沙枣功能成分及药理活性研究进展
2013-04-06周尚臻李家寅赵春萌
王 雅,周尚臻,李家寅,赵春萌
(兰州理工大学生命科学与工程学院,甘肃兰州730050)
沙枣(Elaeagnus Angustifolia L.),又名桂香柳、七里香等,胡颓子科胡颓子属植物,生长于半干旱、干旱、半荒漠、荒漠地区,是沙漠里的“宝树”。在美国、加拿大、地中海沿岸、伊朗、西亚、印度地区都有分布[1],我国西北省份新疆、青海、甘肃、内蒙古西部和宁夏生长面积较大,沙枣栽培面积在13万公顷以上[2]。沙枣果实为长椭圆形,果皮黄红色或黄色,果肉为浅黄色或白色,味道甜中略带涩酸味。另外,沙枣树作为天然野生植物,其果实沙枣不受化肥、农药和工业污染物的污染,果实富含糖类、蛋白质、鞣质、黄酮、矿物质及多种微量元素等[3]。据《新疆药用植物志》记载,具有“强壮、镇静、健胃、止泻、利尿”等保健功效。
1 化学成分
沙枣的化学成分主要有:挥发油、生物碱、黄酮、芳香族、酚酸类成分(没食子酸、咖啡酸等)、鞣质、糖类、蛋白质、氨基酸、脂肪、还原糖、蔗糖、淀粉、粗纤维、总酸、维生素和矿物质等。
1.1 糖类
沙枣果实含糖量较高,达43%~59%,其中果糖约占20.0%[4]。沙枣多糖是沙枣的主要活性成分之一。江发寿[5]用超声波辅助提取后测得沙枣多糖含量达6.81%。廉宜君[6]利用复合酶辅助超声波提取法,测得沙枣多糖提取率高达12.35%。李晓华[7]对比了超声波辅助提取法、热水浸提法和微波辅助提取法对新疆沙枣果实可食部分多糖的提取效果,结果表明微波辅助提取沙枣多糖的效果最优,多糖提取率达8.9%。郅洁[8]将新疆沙枣果实可食部分浸泡后超声提取,醇沉后测得沙枣多糖含量为9.98%。
1.2 酚酸类化合物
魏晋梅[9]用高效液相色谱(Hypersil ODS 100mm×4.6mm(i.d)5μm柱,以乙腈和磷酸缓冲液(0.6%)为流动相梯度洗脱),在检测波长323和280nm,流速1mL/min,检测到绿原酸、香豆酸、肉桂酸、阿魏酸和咖啡酸,其含量依次为 0.472、0.373、0.425、0.529、0.381mg/kg。
1.3 黄酮类物质
不同产地的沙枣枝、叶、花及果均含有黄酮类化合物。Si C L[10]从沙枣树皮95%乙醇提取物中分离得到7种黄酮类化合物,分别为儿茶素、表儿茶酸、没食子儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素、槲皮素、毛地黄黄酮。王基云[11]发现沙枣花乙醇提取物中总黄酮含量为27mg/g,芦丁含量为0.029mg/g。石翠芳[12]测得沙枣果肉原花青素得率为4.23%。杜瑞芳[13]采用 ODS柱,流动相为0.1%磷酸溶液-甲醇(42∶58),在370nm的检测波长下测得沙枣果肉中槲皮素的RSD为1.56%,在0.042~0.84μg范围内线性关系良好;异鼠李素在0.0412~0.824μg内线性关系良好,RSD为0.86%。
1.4 挥发油
据《新疆药用植物志》记述,沙枣鲜花中含香精油0.2%~0.4%。采用不同技术手段,对沙枣花香气成分进行提取鉴定,含量最多的是肉桂酸乙酯和肉桂酸甲酯。吕金顺[14]用沙枣花的 CH2Cl2萃取液和醚萃取液,经检索NIST02谱图库和启动G1701DA MSD ChemStation化学工作站,确定了芳香油中的75种成分,采用峰面积归一化法得出其主要成分为反式肉桂酸乙酯、肉桂酸甲酯和苯乙醇。李兆琳[15]用水蒸气蒸馏法提取,毛细管气相色谱-质谱法对沙枣花鲜花中芳香油成分进行研究,用常规分离方法得到85个组分,其中的47个组分被鉴定,发现沙枣花鲜花芳香油主要组分为反式肉桂酸乙酯。
