要：啤酒花是大麻科葎草属多年生攀岩植物，其主要活性成分有以葎草酮类和蛇麻酮类为主的树脂类成分和其 衍生物，黄腐酚、异黄腐酚为代表的多酚类化合物以及以萜烯类和萜烯类氧化物为主的挥发性风味成分。除酿造 特性之外，近年来对啤酒花的研究已开始关注到抗肿瘤、防治骨质疏松、抑制白血病细胞的生长和抗氧化等功能。 啤酒花也是传统的中药之一，有健胃、安神、化痰止咳、抗菌消炎等功效。本文综述了啤酒花的化学成分和药 理作用研究进展，为其进一步的研究开发提供参考。 关键词： 啤酒花；化学成分；药理作用Chemical Composition and Pharmacological Effects of Hops: A ReviewLIU Yu-mei (College of Chemistry and Chemical Engineering, Xinjiang University, Urmuqi830046, China)Abstract： The hop plant (Humulus lupulus), commonly used in brewing, is a vigorous climbing herbaceous perennial, usually grown up strings in Hopfield and hop garden. Some members of this family are well-known for their content of pharmacologically active resins, polyphenols (such as xanthohumol and isoxanthohumol) and the essential oil. In addition to brewing, recent studies have shown biological activities of hops extract against cancer, antivirus and in inhibiting bone resorption as well as lipid peroxidation. Hops have also been used as a traditional herb with sedative, hypnotic, antispasmodic, stomachic, tonic, diuretic and topical bactericidal properties. The chemical composition 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： hop；chemical composition；pharmacological effects 中图分类号：TS261 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2009)23-0521-07啤酒花，学名 Humulus lupulus L. ，别名蛇麻草、 陀得花、唐草花、忽布、酵母花等，是荨麻目大麻 科葎草属植物 [1] 。啤酒花是雌雄异株的多年生须根缠绕 草本植物，世界许多地区均可生长，大部分种植区域 集中在南北纬度 3 5 ° ～5 5 ° 之间 [ 2 -3 ] 。目前，它的主要产 地分布在美国，欧洲、澳大利亚、南美洲和中国等地 区。啤酒花能够赋予啤酒特殊的苦味和独特的风味，并[4] 具有一定的防腐性能，被誉为“啤酒的灵魂” ，自近年来的研究表明，啤酒花不仅具有镇定、安神、催 眠、杀菌、抗炎和利尿等作用，还具有抗氧化、抗 病毒、抗肿瘤和植物雌激素样作用等多种功效 [ 5 - 7 ] 。 1 啤酒花化学成分从 12 世纪啤酒花在啤酒酿造中开始添加使用以来，至今 它最主要的用途仍然是用于啤酒的酿造。而啤酒花作为 一种重要的药用植物，它的应用历史也很悠久。 1 3 世 纪开始，啤酒花象其它一些草本植物 ( 如迷迭香、西洋 薯草、胡荽和沼泽长春花等 ) 一样，开始作为草药来使 用。