杜仲雄花活性成分及其生物活性研究进展.pdf

食品研究与开发23 年 9 月第 44 卷第 18 期基础研究基金项目：四川省科技计划项目（2021YFS0265）；四川省自然科学基金项目（2022NSFSC1078）作者简介：岳芽（1997），女（汉），硕士研究生，研究方向：食品加工与安全。*通信作者：时小东（1988），男（汉），实验师，博士，研究方向：药食同源资源开发与利用。DOI：10.12161/j.issn.1005-6521.2023.18.030杜仲雄花活性成分及其生物活性研究进展岳芽1，胡竞月1，谭欣1，徐莺2，庄国庆3，时小东1*（1.成都大学 食品与生物工程学院 农业农村部杂粮加工重点实验室，四川 成都 610106；2.四川大学生命科学学院，四川 成都 610064；3.四川省林业科学研究院，四川 成都 610081）摘要：杜仲雄花是我国珍贵的花粉资源，具有较高的研究价值和广阔的开发利用前景。近年来，对杜仲雄花功能价值的研究日渐深入。该文对杜仲雄花中主要活性成分和生物活性进行总结，以期为今后杜仲雄花的综合开发利用提供参考。关键词：杜仲；雄花；活性成分；生物活性；研究进展Research Progress on Active Components of Eucommia ulmoides Male Flower and TheirBiological ActivitiesYUE Ya1，HU Jingyue1，TAN Xin1，XU Ying2，ZHUANG Guoqing3，SHI Xiaodong1*（1.Key Laboratory of Coarse Cereal Processing，Ministry of Agriculture and Rural Affairs，School of Food andBiological Engineering，Chengdu University，Chengdu 610106，Sichuan，China；2.College of Life Science，Sichuan University，Chengdu 610064，Sichuan，China；3.Sichuan Academy of Forestry，Chengdu 610081，Sichuan，China）Abstract：As a valuable pollen resource in China，Eucommia ulmoides male flower has high research value andbroad prospect in development and utilization.The function and value of E.ulmoides male flower have been intensely studied in recent years.In this paper，the main active components of E.ulmoides male flower and theirbiological activities were summarized in order to provide a reference for comprehensive exploitation and utilization of E.ulmoides male flower in the future.Key words：Eucommia ulmoides；male flower；active components；biological activity；research progress引文格式：岳芽，胡竞月，谭欣，等.杜仲雄花活性成分及其生物活性研究进展J.食品研究与开发，2023，44（18）：219-224.YUE Ya，HU Jingyue，TAN Xin，et al.Research Progress on Active Components of Eucommia ulmoides Male Flower and TheirBiological ActivitiesJ.Food Research and Development，2023，44（18）：219-224.杜仲（Eucommia ulmoides）为杜仲科的单一种属植物，在 神农本草经和 本草纲目等古书中均有关于杜仲药用功效的描述。作为“三木药材”，杜仲适应性强，在我国分布范围较广，且具有多种活性成分和药用价值1-2。杜仲为雌雄异株木本植物，其雄花粉是一种珍贵的药食两用花粉资源，含有大量的活性物质，已经被列入新资源食品目录之中3-4。杜仲雄花吸引了许多科研人员对其成分、功能和综合利用等方面进行研究。本文对杜仲雄花主要活性成分及其功能等进行综述，旨在为杜仲雄花的开发和综合利用提供参考。