1.5 鞣质
沙枣果实中富含鞣质。王生敏[16]采用高锰酸钾滴定法测得沙枣果实可食部分鞣质含量11.14%。江发寿[17]采用超声辅助提取,测得沙枣鞣质的含量为8.18%。阿孜古力·吾司曼[18]以料液比1∶10,用70%丙酮超声提取1.0h,测得新疆沙枣果实可食部分的总鞣质含量为6.32%。
1.6 生物碱
沙枣中富含多种生物碱。目前从沙枣根皮中分离得到哈尔曼、二氢哈尔曼、2-甲基-1,2,3,4-四氢-β-卡啉、胡颓子碱、四氢哈尔醇、N-2-甲基四氢哈尔醇、哈尔明及哈尔醇8个生物碱[19]。
1.7 蛋白质和氨基酸
章衡[20]研究报道,沙枣果肉中含有17种氨基酸,人体必需的8种氨基酸占总量的23.16%。江发寿[21]研究发现新疆沙枣果实可食部分蛋白质含量为7.03%,含有18种氨基酸,其总量为3.81%,营养必需氨基酸含量达0.88%。王雅[22]发现甘肃沙枣果实可食部分中蛋白质含量达6.76%,蛋白质中至少含有18种氨基酸,其总含量可达3.40%,营养必需氨基酸含量达1.12%。
1.8 矿物质和维生素
付如刚[1]采用灰化、消化法对甘肃沙枣果实可食部分进行处理后,用原子吸收光谱测定Na、Ca、Mg、Zn、Fe、Cu、Ni、Mn、Cd 的含量,结果表明,前 8 种金属元素的含量分别为:48.25、137.60、88.40、4.06、1.87、6.21、2.50 和0.02μg/g,未检测出 Cd。张应年[23]测得沙枣果实可食部分中还原型与氧化型两种维生素C结构形态总含量为2405mg/100g。
1.9 油脂
沙枣果实尤其是果核富含油,脂肪酸成分主要有硬脂酸、棕榈酸、亚油酸、棕榈油酸、油酸、亚麻酸,非皂化成分有生育酚和胡萝卜素。果皮中主要含有棕榈酸、亚油酸、油酸及β-谷甾醇。沙枣种子含油率较高,可达26.0%。沙枣油脂肪酸中含3.20%的12-乙酰氧基-9-十八碳烯酸,33.3%的9,12-十八碳二烯酸,20.59% 的8,11-十八碳二烯酸和42.2%的8-十八碳烯酸[21],不饱和脂肪酸含量高达45%左右[24],是榨油的优质原料。沙枣果实可食部分含油率为 5.43%[22]。
2 药理活性
2.1 抗氧化作用
丁玉松[25]研究发现沙枣多糖具有一定的还原性,同时具有清除DPPH自由基和羟自由基的作用。石翠芳[12]对纯化后沙枣果肉原花青素的抗氧化性能进行了测定,结果显示沙枣果肉原花青素对羟自由基具有很强的清除和抑制作用。王基云[11]发现沙枣花醇提物能够抑制自由基诱导的肝脏脂质过氧化损伤作用,提高机体清除氧自由基能力,维持细胞膜结构和功能的完整性。Cansev[26]研究沙枣果皮提取物的抗氧化能力,得出其对羟自由基有明显的清除作用,且随浓度的增大,清除能力增大。
2.2 免疫调节及抗肿瘤作用
廉宜军[27]研究发现沙枣提取物能显著提高小鼠免疫脏器指数,单核巨噬细胞系统的吞噬功能,对动物具有良好的免疫功能。孙建新[28]发现沙枣提取物对人胃癌细胞株(MGC-803)、人肝癌细胞株(QCY-7704)、人胰腺癌细胞株(SWL-990)均具有直接杀伤作用,能够抑制肿瘤细胞增殖,另外沙枣多糖对呼吸道的合胞病毒有抑制作用,对病毒的繁殖也有一定的抑制作用。