我国明代李时珍的《本草纲目》所引的宋代《开 宝本草》中的一种中药“陀得花”指的就是啤酒花。啤酒花中已检测出数百种组成不同的有机化合物， 其风味特征是由一组化合物之间既独立又相互协同而产 生的。啤酒花中的蛇麻腺大约占干啤酒花质量的 1/5 左 右，其中含有最重要的苦味成分、啤酒花精油及多酚 类化合物。苦味成分是由 α- 酸和 β- 酸组成的，这些 成分是以软的油或树脂状存在的，可以溶解在烃类溶剂 中，因此通常称为啤酒花软树脂。由于空气的氧化啤 酒花苦味酸会转变成组成复杂的一类化合物，这类化合 物不再是柔软的且也不能溶解在烃类溶剂中，因此通常 称其为啤酒花硬树脂 [8] 。啤酒花中还含有一些其他的无收稿日期：2008-12-11 基金项目：新疆维吾尔自治区科技支疆项目(200991247) 作者简介：刘玉梅 (1965 － ) ，女，高级工程师，博士，主要从事食品的功能因子研究。 E-mail ：[email protected]
5222009, Vol. 30, No. 23食品科学※专题论述机和有机化合物，这些物质在啤酒花中的含量见表 1 。表1 Table 1 成分 总树脂 干啤酒花的组成[9-10]硫醇，这是引起啤酒风味劣变的主要物质，通常被称[13] 为“日光臭” ，反应过程如图 1 所示。异α- 酸发生裂解的原因是由于其侧链上含有 3 个不 饱和键，为了进一步提高啤酒的光稳定性、改善啤酒 的品质，一系列经过化学改性的光稳定性更好的 α- 酸 衍生物已经被应用于啤酒酿造中 [14-15] 。这些化合物包括 二氢、四氢和六氢异 α- 酸，其中以二氢异 α- 酸的溶 解度最好，具有苦味平和、稳定的特点，但光稳定性 稍差，苦味也只有异 α- 酸的 0.7 倍。四氢异 α- 酸的溶 解度虽然稍差，但却具有非常强烈和持久的苦味，而 且略有涩味，苦味是异 α- 酸的 1 . 6 倍。并且它的光稳 定性极好，还有助于啤酒形成细腻、稳定的泡沫，美 中不足的是有时会给啤酒带来后苦味。六氢异 α- 酸与 上述两个产品相比，溶解度最差，但是光稳定性最好。 它的苦味比较柔和，稳定，它也有助于泡沫稳定，只 是价格相对较高。 α- 酸在异构化过程中由于还存在着 顺反异构体形式，因此其异构化和氢化衍生物则是由更 多的一组物质所组成的，图 2 给出的α- 酸的结构及其衍 生物的转化过程的简单的示意图。O O O R OH 葎草酮：R=-CH2CH(CH3)2 (异丁基) OH 合葎草酮：R=-CH(CH3)2 (异丙基) 异 构 加葎草酮：R=-CH(CH3)CH2CH3 (2- 甲基 - 丁基) 化 后葎草酮：R=-CH2CH3 (乙基) 前葎草酮：R=-CH2CH2CH(CH3)2 (异戊基) O O H R HO OH O 反式异α- 酸 BH4 － O O R OH H2 Pd/C O O R OH 含量范围(%) 35～50 0～0.1 2～4 0.5～25 0～2 7～12 5～10Chemical composition of dried hop cones 含量范围(%) 10～26 2～18 1～10 0.5～5 2～10 12～24 1 ～3 成分 纤维素和木质素 氨基酸 糖 油和脂肪酸 果胶 水分 无机盐(灰分)α- 酸 β- 酸精油 多酚(单宁) 蛋白质 蜡和胆固醇α- 酸是啤酒花的一个重要组分，它是由葎草酮、合葎草酮、加葎草酮、后葎草酮和前葎草酮等 5 个主要 的同系物组成的一类物质的总称，而其中葎草酮与合葎 草酮的比值与啤酒花的品种和酿造品质有极大的相关 性。传统上啤酒花品种按照它们的 α- 酸含量和风味特 征可大致分为香型花、苦型花和苦香兼用型花 3 种。近 年来，随着高 α- 酸的啤酒花新品种不断培育和推广， 啤酒工业对啤酒花质量要求更为明确，目前，国际上 通常将啤酒花分为 4 大类，即优质香型啤酒花、香型啤 酒花、苦型啤酒花和高 α- 酸的啤酒花四类[ 1 1 -1 2 ]。这些α- 酸啤酒花的分类特点及代表性的品种见表 2 。