基于食药价值的辣木籽研究进展

虎虓真，陶宁萍,2,3，许长华,2,3,*

（1.上海海洋大学食品学院，上海 201306；2.上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心，上海 201306；3.农业部水产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室（上海），上海 201306）

辣木（Moringa oleifera）属于辣木科（Moringaceae）、辣木属（Moringa Adans.），原产于印度北部的喜马拉雅地区，是耐旱性及适应性较强的速生树种[1-2]，其根具有辛辣味，因此得名为辣木[3]。辣木主要分布于亚洲、非洲和中美洲的热带、亚热带国家或地区。自20世纪初我国从缅甸引种至云南省芒市以来[4]，辣木在我国的种植范围已发展至长江以南各省区[5-6]。古罗马时期就已有辣木的食用记载，辣木的叶、花、荚、根及种子均具有食用和药用功能，故被称之为“神奇之树”[7]。2012年我国卫生部批准辣木叶为新资源食品，中国-古巴辣木科技合作中心于2014年在云南省热带作物科学研究所成立[8]，辣木在我国的关注度日益增强。目前辣木已广泛应用于食品[9-11]、医药[12-13]、饲料[14-15]、工业原料[16-18]及净水[14,19-20]等领域，具有较大的商业和工业开发潜力。

辣木籽呈球形，直径约1 cm，质量约为0.3 g[21]，富含蛋白质、油脂、维生素、矿质元素等营养成分，具有多种生物活性。在非食品领域，由于辣木蛋白自身的抗菌及絮凝属性，辣木籽被广泛应用于水质净化处理[2,20]；此外辣木籽也是化妆品[22]、生物柴油[18]的原料来源之一，且处理后的辣木籽饼可以用作绿肥或肥料等[15,23]。

近年来，鉴于辣木独特的食用功能和药用价值，其作为新型非传统食品来源的研究已在国内外引起诸多关注。然而目前辣木在食品中的应用多集中于以辣木叶为原料的食品开发，如辣木饮品、辣木鲜花饼、辣木酸奶等[6,14-15]，却少有文章就辣木籽系列食品进行较为系统的综述。故本文基于辣木籽的主要营养成分分析，对其药物特性、安全性和食品应用的研究进展进行了归纳，并展望了今后辣木籽研究的重点方向及在食品领域的发展趋势。

1 辣木籽的主要营养成分

1.1 油脂

辣木籽富含油脂，是优质食用油的潜在原料。2016年樊建麟等[24]对云南元江县辣木籽的主要营养成分进行测定，表明辣木籽中含有40.12%的粗脂肪。辣木籽中油脂含有大量不饱和脂肪酸[25]，具有高稳定性、不易氧化腐败等特性。Salaheldeen等[16]进一步报道，辣木籽油中所含不饱和脂肪酸比例高达约82%（其中油酸含量为70%），高含量油酸使其具有良好的稳定性[26]，因此辣木籽油被认为是食用橄榄油的理想替代品。

1.2 蛋白质

辣木蛋白极具开发价值，研究表明辣木中蛋白质含量最高的部位为辣木籽[23]，在对云南元江县辣木籽的研究中，樊建麟等[24]测得蛋白质量分数为37.8%，且通过氨基酸评分、氨基酸比值系数及氨基酸比值系数法对辣木籽蛋白质营养价值进行比较，结果表明其所含必需氨基酸含量较均衡，具有较高的营养价值。

1.3 维生素

辣木籽中含有较为丰富的维生素，Asghari等[5]对波斯辣木（Moringa peregrine）籽营养成分的研究显示，其所含VC和VA的含量分别为（14.0±0.6）mg/100 g和（24.8±0.7）mg/100 g。次年，樊建麟等[24]通过高效液相色谱法测定云南元江县辣木籽中VC含量为13.4 mg/100 g；此外，辣木籽中VE的含量为（751.67±4.41）mg/100 g，远高于新鲜辣木叶、干辣木叶、辣木叶粉及荚中的含量[23,27]。

