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1、摘要：5-羟甲基糠醛(5-HMF)是中药中广泛存在的化学成分，在中药炮制、贮藏、配伍过程中含量变化明显。现代药理学研究表明5-HMF具有抗氧化、改善学习记忆、抗过敏、保护神经细胞、抗炎等药理作用。结合国内外有关文献，对5-HMF在中药道地性、炮制加工、贮藏方面的含量变化及药理作用进行综述，以期为提升中药材质量标准和临床合理用药提供参考。5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural,5-HMF)是由葡萄糖等单糖化合物在高温或弱酸等条件下脱水产生的一种具有吠喃环结构的糠醛化合物，是焦糖化反应和美拉德反应的典型产物之一1-3。焦糖化反应需要在140170C的高温下发生，而美拉德反应
2、在常温下即可发生4-7。研究发现5-HMF存在于多数单味中药及中药复方中，经加工炮制、贮藏及复方配伍过程后均会产生5-HMF或使其含量增加8。随着现代科学技术在中药研究领域的广泛应用，对5-HMF有了深入的研究和认识，现阶段对于5-HMF探讨存在着很大的争论9o有报道称该化合物对人体横纹肌和内脏有毒副作用等10,但近年来其生物活性受到人们的广泛关注，有研究发现5-HMF具有抗氧化、改善学习记忆、抗过敏、保护神经细胞等对人体有益的作用。中药的化学成分较为复杂，发挥作用的有效成分除药材本身已有的成分外，在加工炮制、贮藏、配伍过程中内在成分之间会发生复杂的化学反应，形成的反应产物也直接或间接影响中药
3、整体功效的发挥，研究5-HMF对于阐明中药功效和确定活性成分具有重要意义口口。因此，笔者对5-HMF在中药加工炮制、贮藏、复方配伍中的含量变化及其药理作用等研究现状进行归纳，以期为5-HMF在中药领域的深入研究提供参考。1与药材道地性的相关性研究道地药材是在特定自然条件、生态环境的地域内所产的名优正品药材，具有质量佳、疗效好等优点，其根本原因是内在化学成分的不同12。研究发现根及根茎类中药如威灵仙10、何首乌13、玄参14、生地黄15、白术16、仙茅17、麦冬18、党参L19等多数药材生品中均含有5-HMF,且产地不同，含量差异较大。有研究推测5-HMF含量与产地有一定的相关性。吴翠等18采用
4、高效液相色谱(HPLC)法测定不同产地麦冬中5HMF的含量，结果产于湖南、湖北的麦冬中5-HMF的含量均较高，产于四川的麦冬5-HMF含量较低，其中，四川三台县生产加工的麦冬5-HMF含量最低，这应该是三台麦冬道地性在加热干燥环节的重要指标，是三台麦冬道地性的特性表现。许晨新等L10研究发现不同产地威灵仙的煎煮液和水回流提取液中均检测到了5-HMF,但超声提取未产生5-HMF,推测提取温度可能是影响药材提取物中5-HMF含量的关键因素。一些果实类中药也含有5-HMF,且果壳、果肉、种子中5-HMF含量不同。李越等20采用HPLC研究发现五味子鲜果和干燥种子中均未检出5-HMF,干燥后的果实和果
5、肉中均检出5-HMF,且果肉中5-HMF含有量较高，说明五味子药材中的5-HMF主要来源于果肉部分，这可能是由五味子果肉中的糖在加热烘干的过程中产生。石绍淮等21采用UPLC测定益智仁中的5-HMF,发现其主要存在于种子和果壳中。2与中药炮制的相关性研究5-HMF广泛存在于多数中药炮制品中，可能是单味药及中药复方中的活性成分，也可能由加热、配伍后产生。2.1 果实类中药果实类中药经过炒制、蒸制、煮制等炮制加工后，5-HMF呈升高或先升高后降低趋势，可为药材质量控制提供参考。邹纯才等22采用HPLC法建立10批瓜喽及其蒸制品的化学指纹图谱并对5-HMF等6种成分进行定量分析。结果与生瓜篓相比，瓜
