梁 峰，王巧利，王一飞

(1. 广州暨南生物医药研究开发基地有限公司，广东 广州 510632； 2. 暨南大学 生命科学技术学院，广东 广州 510632)

近年来，随着自由基学说迅速发展，衰老和多种疾病的发生已被证实与自由基的过量产生有密切关联[1]。机体补充外源性的抗氧化剂或给予有助于机体内源性抗氧化物质恢复的物质对衰老和一些疾病的治疗起到辅助作用[2]。传统的抗氧化剂一般来源于化学合成，存在稳定性差、毒副作用强等缺点，而来自植物的天然抗氧化剂具有安全无毒、稳定性强、天然等优势更符合消费者要求，有些得到极大的开发利用。因此，天然抗氧化剂的研发已成为食品、中医药及化妆品领域的研究热点。

艾草(ArtemisiaargyiH. Lév. & Vaniot)为菊科蒿属多年生草本植物，又称为艾蒿、家艾、艾叶、医草(名医别录)，植株有浓烈香气。主根明显，直径可达1.5 cm。茎直立，单生或少数簇生，高80～150 cm，基部大部分木质化，上部草质，被灰白色软毛。叶厚纸质，上面被灰白色短柔毛，并有白色腺点与小凹点，背面密被灰白色蛛丝状密绒毛；基生叶具长柄，花期枯萎；茎下部叶近圆形或宽卵形，羽状深裂，裂片椭圆形或倒卵状长椭圆形；中部叶具短柄，卵形、三角状卵形或近菱形；顶端叶无柄，为椭圆形或披针形；花序总状，顶生，由多数头状花序集合而成。瘦果长卵形或长圆形，花果期7-10月[3]。

艾草主要分布于亚洲东部，如朝鲜半岛、日本、蒙古和中国，其适应性强，除极干旱与高寒地区外，几乎都有分布[4]。艾草在我国的应用历史至少有3000多年，有详细的药用、食用的文献记载。近年来，随着人们健康意识的提升，艾草的开发利用逐渐受到重视。其使用价值主要体现在四个方面：(1)药用价值。作为名医名方，艾草以叶入药，具有温经止血、祛湿散寒、护肝利胆、平喘、抑菌、消炎、抗病毒、降血压血脂等功效[5]，许多方剂被收录在中国药典中。(2)保健价值。最常用的就是艾绒制成的艾条，多用于艾灸养生，除此以外还有艾草枕头、艾草足浴包、艾草香皂、艾草精油等日用品的开发。(3)食用价值。继承古法技艺而又赋时尚元素的艾草茶、艾草面、艾草糕点、艾草汤、艾草酒等新型养生食品问世不断推陈出新，人们在享受美味的同时，又对健康有益。(4)文化价值。自古以来，国人就有端午插艾的习俗，以驱鬼辟邪，祛百病，祈平安。这种文化习俗仍流传至今，尤其是广大农村地区。

现代化学成分研究表明，艾草中主要活性成分为挥发油类、黄酮类、多糖类、三萜类、桉叶烷类、甾体类、鞣质类、苯丙素类和微量元素等。这些活性成分与艾草发挥各种药理作用有密切关系，其中挥发油类、黄酮类和多糖类是当今阶段的研究热点。据报道，艾草挥发油类具有抑菌、抗病毒、平喘、抗炎、镇痛镇静[6]、抗氧化[7]等药理作用；黄酮类具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎、抑菌、抗病毒、抗血栓等药理作用[8]；多糖类具有抑菌[9]、降血糖[10]、增强免疫[11]、抗肿瘤[12]、护肝[13]、抗氧化[14]等药理作用。本文综述了艾草抗氧化活性成分、提取方法、体内外抗氧化等方面的研究现状，探讨了艾草在抗氧化活性研究开发中存在的主要问题和艾草基于抗氧化功能的产品应用前景，旨在为艾草资源在食品、药品及化妆品等领域的开发利用提供参考依据，从而提高艾草潜在的营养价值、药用价值及商业价值。

1 艾草抗氧化活性成分

1.1 挥发油类

挥发油又称为精油，是一类具有芳香气味，在室温易挥发，不与水混溶的油状液体总称[15]。挥发油是艾草的主要有效成分，主要为单萜类、倍半萜类化合物及其衍生物[16]。目前挥发油常用的提取方法主要有水蒸气蒸馏法、微波辅助法、超临界流体萃取法、超声波辅助法、有机溶剂法、压榨法等[17]。不同的提取方法得到的艾草挥发油含量有较大的差别。何正有等采用水蒸气蒸馏法、超临界二氧化碳萃取法及石油醚提取法提取艾草精油，它们的得率分别为0.86%、2.11%、2.08%。水蒸气蒸馏法提取的艾草挥发油样品以小分子的挥发性萜类为主，而超临界CO2萃取法提取的艾草挥发油样品以长链酯类化合物为主，石油醚提取法则多为芳香族化合物[18]。水蒸气蒸馏法因加工成本低，是目前实验室及生产应用最广泛的一种提取方法。

