甘草黄酮类化合物生理功能及其在食品中应用研究

钟永恒，贾仕杰，郝同江，荆超，孙可新，李德海

(东北林业大学林学院，哈尔滨150040)

甘草黄酮类化合物生理功能及其在食品中应用研究

钟永恒，贾仕杰，郝同江，荆超，孙可新，李德海*

(东北林业大学林学院，哈尔滨150040)

摘要：甘草黄酮类化合物是甘草中所含有的一类生物活性较强的有效成分。该文综述了甘草黄酮化合物的主要成分、药理作用，并介绍了目前甘草黄酮在食品中的应用，旨在为甘草黄酮类化合物在未来市场得到更广泛的开发利用提供参考。

关键词：甘草黄酮；药理作用；食品；应用

甘草黄酮(Licorice flavonoids,LF) 类化合物主要存在于甘草根中，是甘草中最重要的生理活性物质之一。甘草黄酮类化合物的化学成分比较复杂，主要有甘草素、异甘草素、甘草苷、异甘草苷、新甘草苷、新异甘草苷等[1]。甘草也是我国传统的药用植物资源，我国及日本学者对其研究比较早，早在20世纪60年代人们就发现甘草黄酮类物质具有抗肿瘤、抗炎、抗氧化、镇静和镇痛、降脂等作用。近几年国外对甘草黄酮的研究也逐渐兴起，在探索其作用机理这方面研究比较深入。甘草黄酮类化合物的应用也日益广泛。如何从植物体中提取活性较强的天然黄酮类成分，并结合天然植物资源深加工技术，进一步将其加工成有一定生理功能的保健食品和药品等产品，提高其利用价值，也是正科学家们在研究的热点问题。根据中华人民共和国卫生部新公布的，既是食品又是药品的名单中，甘草为药食两用资源。因此本文就甘草黄酮药理作用及甘草黄酮在食品中的应用进行了综述，为甘草黄酮的进一步开发利用提供科学依据[2]。

1甘草黄酮的生理功能

1.1甘草黄酮具有抗肿瘤功能

肿瘤是危害人类身体健康的一大杀手，近年来我国因患恶性肿瘤死亡的人数日益增加，探寻治疗肿瘤的药物具有重要的意义。

Snait Tamir等人首先研究发现了甘草中黄酮类物质具有植物雌激素活性，能与人类雌激素受体结合，使体内肌酸激酶的活性增加，抑制乳腺癌细胞的增生。而随着甘草黄酮浓度的增加，对乳腺癌细胞的增生具有两面性，在低浓度下(10nM～10μM)具有促生长效应，在浓度大于15μM时表现出抑制癌细胞生长效应[3]。Motohiro等人[4]研究发现异甘草素对前列腺癌细胞的增殖有明显的抑制作用，其原因可能与甘草黄酮能增强GADD153信使RNA和蛋白质的表达，诱导了细胞周期阻滞和细胞生长抑制有关。Kimberly M. Jacksona[5]等人研究二甲基苯并蒽(DMB)类甘草黄酮对几种人类前列腺癌细胞系的细胞周期动力学的影响，也发现其具有抑制前列腺癌的作用。

赵世元等[6]对甘草总黄酮体内抗肿瘤作用及其机制做了初步研究，通过建立S180小鼠移植肉瘤模型，观察甘草总黄酮对S180小鼠肉瘤抑瘤率以及肿瘤组织切片的病理改变情况，并检测体内相应蛋白的表达情况，结果表明甘草总黄酮能显著抑制小鼠体内肉瘤的生长。肝脏是人类致癌的主要靶器官之一。Kaku Nakagawa[7]等研究甘草黄酮油抗癌的靶器官，并假设以肝脏为靶器官，通过小鼠实验证实了甘草黄酮油浓缩液600mg/kg的浓度下有显著抑制肝癌的作用。通过对甘草黄酮抗肿瘤功能的深入研究，为甘草黄酮在临床上的应用提供了一定的依据。