表2 Table 2 项 目 α - 酸含量 (%) α -酸与β-酸的比值 合葎草酮与α-酸的百分比 葎草烯与石竹烯的比值 法呢烯与总精油百分比 代表性的品种 啤酒花的分类及特点 H HO O 顺式异α- 酸 BH4 － H HO HO O O R OHClassification and characterization of hops 优质香型花 3～4 接近 1.0 ＜ 28% ＞ 2.5 ＞ 10% SAAZ， spalt， 扎一★ 香型花 3～4 1.0～2.0 ＜ 30% ＞ 2.5 5% 以内 Hallertau Gold， 苦型花 ＞ 5.0 1.8～2.5 20%～45% － 不含或微量 高 α - 酸啤酒花 ＞ 8.0 ＞ 2.0 20%～40% － 不含或微量 努格特★， 齐洛克★O O OHH2Pd/C H O O R OHCluster， Northern Galena，马可波罗★， 青岛大花★H HO HOH HO OTettnanger ， crystal， Willamette， Brewing ， Target ， fuggle ， Mount HoodHO O注：★ . 在我国有种植的啤酒花品种。-酸 反式四氢异α 顺式四氢异α -酸 顺式二氢异α -酸 反式二氢异α -酸 BH4 － BH4 － H O O H HO HO 反式六氢异α -酸 O O R OHO HO O 异α- 酸O R OH hv SH SH“日光臭”物质R HO OH HO 顺式六氢异α -酸 图2图1 Fig.1异α- 酸的光裂解反应 Light-cracking reactionα- 酸及其衍生物结构和反应过程 Fig.2 Chemical structures of α-acid and its derivatesβ- 酸是啤酒花软树脂中的另一个重要组分，几乎啤酒花中的 α- 酸在一定的条件下会发生异构化， 形成苦味非常强烈的异 α- 酸，这一物质是啤酒苦味的 主要成分，但由于其不稳定，特别是在光照下会裂解， 产生的碎片与啤酒中的含硫化合物生成 3- 甲基 -2- 丁烯基 不溶于冷水和啤酒中，但 β- 酸的氧化产物胡鲁酮却有 非常强的苦味，其苦味是异 α- 酸的两倍，而且在水中 的溶解度也比较高，该化合物通常对啤酒中因 α- 酸的 损失和异α- 酸的氧化降解而造成的苦味下降起到很好的
※专题论述食品科学2009, Vol. 30, No. 23523补充和协调作用。同 α- 酸类似， β- 酸也是由蛇麻酮、 合蛇麻酮、加蛇麻酮、后蛇麻酮和前蛇麻酮等 5 个主要 的同系物组成的一类物质的总称，通常前 3 个化合物占 其总含量的 95%[16]素葡萄糖苷、大波斯菊苷、牡荆素、黄腐酚、异黄 腐酚、 8 - 异戊烯基柚皮素等。啤酒花多酚对啤酒的品 质极为重要，在酿造过程中可以起到增强和改善啤酒的 生物稳定性和风味稳定性的作用 [ 2 0 - 2 1 ] 。在啤酒的生产 中，黄腐酚还会进一步的发生反应，其反应产物包括 异黄腐酚、去氢环化黄腐酚等。啤酒花中的黄腐酚和 异黄腐酚能够抑制某些特殊的人类癌细胞的生长，同时 不会对动物的非癌细胞的生长造成影响，并可能对那 些哺乳动物的雌性性荷尔蒙雌激素具有相似的影响， 对其功能活性的研究也是面前在啤酒花药理活性研究方，但它们的含量和组成比例并不是啤酒花质量和品种的重要指标。 β- 酸一般不会发生异构 化，除了自身容易被氧化外，在一定的条件下 β- 酸可 以发生氢化反应，生成稳定性好，活性更强的六氢 β酸。 β- 酸及其氧化和氢化衍生物的化学结构及转化过 程如图 3 所示。O O O R OH 氧化 Pd/C H2 ( 异丁基) ( 异丙基) ( 乙基) (异戊基) O O O R O 胡鲁酮(hulupones) O O R OH面的一个热点。啤酒花中主要的多酚类化合物结构如 图 5 所示。