刘艺秀采用水蒸气蒸馏法提取艾草精油，最佳工艺条件为提取6 h，料液比1:12，浸泡2.5 h，最终得率为1.00%。通过艾草挥发油清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基、羟基自由基、2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)自由基及总还原能力的考察，在一定浓度范围内，艾草挥发油具有良好的体外抗氧化活性。通过构建小鼠衰老模型，检测生理生化指标及组织形态学观察，结果表明艾草精油能明显提高衰老小鼠心、肝、肾的超氧化物歧化酶(Superoxide dismutasem,SOD)和谷胱甘肽(Glutathionem r-glutawyl cysteingl+glycine,GSH)含量，有效降低丙二醛(Malondialdehyde,MDA)和蛋白质羧基含量。组织形态学观察，艾草精油组小鼠较衰老模型组，脏器损伤得到一定的保护和缓解[19]。

许俊洁等采用水蒸气蒸馏法，浸泡艾草2 h，料液比1∶10，按2015版《中国药典》通则2204挥发油测定法提取艾草挥发油，抽提5 h，最终得率为0.98%。体外抗氧化试验表明，清除DPPH自由基能力从强到弱顺序为二丁基羟基甲苯>蕲艾挥发油>维生素E，结果表明蕲艾挥发油有较好的体外抗氧化活性[20]。

吴桂花采用水蒸气蒸馏法联合提取艾草挥发油和多糖，最佳工艺条件为浸泡3 h，提取6.9 h，料液比1∶18.3，挥发油得率为0.43%。体外抗氧化试验结果表明，艾草挥发油对DPPH自由基、羟基自由基、超氧阴离子自由基的清除能力都随浓度增加而增强，且鲜艾挥发油清除效果均强于陈艾[7]。

1.2 黄酮类

黄酮类化合物是植物代谢过程中产生的一类重要天然有机活性化合物，其基本母核为2-苯基色原酮，分子式中有一个具有碱性的酮式羧基，能与强酸成盐。现在泛指两个具有酚羟基的苯环通过中央三碳原子相互连结而成的一类化合物。天然的黄酮多是其基本结构的衍生物，与糖类结合形成糖苷，少部分以游离态的形式存在。黄酮类化合物具有抑菌、抗肿瘤、抗炎、镇痛、抗氧化、抗衰老和免疫调节等多种生物活性[21]。

Tan等从艾草中分离得到四种黄酮类化合物，分别为5,7-二羟基-6,3′,4′-三甲氧基黄酮(异泽兰黄素)、5-羟基-6,7,3′,4′-四甲氧基黄酮、柚皮素和槲皮素[22]。Seo等从艾草的甲醇提取物中分离得到6种黄酮类物质，包括5-羟基-3′,4′,6,7-四甲氧基黄酮、5,6-二羟基-7,3′,4′-三甲氧基黄酮、5,7,3′-三羟基-6,4′,5′-三甲氧基黄酮、5,6,4,-三羟基-7,3,-二甲氧基黄酮、高车前素、5,6-二羟基-7,4′-二甲氧基黄酮[23]。吴娜等采用色谱和质谱技术确定艾草中含有芹菜素、槲皮素、香叶木素为苷元的黄酮[24]。2010年之后，艾草黄酮类物质的分离和结构鉴定逐渐增多。学者马麟[25]、魏海胜[26]、王晓琴[27]等在各自的研究中利用不同的方法，新发现了艾草中存在洋芹素、异鼠李素、苜蓿素、芒柄花素、金圣草黄素等黄酮。黄酮类化合物提取方法主要有有机溶剂提取法、酶解法、超临界二氧化碳萃取法、超声波提取法、微波提取法、热水提法。不同的黄酮提取方法，提取到的黄酮含量及成分差异较大。

何姿等采用溶剂提取法提取艾草黄酮类，最佳工艺条件为60%乙醇，90℃提取1.5 h，料液比为1:45，得率为17.75%。体外清除DPPH自由基和ABTS自由基试验的IC50分别为38.05 μg/mL和31.08 μg/mL，试验结果表明艾草总黄酮有较强的抗氧化活性[28]。卫星星等使用70%乙醇，料液比为1:35，80℃提取3 h，总黄酮得率为3.85%[29]。吴娜等通过乙醇提取并经乙酸乙酯及葡萄糖凝胶分别纯化后得艾草总黄酮，进行超氧阴离子自由基清除、羟基自由基清除、过氧化氢清除、抑制DNA损伤四个测试中均显示出优异的抗氧化活性。小鼠体内抗氧化结果表明，艾草总黄酮显著降低小鼠肝脏MDA含量，提高血清SOD活性[24]。

