枣果功效成分环核苷酸的研究进展

杨 春，张 玲，张江宁，丁卫英，韩基明

（山西省农业科学院农产品加工研究所，山西太原 030031）

红枣为鼠李科 （Rhamnaceae） 枣属 （Ziziphus MIl）l植物的果实，含有丰富的营养成分，也是常用的中药材，因此红枣有很高的营养价值和药用价值。枣果主要活性成分包括皂苷类、生物碱类、黄酮类、环腺苷酸和环鸟苷酸等[1]。环核苷酸及其衍生物在生物体内有10多种，红枣中的环核苷酸种类仅有环磷酸腺苷（cAMP） 和环磷酸鸟苷（cGMP） 2种，cAMP是枣果中特色最为突出的重要生物活性物质之一[2-3]。据文献报道，大枣中cAMP含量在高等植物中是最高的，达到500 nmol/（g·fw），是一般动植物中环核苷酸含量的数千甚至数万倍[4-5]，故具有很大的开发利用价值。

1 环核苷酸概述

环核苷酸是人体内重要的第二信使，具有增强免疫、改善肝功能、治疗冠心病与心肌梗塞等多种生理及病理作用[6-8]。环磷酸腺苷（简称cAMP）和环磷酸鸟苷（简称cGMP）是环核苷酸及其衍生物中具有重要生物活性的2种物质。cAMP和cGMP是同分异构体，属于环状核苷酸，由核糖、腺嘌呤和磷酸组成（结构式如下），为两性电介质，可溶于水，性质稳定，耐酸热[9]。三磷酸腺苷（ATP） 在腺苷环化酶（AC） 催化下生成cAMP。cAMP可以使蛋白酶磷酸化从而使之活化，进一步起到调节代谢的作用。鸟苷三磷酸（GDP） 在鸟苷酸环化酶（GC） 催化下生成cGMP，它只在少数类型细胞中起特殊的第二信使作用。

2 枣果中环核苷酸的动态变化提取以及检测技术的研究

Cyong J C等人[10]在1980年首次发现大枣中含有环磷酸腺苷。枣中所含环核苷酸因枣的品种和地域 不同其含量有所差异。高娅等人[11]测定了15个不同品种、不同产地红枣（烘干样）中环磷酸腺苷（11.36～285.44 μg/g） 和环磷酸鸟苷 （0.58～56.63 μg/g）的含量均存在显著性差异，阿克苏骏枣中环磷酸腺苷含量最高、和田骏枣中环磷酸鸟苷含量最高。王向红等人[12]对10余种枣品中的cAMP和cGMP含量测定发现，骏枣中cAMP的含量明显高于其他枣品种中的含量，与高娅等人的研究结果一致，其他枣品种的含量为0.63～3.44μg/g。另外，新疆品种中cGMP含量明显高于其他几个省区，和田骏枣中cGMP的含量最高，可达到56.63μg/g。苏豫梅等人[13]也对新疆阿克苏灰枣和骏枣中cAMP的含量进行了测定，其含量分别为170μg/g与260μg/g，与高娅和王向红等人的测定结果有所差异，这可能是因为采样的时间和地点，以及提取方法不同而造成。苟茜等人[14]研究发现灵武长枣在成熟过程中，枣果中环磷酸腺苷含量显著上升，其不同成熟度（白绿、微红、大半红、全红）含量为2.30～22.20μg/g，存在显著性差异，而环磷酸鸟苷含量没有显著性变化，不同成熟度含量为21.90～31.30μg/g。此试验结果与Guo S等人[15]对枣中核苷和核酸碱基的研究结果不一致，也可能是采样地点和品种之间的差异造成。赵爱玲等人[16]以26个枣优良品种为试材，采集白熟、脆熟和完熟期的叶片、吊梗和果实的果皮、果肉4个器官的样品，采用HPLC法测定分析了cAMP和cGMP的含量。结果表明，不同器官的cAMP和cGMP含量均以果皮中最高，果肉、叶片其次，吊梗中最低。且不同发育时期的cAMP和cGMP含量均以完熟期最高、白熟期最低。王欢等人[17]将干骏枣置于密封的PE袋内，充入自然空气为对照组、充入氮气为处理组，研究发现常温贮藏过程中，各处理的cAMP含量呈下降趋势，但氮气处理组的cAMP含量显著高于对照组，说明充氮处理可较好地保留骏枣干枣中的cAMP成分。

