李 呗， 任廷远*
(贵州大学 酿酒与食品工程学院， 贵州 贵阳 550025)
刺梨(Rosaroxbunghi)属蔷薇科(Rosaceae)蔷薇属(RosaL.)多年生落叶散生灌木植物缫丝花的绿色珍果，又名茨梨、山王果、佛朗果和刺石榴等，作为我国西部山区独有的野生植物，主要分布于四川、贵州和云南等地。2015年以来，贵州省将刺梨产业列入现代生态特色食品重点产业，由于刺梨覆盖面广、脱贫攻坚效果好、农民受益多，是全省大力培育的“十二大产业”之一。刺梨具有较高的营养和药用价值，是药食两用的天然野果，富含刺梨多糖、萜类化合物、多种维生素、黄酮类化合物、超氧化物歧化酶(SOD)、多酚、微量元素以及有机酸等功能活性成分[1-2]，其具有神经保护、抗氧化消炎和护肝等作用[3-6]。关于刺梨的生物活性成分及其生理功效已成为当前研究的热点之一，目前，已有较多的相关研究报道。为此，从刺梨的生物活性成分及其成分的生理功效方面对国内外研究状况进行综述，以期为其功能性食品、药物添加剂以及膳食补充剂的深入研究提供参考与借鉴。
1.1 多糖
多糖(Polysaccharide)是一种具有多羟基醛结构且分子结构复杂的至少由10个单糖通过发生脱水缩合而成的聚合糖高分子碳水化合物，主要存在于植物与微生物的细胞壁和动物细胞膜中。刺梨果实中的主要功能成分为多糖，其无明显毒副作用[7]，但不同产地的刺梨多糖的含量不同，贵阳产地刺梨含1.12%多糖，青岩刺梨多糖含量为1.43%[8]。多糖的结构是其生物活性及生理功能得以实现的物质基础，多糖的聚合程度、空间构象不同，其生物活性也存在明显差异。刺梨多糖采用热水提取法和分级醇沉技术，其得率较低，仅4.43%[9]。而酶法辅助热水浸提，多糖得率为6.32%，但该工艺在后期处理时浸提时间较长[10]。何敬愉等[11]利用纤维素酶在48.58℃的温度下对无籽刺梨粉末中多糖提取82.46 min，能有效破坏细胞壁的结构，从而提高细胞内成分的溶出速度，该方法操作简便，其得率较高，为16.85%，已普遍应用于植物有效成分的提取。此外，刺梨多糖的提取还可采用微波辅助酶法、微波辅助水提醇沉法、超声波辅助酶法等[12-13]。唐健波等[14]研究表明，同一品种刺梨采用不同提取技术多糖成分存在差异。因此，提取刺梨多糖时可根据实际需求及工艺要求，选择经济、能耗低、品质好的提取方式。
1.2 黄酮
黄酮类化合物(Flavonoids)普遍存在于植物中，是苯丙氨酸和醋酸代谢衍生的次级代谢产物，具有较多的生理功效[15]，是以C6-C3-C6为基本碳骨架，即由2个具有酚羟基的苯环通过中央3个碳原子相互连接而成的天然有机化合物，结构中常连接有甲基、异戊烯氧基、羟基、酚羟基、烃氧基及甲氧基等取代基。我国中医药中关于刺梨的研究发现，刺梨蕴含丰富的黄酮类化合物且基本安全无毒[16]。LIU等[17]研究表明，刺梨鲜果中的黄酮类化合物包含异槲皮苷、槲皮素、芦丁、木犀草素、没食子儿茶素、山奈酚和二氢芹菜素等12种，其总黄酮含量为6 800～8 000 mg/kg[18]，约是银杏叶的12倍，柑桔的120～360倍，故刺梨有“黄酮之王”的美称[19]。刺梨中黄酮类化合物的提取可采用半仿生法，提取量达27 700 mg/kg[20]。采用十二烷基硫酸钠(SDS)-超声辅助提取刺梨果渣中的黄酮类物质，其原理是利用SDS是一种表面活性剂，可降低植物的表面张力，从而使有机物得以溶解释放，该方法萃取率为0.699%[21]。采用超声辅助酶法提取刺梨果渣中的黄酮，借助超声波的空化效应可加快活性物质的溶出，能有效避免高温对活性物质的破坏，同时显著缩短提取时间，得率高达87 520 mg/kg[22-23]。目前，在刺梨资源开发利用中，占鲜果重量50%的果渣副产物未得到合理有效的开发利用，既造成资源的浪费，也对环境产生污染，而开发利用刺梨果渣黄酮是对资源进行再利用的较好方式。
1.3 超氧化物歧化酶