HOβ- 酸蛇麻酮：R=-CH2CH(CH 3) 2 合蛇麻酮：R=-CH(CH 3) 2 后蛇麻酮：R=-CH2CH 3OMe OHOOHOOMe OHOOH HO OOH加蛇麻酮：R=-CH(CH3)CH2CH3 (2- 甲基 - 丁基) 六氢 -β- 酸 前蛇麻酮：R=-CH2CH 2CH(CH3) 2 图3β- 酸及其衍生物结构和反应过程Fig.3 Chemical structure of β-acid and its derivatesOMe O Dehydrocycloxanthohumol Isoxanthohumol OH 8 HO O OMe OH O HO OH OH 6 HO OHO OH O OH O Dehydrocycloxanthohumol 6-Prenylnaringenin 2’ ,4’ ,6’ ,4-Terahydroxy -3’ -prenylchalcone hydrate OH OH HO Xanthohumol OH O HO OMe OH O 2’ ,4’ ,6’ ,4-Terahydroxy -3’ -geranylchalcone 图5 Fig.5 5’ -Prenylxanthohumol OH OH HO 8 O 6 OH O 8-Prenylnaringenin啤酒花中的精油类成分主要是以葎草烯、石竹烯、 香叶烯、法尼烯、蒎烯、蛇床烯、杜松烯等为主的 萜烯类和倍半萜烯类的化合物为主，其含量占精油总量 的 75% 以上，其次还有一些含氧化合物和含硫化合物， 它们不仅对啤酒的风味极为重要，而且也是啤酒花产生 具有镇定、安神功效的主要的成分[17-18]啤酒花中多酚类化合物。啤酒花中的部 2Chemical structures of polyphenols in hops分精油类成分的结构如图 4 所示。 药理作用 和用于酿造啤酒的历史一样，啤酒花的药用史也非 常悠久。在 1 3 世纪的欧洲，啤酒花像其它一些草本植香叶烯α- 蒎烯 β - 蒎烯 α- 律草烯 β-石竹烯 β - 法呢烯图4 啤酒花精油中的部分成分物，如迷迭香、西洋薯草、胡荽和沼泽长春花等一样 开始被作为草药来使用。 《本草纲目》记载 [ 2 2 ] ，啤酒 花性苦，微凉，有健胃、安神、化痰止咳、抗结核 菌等功能。 《食物中药与便方》中记载 [ 2 3 ] ，啤酒花对 多种细菌有抑制作用，并有镇静及雌激素样作用。在 民间，啤酒花多用于泡茶，有健胃、明目、解渴、 降压、止咳、利尿、镇静等作用，药用部分为绿色 的果穗，已制成酒花素片、酒花素乳剂、啤酒花浸膏 片等使用。 2.1 抗菌消炎作用 现代药理分析，啤酒花所含的蛇麻酮、葎草酮等 化学成分，对结核杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌 等有抑制作用，其中蛇麻酮的作用比葎草酮要强 [ 2 4 - 2 6 ] 。 这是因为蛇麻酮的脂溶性强，分布系数大，容易进入Fig.4 Structures of some compounds in hops essential oil啤酒花的球果中还含有单宁，黄酮醇、类黄酮苷 等多酚类活性成分。啤酒花多酚物质包括酚酸类化合 物、黄酮醇类化合物、儿茶酸类化合物和原花色素类 化合物等 4 类，含量最多的是儿茶酸类化合物，包括少 量表儿茶酸、没食子儿茶酸、表没食子儿茶酸等。啤 酒花多酚中的原花色素类化合物主要是 2 个或 2 个以上的 黄烷 - 3 - 醇缩合而成的前花色素，还有一些白花色素、 花青素和翠雀素等 [ 1 9 ] ，这些化合物或以游离的形式存 在，或以糖苷形式存在，在这类物质中，已知的活性 的物质包括青兰苷、天门冬素、鞣质及树脂、木犀草
5242009, Vol. 30, No. 23食品科学※专题论述结核杆菌的蜡膜而起到特殊的亲和作用，产生抑制结核 杆菌的功能。采用琼脂覆盖技术对 11 个品种的啤酒花及 一个野生啤酒花的研究表明，啤酒花精油和溶剂提取物 均对格兰氏阳性菌 ( 枯草芽孢杆菌，金黄色葡萄球菌 ) 、 抗酸菌和真菌 ( 皮肤癣菌 ) 有强的抑制作用，但对格兰氏 阴性菌 ( 埃希氏大肠杆菌 ) 和酵母菌几乎没有活性 [27] 。啤 酒花中的多酚类物质能够抑制链球菌的生长，推迟龋齿 的出现。 Tagashira 等 [28] 发现，啤酒花多酚提取物在抑 制龋齿链球菌生长的最低浓度要明显地低于乌龙茶或绿 茶的提取物。另外的研究表明，在弱酸性的条件下 ( p H = 4 ～ 7 ) ，随着酸性的增强，啤酒花的抗菌效果增 加。