张萌欣 薛胜平 王晓环 李 康 岳怡彤 房伟进 王龙雨

河北经贸大学生物科学与工程学院 石家庄 050061

黄腐酸是腐殖物质中一组分子质量相对较小的，既能溶于稀碱溶液，又能溶于酸和水，具有芳香族、脂肪族及多种官能团结构特征，稀溶液呈黄色或棕黄色的无定形有机弱酸混合物[1]。根据来源不同，黄腐酸主要分为矿物源黄腐酸和生物源黄腐酸两种。矿物源黄腐酸主要从风化煤、褐煤、泥炭、油母页岩等有机矿物中提取；生物源黄腐酸是以粮食糟渣、植物秸秆、餐厨废弃物等为原料，通过微生物发酵或化学反应制得[1]。黄腐酸官能团多，成分复杂，结构多样，良好的生化特性使其在工业、农业、医疗卫生业及畜牧业中发挥了很大的作用[2]。

1 黄腐酸在工业方面应用

黄腐酸分子中有很多的含氧官能团，包括羟基、羧基等等，分子结构复杂多样，能与重金属离子发生离子交换、吸附、络合、螯合作用，可以作为重金属吸附剂应用到工业中。黄腐酸可以去除Pb、Cr、Ni 等重金属[3]，与Fe3O4合成性能稳定的纳米粒子FA-Fe3O4后，能够去除水中的Cr3+和Cu2+[4]。有研究表明，黄腐酸的分子量是结合金属离子能力的主要影响因素，其中酚类基团对Pb的结合能力较强，羧基和含氮基团对Cu 的亲和力较强[5，6]。黄腐酸还可用作蓄电池膨胀剂，从而延长电池使用寿命[7，8]。以黄腐酸为碳源，可大大提高锂电池初始库仑效率[9]。黄腐酸可以添加到聚乳酸（PLA）复合材料中去，提高聚乳酸复合材料的性能，研究者分别以聚乳酸-黄腐酸接枝聚合物（PLA-FA）[10]、黄腐酸-硫脲酰胺衍生物接枝聚苯乙烯（FA-T-PS）[11]、黄腐酸苯肼（FA-BH）[12]为填料进行实验，结果显示黄腐酸增强了聚乳酸复合材料的综合性能。黄腐酸还可以与融雪性较好的盐复配，制成环保型复合融雪剂，提高融冰性能，减少对碳钢腐蚀[13，14]。

2 黄腐酸在农业方面应用

黄腐酸最早是为了防止小麦干热风害而应用到农业中去。研究表明，黄腐酸是一种广谱的植物生长调节剂，具有抗蒸腾、促进根系发育、提高叶绿素含量和某些重要酶活性等作用；在改良土壤、促进植物生长、提高肥料利用率、缓释增效农药、提高农作物抗逆性等方面有重要的应用价值[15]。

2.1 改良土壤

黄腐酸胶体的吸附特性可使土壤形成稳定的团粒，增大通风量，提高土壤含水量[16]；黄腐酸能够促进土壤中矿物质溶解，提高土壤中氮、磷、钾含量；增加有机质，为微生物提供了合适的生存环境，提高了微生物的生态多样性，提高了土壤肥力[17]。

2.2 刺激植物生长，提高品质

黄腐酸类似于植物内源激素，能刺激植物内生生长素和细胞激肽类含量的增加，促进种子萌发，提高根系活力，提高叶绿素含量和光合强度，促进植物蛋白的合成和细胞的伸长，提高作物品质[18～20]。彭玲等[21]研究表明，黄腐酸可以提高果实硬度及糖酸比，改善果实口感和风味。

2.3 提高肥效和肥料利用率

黄腐酸含羧基、酚羟基等官能团，有较强的络合、螯合和表面吸附能力，能提高植物对养分转运和吸收。黄腐酸与尿素混合施用，可以减少氨的挥发[22]，可以有效提高土壤硝态氮、铵态氮的含量，提高养分供应强度[23]；黄腐酸可以抑制土壤对水溶性磷的固定，增加磷在土壤中移动距离，提高有效磷含量，促进根系对磷的吸收；还可以吸收存储钾离子，提高有效钾含量，对钾肥的增效作用显著[24～26]。

2.4 增强植物抗逆性

黄腐酸中包含与酚类、苯氧羧酸类农药有效成分相同的结构，这使得黄腐酸可以作为一种新的植物防御反应激活剂，具有一定的抑菌抗病毒作用，可应用在葡萄灰霉病、苹果树腐烂病等多种植物病害的防治中[27～29]。黄腐酸分子量小，易于被植物吸收，能够调节植物渗透调节系统，质膜系统和保护酶系统[30]，从而提高植物抗倒伏[31]、抗旱[32]、抗连作障碍能力[33]，强植物的抗逆性。

3 黄腐酸在医药卫生方面应用

腐植酸类物质在医药上的应用，在明朝时期就有记载，黄腐酸的结构与腐植酸相似，分子量更小、溶解度高、生物活性强、易吸收，在医疗卫生业有很多应用。研究发现黄腐酸及其盐类具有多种药理活性，在消炎镇痛、抗疡止血、抗肿瘤、治疗或改善由糖尿病所引起的各种并发症等方面具有显著疗效[34]。