超氧化物歧化酶(SOD)的子单元是由1个α-螺旋和1个由α-螺旋与β-折叠组成的2个域结构组成[24]，是一种铜、锌离子含量颇丰的重要蛋白基团和抗氧化剂，其能通过歧化反应催化超氧自由基分解为对机体无毒害作用的H2O2和O2[25]，从而减轻活性氧类自由基对细胞的伤害，提高植物抗性[26]。此外，SOD还能通过抑制酪氨酸酶的表达及其活性减少色素沉积。人体摄入富含SOD膳食后，可有效降低机体的衰老速度，保护免疫系统及降低疾病发生率[27]。史肖白等[28]发现，刺梨果实的SOD含量较高，为10.5 U/mg，新鲜刺梨果中SOD含量超过无花果、山楂、黑莓、青椒和猕猴桃等果蔬10倍以上，甚至是葡萄、苹果、菠菜和梨的20～50倍。黎放[29]研究表明，刺梨从生长阶段至成熟阶段SOD活性呈下降趋势，在目前已知水果中，刺梨SOD活性最高，有保健SOD活力王、长寿果、生物黄金等美誉，可作为天然SOD的提取源。王振伟等[30]采用超声波辅助提取刺梨中SOD，其活性为546.9 U/g。李兰等[31]采用丙酮分级沉淀法(V丙酮∶V原液=1∶1)、热变性法(55℃，30 min)和等电点法(pH 5)提取刺梨中的SOD，SOD活性分别为996 U/mL、590 U/mL和554 U/mL，将刺梨细胞提取液纯化后，综合3种方法，SOD活性可达1 327 U/mL。
1.4 有机酸
有机酸(Organic acids)通常是指分子结构中含有以羧基(-COOH)为酸性源的且主要以盐或游离态存在的酸性有机化合物。安华明等[32]通过HPLC方法分析出成熟刺梨中含有较丰富的抗坏血酸(AsA)、柠檬酸、草酸、苹果酸、琥珀酸、酒石酸及乳酸共6种有机酸，且有机酸的含量及组分在不同器官中也有所差异，花中琥珀酸含量较高，叶和茎部积累乳酸量最多，根部主要积累酒石酸和乳酸。LIU等[17]报道，刺梨含有机酸种类丰富，包括9,12-十八碳二烯酸、对羟基苯甲酸、抗坏血酸、9,12,15-十八碳三烯酸、柠檬酸、咖啡酸、乳酸、丁香酸、对香豆酸和没食子酸等13种。关于刺梨中有机酸的提取方法鲜有研究报道，王娜等[33]用膜分离技术从刺梨中分离纯化出10种有机酸，所得产品质量较高。刺梨作为贵州省成本低、种植面积大的农产品，且所含有机酸种类丰富，下一步可加强对刺梨有机酸提取的研究，为我国有机酸的来源开辟一条新渠道。
1.5 维生素C
维生素C又称抗坏血酸(AsA)，是人体生长发育不可或缺的成分，参与多种机体氧化还原反应，但人体不能自行合成，是必须从外界摄取的一种水溶性维生素，可通过清除机体内自由基发挥其生物活性作用，Vc在机体中参与合成胶原蛋白，促进机体铁的吸收以及伤口愈合，使机体免受氧化应激损伤[34]。黄明等[35-36]研究证实，刺梨果实99%的Vc是在发育过程中通过L-半乳糖途径快速积累，即刺梨果实能利用L-半乳糖-1,4-内酯和D-葡萄糖醛酸作为直接合成Vc的底物，且花后65～80 d为积累高峰期，此时期积累的Vc量可达总量的1/2。
刺梨果实中的维生素丰富多样，包括B族维生素、维生素P、维生素K、维生素E、维生素D、维生素C和胡萝卜素等，其中，维生素C含量位居蔬菜水果之首，每100 g新鲜果含维C最高达3 000 mg，约为酸枣的3倍，猕猴桃的10倍，柑橘的50倍，红桔的100倍，苹果的500倍[37-38]，因而被誉为维C之王。刺梨可作为人体摄入天然Vc的重要来源，经提取浓缩后，可一定程度地满足人体的需要，能避免人体因摄入过多人工合成Vc所带来的结石等疾病。
刘英等[39]在超声波提取基础上采用Box-Behnken响应面优化Vc提取工艺，Vc提取率为7.924%。李光等[40]在避光条件下对金刺梨进行提取，Vc含量为14.83 mg/g。此外，还有加水浸提法和食用酒精提取法等[41]。随着对刺梨Vc提取方法的不断优化，目前的提取技术Vc提取量为刺梨Vc含量的1/2，仍有1/2的Vc含量存在于被丢弃的废渣废液中。由于Vc本身易被氧化和热不稳定等性质，给提取技术的研发带来一定的难度，因此实现最大化提取具有挑战性，还有待进一步的深入研究。
