中文名稱：肉桂醛

中文同義詞：β-苯丙烯醛; 苯丙烯醛; 3-苯基丙烯醛; 亞芐基乙醛; 肉桂醛; β-苯基丙烯醛; 肉桂醛/桂皮醛; 桂皮醛, 苯丙烯醛, 亞芐基乙醛, 3-苯基丙烯醛, 桂醛

英文名稱：Cinnamaldehyde

英文同義詞：3-PHENYLPROPENAL; CINNAMICALDEHYDE; CINNAMALDEHYDE; CINNAMALDEHYDE ,TRANS-;

FEMA：2286

CAS號：104-55-2

分子式：C9H8O

分子量：132.16

肉桂醛的生理功能

肉桂醛又稱桂醛、桂皮醛、β-苯丙烯醛或3-苯基-2丙烯醛，是一種存在于桂皮油、玫瑰油、廣藿香油等精油中的醛類有機化合物。其化學名稱是三苯基丙烯醛，分子式為C9H8O，常壓下，熔點為-8℃，沸點為253℃，以液體的形式存在。肉桂醛有順式和反式兩種異構(gòu)體，天然肉桂醛都是反式結(jié)構(gòu)。肉桂醛具有濃郁持久的桂皮油香味，具有抑菌防霉、擴張血管降血壓等特性，廣泛應用于醫(yī)藥、食品工業(yè)等領(lǐng)域。

肉桂醛的健康功能

肉桂醛有降血糖、降血脂的作用，可用于治療Ⅱ型糖尿病，攝入肉桂醛可提高機體對葡萄糖和酯類的利用率，達到降血糖、降血脂的目的。研究顯示Ⅱ型糖尿病患者服用肉桂醛后，其空腹血糖、甘油三酯、低密度脂蛋白含量等均明顯降低 。肉桂醛可用于抗細胞纖維化的治療，研究顯示肉桂醛能抑制高糖引起的腎間質(zhì)成纖維細胞的增殖肥大及細胞間質(zhì)膠原蛋白的合成和分泌 。黃江燕研究了高糖誘導的大鼠發(fā)現(xiàn)，肉桂醛可降低大鼠心肌成纖維細胞的增殖，抑制細胞間質(zhì)膠原蛋白的合成和分泌。蔡雷琴等的研究表明，肉桂醛能特異性激活核因子E-2 相關(guān)因子通路，促進糖尿病小鼠的創(chuàng)口的愈合。部分研究顯示肉桂醛可通過抑制胃蛋白酶對胃黏膜的侵蝕、提高胃黏膜血流速率來抵抗消化道潰瘍；可溫和刺激腸胃，促進唾液和胃液的分泌，增強消化功能，促進食欲，解除胃腸平滑肌痙攣，緩解腸道痙攣性疼痛。

肉桂醛的抑菌功能

肉桂醛具有廣譜抑菌作用，張文娟等對22種、31 株條件致病性真菌進行肉桂醛抗真菌實驗，結(jié)果表明肉桂醛對黃曲霉、煙曲霉、橘青霉等真菌都有較好的抑制效果。

肉桂醛可使某些細菌體內(nèi)的活性氧含量升高，對其產(chǎn)生氧化性損傷，并致其死亡。王帆等將肉桂醛作用于大腸桿菌和綠膿桿菌發(fā)現(xiàn)，經(jīng)肉桂醛溶液處理后，大腸桿菌的生長受抑制，菌體內(nèi)的過氧化氫、丙二醛等含量明顯升高，綠膿桿菌細胞表面有菌膜產(chǎn)生，雖然未在其體內(nèi)檢測出活性氧的積累，但其生長代謝也受到了影響。