3.1 消炎镇痛、抗疡止血作用

在临床应用中，黄腐酸钠可以减轻慢性非特异性结肠炎程度，改善甲皱微循环[35]；黄腐酸药浴可以治疗关节炎，能够消除肿痛[36]。随着深入的了解，发现黄腐酸类物质可以影响机体内分泌，抑制前列腺素E 的合成，激发细胞保护机制[37，38]，达到消炎止痛、抗疡止血的效果，高金岗等[39]、李月梅等[40]、姚发业等[41]动物实验均证实了这一点。

3.2 抗肿瘤作用

江西省瑞昌市人民医院用黄腐植酸治疗甲状腺瘤的10 例报告中显示，黄腐植酸能破坏甲瘤细胞的生长自主性，对甲瘤细胞产生抑制[42]。后续诸多研究结果表明，黄腐酸可以通过刺激免疫调节分子和诱导细胞凋亡实现对肿瘤的防治[43～45]。腐植酸与As2O3联用作用于人宫颈癌细胞时，可以显著增强其抗增殖效应和生长抑制作用[46]。用碳水化合物来源的黄腐酸CHD-FA 处理的癌细胞Hep3B、HT29 和PC3 增殖均受到抑制，凋亡基因在mRNA 水平显著上调[47]。

3.3 治疗糖尿病及并发症

黄腐酸具有降低血糖[48]、抑制由糖尿病引起的视网膜病变[49]、肾脏病变、末梢神经炎[50，51]等并发症的作用。贾晓佩等[52]对70 例II 型糖尿病患者进行黄腐酸钠浴疗护理，结果显示对II 型糖尿病及视网膜病变、末梢神经炎等并发症有显著改善。袁明霞等[50]、杨光燃等[51]通过糖尿病大鼠等动物实验得到验证，表明黄腐酸能够改善糖尿病鼠视网膜组织超微结构变化，并推断治疗效果与黄腐酸改善神经内膜微循环有关。

3.4 调节免疫及内分泌

首都医科大学及其附属同仁医院和锦州医学院的动物试验表明黄腐酸能够增加胸腺重量，活化淋巴细胞核巨噬细胞[53]，可以通过体液调节抑制甲状腺吸碘功能，能够影响环磷酸腺苷含量，调节细胞水平的甲状腺素，在临床上可用于治疗“甲亢”和“甲低”[54，55]。

作为一种高生物活性的混合物，黄腐酸已经在很多疾病治疗的研究中发挥作用，可以代替一些副作用较强的药物[34]。黄腐酸类药物属中药三类，但是黄腐酸结构和功能之间的作用机制尚未明确，导致黄腐酸类新药的开发以及注册受到一定限制[56]。

4 黄腐酸在畜牧养殖方面应用

在畜牧业中，黄腐酸经常被作为饲料添加剂加入到饲料中，可以促进动物生长，提高饲料转化率[57]，也能够替代抗生素，达到防治畜禽疾病，提高机体免疫力，抑菌杀菌、消炎等效果[58]。在日粮中添加黄腐酸，可以提高肉鸡生长性能及肉质[59]，提高蛋鸡产蛋率[60]。王荣海等[61]在检测黄腐酸复合添加剂对肉羊生产性能中发现，添加黄腐酸的饲料转化率提高了。杨晓松等[62]用生化黄腐酸喂养泌乳奶牛，对奶牛乳房炎、隐性乳房炎能够达到100%有效预防，治愈率达到80%。黄腐酸作为饲料添加剂在畜牧行业有很多应用，但是黄腐酸对于不同品种及生理阶段的畜禽的最适添加量仍待确定。随着绿色高效的饲料抗生素替代产品不断开发，黄腐酸在畜牧业将会有更广阔的应用前景[63]。

5 讨论及展望

迄今为止，国内外很多研究表明黄腐酸能在工业、农业、医疗卫生业和畜牧业发挥多种作用，这说明黄腐酸有很强的应用潜力。但是在很多试验中，缺少对黄腐酸作用环境的描述，导致容易忽略原有环境中腐殖质的情况，很容易造成所施用的黄腐酸与原有腐殖质二者作用无法区分的情况[64]。同时，黄腐酸原料来源不同，成分各异，影响实验结果及重现性。所以，为明确黄腐酸成分，我们可按照官能团将黄腐酸分为多个亚类，同一亚类的黄腐酸可提高实验结果的重现性，同时成为黄腐酸结构和功能研究的一个新思路。

目前，黄腐酸活性部位、作用靶点与作用机制尚未明确，这是影响黄腐酸产业发展的主要因素。因此，明确黄腐酸结构与活性关系十分必要[34]。类比于中药作用机制的研究，我们可以协调运用网络药理学等大数据和分子生物学来探索黄腐酸的活性成分、靶点与作用机制[65]，以期对黄腐酸有更深入的了解，使黄腐酸得到更好的应用。