6、萎蒸制品的5-HMF含量增加了26倍，呈显著性变化；从中药色谱指纹图谱相似度评价系统获取瓜萎及蒸制瓜萎的峰匹配数据，进行主成分分析（PCA）及偏最小二乘判别分析（PLS-DA）,筛选出色谱峰峰面积有显著差异的8个色谱峰，其中1个色谱峰为5-HMF,且VIP值最大，可能为瓜喽蒸制后药效改变的物质基础23。贾红梅等24采用UPLC-Q-TOF/MS法检测酒萸肉及其生品化学成分谱，并基于化学计量学方法识别出5-HMF等10个可表征酒萸肉的特征成分。与同批次生品比较，酒萸肉中的5-HMF等7个成分含量显著升高，可为酒萸肉质量控制提供参考。山楂的3种炮制品炒山楂、焦山楂、山楂炭中5-HMF的含量随着热加
7、工程度增大而升高，而总糖、还原糖、氨基酸、有机酸和总黄酮含量降低，推测5-HMF的产生主要消耗总糖中的还原糖和氨基酸中的碱性氨基酸25。进一步研究发现炮制品5-HMF的含量与色泽有一定的相关性。吴翠等26利用HPLC测定出大枣制品中5-HMF的含量明显高于大枣中5-HMF的含量。且随着大枣的色泽逐渐加深，5-HMF的含量显著升高，提示大枣中5-HMF的含量与色泽有关。刘德鹏等27分析测定焦桅子炮制过程中5-HMF含量呈先上升后略微下降趋势，利用视觉分析仪测定焦桅子炮制过程样品的色度空间参数，Pearson相关性分析结果显示焦桅子炮制过程样品色度空间参数（如明度值、红绿色值、黄蓝色值、总色值）与
8、5-HMF含量具有极显著负相关，线性回归分析结果也表明，两者相关性较大。2.2 根及根茎类中药2.2.1 地黄炮制品地黄的主要炮制品种有熟地黄和地黄炭。熟地黄是经过炮制加工后的地黄，炮制前后化学成分的种类和含量发生显著改变，其中5-HMF含量比炮制前增加约20倍，是变化最大的化学成分，是熟地黄质量控制选择的量化指标之一28,且研究发现熟地黄中5-HMF含量越高，药材越地道，价格也越高。以河南产地的熟地5-HMF含量最高，约2.3gg29。熟地黄炮制方法可分为清蒸和酒炖，在蒸制过程中一定时间范围内随着时间的延长，5-HMF含量增加，但蒸制至52h时，其含量已下降30；在酒炖过程中，随着时间的增加
9、，5-HMF和还原糖含量逐渐升高31。九蒸九晒是熟地黄的传统炮制工艺，张静等32以5-HMF、还原性糖等及性状评分为指标，考察加酒量、蒸制时间、干燥方式3个因素对炮制工艺的影响，对九蒸九晒地黄炮制工艺进行优选，炮制品5-HMF含量均值为4.030mgg。其试验指标按重要程度依次排序为毛蕊花糖苜=5-HMF还原性糖性状评分=水溶性浸出物。随蒸晒次数的增加，清蒸法与酒蒸法制得熟地黄中5-HMF、果糖、葡萄糖、廿露三糖均增加33。地黄炒至炭化称为地黄炭，郭艳霞等L34在确定地黄炭的炮制终点的试验中，将5-HMF含量作为1项指标，在炒制初期，其含量随炮制时间延长而增加，至J180S时达到最高，然后逐渐
10、下降，样品达到传统炮制标准时，5-HMF处于最高水平。因此认为美拉德反应和焦糖化反应可能是地黄炭的炮制机制之一。2.2.2 黄精炮制品黄精原药材无5-HMF35,鲜切和干切炮制后也均未检测到5-HMF36。黄精主要炮制方法有清蒸、酒蒸、黑豆制等。黄精在清蒸过程中，5-HMF的含量在一定时间范围内逐渐上升，到达峰值后又逐渐下降37。通过比较生黄精、酒黄精不同溶剂提取部位HPLC图谱，结果炮制前后二氯甲烷提取部位化学成分差异较大，经过进一步分析发现主要变化成分之一为5-HMF,经酒蒸后其含量显著增加36,38。且随着炮制时间的延长逐渐升高39。清蒸黄精的5-HMF含量略低于酒蒸黄精40。宋艺君等4
11、1以黄精中总皂昔、5-HMF和多糖含量等为评价指标，对炮制压力、闷润时间、炮制时间、黑豆用量4个因素进行响应面实验研究，优化黑豆制黄精的高压蒸制工艺，结果显示高压蒸制比常压蒸制后黄精所含的5-HMF含量高。刘恩俊等42在对黄精配方颗粒质量标准研究过程中，将5-HMF作为其主要成分之一，12批次中5-HMF最高和最低含量分别为0.8916、0.5736mgg,说明不同产地黄精配方颗粒中5-HMF的含量具有明显差异。由于5-HMF为该配方颗粒的主要成分，含量较高，因此，作者将5-HMF含量不低于0.5000mg/g列入配方颗粒的质量标准。2.2.3 党参炮制品党参主要炮制品有米炒党参、蜜炙党参。采