肉桂醛可通過破壞菌體結(jié)構(gòu)及正常代謝功能來抑制菌體的生長。肉桂醛含有醛基，具有一定的親水性，易吸附于真菌表面的親水基上，對細胞膜上的幾丁質(zhì)合酶與葡聚糖合酶活性具有一定的抑制作用，從而抑制了細胞壁中幾丁質(zhì)與葡萄糖的生成，破壞細胞壁多糖結(jié)構(gòu)，抑制菌體的生長；還可溶于細胞膜疏水域的相鄰脂酰鏈之間，增強細胞膜的滲透性，導致 ATP 外泄，致菌死亡。

肉桂醛能通過影響細胞內(nèi) DNA 或 RNA 的正常表達來抑制菌的生長。謝小梅等利用激光掃描共聚焦顯微鏡觀察分析了黃曲霉菌和煙曲霉菌中的 DNA 和RNA發(fā)現(xiàn)，肉桂醛可干擾DNA的合成及RNA的正常代謝，導致蛋白質(zhì)代謝異常，不能完成細胞的正常周期，抑制霉菌的生長。肉桂醛可阻礙關(guān)鍵基因FKS 的表達，導致煙曲霉細胞壁多糖的合成受阻，從而抑制了霉菌的生長。

肉桂醛可通過阻斷菌體的新陳代謝抑制其生長。戴向榮等通過測定分析不同抑制方式下，黃曲霉孢子提取液的光密度和丙二醛值變化，發(fā)現(xiàn)肉桂醛可通過抑制細胞內(nèi)某些酶的活性阻斷生長過程中的代謝途徑，最終導致孢子無法正常萌發(fā)、長成菌落。肉桂醛的官能團醛基能與細胞中蛋白質(zhì)的功能性基團，如氨基、羧基等發(fā)生化學反應，從而抑制酶的活性甚至令酶失活。

肉桂醛的代謝

蘇爽以肉桂油進行了動物實驗，發(fā)現(xiàn)肉桂醛在大鼠體內(nèi)可快速代謝為肉桂酸。Sapienza P P 等的實驗表明：服用的大劑量經(jīng)標記的肉桂醛，可以代謝物的形式經(jīng)尿液排出，少數(shù)以糞便排出，其中苯甲酸為主要代謝產(chǎn)物。肉桂醛的代謝途徑有多條，可通過依賴于 NAD 的醛脫氫酶氧化成肉桂酸，并結(jié)合在其他鹽類上排出體外；也可進一步 β- 氧化，或與還原性谷胱甘肽反應形成硫醚氨酸衍生物，再和其他化合物結(jié)合，最后排除體外，在人體內(nèi)的殘留物極少。

肉桂醛在食品中的應用

因具有良好的抑菌作用，肉桂醛被廣泛應用于食品保藏。使用方式主要有：熏蒸、制備成膜、乳液處理。

溫小禮等用肉桂醛對實驗組香菇進行熏蒸處理后發(fā)現(xiàn)，相比對照組，實驗組的微生物含量減少、呼吸作用緩慢、氧化性損傷降低、水分含量的降低減緩。各項指標均顯示肉桂醛熏蒸處理能有效保持香菇的品質(zhì)，起到良好的保鮮效果。

王利強等以肉桂醛和丙酸鈣為抑菌劑，結(jié)合馬鈴薯淀粉、甘油、氯化鈣等物質(zhì)制備出的抗菌可食用膜，能有效抑制冷卻肉中微生物的生長和繁殖，減緩水分流失，對冷卻肉起到良好的保鮮作用。王慶奎等以肉桂醛、吐溫80、乙醇、乙酸乙酯及蒸餾水制備出了肉桂醛納米乳，用肉桂醛納米乳和同濃度的肉桂醛溶液對4種常見水產(chǎn)動物致病菌進行抑菌實驗，結(jié)果表明肉桂醛納米乳的作用效果更好。

李紅良等以肉桂醛為食品防腐劑進行研究發(fā)現(xiàn)，在降低傳統(tǒng)防腐劑用量的基礎(chǔ)上，肉桂醛的復配型防腐劑有更好的防腐保鮮效果。

肉桂醛具有濃郁持久的桂皮油特殊香味，常用于食品添加劑中。在中餐的湯料、咖啡、餅干及烤焙食品中加入微量肉桂油，可增加食品的風味。在口香糖中添加肉桂醛，能增加口香糖本身的香味，還能掩蓋口臭，清除部分口腔細菌。