1.4 多糖

多糖又称为多聚糖，是一种高分子的聚合物。已有研究表明多糖具有抗氧化、降血糖等药物活性，且无毒副作用。辣木籽中总糖所占比例为9.75%[24]，含量适中。梁鹏等[28]研究表明辣木多糖具有抗氧化活性，在低浓度下，辣木多糖对羟自由基和超氧阴离子自由基的清除效果显著，并随多糖浓度的增加而逐渐增强。

1.5 可溶性纤维

辣木籽中粗纤维质量分数约为1.09%，低于茎、叶、籽壳中纤维含量[29]。辣木籽中的可溶性纤维，又被称为辣木抗性蛋白，是一种蛋白酶抗性糖蛋白。研究表明辣木籽是含质量分数6.5%可溶性膳食纤维的膳食纤维的潜在来源[30]。

1.6 黄酮及多酚类化合物

辣木籽中总酚含量在4 581～4 953 mg/100 g范围内，与辣木叶中含量相近[21]。因此，脱脂辣木籽粉也可作为酚类化合物的来源之一。辣木籽中所含黄酮类化合物以儿茶素、表儿茶素、槲皮素和山柰酚为代表，主要以结合形式存在。此外，辣木籽中存在多种酚酸，主要以没食子酸为主，其次是鞣花酸和咖啡酸等。

1.7 矿质元素

辣木籽中含有多种矿质元素，其含量均与辣木品种、产地、生长环境及辣木籽的采集季节具有一定的相关性。波斯辣木籽中，Ca含量为（1 164.8±43.4）mg/100 g，K含量为（572±10）mg/100 g[5]。中国云南元江县辣木籽中含有多种大量元素及微量元素，其中K、Mg含量分别为1 262、495 mg/kg[24]。在Gopalakrishnan等[23]对辣木籽营养特性及药物应用的研究中，得出辣木籽中的Mg含量为（635.00±8.66）mg/100 g。

2 主要营养成分的提取分离

辣木籽营养均衡，含有油脂、蛋白质、多糖、黄酮类化合物、多酚类化合物、维生素、矿质元素及可溶性纤维等多种营养成分。但就目前来说，国内外关于辣木籽中维生素及矿质元素的提取分离研究较为少见。因此，本文仅就以下几种营养成分加以论述。

2.1 油脂提取

传统的提取法有压榨法及有机溶剂法，然而普通压榨法提取率较低，有机溶剂法中化学溶剂残余的消除也是目前较大的问题[31]。因此，学者们对于无毒高效、便捷无污染的新型辣木籽油提取方法进行了探索研究（表1）。

表 1 辣木籽油脂的提取Table 1 Commonly used techniques reported by various authors for extraction of M. oleifera seed oil

2.2 蛋白质提取

辣木籽中的血凝素（Moringa oleifera lectin，MoL），是一种与细胞质膜上的特定碳水化合物结合的植物糖蛋白[15]，可通过连续离子交换色谱进行分离纯化[39]；Santos等[40]用常规方法从辣木籽中提取出一种新型凝血素蛋白（coagulant Moringa oleifera lectin，cMoL），并通过部分表征的亲和色谱对其进行分离纯化。而Dezfooli等[20]也对辣木籽中凝血蛋白进行研究，采用三步法（盐析法、透析法、热处理法）分离纯化辣木凝血蛋白，且表明此法纯化后的辣木凝血蛋白可保留粗蛋白提取物凝血活性的70%。

2.3 多糖提取

辣木籽多糖是辣木籽中重要的活性成分之一，其提取研究中多采用溶剂提取法。梁鹏等[28]以水溶剂提取法提取辣木中水溶性多糖，在浸提时间120 min、温度80 ℃，液料比20∶1（V/m）的条件下，粗多糖提取率可达5.66%。董成国[41]采用传统的水提醇沉法对辣木籽中多糖进行提取，得到其最佳工艺参数，即在提取时间1 h、温度79 ℃、液料比为55.5∶1.0（V/m）的条件下，辣木籽多糖的提取率可达14.11%。