当考虑到离子化程度时，反式异葎草酮的抗菌活 性比葎草酮高 2 0 倍，比合蛇麻酮高 1 1 倍，比反式葎 草灵酸高 9 倍 [ 2 9 ] 。还有专利报道，啤酒花中的 α- 酸、物能够抑制使人类大肠癌发展的一种蛋白质的合成，且 对胃癌细胞的扩散，咽喉和脑癌鳞状细胞的扩散有抑制 作用[37-39]；将律草酮和维生素 D 3 混合使用治疗白血病的 效果超过单独使用维生素 D 3 。用这种组合开发出抗白血 病的天然药物，具有广阔的前景 [ 4 0 ] 。 2.3 抗氧化作用 研究表明，啤酒花中的多酚类物质具有明显的抗氧 化作用 [ 4 1 -4 3 ] 。啤酒花多酚能够抑制脂肪氧合酶的作用， LOX 的作用与其附加酶的作用相关联，与活性氧自由基 的核心作用有关，一些二羟黄烷酮类，如儿茶酸、前 花青素 B 3 等，它们能与酶的极性基团结合，这样也就 保护了“氧化敏感物质” ， 如类脂等不被酶快速氧化。 另外，多酚类物质还可以作为螯合剂，隔绝重金属离 子 ( 如铜、铁 ) 的转移反应，这等于消除了金属的催化作 用，防止生成多量的氧自由基。另外，形成啤酒老化 风味的“自由基理论”也表明，啤酒花中的多酚类可 以捕捉一些无机化合物和有机化合物的游离基团，减弱 它们之间的反应，而这些游离基团之间反应的结果直接 影响着老化风味物质的形成。黄腐酚在体内可以具有抑 制脂质氧化的作用，对由甘油二酯至甘油三酯之间转化 的酶具有抑制作用。 2.4 降血糖功能 研究发现，啤酒花中的一些成分具有降低血糖， 抑制糖尿病发生的作用 [44 ] 。 K e i j i 的研究结果证实，啤 酒花中的异α- 酸可以阻止肥胖和 II 型糖尿病的发生，改 善脂质代谢功能，抑制动脉硬化发生[45] 。过氧化物酶体 增殖物激活受体 (PPARs) 是一类依赖配体活化的转录因 子，它参与了许多生理反应的调节，如脂质代谢、糖 稳态、细胞分化与凋亡等，过氧化物酶增生物激活受体 (PPARs) 的 3 种类型：PPAR-α 、 PPAR-β/δ 、 PPAR-γ 都在内皮细胞表达。啤酒花中的异 -α- 酸具有可以激活 PPAR-α和 PPAR-γ的活性。患糖尿病的模型鼠 KK- A y 鼠经服用异 α- 酸后发现其血浆中的葡萄糖、甘油三酸 脂和游离脂肪酸的水平都有明显地降低，但未发现实验 鼠的体重有明显地增加。给 C57BL/6N 鼠饲喂高脂肪食 物后，再经服用异 α- 酸后表明提高了其对葡萄糖的耐 受力，同时减少了对胰岛素的抗性。这些受试动物脂 肪肝的尺寸减小，肥大脂肪细胞的凋亡数量增加。研 究异 α- 酸对糖尿病作用的随机化控制实验的结果表明， 在给具有胰岛素抗体和患有 II 型糖尿病的鼠服用异α- 酸 8 周后发现，异α- 酸可以明显地降低血糖水平和血色素 A1c 的水平，可以提高饲喂高脂肪食品的鼠对胰岛素的 灵敏度 [ 4 6 ] 。另有研究报道，啤酒花提取物，特别是其 中的异 α- 酸具有非常强的醛糖还原酶的活性，其抑制 率与醛糖还原酶的强抑制剂栎精相似 [47] 。β- 酸、异α- 酸或多酚类化合物等作为新的选择性环氧合酶 -2(COX-2) 抑制剂使用，可以减轻炎症，且对偶发 心血管疾病和胃的副反应发生的发生率明显降低[30] 。另 外，我国中医有采用啤酒花、车前草，茅根各 1 5 g 水 煎服，可以治疗尿道炎症、膀胱炎、肾炎、浮肿、 小便不利等，用野生啤酒花煎剂体外试验对金黄色葡萄 球菌、白喉杆菌、痢疾杆菌、乙型溶血性链球菌、大 肠杆菌、炭疽杆菌、伤寒杆菌有抑制作用 [ 3 1 ] 。而啤酒 花所具有的缓解和减缓疼痛的作用主要也是由于α- 酸和β- 酸所具有的抗菌作用，这些成分可以减轻炎症的症状，使痛感得以减弱和消除。 2.2 抗肿瘤作用 一系列来自动物实验的研究表明，啤酒花具有阻止 癌症发生，可以对血浆氧化提供明显地保护作用。啤 酒花中的含异戊二烯基的类黄酮化合物，特别是黄腐酚 和异黄腐酚，在体外试验中呈现出明显生理活性，对 乳腺癌细胞(MCF-7) 、结肠癌细胞(HT-9) 和卵巢癌细胞 (A-2780)具有抗增殖和抑制细胞毒素的作用，在 0.1～100 μmol/L 浓度下抑制的程度与浓度相关，作用机理是经 由抑制 DNA 系统的合成 [32] 。