龚珍林等采用超声波助提法提取艾草总黄酮，最佳工艺条件为60%乙醇浸泡艾草粉末24 h，超声功率200 W，超声40 min，总黄酮得率为13.42%[30]。熊子文正交优化最佳工艺提取艾草总黄酮条件为70%乙醇，75℃超声提取30 min，料液比为65 g/mL，总黄酮得率为2.80%。通过体外抗氧化活性测试，不同月份的艾草总黄酮总抗氧化能力和DPPH自由基清除能力有明显差别，4-5月份醇提物抗氧化活性最强[31]。

水提法仅适用于黄酮苷类物质含量较高的原料，且水提过程易把蛋白质、糖类等溶于水的成分浸提出来，还需进一步的纯化。艾草总黄酮含量较低，不适用于此法。

1.3 多糖类

植物多糖是由10个以上的单糖组成糖苷键连接聚合而成的高分子化合物。植物多糖具有多种生物活性，它最主要功能是调节机体免疫，还可以在抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、降血糖、抗辐射等方面发挥广泛的药理作用[32]。已有相关报道艾草多糖具有抗氧化活性。艾草多糖分离的一般工艺路线是乙醇脱脂—热水提得到粗多糖成分—去除蛋白和色素—浓缩后乙醇醇沉——离子交换柱分离不同的艾草多糖组分—凝胶过滤法纯化得到均一多糖组分。近年来新增了一些方法来辅助艾草粗多糖的提取，如超声波、微波、磁共振、高压脉冲等物理强化，加速细胞破裂，缩短提取时间。添加酸或者碱改变提取pH值，有利于酸性多糖或碱性多糖的提取。添加酶辅助，加速细胞破裂及糖蛋白水解，反应条件温和，杂质易除，得率高。

吴桂花用乙醇脱脂艾草，以热水醇沉得到的艾草粗多糖，去除蛋白后用DEAE-52层析柱分离0.2 mol/L NaCl洗脱艾叶精制多糖，得到均一多糖组分WAYSP00和WAYSP02，平均分子量分别为5220 Da和2636 Da。核磁共振波谱和红外光谱分析均证明二者都为β-糖苷键链接的吡喃糖[7]。

戴喜末等响应面优化艾草多糖超声波提取最佳条件为超声35 min，提取温度70℃，料液比1:40 g/mL，粗制多糖得率为6.44%。经Sevag法除蛋白，活性炭脱色后得到精制多糖，用于抗氧化活性测定。通过普鲁士蓝法测定总抗氧化能力及DPPH自由基清除试验，结果表明艾草多糖具有一定的抗氧化活性[33]。

胡岗等以无水乙醇80℃脱脂艾草1.5 h，去离子水90℃回流提取1.5 h，提取两次，过滤后合并提取液，浓缩醇沉，Sevag法除蛋白得到艾草多糖。体外抗氧化活性测试结果表明，艾草多糖能有效的清除羟基自由基、超氧阴离子自由基及DPPH自由基，且随多糖剂量的增加，抑制率明显上升，呈量效关系[14]。

尹彬彬通过响应面法优化艾草多糖水提醇沉法提取条件，最佳工艺为料液比1:10，浸泡时间5 h，提取3 h，多糖得率为6.20%。得到的粗多糖通过对DPPH自由基、ABTS自由基、羟基自由基清除试验，结果表明艾草多糖具有一定的体外抗氧化活性[21]。

1.4 其他活性成分

Lü等运用层析分离了艾蒿中三个咖啡酸酯类成分，根据物化性质及波谱方法鉴定其结构分别为咖啡酸三十七烷酯、咖啡酸二十二烷酯、咖啡酸十八烷酯。通过DPPH自由基和ABTS自由基清除试验，结果表明艾草咖啡酸酯类成分具有一定的体外抗氧化活性[34]。

鞣酸类化合物又称为单宁，是指分子量500～3000的水溶性多酚类化合物。多酚类结构易与蛋白质、多糖、生物碱及金属离子结合，从而表现出较强的生物活性。易筠等优化艾草鞣酸类化合物最佳条件为浸泡1 h，萃取溶剂丙酮:水=4:6，料液比1:25，超声时间20 min，超声温度60℃，超声功率150 W，最终得率为13.29%。通过体外试验，发现艾草鞣酸类化合物浓度为8 mg/mL时，对超氧阴离子自由基清除率高达70.90%，对羟基自由基清除率高达74.20%，清除效果均强于甘露醇[35]。