2.4 可溶性纤维提取

辣木籽中可溶性纤维的生物化学特性表明，它是一种含5%中性糖的糖蛋白[30]。可溶性纤维的提取方法主要有化学试剂法和酶解法等。其中，相比于其他方法，酶解法具有条件温和、操作简单、提取率高、产品纯度高等优点[42]。Anudeep等[30]采用酶解法处理辣木籽粉后对其进行透析、冷冻干燥，得到高纯度的辣木籽可溶性纤维。

2.5 黄酮及多酚类化合物提取

溶剂萃取法是目前国内外应用最为广泛的植物多酚提取方法。Singh等[43]使用5 种不同溶剂（乙醇、甲醇、丙酮、己烷、氯仿），分别以10∶1（V/m）的比例，在室温下连续搅拌24 h，过滤得到辣木籽粉的酚类提取物。研究结果表明，结合酚类提取物中的酚类化合物含量明显高于游离酚提取物，并显示出较高的抗氧化活性和抗菌活性。而与辣木叶相比，辣木籽中黄酮类化合物含量较低，故其提取研究并不多见。

3 辣木籽的生物活性

辣木籽中的多糖、酚类物质等植物化学成分使其具有多种生物活性，如抗氧化、抗菌、抗癌、降血糖血脂、护肤、护肝等。

3.1 抗氧化活性

Chumark等[44]建议可将辣木籽作为抗动脉粥样硬化剂，这是由于研究表明辣木籽具有较高的抗氧化活性。彭晓云等[45]研究了辣木精油对果蝇寿命及各代果蝇体内超氧化物歧化酶活力和丙二醛含量的影响，结果显示辣木精油具有高度的抗氧化活性，可清除果蝇体内自由基，使其寿命延长。在辣木籽粉的提取物中，Singh等[43]发现游离和结合形式的酚类物质存在，且通过不同的体外实验，综合1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除能力、铁还原抗氧化能力及总抗氧化能力来验证其抗氧化活性。目前，也有研究报道多糖具有清除活性氧自由基的能力。董成国[41]通过化学抗氧化实验和细胞模型抗氧化实验得出结论：辣木籽中所提取水溶性多糖具有一定的抗氧化活性。

辣木籽油含有生育酚，其高含量也有助于保持良好的抗氧化稳定性[21]。国内研究学者也一直对其稳定性有所关注，段琼芬等[46]研究表明，温度、受热时间和光照时间均会对辣木籽油抗氧化稳定性产生影响，其中尤以光照时间所产生影响最为显著。刘华勇等[47]采用水酶法制取辣木籽抗氧化肽，以测定DPPH自由基消除能力的方法对其抗氧化活性进行评价，并研究了加工过程中温度、pH值、金属离子、糖类对其抗氧化稳定性的影响。

3.2 抗菌活性

辣木籽可作为抗菌剂及抗炎剂。研究显示，辣木籽的多种提取物均对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等微生物具有抑制作用（表2）。

表 2 辣木籽不同提取物的抗菌活性Table 2 Antimicrobial activity of different extracts from M. oleifera seeds

辣木籽中具有抗菌活性的植物化学成分有辣木素[23,53]、异硫氰酸苄酯[23]、氨基甲酸酯类化合物[54]等。Kaur等[55]研究表明辣木籽中的4-α-L-鼠李糖基异硫氰酸苄酯类化合物对草分枝杆菌和枯草芽孢杆菌的最小抑制浓度分别为40 μmol/L和56 μmol/L。Ferreira等[56]对所提取的水溶性辣木籽凝集素进行研究，结果表明其对金黄色葡萄杆菌及大肠杆菌有抗菌效果；Santos等[57]从辣木籽中分离出一种可能对免疫细胞具有细胞毒性的水溶性凝集素，这也证明了辣木籽提取物的免疫及抗菌特性。