1.2甘草黄酮具有减脂功能：

随着人们生活水平的提高，三高人群及肥胖症患者日益增多，由此引发的各种疾病已成为不可忽视的社会问题。而一些化学合成的减肥药品对人体的副作用比较大，且缺乏功能性，科学家们正积极开发具有减脂功能的天然物质。国外一些最新研究表明，甘草黄酮类物质具有减脂的功能。

Yuji Tominaga[8]等人采用小组对照实验，每组成员每日分别摄入0，300，600，900mg的甘草黄酮油(LFO)。一段时间后对参与者全身脂肪、内脏脂肪、体重、身体质量指数和安全参数进行测量评估。结果表明：虽然四组成员卡路里的摄入量相同，但后三个LFO摄入组，在摄入8周后，检测结果显示全身脂肪量显著降低，并且每日摄入剂量为900mg的组员脂肪降低最明显，且没有不良反应，该结果表明甘草黄酮具有一定的减脂功能。Hiroshi[9]等人调查了甘草黄酮油对食源性肥胖症小鼠的作用，在高脂饮食中添加2%甘草黄酮油能有效减轻腹部脂肪组织的重量，以及降低肝脏和血浆中甘油三酯的水平，因此被用作降低胆固醇的功能食品。K. Nakagawa[10]等人进行毒理学实验，连续90天给小鼠服用甘草黄酮油，当雌鼠服用剂量小于800mg/kg·d，雄鼠服用剂量小于400mg/kg·d时，没有观察到不利影响。综上所述，甘草黄酮将有望应用于减肥治疗。

1.3甘草黄酮具有抗氧化功能

甘草黄酮的抗氧化功能研究比较早。余龙江[11]研究了甘草总黄酮的体外抗氧化性能，结果表明甘草总黄酮添加量为0.02%时，对菜籽油、大豆油、花生油、猪油均有良好的抗氧化效果，且对猪油的抗氧化作用最强。他还考察了甘草黄酮与一些有机酸、合成抗氧化剂的协同抗氧化作用，发现其抗氧化能力均得到增强。

对于甘草黄酮抗氧化性的研究并不仅局限于体外抗氧化作用。Fuhrman等人[12]以人类及患有动脉粥样硬化载脂蛋白不足的小鼠为研究对象，分别进行了体内及体外实验，证明了甘草中黄酮类化合物能够抑制低密度脂蛋白(LDL)脂质氧化作用。Young Woo Kim[13]等人向经过甘草黄酮提取液预处理过的肝损伤小鼠体内注射毒素后，逆转了肝抗氧化能力的下降以及抗炎症基因在肝脏以及细胞的抑制性表达。Young Mi Kim 等人[14]研究发现甘草黄酮能保护肝细胞免受氧化损伤造成脂肪堆积。通过对甘草黄酮的体内抗氧化性研究，为其作为食品抗氧化剂在食品中的应用提供了可靠依据。

1.4甘草黄酮具有抗炎、抑菌功能

近年来，一些天然抑菌物质逐渐被发掘，并在我们的生活中起着重要的作用，如我们常见的丁香、桂皮等。甘草黄酮类化合物就具有一定的抗炎、抑菌功能。

Yi-Cheng Xie 等人[15]从乌拉尔甘草中提取出甘草黄酮，向患有急性肺炎的小鼠体内分别注射3，10，30mg/kg甘草黄酮，结果炎细胞明显减少，包含白细胞、巨噬细胞和积累在支气管肺泡灌洗液体中的淋巴细胞等，其中对白细胞的作用最强。并且当黄酮浓度30mg/kg时与1mg/kg地塞米松有同样的治疗效果。Ju Young Lee等人[16]对甘草黄酮的抑菌功能进行了研究，发现甘草黄酮对白色念珠菌具有免疫作用，能保护小鼠免受白色念珠菌病。安晓晶等[17]通过研究红花和甘草黄酮对醋酸致小鼠扭体反应的影响、对醋酸致腹腔毛细血管通透性升高的影响、对动静脉旁路血栓形成的影响，考查红花和甘草黄酮的抗炎镇痛作用，发现两者联合应用时具有明显的抗炎镇痛活性。这些研究为甘草黄酮作为抗炎化合物的使用提供了潜在的依据。