肉桂醛的含量分析

方法一  按GT-10-4氣相色譜法中用非極性柱測定。

方法二按醛測定法(OT-6)測定，其中所取試樣量為1.5g。計算中的當量因子(e)取66.08。

肉桂醛的毒性

ADI尚未規(guī)定(FAO/WHO，1994)LD(50) 2220mg/kg(大鼠，經(jīng)口)。MNL 125mg/kg(大鼠)。GRAS(FDA§182．60，2000)。

肉桂醛的使用限量

FEMA(mg/kg)：軟飲料9.0；冷飲。糖果700；焙烤食品180；膠姆糖4900；調(diào)味品20；肉類60。

肉桂醛的化學性質(zhì)

淡黃色黏稠液體，有特殊的肉桂香味。相對密度1.049（20℃/4℃），熔點-7.5℃，沸點253℃（部分分解），127℃（2.13Kpa），折射率1.6195，閃點71℃。易溶于乙醇、乙醚、氯仿和油脂，溶于丙二醇，難溶于水和甘油。在空氣中易被氧化成硅酸，能隨水蒸汽揮發(fā)。大白鼠經(jīng)口LD(50)2.22g/kg，大白鼠MNL125mg/kg，AD尚未規(guī)定（FAO/WHO，1994）。

肉桂醛的用途

用作保鮮劑，我國規(guī)定可用于水果的保鮮，按生產(chǎn)需要適量使用。還可作為食用香料。

我國規(guī)定可用于水果的保鮮，按生產(chǎn)需要適量使用。還可作食用香料。

香料；保鮮劑。GB 2760-96規(guī)定為允許使用的食用香料。主要用于配制肉桂、桂皮、可樂型香精，亦用于酒類及煙草。規(guī)定也可用作水果保鮮，用量GMP；殘留量≤0.3 mg/kg。

用于配制皂用香精和糕點等食品的增香劑

溶劑,調(diào)味,醫(yī)藥原料中間體,香精香料等。

肉桂醛的生產(chǎn)方法

羥醛縮合法以苯甲醛和乙醛為原料，在堿性條件下縮合生成桂醛。先后將133kg苯甲醛、400kg水、10kg40%～50%的氫氧化鈉、66.6kg乙醛和40~50kg苯加入反應鍋，在20℃下攪拌反應5h。反應結(jié)束后靜置分層，取苯層，然后用稀酸和水洗至中性。減壓蒸餾回收苯后，收集130℃(2.67kPa)的餾分，即得產(chǎn)品肉桂醛55~60kg。

精油單離法    桂皮油和錫蘭油中約含55%～85%的桂醛，可用亞硫酸氫鈉加成法分離。加成物經(jīng)離心分離，稀酸或稀堿分解，水蒸氣蒸餾和減壓蒸餾得到肉桂醛。

肉桂醛的藥理活性

肉桂醛和含有肉桂醛的膠束以不同的機制放松冠狀動脈。肉桂醛抑制Ca2+流入并降低血管平滑肌細胞的Ca2+敏感性（左），而含有聚合原藥聚（肉桂醛）的膠束通過釋放NO和H2O2引起內(nèi)皮依賴性的松弛（右）。裝有肉桂醛的膠束通過兩種機制引起松弛（中間）。因此，這兩種膠束可用于緩解冠狀動脈血管痙攣和治療性藥物輸送。[1]