3.3 抗癌活性

辣木籽富含多种活性成分，如油脂、酚类、多糖类等物质，其提取物具有一定的抗癌作用。辣木籽对肿瘤细胞抑制作用的机制包括抑制其生长增殖、调节其周期、诱导癌细胞凋亡等。除此之外，炎症反应也与抗癌机制有着密切关系。促炎细胞因子如肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）及白细胞介素-6（interleukin-6，I L-6）在癌症的发展阶段起着重要作用[58]。Araújo等[59]研究发现50 µg/mL辣木籽提取物对脂多糖刺激的小鼠巨噬细胞具有抗炎活性，表明辣木籽可作为细胞毒性剂，抑制癌细胞生长。

辣木籽油脂富含不饱和脂肪酸，其在体外对许多恶性细胞表现出抗癌活性，且在动物实验中可抑制肿瘤生长、降低癌症发病率[60]。Elsayed等[61]研究发现辣木籽精油对乳腺癌细胞具有细胞毒性；且随其浓度增加，细胞活性显著下降。而辣木籽的醇提取物对乳腺癌及直肠结肠癌细胞不显示抗性[62]。此外有研究报道指出辣木籽中的异硫氰酸酯具有抗癌活性，可抑制裸鼠体内骨髓瘤细胞的生长繁殖[63]。

由此可见，辣木籽在癌症治疗领域中具有很大潜力，同时也需更多更深入的研究以证实辣木籽作用于肿瘤细胞的活性成分、靶点和机制。

3.4 降血糖血脂作用

目前国外已有研究表明，辣木籽的水提取物可治疗大鼠中的链脲霉素诱导的Ⅰ型糖尿病和胰岛素抵抗Ⅱ型糖尿病[64]，辣木籽可作为糖尿病患者的营养强化剂和治疗剂的潜在来源[13]。研究人员将低剂量的辣木籽粉加入患有链脲佐菌素（streptozotocin，STZ）诱导型糖尿病的大鼠饮食中，注意到大鼠空腹时血糖降低，且显示大鼠的脂质、糖基化血红蛋白等参数水平均得到改善[65-66]。Busari等[67]对正常大鼠进行实验，结果表明了辣木籽油提取物使得大鼠血糖水平降低。而轻度和重度糖尿病大鼠经口服及腹膜内注射辣木籽水性提取物的实验结果也验证了辣木籽水提取物具有降低血糖的效应[68]。

辣木籽油可以辅助降血脂[12]，具有治疗心血管疾病的药物特性[69]。辣木籽油含有约76%的多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA）（亚油酸、亚麻酸和油酸）[23]，这些PUFA具有控制胆固醇浓度的能力。此外，辣木籽油中还含有谷甾醇、菜油甾醇等与胆固醇结构十分相似的植物甾醇物质，具有降低胆固醇的功效且无明显副作用[3]。

3.5 护肝作用

Hamza等[70]发现辣木籽提取物可通过抗氧化、抗炎作用和减弱肝星状细胞活力，缓解大鼠中四氯化碳诱导引起的肝损伤和纤维化症状。此外也有报道指出，辣木籽的乙醇溶液提取物对急性肝损伤有治疗作用[7,69]，从而为辣木籽的传统药用提供了科学支持。

3.6 护肤作用

辣木籽油富含VC、VA，具有抗氧化、抗菌等作用，且能促进皮肤创面的愈合，减轻组织的病理变化，对机体机械性损伤及敏感干性的皮肤有明显的保护和润滑作用[71-73]，可用于皮肤疾病的治疗[74]。Bhatnagar等[75]研究证实了由辣木籽的水提物和阿拉伯树胶所制成的高分子聚合物具有止血和加速伤口愈合的功效。段琼芬等[22,76]研究发现辣木籽油具有抗紫外线性能，且小鼠实验表明辣木籽油可以有效防止紫外线对小鼠皮肤的灼伤，抑制其表皮层和真皮组织的病变，以保护皮肤不受紫外线辐射。