2 艾草抗氧化活性研究开发中的主要问题

2.1 艾草原料问题

艾草资源丰富，不同产地不同时间的艾草提取物成分、含量有差异。必须对原料的产地、采收季节、原料加工、储存时间及条件、运输条件等予以明确规定，保证批次间的稳定性。

2.2 提取工艺问题

文献研究中关于艾草各组分的提取方法各异，所得到的成分、含量及生物活性有一定差异。并且目前研究仅停留在实验室阶段，是否适用于大规模工业化尚不可知。目前实验室研究多用传统的水提法，工艺耗时且提取率低。亟待研发新工艺，开发新设备，才能加速产品的开发，适应市场日益扩大的需求。

2.3 纯化鉴定问题

艾草提取物各组分成分复杂，许多研究没有通过有效的方法纯化获得均一的有效成分，而是以粗制品或精制品去测试抗氧化活性，试验结果的正确性和精确性值得怀疑。因此，用于抗氧化性实验检测的艾草提取物样品需要进一步鉴定单一活性成分，才能明确其抗氧化活性有效组分及作用浓度。

2.4 抗氧化活性测试问题

综合文献发现，大部分抗氧化活性测试仅进行体外测试，检测方法易受干扰，反应条件与实际人体生理环境有较大区别，不过体外检测有快速、高通量、成本低等优点，其结果可作为深入研究的参考。动物测试周期较长，成本高，但其结果最接近人体测试效果。综合考虑应加强细胞模型的建立，既能快速高通量检测，又很大程度上模拟体内实验，结果较为可靠。

3 艾草基于抗氧化功能的产品应用前景

3.1 艾草挥发油类

艾草挥发油的传统应用是作为一种香薰按摩精油，因其舒筋活络、安神醒脑之功效而流行于各养生馆。随着对艾草挥发油抗氧化功能的深入研究，挥发油类可添加到洁面乳、面膜、眼霜、防晒油等化妆品中，能有效改善因射线、环境污染或饮食等因素产生的过量自由基导致的各种皮肤问题，如黄褐斑、黑眼圈、皱纹、痤疮等。饮食不规律、压力焦虑、熬夜、空气污染、烫发染发等多种生活方式易造成头皮亚健康状态，导致毛囊炎症、萎缩及脱发。因此，艾草挥发油可作为主要功效成分添加到抗氧化的洗发护发产品中。除了应用于化妆品，艾草挥发油亦可作为天然保鲜防腐剂，有效的防止果蔬腐败变质。

3.2 艾草多糖类

艾草多糖是一类天然活性物质，最主要功能是调节机体免疫，同时具有抗氧化、抑菌、抗辐射等生物活性，可广泛应用于各行各业。作为保健品功效成分，对于特定人群可改善人体代谢和增强人体抗氧化能力；作为食品添加剂，可改善食品的色、香、味及营养价值等，防止或延缓食品腐败变质，延长货架期；作为药物，可降低人体氧化应激，保护组织器官不收侵害，对糖尿病、心血管疾病、神经退行性疾病等有一定防治作用；艾草多糖良好的生物相容性能为皮肤提供保湿效果，其抑菌、抗辐射和抗氧化活性能防止紫外线损伤，美白皮肤，避免痤疮产生，起到延缓皮肤衰老的作用，是一种新型的功效性化妆品添加剂。

3.3 艾草黄酮类

艾草黄酮也是一类重要的天然活性物质，具有抗氧化、抑菌、抗病毒等生物活性，相比较于艾草多糖，艾草黄酮的抗炎活性更为突出。研究显示，艾草黄酮主要活性成分异泽兰黄素(Eupatilin)和棕矢车菊素(Jaceosidin)具有良好的抗炎活性[36, 37]。无论是作为抗皮炎、抗痤疮、抗过敏、抗氧化的药物，或者作为皮肤日常护理，防止皮肤衰老的化妆品，或是作为预防炎症性疾病，糖尿病，神经退行性疾病等的保健品，艾草黄酮都有很高的使用价值。

4 结语

医学研究及临床试验发现，细胞内过量的自由基易引起脂质过氧化、蛋白质变性、DNA损伤等有害作用，从而加速皮肤等组织衰老，导致心脑血管疾病、自身免疫性疾病、神经系统疾病及癌症等多种疾病的发生。为预防或抑制自由基引起的这些生理改变，除了正常的均衡膳食及使用安全规范的化妆品外，在某些药物、食品及化妆品中添加外源性的抗氧化剂也是一种有效的措施。艾草作为当前中医药及化妆品领域研究的热点，研究发现其具有较强的抗氧化活性，可作为一种安全有效的天然抗氧化剂，避免人工合成的抗氧化剂毒副作用、不稳定性、适用范围窄等限制。随着对艾草安全性及抗氧化活性的深入研究，加强艾草的应用开发和市场推广显得尤为迫切，经济效益的产生可以反哺科研投入，加速利用我国丰富的艾草资源，带来整个产业链的蓬勃发展。