12、用HPLC测定，米炒党参中5-HMF含量升高，且显著高于党参饮片4344.基于“表里关联”研究米炒党参炮制过程质量传递规律也发现5-HMF在炒制前后含量变化明显45。可见5-HMF可作为米炒党参炮制过程质量监测的标志物之一。巫溪大宁党参经过不同辅料炮制后蜜炙党参产生的5-HMF含量最高46。另外，硫磺熏蒸对党参化学成分的影响较大，杨军宣等47考察不同剂量硫磺熏蒸党参后党参多糖、5-HMF等化学成分的变化，结果硫磺熏蒸对5-HMF影响最大，最高剂量（2.0%）硫熏，放置12个月，5-HMF含量增加83.27%。因此，应严格控制药材加工处理及炮制过程中硫磺的使用，确保中药材及饮片的质量。2.2.4
13、 何首乌炮制品何首乌经蒸制后产生了新成分5-HMF。与生何首乌相比，制何首乌5-HMF含量差异显著，可用于分析和鉴别两者的特征成分13。不同产地何首乌炮制品中5-HMF含量区别较明显，其中以四川成都产的含量为高。且相同产地，在相同的蒸制时间条件下5-HMF含量以黑豆汁炖制品最高，达2.4324mg/g48。随着蒸制时间的延长，含量逐渐增加49。2.2.5 其他药材白术生品不含5-HMF；清炒白术产生了新成分5-HMF,随着炮制时间的延长呈现含量不断升高的趋势；熟炒白术炮制过程中，随着款炒时间延长，5-HMF含量缓慢增加，至饮片炒至15min,饮片温度达到150C时，5-HMF含量突然急剧升高，
14、饮片颜色进入显著下降阶段，5HMF含量变化可能与饮片温度、颜色变化具有相关性。在同一时间及温度段内，熟炒白术中5-HMF含量明显高于清炒白术，说明蜜秋可能促进5-HMF的产生50。生甘草中不含5-HMF,经过炮制后，蜜炙甘草和清炒甘草中葡萄糖和果糖含量显著增加，新产生了5-HMF,且5-HMF含量为蜜炙廿草清炒甘草生甘草5门。骨碎补经炮制后产生了新成分5-HMF,其中蜜烫品5-HMF含量最高52。由上述研究结果推测蜂蜜制过的炮制品种5-HMF含量相对较高，这可能是蜂蜜中含有葡萄糖和果糖等主要成分受热产生5-HMF和药材受热产生5-HMF共同作用的结果。当归多糖是当归的有效成分之一，经过加热炮制
15、后多糖含量降低，并会生成新的化学成分5-HMFo且野生当归的多糖含量最高，炮制后多糖含量下降最显著，而且生成的5HMF含量最高53。白芍炒制、酒炙、醋炙后均增加了新成分5-HMF,其含量随炒制温度的增大而增多，但还原糖的含量随炒制温度变化不大54。5-HMF是玄参的主要有效成分，研究显示玄参在蒸制过程中，随着蒸制时间的延长5-HMF的含量显著增加55-56o巴戟肉是取净巴戟天蒸制而得，其不含5-HMF,盐巴戟天在盐蒸后开始出现该成分，并随蒸制时间延长而含量逐渐升高57。多数中药在炮制过程中随着加热时间和温度的升高，5-HMF含量均会增加；但有些中药在加热温度或时间到达一定值后，5-HMF含量降
16、低。吁诚铭等58以补益类中药党参、地黄、玄参、山茱萸为例，利用顶空气相色谱-质谱法(HS-GC-MS)检测其在不同蒸制温度和蒸制时间下5-HMF含量的变化。结果显示蒸制温度不超过80时，几乎不生成5-HMF,蒸制时间对5-HMF生成亦没有明显影响；但蒸制温度超过80,蒸制温度及蒸制时间对5-HMF生成的影响则明显不同。当80CV蒸制温度V130时，补益类中药蒸制产生5-HMF的量呈平稳较快增长。蒸制温度为140C时，5-HMF生成量较100C时增加多达10余倍。在蒸制温度超过180时，补益类中药蒸制随温度的升高5-HMF生成量则逐渐降低，且蒸制时间越长，其生成量相应越少。白附子不同炮制品中均检
