沙生蒙药沙芥生物活性及应用研究进展

许灵媛，张丹阳，吕博威，张智勇，李 华，倪 娜

（1. 内蒙古民族大学生命科学学院，内蒙古通辽 028000；2. 通辽市农业科学研究院，内蒙古通辽 028015）

沙芥[Pugionium cornutum（L.）Gaertn.]是一种沙生草本植物，属于十字花科（Cruciferae） 沙芥属（Pugionium Gacrtn.）[1]，别名山羊沙芥、沙萝卜、沙白菜、沙盖，蒙名“额乐森-劳泵”。沙芥生长在草原区的半固定与流动沙地上，主要分布在我国的内蒙古、宁夏、陕西等地区[2]。沙芥是我国北方沙漠地区特有的野生蔬菜之一，有清新、独特的芥辣味，营养保健价值高，富含多种维生素、微量元素及粗纤维[3]。

沙芥兼具药用、食用、饲用、固沙等多种功能，作为一种独具特色的药食两用植物，沙芥不仅是沙区农牧民的重要野生蔬菜之一，还具有解毒、消食、镇痛、止咳的功效，在医药（尤其在蒙医药上） 被广泛应用。沙芥还被称为治沙先锋植物，大面积种植可防风固沙，植株也可作为骆驼、牛、羊等牲畜的饲料，对当地生态系统稳定及环境保护具有不可替代的作用。

近年来，随着消费者健康意识的提升，鲜食沙芥在市场上越来越受欢迎，沙芥品种选育与栽培、沙芥药用价值分析、沙芥加工产品研发等已成为相关领域的研究热点。对沙芥的化学成分、功能作用和开发利用等问题进行了综述，以期为沙芥资源的研究和综合开发利用提供理论参考。

1 沙芥的化学成分

1.1 营养物质

沙芥具有较高的营养价值与保健价值，素有“沙漠人参”之美誉[4]。沙芥中含有丰富的营养物质，其干物质中的主要物质为膳食纤维，约占40%，其次为蛋白质、粗蛋白含量高于常见蔬菜，其脂肪和总糖含量相对较低，是一种低糖、低脂、高蛋白的绿色蔬菜[5-7]。沙芥中的维生素与矿物质含量也较高，尤其Ca，Fe，K 和维C 等，其中维C 的含量高达134.61 mg/100 g，高于白菜、菠菜、西芹等常见蔬菜[4-5]。在8～12 片叶期时，沙芥中的可溶性糖、淀粉、维C、蛋白质、氨基酸和叶绿素含量最高，是最适宜采收期[8]。沙芥是一种含有优质蛋白的野生植物资源，含有18 种氨基酸，总量为232.99 mg/g，其中必需氨基酸约占总量的40%，腌制加工后的沙芥中氨基酸则更为平衡，可满足人体对各种必需氨基酸的营养搭配需求。沙芥种子中的脂肪含量较高，在40%以上，其脂肪酸组成包括硬脂酸、棕榈酸、油酸、亚油酸和亚麻酸等，其中亚油酸与亚麻酸为人体必需脂肪酸，甾醇类化合物包括豆甾醇、菜油甾醇、菜籽甾醇和β -谷甾醇等[9]。

1.2 化学成分

除上述营养物质外，沙芥中还含有丰富的多酚、黄酮、生物碱等活性物质，是一种具有较高开发价值的药用植物[10-11]。马希汉等人[12]利用系统化学预试法对沙芥的化学成分进行了分析，发现沙芥中还含有酚类、黄酮、有机酸、甙类、鞣质、皂甙、内酯、香豆素、生物碱、甾醇等各类化学物质。薛焕焕[5]纯化、鉴定了沙芥多酚成分，主要包括原儿茶酸、绿原酸、对羟基苯甲酸、咖啡酸、没食子酸、对香豆酸、阿魏酸等，其中原儿茶酸为主要成分，其次为绿原酸和对羟基苯甲酸。梅双喜等人[13]在沙芥中分离鉴定了11 个化合物，包括豆甾- 5 -烯- 3β,7β -二醇、豆甾- 5 -烯- 3β,7α -二醇、24 -亚甲基香蕉甾醇、胡萝卜苷、羽扇豆醇、β -谷甾醇、甘油- α -亚油酸醋、亚油酸、对羟基苯甲酸、β -吲哚醛、二十八醇等。黄培建等人[14]从沙芥干燥根的70%乙醇提取物中分离并鉴定了10 个含氮类化合物，分别为5-（methylsulfinyl）-pentanenitrile、L -色氨酸、L -苯丙氨酸、2 - 苯乙基芥子油苷、腺苷、2-phenylethyldesulphoglucosinolate，arvelexin，cappariloside A，Nme-thoxyl-3-indolymethyldesulphoglucosinolate，3-phenylpropanamide 等。史文中等人[15]分离鉴定了5 个新的单体化合物，分别为staphylionoside D、TgSSTg、乙基- α - D - 果糖苷、pinellic acid 和Z - 咖啡酸硬脂醇酯。Shi W Z 等人[16]从沙芥干燥根中分离了31 种化合物，其中8 种为新物质，命名为pugcomols A～D 和pu-gcornosides A～D，前4 种物质为硫乙内酰脲衍生物。