2.3 抗炎镇痛作用
前苏联药用植物志记载,沙枣果实含有鞣质和胶质,鞣质是沙枣发挥抗炎作用的主要物质。Ahmadiani[29]运用老鼠的慢性和急性疼痛,研究发现沙枣果实水水提物具有显著的抗炎效果。Karimi[30]研究发现不同剂量的沙枣不同部位(果皮、果肉和种子)水提取物,经腹腔注射对神经结扎老鼠可以止痛。买尔旦·马合木提[31]等研究发现新疆大果沙枣果实可食部分水提物可以抑制二甲苯所致小鼠耳肿胀,且抑制率与剂量呈正相关性,但抑制强度不如阿司匹林;水提物可不同程度抑制小鼠角叉菜胶所致足跖肿胀,抑制效果优于阿司匹林;有一定的镇痛作用,能降低乙酸诱发小鼠扭体反应次数。
2.4 抑菌作用
沙枣中富含的鞣质等多酚类物质具有较强的收敛作用,对多种细菌、真菌、酵母菌有明显的抑制作用,尤其对引起化脓型感染、烧伤、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌、霍乱菌等常见致病细菌有很强的抑制能力,能抑制细菌外毒素的活性,杀灭肉毒杆菌及其孢子,且不影响生物体本身的机能。陶大勇[32]研究发现沙枣提取物可抑制大肠杆菌的生长繁殖。
2.5 抗腹泻作用
麦合苏木·艾克木[33]研究发现新疆沙枣果实水提物、醇提物、粉末均能降低腹泻小鼠的腹泻指数和稀便率,具有抗腹泻利作用,且能抑制正常小肠运动亢进小鼠的胃肠道推进运动。多里坤·木扎帕尔[34]研究新疆沙枣果实可食部分干粉治疗婴幼儿急性腹泻的效果,发现沙枣干粉能有效减轻婴幼儿的腹泻程度,缩短病程,能明显减少大便数量,促进补液盐的摄入。沙枣果实提取物抗腹泻的作用机理是由于其富含鞣质等活性物质,这些物质在机体分泌亢进时,较好地拮抗水和电解质的分泌,维持胃肠道的渗透压水平。
2.6 其它作用
丁玉松[35]通过小鼠的负重游泳及肝糖原、血清尿素氮和血乳酸的变化来研究沙枣多糖对小鼠的抗疲劳作用,结果发现,多糖各剂量组均能提高小鼠肝糖原含量,沙枣多糖抗疲劳作用可能与增加糖原的储备或者减少糖原的消耗有关;低、高剂量组能降低血清尿素氮含量,表明沙枣多糖可以减慢机体内含氮物质的分解速度,改善对运动负荷的压力;中、高剂量组能减少机体血乳酸堆积,从而起到缓解机体疲劳的产生,从而得出沙枣多糖具有显著的抗疲劳作用。Hossein[36]研究发现沙枣种子水及乙醇提取物对老鼠肌肉可引起松弛作用。皮肤病学研究进一步验证沙枣果实可食部分提取物及沙枣花浸膏能够促使伤口愈合[37]。研究沙枣饲料对小鼠的保健作用,发现沙枣饲料能够促进小鼠体重增加、缩短饲养周期、降低小鼠应激反应及饲料消耗,且能够提高小鼠耐力等作用。此外,实验发现沙枣多糖能够起到降脂减肥的作用,沙枣果实具有抗酒精引起的消化道溃疡活性。
3 存在的问题及展望
随着社会经济水平的提高,人们对健康的要求愈来愈高。但因环境的恶化和生存压力的增大,人类面临各种各样疾病的挑战,例如高血糖、肿瘤、心脑血管疾病、肥胖症等,人类对健康食品的需求量越来越大,所以健康食品或功能性食品被誉为21世纪的食品。沙枣果实富含糖类、鞣质、黄酮、矿物质及微量元素,可调节恢复人体血液循环系统、降血压、血糖、血脂等生理保健功能。尽管沙枣具有较高的食用和药用价值,但在成熟期大部分未被收集利用而自然落地腐烂,造成野生资源的严重浪费,因此对沙枣的研究开发利用,既能充分利用野生资源,又不断满足人们对天然食品的消费需求。但目前对沙枣中功能成分的分离鉴定研究报道较少,对其具体的功效成分研究报道鲜见,而对其药理活性研究大多只停留在其粗提物的低水平重复研究上,所以,对沙枣的功能活性及其物质基础的研究仍需深入进行。