17、测出5-HMF,其含量与加热时间和白矶用量有密切关系，在一定时间内随加热时间的延长而增加，在一定范围内随着辅料白矶用量的增加而增加59。但不同炮制条件加压制白附子中5-HMF含量在一定范围内随加压温度升高而降低60。2.3 动物类中药宫瑞泽等61采用HPLC法对不同加工方式、不同部位鹿茸中的5-HMF含量进行测定，并对影响其含量的总糖、还原糖、氨基酸和Ca.Mg、Fe.Cu含量进行测定，讨论几种影响因素对加工过程中5-HMF产生的影响。结果煮炸茸各部位5-HMF含量均显著高于冻干茸。高温加剧了焦糖化反应和美拉德反应，使煮炸茸产生更多的5-HMF；带血茸各部位5-HMF含量均显著高于排血茸，总糖
18、、还原糖和氨基酸含量丰富的带血茸为产生更多5-HMF提供充足底物；蜡片中5-HMF含量均显著高于其他部位，含量丰富的总糖、还原糖、氨基酸和差异分布的矿质元素均促进蜡片中5-HMF的产生。提示鹿茸加工过程中5-HMF的产生是总糖、还原糖、氨基酸和矿质元素含量在不同温度下共同作用的结果。3在中药贮藏过程中的变化中药在贮藏环节，通常不接触较高温度，因此其中5-HMF应该主要来源于美拉德反应。同时，在中药较长时间的贮藏过程中，随着美拉德反应的持续发生，不断累积了5-HMF,导致其中的5-HMF含量随着贮藏时间的延长而逐渐升高4o通过研究多味中药在贮藏过程中5-HMF含量变化，发现其与药材色泽、水分可能
19、有一定的相关性。通过观察不同批次龙眼肉药材色泽，发现从棕黄色到黑褐色，随着色泽的加深，5-HMF的含量升高。龙眼干及冷藏密封保存的龙眼肉，尽管色泽较深，但5-HMF含量的升高并不明显。因此建议龙眼肉冷藏密封保存或以龙眼干的形式贮藏62。将何首乌分别置于简易库和冷藏库中贮藏，随着贮藏时间的延长，两种仓库中何首乌的色泽均逐渐加深，5-HMF的含量呈波动升高趋势63。将牛膝分别置于简易库和冷藏库中贮藏，简易库中的牛膝色泽加深，质地变硬，而冷藏库中的牛膝色泽未见明显变化，质地较软；两种库中牛膝5HMF的含量均呈升高的趋势，且简易库中牛膝的5-HMF含量升高得更多64。对贮藏了1、2、3、5年的桑根样品
20、中5HMF含量进行测定，随着贮藏年份的延长，5-HMF含量从无到有、从低到高，呈现快速上升趋势，与贮藏年份具有显著的相关性4o党参走油变质严重影响药材质量，研究发现党参走油变质后色泽显著加深，水分含量升高，并产生大量的5-HMF,通过统计学分析，党参5-HMF含量与水分含量呈极显著正相关，推测控制党参中水分的含量可以有效预防走油变质现象的发生65。4在中药配伍及复方中的变化4.1 中药配伍杨明明等66将熟地黄、茯苓、山茱萸这3种药材互相组合，采用HPLC法测定不同组合的5-HMF煎出量。与山茱萸单煎液相比，熟地黄与山茱萸合煎，或熟地黄、茯苓与山茱萸合煎时，5-HMF煎出量降低；茯苓与山茱萸合煎
21、时，5-HMF煎出量升高。朱金花等67通过测定山药与熟地黄不同配伍比例5-HMF含量，发现山药和熟地黄配伍后5-HMF含量随配伍中熟地黄比例的增加而增加，但都低于熟地黄单味药材中5-HMF的含量，山药中没有检测出5-HMF。说明山药与熟地黄配伍对5-HMF的溶出有一定的抑制作用，减少了5-HMF的溶出。袁晓旭等68研究熟地黄、泽泻、郁金单煎液及合煎液中5-HMF煎出量的变化，结果5-HMF煎出量由高至低依次为熟地黄单煎液熟地黄、泽泻合煎液熟地黄、泽泻、郁金合煎液。熟地黄单煎液5-HMF煎出量最高，与熟地黄、泽泻单煎液比较，合煎液中5-HMF煎出量降低，且差异均具有显著性。4.2 中药复方四物汤
22、由当归、川茸、白芍、熟地黄4味中药组成，经过不同组合，药对、药组和全方中5-HMF含量均低于单味药熟地黄，说明四物汤及其药对的配伍具有抑制5-HMF成分溶出的作用69。生脉饮（党参方）由党参、麦冬、五味子3味中药组成，研究以5-HMF的含量为指标，确定其最佳提取工艺70。通过拆方研究发现：在含五味子的合煎液中，5-HMF的量均较单煎液有明显提高，推测在五味子提供的酸性环境下，促进了党参或麦冬中的多糖水解产生5-HMF71-72。拆方研究复方配伍5-HMF化学成分的变化，为进一步揭示复方药效物质基础及组方配伍特点提供了理论依据。55-HMF的药理作用5.1 抗氧化5-HMF有较强的抗氧化作用，章