2 沙芥的功能与活性

2.1 促胃肠动力作用

内蒙古西部、陕北等沙区人民有食用腌制沙芥菜的传统，食用腌制沙芥可促进食物消化，增强食欲。新鲜的沙芥也可促进胃肠动力活性。惠琅等人[17]比较了新鲜沙芥与腌制沙芥水提物的促胃肠动力效果，发现腌制沙芥水提物的促进胃肠动力活性高于新鲜沙芥水提物，可明显增加小鼠便次、增加胃排空率和小肠推进率。腌制沙芥醇提物也具有促胃肠动力活性，且其药效略高于水提物[18]。使用不同极性溶剂进一步萃取腌制沙芥醇提物发现，其促胃肠动力活性成分主要分布在乙酸乙酯部位和水溶物部位，且乙酸乙酯部位活性较高[6]。李聪等人[19]的研究表明，低剂量组沙芥水提物可明显增加小鼠便次，并显著增强胃排空能力和肠推进速度。常见中药材中蒽醌类化合物多为促进胃肠动力的活性成分，但系统化学预试法排除了沙芥中存在该类化合物的可能[12]。张春晓[20]采用胃平滑肌细胞和结肠平滑肌条的收缩检测沙芥提取物对胃肠动力调节的作用，发现沙芥醇提物可舒张大鼠胃平滑肌细胞，并抑制结肠平滑肌的自然收缩；进一步研究发现，沙芥舒张胃平滑肌作用主要是通过提高细胞内的钙离子浓度来影响平滑肌的收缩，通过鸟苷酸环化酶和环氧合酶途径来抑制结肠平滑肌的收缩；通过成分分离，明确了槲皮素为沙芥促胃肠动力功能的有效成分，可舒张结肠平滑肌，对胃肠道系统起保护作用。

2.2 抗氧化作用

沙芥属蔬菜具有很高的抗氧化活性，尤其是叶片。乌朝鲁门[21]提取了沙芥中的黄酮类物质，并分析了沙芥属蔬菜中活性物质含量与抗氧化活性指标的相关性，确定了沙芥属蔬菜抗氧化活性的主要物质是酚类、黄酮类、维C、类胡萝卜素等。沙芥叶片中富含黄酮，其含量是根部的10 倍以上。谢轶博[10]提取并纯化了沙芥叶片的总黄酮，其粗提物和纯化物均对Fe3+表现出较强的还原能力，对羟自由基、超氧阴离子和DPPH 自由基也具有一定的清除作用，其纯化物的整体抗氧化能力优于常用合成抗氧化剂2,6 -二叔丁基对甲酚（BHT）。薛焕焕[5]研究了纯化后沙芥多酚的自由基清除能力，当其在一定的浓度时，其部分抗氧化活性与维C 相接近。值得注意的是，与野生沙芥相比，人工种植的沙芥在抗氧化物质的含量上呈现出不同程度的退化，这也是引种栽培时需要注意的问题之一。此外，盐渍加工对沙芥中的黄酮类物质也具有一定的破坏性，因此在沙芥产品的加工上也应注意其有效成分的保留[21]。

2.3 降血脂作用

民间认为沙芥具有减肥降脂的功效，现有研究也验证了沙芥的降血脂功能。张帆等人[22]通过动物试验对沙芥有无降脂功效进行了验证，发现沙芥可降低高脂血症大鼠血浆中的血清总胆固醇、低密度脂蛋白，降脂作用明显。侯树慧等人[23]发现食用高脂饮食的大鼠，同时食用沙芥可使血清总胆固醇显著降低，高密度脂蛋白胆固醇和降钙素基因相关肽明显升高，这表明沙芥不仅具有一定的降血脂作用，还表明高浓度喂养沙芥可降低大鼠血浆内皮素、升高内皮源性NO 释放水平，即在一定程度上可降低高脂血症对血管内皮的损伤，保护血管内皮功能的作用。