1杜仲雄花活性成分杜仲雄花活性成分丰富，主要为黄酮类、萜类、苯丙素类、矿物质和维生素等。1.1黄酮类化合物黄酮类化合物是一类广泛存在于植物中的天然化合物，具有多种生物活性功能5。杜仲雄花中含有丰富的黄酮类化合物。杜庆鑫等6采用 AlCl3比色法测定专题论述219食品研究与开发23 年 9 月第 44 卷第 18 期基础研究出杜仲雄花中总黄酮含量为 21.99 mg/g。杨海涛等7采用超声辅助醇提取法提取杜仲雄花的总黄酮，提取率为 2.46%。丁艳霞等8运用多种色谱技术对杜仲雄花中的黄酮类物质进行分离纯化，分离出 10 种黄酮类化合物，分别为柚皮素、槲皮素、槲皮素-3-O-L-阿拉伯糖基（12）-D-葡萄糖苷、异槲皮苷、江户樱花苷、槲皮素-3-O-D-葡萄糖基（12）-D-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-D-（6-O-乙酰基）-D-葡萄糖苷、芦丁、异鼠李素-3-O-D-葡萄糖苷、紫云英苷。结果表明，杜仲雄花中的黄酮类成分主要为以槲皮素、山柰酚为苷元连接单个或多个糖形成的黄酮苷类成分9。随着代谢组学技术的发展，杜仲雄花中更多种类的黄酮类化合物得到鉴定。Sun 等10采用靶向高效液相色谱-质谱联用法，在杜仲雄花中检测到 206 种黄酮类成分，涉及黄酮醇类、异黄酮、二氢黄酮类、查尔酮、二氢查尔酮等，其中槲皮素-3-葡萄糖苷、异槲皮苷、芦丁、柚皮素等 18 种黄酮类物质占总黄酮的 90%以上。1.2萜类化合物杜仲雄花中的萜类化合物主要是环烯醚萜类和三萜类化合物，其中桃叶珊瑚苷和京尼平苷酸的含量丰富10。徐文泱等11建立了杜仲雄花茶中京尼平苷酸三聚体、筋骨草苷、雷扑妥苷、京尼平苷、京尼平苷酸、车叶草苷以及桃叶珊瑚苷的液相色谱检测方法，且证实适宜的加工温度和时间有利于杜仲雄花中桃叶珊瑚苷和京尼平苷酸等萜类化合物的释放。丁艳霞等12通过正相硅胶柱色谱、反相柱色谱、凝胶色谱以及重结晶等多种分离纯化手段，对杜仲雄花中三萜类化合物进行分离和鉴定，得到萜类化合物为 3-oxo-12-en-ursane-28-O-L-arabinofuranosyl（16）-D-glucopyranoside、2，3-dihydroxyurs-12-en-28-oic acid（281）-D-glucopyranosyl ester、熊果酸、-香树脂醇、熊果醇、3-O-乙酰基熊果酸乙酸酯、3-O-乙酰基齐墩果酸、白桦脂酸、白桦脂醇。Ding 等13采用不同类型的柱层析技术，从杜仲雄花中分离得到 4 个新的环烯醚萜和 9 个已知的环烯醚萜，并确定新化合物分别 为 3-methoxyartselawnin C、6-hydroxyl-1，3-dimethoxyartsclaenin III、3，4-dihydro-3-ethoxyasperuloside 和 3，4-dihydro-3-ethoxydesacetylasperuloside。Li 等14从杜仲雄花中分离得到 3 个新的单萜化合物，命名为 eucomylide A、B、C。随着纯化技术和质谱技术的发展，研究者从杜仲雄花中鉴定出了许多新的萜类化合物，这将为揭示其生物活性提供物质基础。1.3其他物质苯丙素是一类具有 C6-C3结构的化合物，是木脂素和黄酮类化合物的前体，其中，绿原酸是杜仲苯丙素类化合物中重要的活性物质4，15。文欢等16采用高效液相色谱法测得杜仲雄花茶中绿原酸含量为 0.06%2.81%，可作为杜仲雄花及其制品质量控制的重要指标。严颖等9采用液相色谱-电喷雾三重四极杆飞行时间质谱法从杜仲雄花中鉴定出 8 种苯丙素类，分别为愈创木基丙三醇、寇布拉苷、新绿原酸、绿原酸、隐绿原酸、咖啡酸、异绿原酸 A、异绿原酸 C。在氨基酸方面，对 193 份种质雄花进行氨基酸含量测定，结果表明，其以天冬氨酸和谷氨酸为主，总氨基酸平均含量为206.23 mg/g，必需氨基酸含量为 68.37 mg/g，且不同种质之间遗传多样性指数最大5，17。此外，杜仲雄花中还含有维生素以及 K、Ca、Cu、Fe、Mu 等元素18。以上研究表明，杜仲花粉的营养和活性物质丰富且全面，具有食品开发价值。2杜仲雄花的生物活性研究发现杜仲雄花生物活性主要包括抗氧化、抗炎、抑菌、镇静催眠、调节血压、调节血脂、调节血糖等。2.1抗氧化、抗炎及抑菌作用杜仲雄花的抗氧化活性与其活性成分息息相关，如黄酮类化合物19。杜仲雄花中含有大量的酚类化合物，其还原力、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl radical，DPPH）自由基清除率和抗脂质过氧化活性与总酚含量呈显著正相关20。邢敏等21研究发现杜仲雄花多酚对羟基自由基（OH）、超氧阴离子自由基（O2-）和 DPPH 自由基的清除率分别达到 72.01%、32.33%、85.33%，表明杜仲雄花具有较好的抗氧化活性。