目前红枣中的cGMP含量与cAMP相比较少，有关cAMP提取的研究较多。因为cAMP有一定的水溶性，大多采用水作为提取溶剂来提取红枣中的cAMP。研究中发现在提取过程中利用超声波或微波辅助处理，可以在一定程度上提高红枣中cAMP得率。关于枣果中cAMP和cGMP的提取和检测等方面的研究，国内外相关科研者也做了大量的试验。崔志强等人[18]利用微波辅助处理对冬枣中的cAMP进行提取，试验研究的最佳提取工艺为料液比1∶20，浸泡时间6 h，微波功率200 W，微波处理3 min。张明娟等人[19]采用超声水浴提取的方法，确定了最佳的提取工艺为料液比1∶25，乙醇体积分数15%，超声时间20 min。许牡丹等人[20]利用酶法提取木枣中的cAMP，获得较高的提取率。另外，吸附树脂的应用可改善和优化红枣中cAMP的提取，并可获得高得率的cAMP[21]。K Han-abusa等人[22]将枣粉加入5℃的水中，搅拌1 h后离心去除沉淀，取上清液，再将后连续上2次Dowex Ix4型甲酸盐柱，0.05 mol/L甲酸洗脱，洗脱液上氧化铝柱后，再上1次Dowex Ix4型柱后的液体合并，将合并后的组分冻干、纯化。最后可得到纯度为97%的cAMP。

cAMP和cGMP的检测和测定，最早检测环核苷酸的方法是Gilman的蛋白结合检测法,此方法是将cAMP用同位素作标记，然后与含有环核苷酸的样品共同竞争特异结合蛋白，如作为特异结合蛋白之一的cAMP蛋白激酶[23]。除了蛋白结合检测法之外，研究中还常用到放射免疫检测法，此方法的原理是利用抗体与过量标记的抗原相结合，再通过检测被未标记的抗原所取代标记的抗原数量，知道这些具有放射性的抗原数量就可计算出其cAMP的含量。质谱法和其他生物荧光方法虽然实际操作较复杂，但是能够较好地检测到细胞中cAMP的变化[24]。此外，研究中还有利用酶免疫检测法测定cAMP，这种方法的原理是利用标记与未标记的抗原来共同竞争多克隆抗体，使其反应完全后，将其加入到第二抗体的平板中，而第二抗体已用含有碱性磷酸酶作过标记，通过计算酶活力的高低，就可以反映所检测样品中cAMP的浓度[25]。因为这些技术操作起来较复杂耗时，目前已经应用的很少了。据文献报道在枣中有关cAMP和cGMP的检测研究中，刘孟军等人[26]之前也用到蛋白结合法和放射免疫法。之后，K Hanabusa等人利用薄层色谱法测定了枣果中的cAMP。目前，高效液相色谱法的应用与之前的方法相比可以快速、准确地检测和分离枣中的cAMP。张岩等人[27]就利用高效液相色谱法对浓缩枣汁中的cAMP和cGMP进行了测定，其色谱条件为SB-C18型色谱柱（150 mm×2.1 mm，3.5μm），流动相：甲醇-0.05 mol/L磷酸二氢钾（10∶90，V/V），流速1 mL/min，柱温30℃，检测波长254 nm，进样量20μL。

3 枣果中环核苷酸的功能活性研究

环核苷酸，是一种身体能量代谢必需的活性物质，对人体细胞起着重要的生理调节作用[28-30]。临床研究表明，cAMP可治疗心血管疾病、改善心肌缺氧[31]，还可治疗神经系统疾病。有研究发现，cAMP可以修复大鼠脊髓损伤，诱导其神经再生[32]；还有相关研究表明cAMP可治疗肝胆疾病。另外，对改善记忆功能和抗癌[13]也有一定的治疗效果。枣中cAMP的含量丰富而稳定，可使冠状动脉扩张，从而能增加脑和心脏的供血量，还可降低心肌耗氧量而改善缺血心肌的代谢，故对心脑血管病有一定的防治作用。此外，cAMP还可调控细胞的增殖分化，抑制癌细胞的生长。研究发现，富含（cAMP） 的枣果水提液可显著抑制癌细胞的生长，并能使部分癌细胞恢复正常。红枣中的cAMP还具有增强心肌收缩、扩张冠状脉动血管、改善心肌营养、抑制血小板凝集的作用[33]。王维有等人[34]采用闪式提取法提取脆枣中的cAMP，并对其体外抗过敏活性进行了研究，结果表明大枣中cAMP提取物（纯度可达68.5%）对透明质酸酶抑制率可达96.2%，显示出良好的抗过敏活性。

4 结语

近年来，科研工作者对枣中的环核苷酸进行了大量的研究，从不同枣中cAMP的动态变化、含量测定、提取方法到功能活性。虽然有一些研究成果，但其提取和分离纯化的方法还有待改进。枣中环核苷酸的功能作用及其在体内的作用机理还有待深入研究。目前，枣中环核苷酸的应用主要是在医药和食品保健2个方面。在医药领域，环核苷酸作为一种机体能量代谢必需的活性物质，在人体内有许多复杂而特殊的生理活性。在食品保健领域，主要是利用枣中环核苷酸的提取富集以增强人体免疫力，起到改善心血管、抗癌等保健作用。因此，开发利用枣果中环核苷酸的资源，不仅可以增加枣果的附加值、提高企业的利润、实现枣资源的有效利用，还可以给人体提供许多预防和保健的有效方法。