2.4 护肝作用

王英等人[24]观察了沙芥预防非酒精性脂肪肝的作用效果。通过对大鼠肝指数、血清各生化指标、肝细胞内细胞色素P450ⅡE1 的表达，以及肝组织病理学变化研究，发现沙芥可减少大鼠血清中游离脂肪酸、丙二醛含量，提升血清中超氧化物歧化酶含量，并有效抑制非酒精性脂肪性肝大鼠肝细胞内色素CYPⅡE1 的过表达作用，从而减轻氧化应激和脂质过氧化反应，提高肝细胞的抗氧化能力，保护肝细胞结构和功能的完整性，从而可预防非酒精性脂肪肝。

2.5 镇痛止咳作用

传统蒙医学有应用沙芥镇痛、镇咳的记载[25]，现代动物试验研究表明，沙芥提取物具有镇痛、止咳的作用。李聪等人[19]采用小鼠热板法和扭体法试验验证了腌制沙芥提取物的镇痛作用，发现沙芥提取物中剂量组（生药20 g/kg） 对于由物理和化学刺激引起的疼痛有明显的镇痛作用；通过浓氨水喷雾法观察沙芥对小鼠的镇咳作用研究结果表明，小剂量组（生药10 g/kg） 可使小鼠咳嗽次数显著减少，但对于引咳潜伏期则无明显作用。对新鲜沙芥水提物、腌制沙芥水提物、腌制沙芥醇提物的镇痛效果研究表明，中剂量腌制沙芥水提物的镇痛活性最高，小剂量腌制沙芥醇提物的镇咳活性最高；进一步萃取腌制沙芥醇提物后发现，其镇痛活性成分主要分布在水溶物中，而镇咳活性成分则主要分布于石油醚部位[6]。

3 沙芥的开发与应用

3.1 沙芥在传统医药领域的应用

沙芥是传统特色中蒙药材，在我国传统医药中占有独特的地位。《中草药大辞典》中记载：“沙芥全草或根可入药，全草入药能行气、止痛、消食、解毒，因而主治消化不良，胸肋胀满、食物中毒；根入药能止咳、清肺热，主治气管炎。”《中国沙漠地区药用植物》中介绍取，鲜沙芥100 g，水煎、一日2 次，可用于胃胀气、消化不良；取沙芥、葶苈子、怪柳、柯子、山豌豆各等份，共研细末，一日2～3 次，可用于消化不良、食物中毒[26]。

蒙药学认为，沙芥的入药部位为干燥的根，于秋季采挖，除去残基及杂质后晾干入药。沙芥药用部位呈长圆筒形，扭曲或弯曲，长8～30 cm，直径0.3～1.5 cm；表面淡黄色或灰黄色，具明显稍扭曲的纵皱及突起的椭圆形皮孔，顶端略膨大，有的可见叶柄残基；质脆，易折断，断面且平坦，皮部类白色，形成层环明显，浅棕色，木部黄色。因其具有解毒、消食、镇痛、镇咳、促进胃肠动力等作用，在传统蒙医学中可用于治疗头痛、牙痛、关节痛、上吐下泻、胃脘胀痛、心烦意乱、视力不清、肉食中毒等[27]，在临床治疗消化不良复方中尤为常用。蒙医还用沙芥根配其他药治气管炎。蒙药“准西- 7味散”是蒙医常用传统验方之一，其原料为寒水石（制） 18 g，锁阳18 g，獐牙菜9 g，陈皮9 g，沙芥6 g，紫硇砂（制） 5 g，冰糖36 g，主治周身无力、消化不良、腹痛呕吐、打嗝、胃酸、胃溃疡、便秘、口腔发黏、畏寒等症状。蒙医上还用沙芥与水柏枝嫩叶、葶苈子等制成布斯巴-4 味散，可解毒、消食[24，28]。

3.2 沙芥在食品领域的应用

沙芥是沙漠地区人们喜食的特色野生蔬菜之一，沙芥根、茎、叶均可食用，有芥辣味，脆香爽口。鄂尔多斯高原地区有食用沙芥的传统，当地蒙古族在夏、秋季采集沙芥的幼苗及嫩茎叶，做沙芥汤、凉拌或加酸奶腌渍[29]。用沙芥腌制的酸菜可替代酸白菜烩菜，而且将沙芥、沙葱、苦菜等当地特色野菜混合腌制，口味独特，也成为了内蒙古西部沙漠地区旅游点上的特色菜肴[6]。随着沙芥种植基地在内蒙古、陕西、宁夏等地的相继建成，沙芥加工成的盐渍类产品、休闲酱菜类制品也陆续投入市场，但产业规模却尚未形成。杨帆等人[30]发现，通过添加乳清液的发酵方式可有效缩短发酵周期、降低亚硝酸盐含量，食用安全性也更高，是较优的工业化生产方式。刘学勤等人[31]的研究表明CuSO4+葡萄糖酸锌可作为沙芥腌制菜加工过程中的护绿剂，具有较好的护绿效果。沙芥在市场上越来越常见，家常食用沙芥的方法也更为丰富，除了家常小吃沙芥拌汤外，还可炖制、凉拌、清炒、做馅、做汤等。