23、银良等73采用酪蛋白-木糖模拟体系研究5-HMF的形成规律，发现随着反应温度和反应时间的增加，5-HMF的生成量相应增加，同时对体外抗氧化模型中1,1二苯基-2.三硝基苯明（DPPH）自由基的清除率也相应增大，且两者之间有显著的相关关系。进一步通过建立2,2f-偶氮二（2-甲基丙基咪）二盐酸盐（AAPH）诱导红细胞氧化损伤模型，发现5-HMF能够缓解氧化损伤所导致的红细胞溶血，并呈现一定的剂量相关，且5-HMF是通过提高抗氧化系统中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱廿肽过氧化物酶（GSHPX）的酶活性，减少有害物质丙二醛（MDA）的产生并阻止体内自由基（ROS）的侵袭，因而从
24、源头上切断脂质等过氧化反应，进而维持细胞结构和功能的完整性74。Li等75将5-HMF预处理过的人静脉内皮细胞株（ECV304）暴露于低氧条件24h后，低氧诱导的细胞坏死和晚期细胞凋亡显著减轻，抑制了线粒体膜电位的下降和细胞外调节蛋白激酶（p-ERK）蛋白的上升，表明5-HMF对ECV304细胞的缺氧损伤具有保护作用，显着增加了缺氧应激小鼠的存活时间和存活率。基于上述对5-HMF抗氧化活性的研究，推测中药及复方抗氧化活性的药效物质基础可能是5-HMFo杨楠等76采用红外加热对油茶籽进行处理，随着加热时间的延长，5-HMF等美拉德反应产物的生成量逐渐增多。经抗氧化活性测定，在150下反应120m
25、in时，油茶籽仁和油茶籽清除DPPH自由基与抗氧化活性均达到最高，且油茶籽仁抗氧化活性强于油茶籽抗氧化活性。王淳等77以中国药典2015年版收载的3个品种黄精为研究对象制备酒黄精，随炮制时间延长酒黄精二氯甲烷组分在280nm吸光度值逐渐增加，褐变成度加深，PH值降低，GC-MS分析检测到酒黄精中5-HMF等特征性美拉德反应产物；DPPH自由基清除活性显示，随着炮制时间延长抗氧化活性增强，至16h达到最高，随后趋于稳定。推测5-HMF等特征性美拉德反应产物的增加是酒黄精抗氧化活性增强的原因。生脉散具有良好的抗氧化药理作用，5-HMF是其主要药效成分。通过抗氧化能力测定，生脉散酸提液对2,2。连氮
26、基-双-（3-乙基苯并睡喋-6-磺酸）（ABTS）自由基和DPPH自由基具有良好的清除能力，并与反应时间呈正相关。而5-HMF对ABTS自由基的清除能力与剂量和时间均呈正相关。当5-HMF浓度为6.4mmol/L时，反应25min,已经可以与公认的强抗氧化剂丁基羟基茴香酸（BHA）对ABTS自由基的清除率相当。证明了生脉散酸提液和5-HMF均具有清除ABTS自由基和DPPH自由基的能力，二者抗氧化能力相似，且呈现时间、剂量相关关系71。5.2 改善学习记忆石菖蒲中含有较高的5-HMF78-79。陈惠花等80研究采用疲劳运动、水迷宫实验、定位航行实验和空间位置探索实验建立运动疲劳大鼠模型，用石菖
27、蒲及5-HMF进行治疗，结果与运动组和5-HMF低、中剂量组，石菖蒲低、中剂量组比较，5-HMF高剂量和石菖蒲高剂量组大鼠逃避潜伏期降低，穿越平台次数、大鼠海马信号分子-细胞外信号调节激酶（P-ERKI/2）、CAMP反应元件结合蛋白（p-CREB）蛋白表达明显升高；与空白组比较，经过高剂量5-HMF和高剂量石菖蒲治疗的疲劳大鼠各指标均无显著性差异。说明石菖蒲及其活性成分5-HMF能明显改善运动疲劳大鼠学习记忆。张丽娜等81观察熟地黄中有效成分5-HMF对高浓度皮质酮（CoRT）致海马神经元损伤及学习记忆相关蛋白（GCR）、脑源性神经营养因子（BDNF）、血清和糖皮质激素调节蛋白激酶（SGK）
28、蛋白表达的影响。与模型组相比，5mg/L5-HMF与50mg/L5-HMF组的细胞活力显著下降，说明这2种浓度的5-HMF对海马神经元具有毒性损伤作用；而0.5mg/L5-HMF组的细胞活力显著升高，降低-半乳糖甘酶活性，提高模型细胞GCR、BDNF.SGK基因表达。推测0.5mgL5-HMF可以保护大鼠海马神经细胞免遭高浓度皮质酮的损伤，通过调节GCRBDNF、SGK的基因表达，可能在延缓学习记忆功能退化中发挥作用。5.3 抗过敏贾巴拉柑橘因对抗季节性过敏有很好的疗效而闻名，通常进行发酵以减少其苦味。随着发酵的进行，贾巴拉柑橘中5-HMF含量增加。进一步研究发现发酵过的贾巴拉柑橘和5-HMF