肉桂醛（Cin），作為一種從肉桂樹皮中分離出來的傳統(tǒng)風味成分，已被普遍用于--消化系統(tǒng)、心血管和免疫系統(tǒng)疾病。血管平滑肌細胞（VSMCs）的病變加速了動脈硬化的進展。在我們的研究中，我們發(fā)現(xiàn)肉桂醛能顯著抑制ox-LDL誘導的VSMCs增殖、遷移和炎癥細胞因子的過度產(chǎn)生，以及VSMCs和巨噬細胞中泡沫細胞的形成。此外，肉桂醛抑制了p38、JNK和p65 NF-κB的磷酸化，增加了血紅素加氧酶-1（HO-1）的活性。此外，肉桂醛減少了單核細胞趨化蛋白-1（MCP-1）、基質(zhì)金屬蛋白酶-2（MMP-2）和凝集素樣氧化低密度脂蛋白受體-1（LOX-1）的表達。此外，肉桂醛使細胞周期停止在S期。因此，結(jié)果表明，肉桂醛通過調(diào)節(jié)HO-1、MMP-2、LOX-1和阻斷細胞周期，以及抑制p38、JNK/MAPK和NF-κB信號通路，拮抗了牛-LDL誘導的VSMCs增殖、遷移、炎癥和泡沫細胞的形成。[2]

肉桂粉是最著名的香料之一，由肉桂樹的內(nèi)樹皮制成。最常見的品種是C. cassia（中國肉桂）和C. verum（真肉桂）。這兩個品種含有85.3%和90.5%的肉桂醛（CA）。CA是肉桂樹皮提取物的一種主要生物活性物質(zhì)，負責肉桂的氣味和味道。1834年Jean-Baptiste Dumas和Eugène-Melchior Péligot首次從肉桂中分離出這種成分，然后由意大利化學家Luigi Chiozza于1854年在實驗室合成。因此，CA可以從天然提取物中獲得或在實驗室中合成。天然CA衍生物包括反式肉桂醛（TCA）、2-羥基肉桂醛（HCA）、2-甲氧基肉桂醛（MCA）和2-羥基肉桂酸（o-Coumaric acid）（如下圖）。[3]

天然肉桂醛衍生物的化學結(jié)構(gòu)[3]

CA衍生物在結(jié)構(gòu)上是通過肉桂酰基的存在來識別的。在它們的結(jié)構(gòu)中，高活性的α,α-不飽和羰基藥基（邁克爾受體）的存在可以與一些酶和/或受體發(fā)生親電反應，隨后產(chǎn)生不同的治療相關(guān)藥理功能。天然CA及其衍生物已被廣泛研究和全面回顧，具有廣泛的作用，如抗癌、抗糖尿病、抗真菌和抗菌。此外，天然CA及其衍生物已被用于神經(jīng)系統(tǒng)，因為它們具有抗炎、神經(jīng)保護、抗氧化和抗凋亡的特性（如下圖）。[3]

肉桂醛提取及通過抑制線粒體功能障礙、亞硝酸鹽氧化物（NO）產(chǎn)生和炎癥途徑減少神經(jīng)細胞死亡示意圖

例如，CA對谷氨酸誘導的PC12細胞的細胞毒性有保護作用。CA大大減弱了細胞的生存能力，抑制了活性氧（ROS）的產(chǎn)生，減輕了線粒體膜電位，減少了細胞色素c的產(chǎn)生，并降低了caspase-3的活性。CA還能明顯增強Bcl-2（作為抗凋亡標志物），同時減少Bax（作為促凋亡標志物）的表達。此外，TCA作為一種主要的天然CA衍生物，在體外條件下通過阻斷核因子卡帕B（NF-κB）信號通路抑制神經(jīng)炎癥，顯著減少LPS誘導的神經(jīng)元死亡。同樣，HCA是另一種CA衍生物，可以通過靶向低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白1（LRP1）抑制神經(jīng)炎癥信號通路，如NF-κB、細胞外調(diào)節(jié)激酶（ERK）、c-Jun N-末端激酶（JNK）和p-38絲裂原活化蛋白激酶（p-38 MAPK）。因此，天然CA及其衍生物可被用作對抗神經(jīng)炎癥的治療劑，以改善神經(jīng)系統(tǒng)疾病。然而，對天然CA及其衍生物對神經(jīng)炎癥的機制的研究應該比它更多。為此，本研究的目的是回顧天然CA及其衍生物的神經(jīng)保護和抗神經(jīng)炎癥的現(xiàn)狀，并討論其作為神經(jīng)退行性疾病治療劑的潛力。[3]