新鲜沙芥较难保存，以沙芥鲜嫩叶片为例，其贮藏期一般仅为3～5 d[32]。当前市场上除鲜食的沙芥蔬菜外，其加工产品主要以腌制品为主，品种较为单一，其包装方式也较为简单，主要为瓶装或袋装，保质期短，市场销售范围小，不能满足消费者需求。为提高沙芥的货架期，满足不同地区消费者的多样化需求，沙芥的保鲜和产品开发也成为沙芥产业的热点研究问题。沙芥加工产品的研发方向之一为脱水类产品，不仅可以有效延长保质期，还可作为半成品扩大其应用范围。张楠等人[32]比较了使用不同干燥工艺（真空冷冻干燥、自然阴干、热风干燥） 获得的脱水沙芥产品的感官品质，并确定其感官品质为真空冷冻干燥最好，其次为热风干燥，最后是自然阴干；并以复水率、冻干速率为指标，优化了脱水沙芥产品的冻干工艺，其最佳工艺参数为预冻温度-16 ℃，预冻时间3 h，干燥升华温度50 ℃，干燥解析温度65 ℃。张晓艳等人[33]比较了自然干燥、真空干燥、鼓风干燥等干燥方式对沙芥脱水产品及复水后产品物理性质及营养成分的影响，发现真空干燥叶片的复水性较好，且其复水后叶片中的游离氨基酸、可溶性蛋白、维C 等营养成分含量破坏最小，叶绿素降解程度最低，且干燥时间较短，是适合制备沙芥叶片干制品的方法之一。烘干后的沙芥干制品，由于含水量低、易折断，通常需进行回软，使其内外水分保持一致后方可进行包装，可以手握不易折断、手松开时能恢复弹性作为可进行包装的判断标准[34]。

沙芥还可被开发成为罐头类食品，且多为软包装罐头。高润清[35]开发了一款沙芥罐头，采用Cu2+护绿处理，在汤料中添加糖、香料，并调整pH 值为4.5，在100 ℃下杀菌30 min，可以满足产品的商业杀菌要求，得到色泽良好、咸淡适口、质地脆嫩、汤汁清澈的沙芥罐头。曹炜等人[2]采用类似的工艺条件，并结合0.20% CaCl2进行硬化处理，获得了一款质地脆嫩的沙芥软包装罐头，且常温杀菌工艺能达到商业杀菌要求，使产品安全流入市场。

3.3 防风固沙及饲用

沙芥以种子繁殖为主，可在干旱沙地、盐碱地等区域生长，是一种耐贫瘠的植物，可防风固沙、改良土壤。沙芥也是牛、羊、骆驼等牲畜的良好饲料。沙芥青鲜时水分含量较高，一般多在80%以上，幼嫩叶片中粗蛋白含量高而粗纤维含量少，能量水平较高，优于小麦秸杆，接近谷草，为中等或中等偏低饲用植物[36]。

4 结语

近年来，随着健康意识的提升，无污染无公害的绿色蔬菜受到人们的青睐，沙芥资源的开发利用也越来越受到社会各界的关注，但也存在诸多问题。

（1） 沙芥的人工种植虽然已经初具一定的规模，但缺少龙头企业，人工种植上还有选种、育种、栽培、营养成分保留等诸多农业科技问题亟待解决。

（2） 沙芥加工工艺水平低，以鲜食、腌制、罐制和干制产品为主，产品种类较为单一，商品性不佳，附加值较低，缺乏市场竞争力，而新产品的实验室研发到产业转化的衔接尚不顺畅，尚未形成有效的产业化模式。

（3） 沙芥的诸多药用价值已经被肯定，但以其为原料的药品、保健食品开发力度不足，其药用价值背后的作用机制也尚不清楚，还亟待深入研究。

今后，在沙芥资源的合理开发与利用问题上，一方面加大种植技术的研究力度，正确引导农牧民、种植企业科学合理种植，着力扶持沙区种植，提高沙漠的植被覆盖率、创造治沙生态效益的同时，促进农民增收、企业盈利；另一方面应加大沙芥精深加工的研究力度，明确其药理、保健作用，进一步开发如降血脂、降血糖、促消化等类型的保健产品、深加工食品和综合利用副产品等，迎合消费者需求的同时提高产品的附加值。