1.5甘草黄酮具有美白及治疗黄褐斑功能

酪氨酸酶是黑色素生物合成的关键酶，决定哺乳动物的皮肤和头发的颜色。各种皮肤疾病，老年斑，光化学损伤，以及过度积累的表皮色素沉着都与酪氨酸酶有关。研究发现甘草黄酮具有美白及治疗黄褐斑的功能，能够改善肌肤，淡化色斑，若将其应用于日常化妆品中，将具有很好的开发前景。

Ohad Nerya[18]等人研究发现甘草黄酮化合物对酪氨酸酶有抑制作用，能够抑制黑色素细胞合成黑色素。3年后，她又对双孢蘑菇采后褐变问题进行研究，在蘑菇切片上涂抹甘草黄酮和无花果叶和果实中的一种物质后，蘑菇褐变得到显著抑制[19]。Boqiang Fu等人[20]为了探究甘草中抑制褐变的活性成分到底是什么，利用多相色谱从甘草中分离出5种不同的黄酮化合物，分别是甘草苷、异甘草素葡萄糖芹菜苷、异甘草苷、甘草素、甘草查耳酮A。其中异甘草苷、异甘草素葡萄糖芹菜苷、甘草查耳酮A对酪氨酸酶有抑制作用，且都是竞争性抑制剂，有望作为酪氨酸酶抑制剂和脱色剂应用于食品及化妆品工业中。王明利等[21]研究了从甘草中提取的一种美白剂，研究发现具有抗酪氨酸酶活性、抑制过氧化脂质、抗菌、抑制多巴色互变酶(TRP22)活性等作用，这是市场上许多其它美白剂所没有的效能。开发出富含甘草黄酮的祛斑产品，能有效地治疗黄褐斑，与现代人所提倡的自然、环保的理念遥相呼应，是爱美人士的不二选择。

1.6其他功能

代谢综合征，包括2型糖尿病、胰岛素抵抗、腹部肥胖症、高血压和血脂异常，是一个重大的公共卫生问题。Zhenghong Guo等人[22]研究发现甘草黄酮对糖苷酶和蛋白酪氨酸磷酸酶有抑制作用，可以作为潜在的功能性食品成分，可用于预防和治疗2型糖尿病。过氧物酶体活性增殖物受体的配体能够有效抵抗代谢综合征。T Mae[23]等人分别用乙醇、乙酸乙酯、丙酮作为溶剂，并分析提取物与过氧物酶体活性增殖物受体的结合活性，发现甘草的乙醇提取物中(其主要成分是黄酮类)含有全部的四种活性化合物，且口服甘草乙醇提取物能显著降低糖尿病小鼠的血糖水平。这些研究结果表明，甘草乙醇提取物能有效预防及治疗代谢综合症。气道嗜酸性粒细胞的炎症反应是过敏性哮喘的一个重要特性，Bolleddula J[24]等人研究发现甘草黄酮类能抑制嗜酸性粒细胞趋化因子的分泌，从而达到预防哮喘的目的。

2甘草黄酮在食品中的应用

2.1甘草黄酮用作抗氧化剂

食品氧化是引起食品腐败变质的重要原因。目前合成抗氧化剂的使用仍占主导地位，然而合成抗氧化剂存在着一定的安全隐患，需严格控制其添加1量。天然抗氧化剂的应用则有效避免了合成抗氧化剂的毒性，不仅能够阻滞食品氧化，对人体还具有很多益处。20世纪末，日本学者比较了24种中草药的抗氧化活性，发现甘草的极性溶剂萃取物在亚油酸甲脂底物中具有很好的抗氧化效果。随后油溶性和水溶性的商品化的甘草抗氧化剂以及复合型天然抗氧化剂被相继开发出来[25]。王兴国等人[26]以含动物油的杏仁酥和含植物油的蛋糕作为试验样品，在样品中加入甘草抗氧化剂，并同时以未加甘草抗氧化剂组作对照，得出结论，甘草抗氧化剂对于含动物油脂和植物油脂食品都具有显著抗氧化效果。