3.7 其他作用

辣木籽可以作为促进宿主免疫系统的营养来源。Anudeep等[30]报道辣木籽中可溶性纤维是一种有效的免疫调节剂，在体外施用于鼠脾细胞和巨噬细胞时可增强其免疫应答能力。Adejumo等[77]研究证实辣木籽提取物具有治疗镰刀形红细胞贫血症的功效，且对镰刀形红细胞形成的抗性高于叶片提取物。许敏等[4]报道辣木籽提取物可抑制乙酰胆碱诱导的痉挛。此外也有研究表明加工后的辣木籽粉可用来治疗营养不良等[23,78]。

4 辣木籽的安全性评价

由于辣木籽较高的营养价值及多样的药物活性，其被认为是新资源食品开发的潜在来源。辣木籽在实际的食用生产中的安全性受到了国内外的广泛关注。

基于大量的动物及体外实验研究，辣木籽提取物在正常使用剂量范围内是安全可靠的[59,79]。Rolim等[80]使用3 种独立的测定体系研究辣木籽水性提取物的遗传毒性，结果显示辣木籽的水溶性提取物不具有遗传毒性，且对人类健康没有威胁。而Ajibade等[81]将辣木籽的甲醇提取物用于大鼠急性和亚急性毒性研究，验证了其在营养健康方面应用的安全性。国内段琼芬等[82]研究辣木籽油的食用安全性，以SD大鼠和昆明系小鼠为实验动物分别进行急性毒性、遗传毒性和30 d喂养实验，结果表明辣木籽油可以作为安全无毒的食用油。同年，Bolanle等[83]测定以辣木籽油喂养后的白化大鼠的生长性能、总胆固醇、血红蛋白、白细胞、脂质、尿素、肌酸等浓度变化，研究证明辣木籽油对白化大鼠的生长产生阳性免疫刺激影响，具有保健作用且能降低心血管疾病的风险。

然而，目前也存在极少量的研究指出辣木籽安全性的负面作用。由于辣木籽中含有辣木碱、辣木神经碱，长期过多生食将对人体健康产生一定的危害。此外，研究学者通过微核测定表明经烧烤后的辣木籽所分离的化合物显示出诱变活性[80,84]。因此，加强辣木籽毒理学评估，进一步研究辣木籽的食用方式及剂量的安全性评价，是十分必要的。

5 辣木籽食品开发研究进展

5.1 辣木籽油

辣木籽油富含蛋白质、生育酚、甾醇及不饱和脂肪酸等营养成分，且单不饱和脂肪酸与橄榄油中所含相似，能够抵抗氧化酸败，因此可代替橄榄油作为辣木生长地区的优质烹饪食用油。辣木籽油所含生育酚由α-、γ-和δ-生育酚组成，含量高于其他食用植物油，有助于保持其稳定性。Kiranawati等[10]通过大鼠实验对比经炒、蒸、煮3 种方法加工后的辣木面条，结果表明炒面能够提高大鼠的产奶量；这是由于辣木籽油中甾醇含量丰富，能够有效改善大鼠乳糖值。此外，研究表明辣木籽油在甾醇组成上不同于烹饪中日常食用的橄榄油和其他常规植物油[21]。相比于其他食用油，辣木籽油具有较长氧化诱导期，即稳定性较高。辣木籽油具有高含量油酸，将其与大豆油等含亚油酸的植物油按一定比例混合食用，可增强营养性及稳定性，适用于深度油炸[85]。

5.2 功能性食品

辣木籽营养均衡多元，具有大量显示药理活性的植物化学物质，可作为营养强化剂和功能性食品的开发来源。

辣木籽具有高含量蛋白质，且其在体内消化率高达93%[86]，可用作传统饮食的营养补充剂以增强蛋白质摄入。辣木籽中甲硫氨酸和半胱氨酸的含量接近于牛奶和鸡蛋，与缺乏硫氨基酸的豆类搭配食用能起到营养补充作用[21]。但是，植酸盐和其他抗营养素的存在会降低辣木籽中某些营养物的生物利用度，一些研究证实煮沸能够提高其所含铁的可利用性及抗氧化物质的含量；但是由于辣木籽粉口味微苦，多数儿童排斥食用辣木籽粉[23]。因此需要通过加工，以最大限度地利用辣木籽中营养成分，并且改善辣木籽食品的色泽、风味、口感。