刘梦培等22利用动态高压微射流处理杜仲雄花多糖溶液，对比未经处理的杜仲雄花多糖溶液，OH、2，2-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐 2，2-azinobis-（3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate，ABTS）阳离子自由基和 DPPH 自由基的清除率增幅依次为 15.1%、16.2%和 40.7%，表明其抗氧化能力得到一定程度的提高。同时，体内和体外实验均证实了杜仲雄花具有抗炎作用。Wang 等23的研究结果表明杜仲雄花 70%乙醇提取物在体内外均有抗炎作用，与抑制有关促炎细胞因子和中性粒细胞有关。通过 MH7A 细胞的体外实验，发现杜仲雄花醇提取物能明显降低 MH7A 细胞上清液中肿瘤坏死因子-（tumor necrosis factor-，TNF-）和 NO 水平，初步推断杜仲雄花醇提物在体外可以促进 RA-FLS 细胞的凋亡并有一定的抗炎作用24。王健英等25研究了杜仲雄花醇提取物对模型小鼠气道变应性炎症的影响，发现杜仲雄花醇提取物对气道变应性炎症有一定的抑制作用。黄红莹等26研究了杜仲雄花茶水提液对免疫球蛋白 E（immunoglobulin E，IgE）介导的小鼠皮炎动物模型的作用，证明杜仲雄花茶水提专题论述220食品研究与开发23 年 9 月第 44 卷第 18 期基础研究液对特应性皮炎具有抗炎作用。此外，杜仲雄花中含有的桃叶珊瑚苷也有一定的抗炎作用，主要表现在抑制小鼠巨噬细胞产生 TNF-27。同时，杜仲雄花及其提取物对类风湿性关节炎也有潜在的治疗作用28-29。在抑菌方面，杜仲雄花提取物对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、炭疽杆菌、大肠杆菌和黑曲霉具有较好的抑菌作用30-32。杜仲雄花提取物能够使细菌 DNA和蛋白质含量下降，破坏细胞膜完整性，通过增加细胞膜通透性等方式抑制金黄色葡萄球菌的生长繁殖33。杜仲雄花及其提取物具有作为天然食品防腐保鲜剂的潜在应用价值。2.2镇静催眠、神经保护及抗疲劳作用杜仲雄花及其提取物在镇静催眠方面有着很好的效果。Li 等34证实了杜仲雄花总生物碱能诱导小鼠入睡，具有良好的镇静催眠和抗小鼠惊厥作用。除杜仲雄花提取物外，杜仲雄花水提物及雄花茶也具有镇静催眠作用，能明显提高小鼠睡眠率35。陈百泉等36研究了杜仲雄花茶对小鼠的镇静催眠作用，结果表明，杜仲雄花茶能减少小鼠自主活动次数，延长其睡眠时间。杜仲雄花在神经保护方面也有一定作用，其中，槲皮素-3-O-桑布双糖苷（quercetin-3-O-sambubioside）能刺激神经中枢以增强兴奋感，而不引起惊厥37。同时，杜仲雄花可通过抑制过度自噬及乙酰胆碱酯酶（acetylcholinesterase，AChE）和 slc6a3 基因的表达来改善阿尔茨海默病症状10。Ding 等38研究了杜仲雄花对乙醇致小鼠小脑和大脑皮层 DNA 损伤的保护作用，结果表明杜仲雄花可以降低 Keap1 蛋白的表达水平，提高细胞抗氧化应激的能力，从而提高神经系统的保护功能。在抗疲劳方面，杜仲雄花茶能够加强受试动物的运动耐力，改善影响疲劳的相关生理生化指标，从而表现出抗疲劳作用39。Li 等40研究表明杜仲雄花中的京尼平苷酸、去乙酰基车叶草苷酸、咖啡酸、柚皮素、无梗五加苷 B、芦丁和槲皮素 7 种物质可能通过参与激素调节而发挥抗疲劳作用。2.3其他作用除了上述生物活性外，杜仲雄花还具有调节血压、血脂、血糖和保护肝损伤的作用等。Ding 等41研究表明，杜仲雄花的水提取物可通过激活自发性高血压大鼠 ACE2-Ang-（1-7）mAs 信号通路发挥降压作用。娄丽杰等42证明了杜仲雄花茶可以对四氯化碳引起的小鼠肝损伤有一定保护作用。同时，陈保玲43研究发现杜仲花粉可以降低大鼠血清中谷丙转氨酶（alanineaminotransferase，ALT）、谷草转氨酶（aspartate transaminase，AST）的含量，也证实了杜仲雄花具有保护肝脏的作用。陈百泉等36研究发现杜仲雄花茶能有效延长小鼠的耐低温、耐高温、负重游泳及耐缺氧的时间，减缓因应激因子引起的机体损伤。3杜仲雄花产品杜仲雄花产品有雄花茶、发酵酒、代餐粉以及破壁咀嚼片。杜仲雄花茶是以杜仲雄花为原料，经摊晾、揉捻成型、速冻、真空干燥、杀青、催香、过筛冷却等工艺研制而成，汤色黄绿透亮，滋味浓郁爽口，香气独特持久16。杜仲雄花发酵酒是利用干杜仲雄花加水浸泡后，加热、冷却、加糖调酸后，接种酿酒酵母并发酵、过滤，再经过后酵、陈酿、澄清、过滤、调配、灌装、杀菌后制得的产品。杜仲雄花酒呈粉红色，有光泽，外观清澈透明，无沉淀及悬浮物，具有花香及酒的和谐香味，清新爽口44。