1.6 多酚
刺梨多酚又称刺梨单宁，是植物界最丰富的次生代谢产物，大多数是以表儿茶素和儿茶素为组成单位，具有包含带有1个或多个羟基取代基的芳族苯环的共同结构，主要有儿茶素、白藜芦醇、酚酸、芪、槲皮素、黄酮类和木脂素等[42]。WANG等[43-44]报道，刺梨富含酚类化合物，鲜果的多酚质量分数平均为10.06%，可用于制药行业。孙红艳等[45]采用超声波辅助乙醇提取刺梨多酚，该技术所用温度低、时间短，提取量为15.930 mg/g；
李光等[46]利用响应曲面法对多酚的提取工艺进行优化后，其提取量为1.811 7%。刺梨多酚一般采用鲜果提取，可保证有效成分的作用效果，且可采用纯粉状态保存，不仅方便运输和使用，还能使其不被损坏与变质。
1.7 其他
成熟刺梨果实还含有18种氨基酸，包括人体所需8种必需氨基酸，且8种必需氨基酸占其氨基酸总量的39.54%[47]。此外，刺梨还含有生物碱类、蛋白质、矿物质、三萜类化合物和甾醇类等[48]。因此，对刺梨进行综合开发与应用，具有较好的经济与生态效益。
2.1 抗氧化
氧化应激之间的生理失衡会造成人体自身的免疫性疾病、衰老、糖尿病、癌症、动脉粥样硬化、肥胖、心血管疾病以及退行性神经疾病等，导致发病率升高，而刺梨果实中含有黄酮、SOD、抗坏血酸、多糖和多酚等活性物质，其具有抗氧化作用，并能平衡人体的氧化应激[49]。曹晶晶等[50]研究发现，刺梨多糖能够提高小鼠体内GSH含量，显著增加SOD活性，降低MDA含量，以减弱氧化应激，使细胞免受脂质过氧化损伤，且多糖的抗氧化活性与其结构有关[3]。罗素元等[51]用刺梨汁对衰老小鼠模型进行灌胃治疗发现，小鼠脑单胺氧化酶(MAO)的活性受抑制，从而延缓大脑的衰老。周宏炫等[52]研究发现，刺梨多酚能显著增强酒精中毒的大鼠肝脏中GSH-Px、CAT和SOD活力，提高GSH含量，降低MDA含量，通过上调Nrf2和促进抗氧化酶HO-1mRNA表达提高机体的抗氧化能力。杨宗玲等[22]研究发现，无籽刺梨果渣中黄酮可清除DPPH·、·OH和O2-·，其对DPPH·、·OH、O2-·的EC50分别为0.013 90 mg/mL、0.307 88 mg/mL和0.942 91 mg/mL。表明，刺梨是一种具有良好抗氧化能力的天然野果。天然抗氧化剂对人体健康有益，不仅能改善皮肤粗糙、暗沉和皱纹等，还能防止器官组织突变和延缓机体衰老。
2.2 抗癌防癌
戴支凯等[53-55]研究，刺梨含有的三萜类化合物可抑制癌细胞的生长增殖，儿茶素能够阻断强烈致癌物质N-亚硝基化合物在人或动物体内的合成，所含的抗坏血酸通过与烷化剂类物质(如亚硝酸胺类)相互作用使其失去致癌作用，从而达到抗癌防癌的目的。叶国盛[56]研究显示，每天摄入10 mL刺梨汁可完全阻断强致癌物N-亚硝基化合物在机体内的合成，且预防效率较每天服用维生素C 75 mg(目前世界上公认的先进防癌方法)提高17%。刺梨汁对艾氏腹水瘤细胞有良好的抑制效果，抑制率达38.4%；
此外，还可稳定78%的膀胱癌症患者发生病变[57]。SOD不仅能及时清除机体自由基，还具有防衰老、防脂质过氧化的作用，同时还具有抑制癌症的作用。哺乳动物寿命的长短与机体内SOD的含量呈正相关，如患有乳腺癌和血液病等人群的体内SOD的量比正常人低很多[56]。此外，刺梨中的部分微量元素及β-胡萝卜素等物质对癌症均有不同程度的抑制作用[29]。CHEN等[57]研究发现，刺梨粗多糖能够通过降低蛋白MMP-9的表达、降低卵巢癌细胞A2780细胞伤口愈合率，从而有效防止癌细胞的扩散和迁移。黄姣娥等[58]研究发现，刺梨三萜对人体SMMC-7721肝癌细胞的增值具有显著的抑制效果，且抑制效果随时间的延长和剂量的增加而逐渐增强。近年来，大量研究表明，刺梨中多种物质可通过作用不同通路达到抗癌防癌的效果，为我国医药学界将刺梨活性成分用于抗癌症新型药物的研发奠定了基础。