29、可减少肥大细胞的脱粒和细胞因子产生。在嗜碱性颗粒刺激下，显著降低了磷酸-PLCYI和磷酸-ERKI/2的表达水平，这些结果表明5-HMF抑制了肥大细胞的活化，是发酵的贾巴拉柑橘抗过敏的活性成分之一82。某研究试图通过研究卵清蛋白（OVA）免疫的BALB/c小鼠的免疫应答来阐明5-HMF的抗过敏作用。结果与致敏组相比，5-HMF治疗组中OVA诱导的BALB/c小鼠血清免疫球蛋白（IgE）和OVA特异性IgE的增加被显著抑制，白细胞介素（IL）-4和干扰素显著降低，说明5-HMF能通过抑制免疫BALB/c小鼠中的Th2型免疫应答来抑制总OVA特异性IgE的上调。因此，5-HMF可能是预防IgE介导
30、的过敏性疾病的新型治疗方法83。5.4 对神经系统的影响李莉莉等84建立帕金森病小鼠模型，进行爬杆实验及脑内纹状体多巴胺含量测定，通过对杜仲不同提取物进行分析，采用偏最小二乘法回归（PLSR）分析建立其谱效关系，结果杜仲中5-HMF、咖啡酸与爬杆实验结果和纹状体多巴胺含量密切相关，可能是杜仲治疗帕金森病的主要有效成分。顾海等8586采用高、中、低3个剂量的山茱萸水煎液给家兔灌胃，通过抽提给药后家兔的脑脊液，运用UPLC-MS法在高、中、低3个剂量组的家兔脑脊液中都能检测到5-HMF,推测5-HMF能通过血脑屏障，进入脑脊液中直接对神经细胞发挥作用。电镜下，5-HMF高剂量组（终浓度10molL
31、）的海马细胞可见胞质内有少量空泡，核膜基本完整，神经元内部分线粒体肿胀；5-HMF高剂量、中剂量组可抑制H2O2损伤引起的细胞活性降低、乳酸脱氢酶（LDH）活性明显下降、SOD活性显著升高；流式细胞仪检测结果显示，5-HMF高、中剂量组对H2O2损伤的海马神经细胞的凋亡率有明显的抑制作用，也反映了一定程度的保护作用；蛋白质印迹法（WeStemblOtting）实验结果显示，5-HMF高、中剂量组作用后，兔抗人单克隆抗体（Bax）、肿瘤抑制基因（p53）、细胞凋亡抑制基因（Bcl-2）和caspase-3的蛋白表达水平与模型组相比，差异极显著。说明5-HMF能增加Bcl-2基因表达，降低P53、
32、Bax和caspase-3基因的表达有关，这为今后在体外研究5-HMF对神经细胞的保护机制提供了明确的依据。5.5 抗炎作用研究以脂多糖（LPS）诱导的小鼠RAW264.7巨噬细胞为炎症模型，结果显示5-HMF以浓度相关的方式降低一氧化氮（NO）、前列腺素E2和促炎细胞因子中肿瘤坏死因子-（TNF-a）、IL-l和1L-6的含量。同时，经5-HMF预处理的细胞能显著下调2种主要炎症介质一氧化氮合酶（iNOS）和环氧化酶2（COX-2）的mRNA表达，并抑制促炎细胞因子mRNA的表达。5-HMF还可抑制LPS对于核因子NF-KB信号通路及内质网应激信号通路的激活；并证实5-HMF通过抑制内质网应
33、激而减弱LPS引起的炎性因子的分泌，降低小鼠肺损伤，显著提高小鼠生存率87。另外，5-HMF能够促进皮肤成纤维细胞的增殖，同时也能加速其迁移能力，在给予5HMF处理皮肤成纤维细胞后，胶原的蛋白表达水平和mRNA表达水平都得到了显著的提高，表明5-HMF具有促进创面修复的潜力88。5.6 肝保护作用姜泽群等89通过体外培养人正常肝L02细胞，用TNF-（X和D-氨基半乳糖诱导肝细胞损伤模型，从线粒体途径探讨山茱萸活性成分5-HMF对肝细胞凋亡的保护作用。结果与TNF-和D-氨基半乳糖模型组相比，不同浓度的5-HMF（0.2、0.51.0gmL）作用后，可显著减轻L02肝细胞的增殖抑制、降低细胞的