黄腐酚还具有抑制前致癌 剂细胞色素 P-450 酶的活性，阻止了其对致癌物的激活 作用[33] ，诱导使致癌物质解毒的酶的活性和蒽醌还原酶 的活性[34]。体外实验表明，啤酒花中的黄腐酚具有抑制乳腺癌细胞增殖和入侵的作用，对来自病人体内的具有 B- 慢性淋巴球白血病细胞进行体外培养发现，黄腐酚在 B- 慢性淋巴球白血病细胞的体外试验中具有抗肿瘤的活 性，作用机理是经由一种细胞凋亡的机制 [ 3 5 ] 。啤酒花 中的葎草酮对佛波酯 (12-O-tetradecanoylphorbol-13acetate，TPA) 诱导的肿瘤细胞所引发的炎症有明显地抑 制作用，并可以抑制由花生四烯酸诱导的小鼠耳部水肿 所引起的炎症[36]。葎草酮和蛇麻酮对各种肿瘤细胞( 例如白血病细胞) 都具有明显地抑制作用；五羟基黄酮类化合
※专题论述2.5 促进消化的作用食品科学饮食引起的肥胖症等。 3 展 望2009, Vol. 30, No. 23525现代医学认为 [48] ，啤酒花提取物具有放松平滑肌， 促进消化的作用，因此啤酒花常和其它药物一起被用于 治疗肠胃道功能紊乱、节段性回肠炎和胃部不适。据 临床报道，啤酒花具有非常好的健胃、消食、利尿之 功，可用于治疗食欲不振，腹部胀满，浮肿与膀胱炎 等病症，对减轻消化器官的感染，治疗胃及十二指肠 溃疡等症方面有相当显著的疗效 [49-50] 。啤酒花的利尿作 用主要是由于啤酒花中含有的天冬酰胺的作用。另外还 有采用啤酒花作为兽药使用的报道，苏德利等[51] 的研究 表明，采用啤酒花对牛的前胃弛缓、瘤胃积食、瘤胃 臌气及马、骡的肠胃疾病都具有好的治疗效果。 2.6 抗病毒作用 有关啤酒花中的化合物对 DNA 和 RNA 系列病毒作 用的研究表明[52-53]，啤酒花中的异α- 酸具有一定的抗牛 滤过性痢疾病毒和细胞巨化病毒的作用，黄腐酚和异黄 腐酚具有抗细胞巨化病毒，胞疹 HSV-1 和 HSV-2 病毒， 且黄腐酚的作用明显地强于异黄腐酚，黄腐酚同时也有 抗牛滤过性痢疾病毒的作用。 Frolich 等 [54] 的研究表明， 啤酒花中的异戊二烯基黄酮类化合物具有抗疟源虫的作 用，其中 黄 腐 酚 的 作 用 效 果 要 更 强 。 2.7 镇静安神促进睡眠的作用 啤酒花具有镇静安神，催眠和防止或减少痉挛发生 的作用，早在古罗马时期就已经大量使用 [ 5 5 - 5 8 ] 。传统 上，啤酒花被用于治疗失眠，神经紧张，神经痛有非 常好的疗效。实验表明，啤酒花可以增加由戊巴比妥 导致的睡眠时间减少。也有实验表明将啤酒花和颉草属 植物的根、西番莲同时使用可以改善睡眠质量，避免 睡眠多动症发生。啤酒花作为镇静剂使用通常需要和一 种或多种草药同时使用。当给实验用动物以高剂量的啤 酒花时发现，啤酒花中的 2- 甲基 -3- 丁烯 -2- 醇具有镇静 中枢神经的活性，尽管啤酒花中所含的这种化合物的数 量比较少，但它可以通过啤酒花中苦味酸和蛇麻酮代谢 而在体内合成，这一点即解释了啤酒花具有镇静作用的 原因。 2.8 雌性激素样作用 研究表明，除上述所提到的作用外，啤酒花还具 有许多其他功效 [59-64] 。啤酒花中含有类似孕激素的活性 和促性腺激素抑制剂的活性的物质，其中的某些成分具 有保胎作用。8- 异戊烯基柚皮素作为一种极具潜力的孕 激素类物质可以减少女性经期的潮热症状，另外，啤 酒花制剂对治疗麻风病也有显著效果。啤酒花还被用于 治疗咳嗽，外用还可治疗皮肤瘙痒和麻疹等，也还适 合于治疗许多感染。另外还有研究表明，啤酒花中的 律草酮对骨质疏松症有预防作用，在啮齿动物的饮食中 定量食用含有异葎草酮的异构化啤酒花浸膏可以预防由由于啤酒花在啤酒酿造中所具有的特殊并不可取代 的作用，会在很长一段时间中，研究人员关注的重点 是其酿造特性，包括与之相关的如何对其主要成分进行 分离、化学改性和修饰后得到酿造品质更优的衍生化产 物的合成、分离、鉴定和应用等。近年来，随着世 界各国对植物提取物活性研究的不断深入，啤酒花的各 种生物和药理活性功能也在逐步被探明。