杜仲雄花代餐粉是经过原料粉碎、酵解、离心、过滤、浓缩、挤压膨化、粉碎、混合等工艺加工而成45。钟雪婷等46通过单因素试验和正交试验对代餐粉进行研究，制备的代餐粉冲调性良好，入口顺滑，感官品质较佳，其血糖生成指数（glycemic index，GI）为 45.8，有稳定餐后血糖的效果，适合三高（高血压、高血脂和高血糖）人群食用。杜仲雄花破壁咀嚼片则是通过真空干燥、超微粉破壁、混合原辅料、干燥、压片等工艺制成，该产品色泽呈棕绿色，外观光洁圆整，茶香味浓，酸甜可口、口感细腻、有可嚼性47。杜仲雄花产品以雄花茶的研究最为广泛。Ding等3利用 4 种环烯醚萜类、1 种苯丙素类和 6 种黄酮类物质构建了杜仲雄花茶的液相色谱指纹图谱，用于产品质量控制和分类。魏媛媛等48对不同产地杜仲雄花茶进行分析，根据地理位置的不同，就多糖、总黄酮及活性成分含量而言，陕西产地的杜仲雄花茶品质较佳，贵州产地品质较差；且南方产地杜仲雄花感官品质明显高于北方产地，而北方产地杜仲雄花多糖含量明显高于南方产地。针对杜仲雄花茶在加工过程中易变色的问题，付卓锐等49利用盐离子、柠檬酸、抗坏血酸和杀青等处理抑制杜仲雄花的褐变以实现护绿的效果，确定了杜仲雄花茶加工过程中适宜的护绿工艺：杜仲雄花蕾与提取液的料液比为 101（g/mL），其中提取液为质量分数 0.04%的 Zn2+水溶液和 0.4%的柠檬酸水溶液，杜仲雄花蕾喷洒处理后于蒸汽中蒸 40 s，制成的杜仲雄花茶可以避免加工过程中变色和品质变差的问题。根据不同的工艺方法，杜仲雄花茶的成分含量以及品质方面有所不同。董娟娥等50研究了微波工艺与传统炒制、热风干燥方法对杜仲雄花茶品质的影响，发现微波干燥速度快、效率高，可最大程度地保留杜仲雄花中的功能性成分，且干燥的杜仲雄花茶的感官品质佳，可作为生产杜仲雄花茶的首选方法。刘梦培等51以杜仲雄花为原料，探讨了采用酿酒酵母、植物乳杆菌单独和二者复合发酵对杜仲雄花茶品质专题论述221食品研究与开发23 年 9 月第 44 卷第 18 期基础研究的影响，结果表明，菌种发酵效果为植物乳杆菌复合菌酿酒酵母。植物乳杆菌发酵杜仲雄花茶汁 6 d 后，可溶性固形物含量、透光率、pH 值依次为 7.6%、45.3%和 3.1，滋味和香气最佳；绿原酸、总黄酮含量分别在第1 天、第 5 天达到峰值，增幅依次为 29.4%和 70%；多酚、多糖含量分别在第 1 天、第 3 天降至最低，降幅依次为 33.9%和 71%。利用发酵技术能够提高杜仲雄花茶中活性成分的含量，促进滋味和香气物质的形成，是提高杜仲雄花茶品质的重要技术手段。4结语杜仲雄花作为我国珍贵的药食两用花粉资源，具有悠久的使用历史。近年来，国内外学者对杜仲雄花的活性成分及作用进行了深入研究，表明杜仲雄花含有丰富的生物活性成分，具有多种生物活性作用，如抗氧化、镇静催眠、抑菌、调节血压、调节血脂、抗疲劳、神经保护等作用。但目前来看，市面上的杜仲雄花产品相对较少，杜仲雄花及其制品生产过程中活性成分及品质变化规律和形成机理尚未展开深入研究。因此，可有针对性地优化杜仲雄花活性成分的提取工艺，以便开发适用于不同特殊人群的功能性食品；另一方面，可进一步开展面制品、饮品等杜仲雄花大众产品的研发，从杜仲雄花改变产品特性、风味和适口性等方面开展系统研究，提高杜仲雄花制品市场的接受度和认可度。参考文献：1HE X R,WANG J H,LI M X,et al.Eucommia ulmoides Oliv.:Ethnopharmacology,phytochemistry and pharmacology of an important traditional Chinese medicineJ.Journal of Ethnopharmacology,2014,151(1):78-92.2CHENG S,JIA H L,ZHANG Y S,et al.Geniposidic acid from Eucommia ulmoides oliver staminate flower tea mitigates cellular oxidativestressviaactivatingAKT/NRF2 signalingJ.Molecules,2022,27(23):8568.3DING Y X,DOU D Q,GUO Y J,et al.Simultaneous quantificationof eleven bioactive components of male flowers of Eucommia ulmoides oliver by HPLC and their quality evaluation by chemical fingerprint analysis with hierarchical clustering