食品界

Abstract

肉桂是一种药食两用资源，已有研究表明肉桂水提物（CCAE）具有降血糖作用，但未见在控制肉桂水提物质量标准的条件下探索其活性的报道。因此，本研究采用高效液相色谱法（HPLC），以肉桂醛和香豆素为指标成分，控制肉桂水提物质量标准。结果表明，肉桂水提物的平均提取率为10.06%。香豆素在0.02～1 μg/mL（r＝0.9996，n＝6）范围内，线性关系良好；肉桂醛在1.05～52.5 μg/mL（r＝0.999 7，n＝6）范围内，线性关系良好。二者的平均回收率分别为99.42%和100.11%。在此质量标准下制备得到的肉桂提取物降血糖活性结果发现，CCAE可改善糖尿病小鼠的体质量减轻，降低肝脏和胰腺指数，改善糖尿病引起的器官损害，降低空腹血糖、GSP和TC水平。表明CCAE可降低糖尿病小鼠的空腹血糖和血脂水平。

Introduction

糖尿病是由遗传因素、内分泌功能紊乱或膳食不平衡等各种致病因子作用，导致胰岛功能减退、胰岛素抵抗等引发的糖、蛋白质、脂肪、水和电解质等一系列代谢紊乱综合征，分为1型糖尿病（T1DM）和2型糖尿病。其中1型糖尿病是一种由T细胞介导的自身免疫性疾病，其发病机制是由于胰岛β细胞遭到破坏，数量减少或衰竭，导致胰岛素分泌不足和糖代谢功能受损。据统计，T1DM患者约占糖尿病患者总数的10%，青少年是T1DM的主要发病群体。糖尿病引起的高血糖症状主要是由于身体的胰岛素抵抗和身体对胰岛素的敏感性降低，导致胰岛素无法发挥其降血糖作用。长期高血糖会对血管和器官造成损害和功能障碍。大多数糖尿病患者会出现一种或多种慢性糖尿病并发症，如糖尿病足，心脏病，糖尿病肾病，酮症酸中毒，心血管并发症等，严重影响患者的生活质量，最终甚至导致死亡。目前，T1DM主要通过胰岛素注射或胰岛素与其他药物联合治疗。许多合成药物可以在短时间内有效控制血糖，但副作用严重，不能预防糖尿病慢性并发症的损害。研究表明，改善饮食习惯和增加体力活动可以在预防糖尿病方面发挥作用，但它们在糖尿病患者中不能发挥重要作用。因此，从中药中提取天然降糖成分，开发副作用小的天然降糖药物很有必要。

肉桂是樟科植物肉桂的干燥树皮。在中国，肉桂不仅可以用作日常香料，还可以用作医药产品原料，具有很高的经济价值。肉桂主要分布在广东，广西等省份。作为一种传统中药，肉桂具有温中散寒，理气止痛，温经通脉的功效。其化学成分主要包括倍半萜，二萜，糖苷和黄酮类化合物等，具有抗氧化、抗菌、抗肿瘤、助消化和镇痛等作用。目前，人们对肉桂的药理和植物化学等方面进行了大量的研究，并分离和鉴定了160多种化合物。然而，肉桂水提取物（CCAE）的降血糖机制尚不清楚。本研究采用高效液相色谱法，以肉桂醛和香豆素作为CCAE的质量控制化合物，观察糖尿病小鼠的降血糖作用。

Results and Discussion

肉桂水提物的质量控制

采用煎煮法，制备肉桂水提物，其产率为10.16%。

香豆素和肉桂醛连续进样6次，二者峰面积的RSD分别为0.16%和1.09%，表明该仪器具有良好的精密度。香豆素和肉桂醛的平均含量分别为0.48和4.51 mg/g，RSD分别为0.76%和0.61%，表明该方法具有可重复性。室温下24 h内，香豆素和肉桂醛的峰面积没有显著变化，RSD分别为0.83%和1.09%，表明CCAE的两种成分在室温下稳定。香豆素和肉桂醛的平均回收率分别为99.42%和100.11%。结果表明，该方法具有较强的重复性和灵敏度，适用于样品的定量分析。

图1 标准化合物（A）和CCAE（B）的色谱图

表1 香豆素和肉桂醛含量的回归分析

表2 CCAE中香豆素、肉桂醛含量

肉桂水提物的降血糖作用

实验期间，对照组小鼠毛发光滑，精神状态良好，体质量明显增加，而糖尿病小鼠模型毛发粗糙无光泽，抑郁不动，同时具有多尿、多饮、多食等症状。灌胃给药后，与模型组相比，阳性组和CCAE高剂量组小鼠体质量明显增加，头发颜色改善，精神状态良好，饮食和多尿改善。结果（表3）显示，在实验开始时，各组小鼠的体质量没有差异（P＞0.05）。与正常对照组相比，在第15天和第30天，模型组小鼠体质量显著下降（P＜0.05），而其他组小鼠体质量无差异（P＞0.05）。与模型组相比，二甲双胍组和CCAE高剂量组小鼠体质量在30 d时显著增加（P＜0.05），CCAE中低剂量组小鼠体质量下降，但无差异（P＞0.05）。结果提示高剂量CCAE可改善糖尿病小鼠体质量减轻症状。

表3 CCAE对各组小鼠体质量的影响

对糖尿病小鼠器官指数的影响

糖尿病可引起器官肿大。与对照组相比，模型组小鼠肝脏和胰腺指数显著增高（P＜0.01，P＜0.001），表明模型组小鼠内脏可能受损。与模型组比较，二甲双胍组和CCAE组小鼠肝脏和胰腺指数显著降低（分别为P＜0.01，P＜0.05和P＜0.001），表明CCAE可以保护肝脏和胰腺，减轻糖尿病引起的肝脏和胰腺损伤。