34、凋亡率，并使促凋亡蛋白凋亡酶激活因子（APaf-I）、细胞凋亡诱导因子（AIF）、细胞色素C、BaX的表达量明显下降，而使抗凋亡蛋白BCl-2、BCI-XL的表达量显著上升，同时使细胞凋亡的关键蛋白酶CaSPaSe-3、CaSPaSe-9的活性显著降低，说明山茱萸中有效成分5-HMF对TNF-Ct和D氨基半乳糖所诱导的肝细胞凋亡具有抑制作用。5.7 影响排卵柳祚勤等90采用清蒸法（一蒸一晒）和传统法（九蒸九哂）炮制生地黄，观察其水煎液（给药剂量均为3.6gkg）对雌性大鼠动情周期、卵巢组织形态及血清激素水平的影响，结果与空白组比较，清蒸组大鼠血清中雌二醇和孕酮含量明显降低，动情周期明显延长，卵
35、巢中闭锁卵泡数目明显升高；而传统组各项指标变化皆不明显，与空白组相比无统计学差异。谱效学结果显示毛蕊花糖首、5-HMF与清蒸法制备的熟地黄抑制大鼠排卵作用呈正相关，可能是其抑制排卵的成分，这为熟地黄的炮制加工与临床用药提供参考。6结语5-HMF广泛存在于中药材中药和复方中，近年来对其研究主要集中于中药炮制前后、贮藏过程中含量变化及其与药材色泽、水分之间的关系、药理作用等。6.1- 5-HMF在中药加工过程中的变化规律不同中药中的5-HMF含量不同，不同产地亦不同。但目前这方面研究较为分散，有望系统研究以期为道地药材提供可参考的判断标准。在炮制过程中，很多中药会产生新的成分，即随着炮制时间或温度
36、的升高，5-HMF含量或明显升高，或先升高再降低，应结合现代科学技术方法深入阐释其具体的变化规律。6.25- HMF药理作用及其药效物质基础5-HMF有抗氧化、抗过敏、保护神经细胞、改善学习记忆等广泛的药理活性。中药化学成分的改变可能会影响其药理作用，研究可结合谱效学、中药血清药物化学等深入探讨中药炮制前后药理作用的改变是否与5-HMF含量变化有关，为阐明药效物质基础提供依据。6.35- HMF的药效与毒性5-HMF之所以能够成为研究热点，还有一个重要原因，就是其具有广泛药理作用的同时，还具有一定的毒副作用。有研究表明5-HMF能损害小鼠抗氧化防御系统和肝脏的组织结构，具有遗传毒性和凋亡作用9
37、1；具有一定的急性毒性，毒性靶器官为肾脏92；具有生殖毒性、胚细胞诱变毒性及致癌性等93。因此，对于5-HMF这一“两面性”的化学成分，在某些中药质量标准相关研究中，以毒副作用为依据，将其控制为不得高于某一值或不作为中药质量控制的化学成分。但笔者认为，研究不能一概而论，应该通过具体深入的探讨5-HMF在每一味中药或复方配伍中的意义，充分利用其显著的药理活性，规避毒副作用，从而制定个性化标准，为规范中药材的均一性和稳定性、全面控制药材质量及临床用药安全提供参考。附参考资料5-羟甲基糠醛架构的生物炼制路线图（综述）背景简介利用生物质制备化学品、燃料和材料替代石化产品，是减少石化资源消耗、治理环境污
38、染、实现可持续发展的有效途径。然而，从组成和结构上来说，生物质相比于石化资源是过度功能化的，因此生物质的利用需要先对其进行去功能化，才能整合到现有工业体系中。5-羟甲基糠醛（HMF）是果糖和葡萄糖脱去三分子水的产物，在实现去功能化的同时保留了适当的化学复杂性。作为重要的平台化合物，HMF架构了从生物炼制到石油炼制的桥梁，被誉为“沉睡的巨人”。2006年，Dumesic教授团队率先利用二相体系将高浓度果糖高效转化为HMFo2007年，我国大连化物所张宗超研究员团队首次利用氯盐离子液体和氯化亚铭将高浓度葡萄糖高效转化为HMFo这两项突破性工作开启了十余年来利用生物质催化制备HMF的研究热潮。另一方
39、面，HMF具有羟基、醛基和吠喃环结构，可以通过催化过程转化为琳琅满目的高价值产品，这同样是近年来的研究热点。Figure2.ThebasicframeworkofbiorefineryprocessbasedonHME课题组O梳理了十余年来生物质催化制备HMF和HMF升级转化为高价值产品的研究进展。我们希望提供一幅基于HMF的生物炼制“地图”，让读者通过一篇综述就能全面了解HMF合成与升级的过去、现在和未来之路，以及路上的空白和陷阱。图文解读综述的第2部分总结了生物质催化制备HMF的研究进展。这部分的研究是海量的，我们分别从原料、溶剂、均相催化剂、非均相催化剂和过程技术的角度进行梳理，强调反应