analysisJ.Pharmacognosy Magazine,2014,10(40):435-440.4LI Z H,YANG P,XUE S,et al.Testosterone promotion effect of Eucommia ulmoides staminate flower via the steroidogenic pathwayand potential hormonal mechanismJ.Scientific Reports,2022,12:18765.5XING Y F,HE D,WANG Y,et al.Chemical constituents,biologicalfunctions and pharmacological effects for comprehensive utilizationof Eucommia ulmoides OliverJ.Food Science and Human Wellness,2019,8(2):177-188.6杜庆鑫,魏艳秀,刘攀峰,等.杜仲雄花主要活性成分含量的多样性J.林业科学,2017,53(2):35-43.DU Qingxin,WEI Yanxiu,LIU Panfeng,et al.Diversity of the content of main active components in Eucommia ulmoides male flowersJ.Scientia Silvae Sinicae,2017,53(2):35-43.7杨海涛,曹小燕.不同方式处理杜仲雄花总黄酮的提取及抗氧化性研究J.应用化工,2016,45(6):1053-1057.YANG Haitao,CAO Xiaoyan.Study on extraction of total flavonoidsfrom male flowers of Eucommia ulmoides in different ways and itsantioxidantJ.Applied Chemical Industry,2016,45(6):1053-1057.8丁艳霞,郭洋静,任莹璐,等.杜仲雄花中黄酮类化学成分及其抗氧化活性研究J.中草药,2014,45(3):323-327.DING Yanxia,GUO Yangjing,REN Yinglu,et al.Isolation offlavonoids from male flowers of Eucommia ulmoides and their anti-oxidantive activitiesJ.Chinese Traditional and Herbal Drugs,2014,45(3):323-327.9严颖,赵慧,邹立思,等.杜仲雄花化学成分的液相色谱-电喷雾三重四极杆飞行时间质谱分析J.食品科学,2018,39(6):215-221.YAN Ying,ZHAO Hui,ZOU Lisi,et al.Analysis of chemical constituents in male flowers of Eucommia ulmoides by liquid chromatography coupled with electrospray ionization-triple quadrupole-time of flight-tandem mass spectrometry(LC-ESI-triple TOF-MS/MS)J.Food Science,2018,39(6):215-221.10 SUN C,ZHANG S S,BA S K,et al.Eucommia ulmoides olive maleflower extracts ameliorate alzheimers disease-like pathology in zebrafish via regulating autophagy,acetylcholinesterase,and thedopamine transporterJ.Frontiers in Molecular Neuroscience,2022,15:901953.11 徐文泱,唐小兰,宋阳,等.基于响应面法优化杜仲雄花茶中活性成分及加工工艺 J.食品安全质量检测学报,2021,12(7):2561-2568.XU Wenyang,TANG Xiaolan,SONG Yang,et al.Optimization ofthe active ingredients and processing technology of Eucommia ulmoides male flower tea based on response surface methodologyJ.Journal of Food Safety&Quality,2021,12(7):2561-2568.12 丁艳霞,王腾宇,张耀文,等.