目前关于辣木籽作为营养强化剂的食品应用主要有饼干、面包、面条、蛋糕及乳制品。Ogunsina等[87]以0%～15%的脱脂辣木籽粉添加量加入由小麦粉或混合面粉所制备的面包面团中，结果表明蛋白质含量增加，其中10%添加量的面包具有可被接受的典型辣木籽味；与辣木叶粉相比，添加辣木籽粉能更好地改善面包的营养价值，且没有显著的感官性质变化。Aluko等[88]对由玉米粉和辣木籽粉的混合物制成的饼干进行感官评价，研究表明其部分营养成分含量随着辣木籽粉含量的增加而增加，尤其是蛋白质、脂肪和粗纤维；而由于其脆性、香气、味道和色泽要求，混合后的最好分配率为92.5%玉米和7.5%辣木籽粉。在小麦饼干中添加不同含量的辣木籽粉，研究表明10%和20%添加量的饼干的蛋白质含量分别增加了45%和90%，且10%辣木籽粉添加量的小麦饼干蛋白质含量高于10%辣木叶粉添加量的小麦饼干；而超过20%添加量，饼干的色泽和表面裂纹都受到不利影响[11,87,89]。由此可见，适量辣木籽的添加可以增加小麦或玉米粉饼干的营养价值，如蛋白质、能量和矿物质等；但是可能仍需要通过进一步的研究来确定新鲜或干燥的辣木籽对其性质的影响。与辣木叶相比，辣木籽具有与之相似的营养物质及含量，但对食品色泽变化的影响较小，且研究发现经发酵加工后的辣木籽粉中必需氨基酸、多不饱和脂肪酸及植物化学成分含量均有所增加[78]，因此辣木籽也可以用于发酵乳制品及蛋糕制品中。

5.3 其他

除食用辣木籽油和辣木籽营养强化食品外，辣木籽还可作为日常食品以直接食用。在马来西亚，当地人有鲜食辣木籽的习惯，其市面上还存在一种被消费者认可的口嚼辣木籽食品[9]。此外，辣木籽中含有天然植物酚类及多糖类物质，具有良好的抗氧化活性及稳定性，是用于食品工业的抗氧化剂的良好来源[50]。

6 结 语

综上所述，辣木籽营养丰富且均衡，具有抗氧化、抗菌、抗癌、降血糖血脂、护肝、保护皮肤等多种生物活性，在国内外引起了广泛的关注，是营养强化食品的潜在来源。在辣木籽食品的开发利用中，应更为注重辣木籽食药价值的双重特性，根据其药理学性质，开发抗氧化等相应的功能性食品。

然而，辣木籽虽具有可食用价值，其具体的食用方式及摄入量的安全性研究仍不容忽视。目前国内外研究人员对辣木籽的研究多集中于动物及细胞模型中，并没有较为详尽的机理性研究能够证实辣木籽的实际药物效用及确定其安全剂量范围，也不受大量双盲实验及随机临床实验的支持。因此，尚需更多的体内及体外实验来更为深入地研究辣木籽生物活性及生物利用度，从而确定人体所需的适当植物成分和摄入量，以保证辣木籽在食品中的合理利用及安全性。此外，市场上的辣木籽食品种类单一、数量较少，为了最大限度地拓展辣木籽在食品领域的开发利用，保证辣木籽营养价值的同时考虑辣木籽食品的色泽、风味等感官品质，在实际的开发生产中，实现其加工技术的多元化是十分必要的。

总而言之，目前国内外关于辣木籽食药价值的研究尚不完全，今后仍需基于辣木籽的营养价值、药理活性与安全性控制，对其进行更为深入的研究，以期实现辣木籽的科学理性利用；大力开发辣木籽系列食品，提高其产品的创新性及多样性，使得辣木籽在食品中得到更为广泛、系统的应用。