根据我国《GB2760-2011 食品添加剂使用卫生标准》规定：“甘草抗氧化物可用于不含水的脂肪与油、熟制坚果与籽类(仅限油炸坚果与籽类)、油炸面制品、方便米面制品、饼干、膨化食品、肉制品类，最大使用量以甘草酸计，为0.2 g/kg”[27]。利用甘草黄酮具有抗氧化性的特点，将其应用在食品保鲜及抗氧化中，并且较其他化学合成的抗氧化剂更安全、绿色、环保。

2.2甘草酸奶

酸奶是广受大众欢迎的产品，近年来各种新型酸奶产品的研发也越来越盛行，各种不同口味、功能的酸奶逐渐走入人们生活。李次力[28]等人研究了一种甘草酸奶，利用甘草黄酮提取液为主要原料，加入适量牛乳、蔗糖等，经乳酸菌发酵后制成甘草酸奶。通过实验研究，得出最佳配方为牛乳77%、甘草汁15%、蔗糖6.5%、乳粉 1.5%、胶之素0.2%。当甘草提取液的添加量为15%以下 ( 含15%)时，对酸乳的凝乳时间、凝乳状态、pH、酸度和活菌数无明显影响，且用这种配方研制出的酸奶比普通酸奶口感更好、滋味更香，还具有补脾益气、清热解毒、优化肠道菌群、助消化、降血脂、提高人体免疫力等多种保健功能，对人体有很多益处。

2.3甘草黄酮用作天然防腐剂

甘草黄酮用作食品中的天然防腐剂主要与其具有抑菌性有关。王南舟[29]等人研究甘草中的抑菌有效成分对西式火腿的防腐效果，根据所提取的黄酮类化合物对常见食品污染菌的MIC测定结果，多数食品污染菌的MIC均小于I000mg/kg，结果表明，甘草黄酮提取物能有效抑制西式火腿中常见的腐败菌，从而延长西式火腿的保质期。符峰[30]等人用甘草为原料制备天然保鲜膜剂，研究其对鸡蛋和西式火腿的保鲜效果，并与未经涂膜保鲜的原料进行对比，实验结果显示，甘草黄酮提取物抗菌活性高，对鸡蛋、西式火腿等食品的保鲜能起到很好的效果。由此可见甘草黄酮在食品防腐领域中有一定的实际应用价值，能够防止食品腐败，延长食用期限。

3展望

综上所述，甘草黄酮是一种多功能药食两用资源。既具有抗炎、抗菌、抗氧化、抗肿瘤等药理作用，可以在临床上应用，还可作为抗氧化剂、防腐剂等应用到普通食品及保健食品中去。随着对甘草黄酮的研究不断深入，其更多的潜在价值必将逐渐被人类发掘和利用。

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The Study of Physiologic Function and Application in Food on the Licorice flavonoids Compounds

Zhong Yongheng , Jia Shijie, Hao Tongjiang, Jing Chao, Sun Kexin, Li Dehai*

(College of Forestry, Northeast Forestry University, Harbin 150040)

Abstract:Licorice flavonoids is a group of biologically active substances found in licorice. The progress in the research of the components, pharmacological activity and the application in food are reviewed in this paper,so as to provide some reference for further development and utilization in future market.

Key words:Licorice flavonoids; Pharmacological function; Food; Application

收稿日期：2016-02-25

基金项目：东北林业大学大学生省级创新实验项目(201510225127)和黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12543015)资助

作者简介：钟永恒(1994-)，女，本科生，从事食品化学及植物有效成分研究，E-mail:1014134659@qq.com；*通讯作者：李德海 (1976-)，男，副教授，硕士生导师，从事食品化学及植物有效成分研究，E-mail:lidehaineau@163.com。

中图分类号:R285

文献标识码:A

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2016.03.039