3.1 重视沙枣中功能成分的分离鉴定
化学物质的结构决定其功能,所以,通过应用大孔树脂纯化、反复硅胶柱层析、半制备液相色谱、聚酰胺柱色谱柱和Sephadex HL-20柱色谱等化合物的分离方法和 UV、MS、1H-NMR、13C-NMR、DEPT、2DNMR等化合物的图谱鉴定方法研究其化学成分,为其药理活性的开发应用提供理论支撑。
3.2 对沙枣药理活性的研究要有重点
尽管沙枣有众多的药理活性,但主要的、效果比较明显的活性是有限的,所以应把研究的重点放在其主要活性上,集中人力、物力和财力对其进行系统深入研究,这样才能为沙枣功能活性的应用奠定坚实的基础。
3.3 注重沙枣功能产品的开发应用
沙枣既然具有较好的药理活性和保健功能,另外,生长面积较大,产量较高,所以应注重对其功能产品的开发,提高产品加工档次,加强深加工和集约化生产规模。另外,可考虑将其作为保健食品或“绿色食品”等,这样才能起到物尽其用的目的。
[1]付如刚,孟嫣,李剑,等.沙枣中几种金属元素含量分析[J].草业科学,2011,28(6):1203-1206.
[2]于玮玮,阎国荣.沙枣的资源及研究综述[J].天津农学院学报,2009,16(2):46-50.
[3]梁琪,毕阳,米兰,等.沙枣细粉超微粉碎后对物化特性的影响研究[J].食品工业科技,2012,33(11):376-78.
[4]马丽娟 .沙枣的开发利用[J].宁夏科技,2000,6(4):37.
[5]江发寿,刘金荣,但建明,等.多糖的超声提取及含量测定[J].西北药学杂志,2002,17(1):13-14.
[6]廉宜君,李炳奇,刘红,等.复合酶辅助超声波提取沙枣多糖的工艺研究[J].中国中医药信息杂志,2009,16(6):47-48.
[7]李晓华,童军.茂新疆沙枣多糖提取工艺的优化[J].农产品加工,2011(5):73-76.
[8]郅洁,李炳奇,廉宜君,等.沙枣多糖的提取及其抗氧化活性的研究[J].中成药,2009,31(5):796-798.
[9]魏晋梅,罗玉柱,曹禄兴,等.高效液相色谱法同时测定沙枣果实中5种酚类化合物[J].食品工业科技,2011(8):392-393,396.
[10]Si C L,Xu J,Wu L.Antioxidant flavonoids from bark of Elaeagnus angustifolia[J].Planta Medica,2009,75(9):943-944.
[11]王基云,姚遥,肖旭,等.沙枣花黄酮成分的含量测定及其药理作用的初步研究[J].时珍国医国药,2010,21(4):812-814.
[12]石翠芳,孙智达,谢笔钧.沙枣果肉原花青素的提取、纯化及抗氧化性能的研究[J].农业工程学报,2006,22(3):158-161.
[13]杜瑞芳,王雨梅,刘卫东,等.高效液相色谱法同时测定沙枣中槲皮素和异鼠李素的含量[J].时珍国医国药,2008,19(4):831-832.
[14]吕金顺.沙枣花挥发性和半挥发性成分的分析[J].林业科学,2007,43(3):122-126.
[15]李兆林.沙枣花挥发油化学成分的研究[J].高等学校化学学报,1989,10(8):804-808.