40、效率的评价不能只考虑产率和选择性，更重要的是：催化体系能否转化高浓度葡萄糖，HMF在体系中是否稳定，催化剂和溶剂能否重复利用。我们将不同体系的反应条件和效果总结在表中，便于读者进行比较。2.1概述了不同原料转化为的HMF基本路径（总结了不同反应路径的活化能）。Figure4.MainreactionforthesynthesisofHMFfrombiomassanditscomponents.2.2梳理了水、有机溶剂（二甲基亚飒的催化作用及其稳定性）、水-有机溶剂单相体系（强调了溶剂效应）、水.有机溶剂二相体系（突出了在低沸点溶剂中实现高效转化的体系）、离子液体（强调了离子液体的催化作用，特别
41、是溟盐离子液体能选择性地催化果糖脱水）和低共熔溶剂在HMF制备中的应用。Figure9.ConversionofcarbohydratetoHMFinbiphasicreactionsystems.2.3总结了均相催化剂，包括金属卤化物（总结了氯和澳物种的催化和溶解作用）、矿物酸和碱在HMF制备中的作用。Solvent ,OrslIukM diM0ln: EMIMG. BMIMQ; CMalyil for cIIuIom hydrolysis:Promoter for the tranUer of HMF in biphasic sy*ln; NaaCo-Catalyst for fructo
42、se dehydration ： NaO. CUSt: HaConwrslon of clulos and glucos to 5-(chlfomChyckxoe(aneHOHOCaUIyst for convrionof cellulose to HMF ： Naei MgC aquoous soutton: seawater(b)Solvent for cellulose-solution WSboctQmn 90nrsCaUIytt for fructose dehydration ： EMIMr, MIMr. INMPdepolymerization ：Conoentreied UBf
43、 (60 w%)oMionCo-Catolytl forfrctM dydratlon ：HaBf. NMPprCataly*t for itonfixMion o glucose to fructOM： cooCenerated UBr (62 w、JBMOIflOK：一-eLT匚-t三oc*MMVWtoACx.台.0comHMaMvwaOr*cmNMrFigure31.(a)Comparisonofoil-likeHMFwithlowpurityandcrystallineHMFwithhighpurity,and(b)theintroductionofprotectinggroupat0
44、(6)positionofglucose.Figure34.ConversionoffructoseandglucosetoHMFinwater/MIBKbiphasicsystemwithsimultaneouscirculationofreactionphaseandextractionphase.第3部分总结了HMF升级转化的研究进展。这部分的研究同样数量庞大，我们重点梳理了氧化、加氢脱氧、酸化、酯化、羟醛缩合、还原氨化反应能获取的高价值产品，以及如何利用HMF及其衍生物制备石化产品的替代品。3.1总结了CMF的制备和应用。gluse sucroseaq. HCIZorganic solventcellulose MM condition (65-120 P) raw biomass人小广CMF (yield; 70-80%