作为传统的中 药成分之一，我国中医对啤酒花的应用已有上千年的历 史，但更多的是局限于对其临床的使用和确切疗效的报 道，对其活性部位和有效成分的作用机理和关系尚不十 分清晰。现代化学和药理学研究发现，啤酒花中除了 以往研究较多的蛇麻酮、葎草酮类物质所具有的活性 外，其中的多酚和黄酮类化合物已经得到了越来越多 的关注。从其应用上来看，国外已将其应用推广到啤 酒工业之外的食品、酒精制造、制糖业和医药工业 中，国内在近几年中也已有不少研究人员涉入到相关 的研究中来。相信随着基于其活性部位和有效成分研 究的不断加强，作为一种天然植物来源的活性很强的 抑菌和抗炎成分，啤酒花这一传统的中药将会发挥更 为重要的作用。参考文献：[1] [2] 谢宗万. 全国中草药汇编: 上册[M]. 北京: 人民卫生出版社, 1996: 770-771. VERZELE M, de KEUKELEIRE D. Chemistry and analysis of hop and beer bitters[M]. Amsterdam, Netherlands: Elsevier Science Publishers BV, 1991: 1-3. 路德维希·纳尔蔡斯. 啤酒厂麦汁制备工艺技术[M]. 孙明波, 译. 北京: 中国轻工出版社, 1991: 85-90. BENITEZ J L, FORSTER A, KEUKELEIRE D. Hops and hop products, manual of good practice[M]. Amsterdam, Netherlands: EBC and Verlag Hans Carl, 1997. NEWALL C A. Herbal Medicines: A guide for health care professionals [M]. London: The Pharmaceutical Press, 1996: 162-163. SHIPP E B, MEHIGH C S, HELFERICH W G. The effect of colupulone (a hops β -acid) on hepatic cytochrome P-450 enzymatic activity in the rat[J]. Food and Chemical Toxicology, 1994, 32: 1007-1014. YASUKAWA K, TAKEUCHI M , TAKIDO M. Humulone, a bitter in the hop, inhibits tumor promotion by 12-O-tetradecanoylphorbol-13acetate in two-stage carcinogenesis in mouse skin[J]. Oncology, 1995, 52(2): 156-158. ONO M, KAKUDO Y, YAMAMOTO Y, et al. Quantitative analysis of hop bittering components and its application to hop evaluation[J]. Journal American Society Brewing Chemical, 1984, 42: 167-172. LEWIS M J, YOUNG T W. Brewing[M]. London: Chapman and Hall, 1996: 120-146. IAN S H. Brewing[M]. London: the Royal Society of Chemistry, 1999: 59-84. DARBY P. A century of hop breeding[M]. England: Pauls and Whites,..[3] [4][5] [6][7][8][9] [10] [11]
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