杜仲雄花中三萜类化学成分研究J.中国中药杂志,2014,39(21):4225-4229.DING Yanxia,WANG Tengyu,ZHANG Yaowen,et al.Triterpenesconstituents from male flowers of Eucommia ulmoidesJ.China Journal of Chinese Materia Medica,2014,39(21):4225-4229.13 DING Y X,LI Q,ZHANG H,et al.Iridoid constituents from themale flower of Eucommia ulmoides and their promotion proliferationon ESF-1J.Journal of Asian Natural Products 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Science andTechnology,2021,46(7):201-207,214.22 刘梦培,李佳,纵伟,等.动态高压微射流对杜仲雄花多糖抗氧化能力的影响J.食品科技,2021,46(2):169-174.LIU Mengpei,LI Jia,ZONG Wei,et al.Effects of dynamic highpressure microfluidization on antioxidant capacity of polysaccharideof Eucommia ulmoides male flowerJ.Food Science and Technology,2021,46(2):169-174.23 WANG J Y,CHEN X J,ZHANG L,et al.Anti-inflammatory effectsof Eucommia ulmoides Oliv.male flower extract on lipopolysaccharide-induced inflammationJ.Chinese Medical Journal,2019,132(3):319-328.24 邢蕴蕴.杜仲皮、叶、雄花对 CIA 关节炎模型大鼠的骨保护作用研究D.上海:上海中医药大学,2020.XING Yunyun.Effects of Eucommia ulmoides bark,leaves and maleflowers on collagen-induced arthritis in ratsD.Shanghai:Shanghai University of Traditional Chinese Medicine,2020.25 王健英,陈晓俊,张磊,等.杜仲皮、杜仲雄花醇提取物对模型小鼠气道变应性炎症的影响J.中国中医药信息杂志,2018,25(3):42-47.WANG Jianying,CHEN Xiaojun,ZHANG Lei,et al.Effects of alcohol extracts of bark and male flower of Eucommia ulmoides oliv.onairway allergic inflammation of model miceJ.Chinese Journal 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on the activities of antioxidant and antibacterial of Eucommia male flowerD.Yangling:Northwest A&FUniversity,2013.31 李欣,王利平,杨梅,等.杜仲雄花正丁醇提取物抑菌活性研究J.中国食物与营养,2014,20(5):53-56.LI Xin,WANG Liping,YANG Mei,et al.Study on antibacterial activities of N-butylalcohol extract of Eucommia male flowersJ.Foodand Nutrition in China,2014,20(5):53-56.32 李欣,乔家驹,冯汉青,等.杜仲雄花乙酸乙酯提取物的抑菌活性研究J.食品工业科技,2015,36(11):62-65.LI Xin,QIAO Jiaju,FENG Hanqing,et al.Study on antibacterialactivities of the ethyl acetate extract in male Eucommi