神經(jīng)炎癥是一種內(nèi)在的大腦反應，涉及中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞。神經(jīng)炎癥的信號通路是廣泛的實驗和臨床研究的對象。NF-κB途徑是一種主要的促炎癥細胞因子介質(zhì)，由收費類受體（TLRs）激活。TLRs是最突出的模式識別受體家族，是先天免疫反應的一部分。干擾因素對TLRs的刺激通過釋放促炎癥細胞因子，如白細胞介素-1β（IL-1β）和白細胞介素-18（IL-18）導致嚴重的炎癥反應。TLR4是TLR的膜受體，它有兩個適應蛋白，包括骨髓分化初級反應基因88（MyD88-）依賴途徑和MyD88非依賴途徑（TRIF依賴途徑）。TLR4的激活會招募MyD88并激活NF-κB，從而表達促炎性細胞因子。大量的數(shù)據(jù)表明，TLR4/NF-κB信號通路在神經(jīng)炎癥的發(fā)病機制中起著關(guān)鍵作用。因此，減弱TLR4/NF-κB信號通路可被視為治療腦部疾病的一種治療策略。考慮到這一點，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)CA抑制TLR4/NF-κB信號傳導和NLRP3（含caspase-1的多蛋白復合物）炎癥體，隨后控制炎癥過程中IL-1β和IL-18的釋放。此外，CA通過抑制蛋白酶B和P2X7R（（P2受體）蛋白的表達抑制NLRP3炎癥體的激活。在這種情況下，TCA通過抑制NF-κB/NLRP3炎癥體途徑改善慢性輕度應激模型中的抑郁癥樣行為。另外，CA不僅抑制TLR4/NF-κB信號傳導，還能減弱腦缺血模型中TNF-α、IL-1β、C-C Motif Chemokine Ligand 2（CCL2）和內(nèi)皮-白細胞粘附分子-1（ELAM-1）的增加水平，最終減少白細胞對缺血腦區(qū)的浸潤（如下圖）。CA還抑制了脂多糖（LPS）激活的巨噬細胞分泌的細胞因子。此外，CA通過抑制高葡萄糖處理的DRG神經(jīng)元的NF-κB活性來抑制細胞凋亡和ROS的產(chǎn)生，作為一種體外神經(jīng)病變模型。[3]

肉桂醛對神經(jīng)炎癥、氧化應激和線粒體功能障礙的神經(jīng)保護作用。PAMP：病原體相關(guān)的分子模式；DAMP：損傷相關(guān)的分子模式[3]

參考文獻：

[1]. Raffai G, Kim B, Park S, Khang G, Lee D , Vanhoutte PM. Cinnamaldehyde and cinnamaldehyde-containing micelles induce relaxation of isolated porcine coronary arteries: role of nitric oxide and calcium. International Journal of Nanomedicine, 2014, 9(1): 2557-2566.

[2]. Weifeng Li, Wenbing Zhi, Jinmeng Zhao, Qing Yao, Fang Liu, Xiaofeng Niu, Cinnamaldehyde protects VSMCs against ox-LDL-induced proliferation and migration through S arrest and inhibition of p38, JNK/MAPKs and NF-κB, Vascular Pharmacology, 2018, 108, 57-66,doi:10.1016/j.vph.2018.05.005.

[3]. Mehrdad Hajinejad,Maryam Ghaddaripouri,Maryam Dabzadeh,Fatemeh Forouzanfar ,and Sajad Sahab-Negah. Natural Cinnamaldehyde and Its Derivatives Ameliorate Neuroinflammatory Pathways in Neurodegenerative Diseases.BioMed Research International, 2020, Article ID 1034325. DOI:10.1155/2020/1034325.