图2 对糖尿病小鼠脏器指数的影响

对糖尿病小鼠FBG和GSP的影响

由表4可见，与对照组相比，采用STZ造模的小鼠FBG显著升高（P＜0.001），表明建模型成功。30天后，与对照组相比，模型组FBG极显著性升高（P＜0.001），表明模型组高血糖状态稳定。与模型组比较，PC组和CCAE高、低剂量组血糖明显下降（P＜0.001，P＜0.05）。在图3中，与模型组相比，PC，MD和LD组的GSP水平在给药30 d后显著降低（P＜0.001），表明CCAE可以降低糖尿病小鼠血糖。

表4 CCAE对体内空腹血糖的影响

图3 CCAE对小鼠GSP的影响

对糖尿病小鼠血脂的影响

图4中，与对照组相比，模型组的TC显著升高（P＜0.05），CCAE治疗可显著改善TC水平（分别为P＜0.05和P＜0.001）。结果表明，CCAE可调节T1DM小鼠的脂质代谢。各组间TG，LDL-C水平无显著性差异（P＞0.05）。

图4 CCAE对小鼠（A）TC、（B）TG、（C）LDL-C浓度的影响

Conclusion

本研究采用高效液相色谱法同时检测了CCAE中肉桂醛和香豆素的含量。该方法科学，合理，准确，可靠，可作为CCAE制备的基础。药理学研究表明，CCAE可降低T1DM小鼠的FBG水平，改善T1DM小鼠体质量下降的症状，显著降低肝脏和胰腺器官指数，具有降血糖作用。此外，CCAE还可以降低T1DM小鼠的血清GSP和TC，改善糖尿病引起的脂质代谢紊乱。

第一作者

郝旭婷，女，现于河南大学药学院攻读药学硕士学位，主要研究方向为药食两用生物活性研究。

通信作者

刘丽军，男，2006年毕业于河南中医学院，获得伤寒论和免疫学双硕士学位，主要从事中西医结合治疗肿瘤、糖尿病、脾胃及风湿免疫性疾病的诊疗、科研和教学工作。现任河南大学淮河医院副主任医师，河南大学淮河医院内科六支部书记，中医科主任中医学教研中心主任，国家龙砂医学流派后备传承人，河南省中医药青苗人才。主编“十三五”全国中医药专业精品规划教材《中医学基础》，参编全国第一部中药学专业《中药古典文献选读》等专著。主持河南省高等学校重点科研项目1项,河南省科技攻关项目1项，河南省卫计委和省中医药管理局项目科研2项、开封市科技攻关项目4项。获批河南大学临床医学教研项目1项，指导国家级大学生创新创业训练计划项目2项、校级1项。发表中文核心论文10余篇。

通信作者

王金梅，女，河南大学药学院副教授，硕士生导师。主要研究方向：药食两用资源活性成分及其作用研究。先后主持河南省科技厅科技攻关等项目3项，河南省教育厅项目2项，参与科技部重大专项1项，国家市场监督管理总局项目2项，在International Journal of Biological，Macromolecules，Food & Nutrition Research，Molecules，Chemistry Central Journal 和Carbohydrate Research 等杂志上发表SCI 论文10余篇，授权中国发明专3项，主讲《生药学》、《中药炮制学》等课程。

The quality control and hypoglycemic effect of Cinnamomi Cortex aqueous extract

Xuting Hao^a, Ziheng Jin^a,1, Ruiyu Gao^b, Shiming Li^c,d, Changqin Li^a, Lijun Liu^e,*, Jinmei Wang^a,*

^a National R & D Center for Edible Fungus Processing Technology, Henan University, Kaifeng 475004, China

^b Key Laboratory of Natural Pigment Preparation of Henan Province, Luohe 462600, China

^c Department of Food Science Rutgers University, New Brunswick, NJ 08901, USA

^d Joint International Research Laboratory of Food & Medicine Resource Function of Henan Province, Kaifeng 475004, China

^e Huaihe Hospital of Henan University, Kaifeng 475000, China

*Corresponding authors.

Abstract

Cinnamomi Cortex was a material as medicinal and edible resources and it has been demonstrated that Cinnamomi Cortex aqueous extract (CCAE) possess hypoglycemic effect, but there were no active compounds identified as quality standard of CCAE to be used in the investigate of hypoglycemic activity. Hence, in this study, the quality standard and the hypoglycemic effect of CCAE were investigated. Cinnamaldehyde and coumarin as the quality control in CCAE were analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC) method. The results showed that the average yield of extraction was 10.06%. The concentration of coumarin was linear with peak area ranging from 0.02–1.00 μg/mL (r = 0.999 6, n = 6) and that of cinnamaldehyde also demonstrated a good linear relationship with peak area in the range of 1.05–52.50 μg/mL (r = 0.999 7, n = 6). The average recovery rate of coumarin and cinnamaldehyde was 99.42% and 100.11%, respectively. The investigation of hypoglycemic effect revealed that CCAE could improve weight loss, lower liver and pancreas indices, improve organ damage caused by diabetes, and lower fasting blood glucose, glycosylated serum protein (GSP) and total cholesterol (TC) levels. The results showed that CCAE can reduce fasting blood glucose and blood lipid levels in diabetic mice.

Reference:

HAO X T, JIN Z H, GAO R Y, et al. The quality control and hypoglycemic effect of Cinnamomi Cortex aqueous extract[J]. Journal of Future Foods, 2024, 4(2): 167-172. DOI:10.1016/j.jfutfo.2023.06.008.