[16]王生敏,魏春雁,李树殿.沙枣营养成分的分析[J].中国野生植物,1988(4):31-33.
[17]江发寿,但建明,王航宇,等.均匀设计法优化沙枣蹂质的超声提取工艺[J].中药材,2002,25(11):815-816.
[18]阿孜古力·吾司曼,古丽仙·胡加,买尔旦·马合木提.正交实验优化新疆沙枣鞣质的提取工艺[J].中国民族医药杂,2009,15(2):56-59.
[19]Zhang W N,Liu z Y,Wang ZM.Advances in the study of active constituents of Shazao[J].Chin Tradit Herb Drugs,1986,17(7):41-44.
[20]章衡,池建伟,王文生.沙枣果实开发利用的研究[J].山西农业大学学报,1991,11(4):304-307.
[21]江发寿,谢建新,刘金荣,等.沙枣的营养成分分析及沙枣油的理化常数测定[J].石河子大学学报:自然科学版,2002,6(1):20-22.
[22]王雅,赵萍,王玉丽,等.野生小沙枣营养成分研究[J].甘肃农业大学学报,2006,41(6):130-132.
[23]张应年.沙枣中维生素 C 的测定[J].化学世界,1995,36(7):379-382.
[24]姬华,李应彪 .沙枣食品的开发与利用[J].果菜,2006,(4):45-46.
[25]丁玉松,马儒林,牛强,等.沙枣多糖的抗氧化实验研究[J].农垦医学,2009,31(6):511-513.
[26]Cansev A,Sahan Y,Celik G.Chemical properties and antioxidant capacity of Elaeagnus angustifolia L.fruits[J].Asian Journal of Chemistry,2011,23(6):2661-2665.
[27]廉宜军,李炳奇,肖芙蓉,等.沙枣多糖对小鼠免疫功能影响的研究[J].时珍国医医药,2009,20(5):1126-1127.
[28]孙建新,朱虎虎,肖辉,等.4种新疆植物提取物对人肝癌细胞生长抑制作用的研究[J].新疆医科大学学报,2008,31(7):828-830.
[29]Ahmadiani,J Hosseiny,S Semnanian.Anti-nociceptive and anti-inflammatory effects of Elaeagnus angustifolia fruit extract[J].Journal of Ethno Pharmacology,2000,72:287-292.
[30]Karimi G,Hosseinzadeh H,Rassoulzadeh M.Antinociceptive Effect of Elaeagnus angustifolia Fruits on Sciatic Nerve Ligated Mice[J].Iranian Journal of Basic Medical Science,2010,13(3):97-101.
[31]买尔旦·马合木提,阿孜古力·吾司曼,古丽仙·胡加.沙枣水提物抗炎、镇痛、解热及抗菌作用研究[J].西北药学杂志,2011,26(1):43-46.
[32]陶大勇,李树伟,应璐,等.沙枣化学成分的提取分离及药敏实验[J].中兽医医药杂志,2005(3):10-13.
[33]麦合苏木·艾克木,买尔旦·马合木提.新疆沙枣提取物对实验性小鼠腹泻以及小肠推进功能的影响[J].新疆医学,2007,37(3):1-3.
[34]多里坤·木扎帕尔,吐尔逊娜依·玉山,古丽娜尔·乌拉孜别克.沙枣治疗婴幼儿急性腹泻病的临床研究[J].儿科院学杂志,2007,13(1):18-20.
[35]丁玉松,王忠,马儒林,等.沙枣多糖抗疲劳作用及其机制的研究[J].食品科学,2010,31(11):255-257.
[36]Hossein H,Mohammad R,Nazanin N.Muscle relaxant activity of Elaeagnus angustifolia L.fruit seeds in mice[J].Journal of Ethnopharmacology,2003,84:275-278.
[37]Bucur L,Negreanu- P T,Giurginca M,et al.Some new Elaeagnus angustifolia L.extracts and the pharmaceutical products antioxidantactivities determined by the chemiluminiscence method[J].Revue roumaine de chimie,2008,53(10):961-961.