2.3 抗动脉粥样硬化(AS)
刺梨中含有多种活性物质可以抗动脉粥样硬化，如维生素C、SOD、黄酮类化合物和多糖类物质对抗动脉粥样硬化(AS)的作用是各成分协同作用的结果[59]]。高脂血症是形成动脉粥样化的条件之一，刺梨可以通过调整高脂血症的脂代谢，降低血液的粘稠程度，缓解过氧化损伤，减轻动脉病变，从而降低血脂，进而防止动脉粥样化[54]。刺梨汁因具有抑制泡沫细胞和抑制形成LDL氧化修饰的能力，因而具有抗动脉粥样硬化的作用[60]。多食富含Vc的食物是动脉粥样硬化一级预防措施之一，刺梨作为Vc之王且经济实惠，是最佳选择。
2.4 解毒作用
刺梨汁能通过减少锰、镉、汞、铜、砷和锌等重金属在人体内的累积而具有解毒作用。何江等[61]报道，SOD刺梨汁可提高砷中毒患者体内SOD和-SH的含量，降低MDA含量，并对砷中毒脂质过氧化损伤产生拮抗作用，增强其人体抗氧化能力，最终达到排砷解毒的作用。
蔡威黔等[62]报道，刺梨汁对砷中毒动物具有提高肝脏SOD活性、降低MDA含量和降低肝脏砷含量的作用，从而治疗砷中毒所造成的继发性损害，且在对抗免疫功能受抑制及肝脏炎性坏死等方面也有良好的作用。XU等[63]研究表明，刺梨能通过调节氧化应激之间的生理失衡与元素代谢紊乱，从而减轻砷导致的肝损伤。未来可考虑将刺梨酿制成保健酒，以更大程度地发挥其各项功效。
2.5 其他作用
刺梨还具有抗炎[64]、抗纤维化[65]、促消化[66]、防辐射[64,67]、抗肿瘤[68]、抑菌[69]和提高雄性生育能力等作用，然而其中的低果胶和高纤维素含量导致水果质地欠佳[70]，但其对人体无毒副作用，是一种养身型绿色营养珍果。
现阶段，已将刺梨作为原料进行一些食品、药品和化妆品生产，其制品无毒，可以放心食用和使用。但在对其开发应用方面还有待深入：一是对刺梨多糖等的开发应用都是与其他成分共同进行，还未将其单独应用在膳食补充剂、药物以及功能性食品中。二是刺梨具有的某些功能的药理活性成分还未被完全确定，如防辐射和脏器保护作用等均需进一步深入研究。三是在刺梨加工贮藏等方面还存在很多急需解决的问题，如原料保藏时间短，刺梨原汁在贮藏过程的营养、色泽和风味成分损失严重，果脯营养成分含量低、色泽深，果汁风味差，原汁保健功能不突出，质量控制及追溯体系不健全，刺梨果渣利用率低，产品营销难度大等，仍需进一步深入研究，以实现贵州刺梨产业的健康发展。
近年来，随着人们消费水平的普遍提高，消费者对食品质量的需求也已从追求感官品质逐渐向营养滋补和绿色健康转变。健康产业涉及营养食品、医药用品和保健用品等领域，其产业链长、辐射面广、新业态多、附加值高、拉动消费的潜力大，吸纳就业人数多，已成为社会进步和经济发展的重要产业之一，是带动国民经济增长的新动力。刺梨作为营养健康的第三代水果，具有较大的市场空间和广阔的发展前景。而且刺梨资源作为健康食品加工优势资源，打造刺梨健康食品，已成为大健康产业的重要组成部分，在实施健康中国战略建设中必将发挥重要作用。
猜你喜欢 刺梨多糖活性 贵州刺梨专题书法作品大众科学(2021年10期)2021-12-23贵州刺梨专题纂刻作品大众科学(2021年10期)2021-12-23贵州轩辕农业科技发展有限公司大众科学(2021年10期)2021-12-23航天器表面抑菌活性微生物的筛选与鉴定载人航天(2021年5期)2021-11-20菠萝蜜多糖可调节肠道微生物中老年保健(2021年9期)2021-08-241，3，4-噻二唑取代的氮唑类化合物的合成及体外抗真菌活性烟台大学学报（自然科学与工程版）(2021年1期)2021-03-19紫外-可见分光光度法测定多糖铁复合物的铁含量药学研究(2015年11期)2015-12-19保肝药物体内活性筛选方法的建立中国民族民间医药·下半月(2014年4期)2014-09-263时代英语·高三(2014年5期)2014-08-26沙蒿多糖乳化特性研究食品工业科技(2014年23期)2014-03-11