芦笋的化学成分及药理活性研究进展

毛洪艳，王蓉蓉，肖 茜，罗 扬，杨国舜，刘成国，周 辉

（1. 湖南农业大学食品科技学院，湖南长沙 410128；2. 长沙市农产品质量监测中心，湖南长沙 410003；3. 湖南博大天能实业股份有限公司，湖南沅江 413100）

芦笋又被称为石刁柏、露笋、龙须菜，是百合科天门冬属的多年生草本植物[1]，我国的芦笋种植面积及产量均居世界首位，最为常见的有绿笋和白笋，其嫩茎可作为蔬菜食用，鲜嫩可口。研究表明，芦笋中含有氨基酸、维生素[2]和矿物质[3]等人体所必需的营养元素，以及甾体皂苷[4-6]、黄酮类化合物[7]和多糖[8]等生物活性成分，这些化学成分在抗氧化、抗疲劳、抗肿瘤[9]、抗炎症、调节血脂等方面有一定的功能。因芦笋具有极高的药用价值和保健功能，被誉为“蔬菜之王”，市场前景广阔。

芦笋的根茎叶所含营养物质和活性成分都十分丰富，但我国对芦笋的加工以初加工为主，产生的大量废料直接丢弃会造成资源的浪费和经济的损失。芦笋化学成分的功能价值在越来越多的领域得到认可，从芦笋加工的副产品及废料中提取出具有生物活性功能的物质，用于化妆品、制药等领域具有重大的意义。综述了芦笋的化学成分和药理活性的研究进展，为提高芦笋的综合利用提供一定的思考。

1 化学成分

1.1 黄酮类化合物

芦笋中槲皮苷、芦丁、山奈素、槲皮素等黄酮类化合物含量丰富，且含量比一般的蔬菜高[10]。黄酮类化合物在芦笋中的含量不是均匀分布的，而是与芦笋类别、检测部位、产地相关。绿芦笋笋尖中的黄酮含量显著高于笋茎，其笋尖（顶部约5 cm 处）的黄酮含量大约是白笋笋尖的14 倍[11]，整体上绿芦笋的黄酮含量显著高于白芦笋，白芦笋笋尖和笋茎中的黄酮含量差别不大[12]。王建梅[13]的研究表明，芦笋叶的黄酮含量最高，其次是茎、根中的含量最低，分别为4.11，3.07，2.95 mg/100 g。刘树兴等人[14]的测定结果却表明芦笋茎中黄酮含量最高，2 项研究结果不一致的原因可能与芦笋的生长环境、采收时间等不同有关。气温会影响芦笋中黄酮类化合物的含量，随着气温的升高，黄酮含量增加，故在6 月采收的芦笋其黄酮含量最高[15]。宋佳[16]通过正交试验确定了芦笋加工所产生的废料中黄酮类化合物的最佳浸提条件，根据颜色反应、质谱、红外光谱及紫外光谱等方法测出芦笋的废弃物中含有芦丁、香叶木素、槲皮素- 3 -芸香葡萄糖糖苷和2 种槲皮素-三糖苷。

1.2 甾体皂苷

甾体皂苷在镇痛、消炎等药物的制备中有广泛的应用，具有极高的药用价值。才卫川等人[17]通过模拟工业生产条件，采用单因素试验和响应面法得到料液比0.05 g/mL，提取时间82 min，提取温度72 ℃的最佳工艺条件，使得芦笋中的总皂苷提取率高达8.71%±0.3%。

甾体皂苷是螺甾烷类化合物的衍生物，由含有27 个碳原子的皂苷元和糖链2 个部分组成，具有环戊烷多氢菲母核结构。皂苷元中有A，B，C，D，E，F 6 个环，E 环与F 环以螺缩酮形式连接，共同组成螺甾烷，自1975 年第一次从芦笋中分得苦味皂苷以来[18]，已从芦笋中分离出近30 种具有不同结构和功能特性的甾体皂苷。

1.3 类胡萝卜素

Tenorio M D 等人[19]采用高效液相色谱法对不同贮藏条件绿芦笋中类胡萝卜素进行测定，结果发现胡萝卜素的含量随包装条件的不同而不同，采用2 ℃的气调包装时，类胡萝卜素的降解最慢，可使芦笋的货架寿命延长至4 周。

通过高效液相色谱法对匈牙利南部不同成熟程度芦笋果实的类胡萝卜素进行分析发现，芦笋中含有的胡萝卜素种类多样，包括辣椒红素5,6 -环氧化物、辣椒红素、紫黄质、新黄质、百合黄素、叶黄素、β-胡萝卜素、β-隐黄质等，以及几个异构体[20]。芦笋果实在绿果和棕果阶段叶黄质的含量最高，分别为芦笋果实中类胡萝卜素总量的40.91%，34.83%，且均不含玉米黄质，当果实完全成熟到达红果阶段后玉米黄质从无到有，在果实中的含量最高。此外，辣椒红素5,6 -环氧化物、13 -顺-玉米黄质也是在果实完全成熟后才产生。

1.4 酚类化合物

研究表明，高O2结合CO2气调贮藏对绿芦笋的保鲜有效果，60%以上的高O2结合20%高CO2处理能够一定程度保证绿芦笋的感官品质和营养物质成分在采后保存过程中的含量，同时也可抑制维C 含量和总酚含量的降低[21]。周秋阳等人[22]研究表明，60%O2、80% O2结合 20% CO2气调贮藏与 100% O2气调包装处理相比，有效抑制了绿芦笋中总酚含量的降低。

酚类化合物抗氧化性极强，能与糖或有机酸发生酯化反应，在植物中产生各式各样的化合物。采用DPPH 和ABTS 法以来自根霉和黑曲霉等的商业溶果胶酶制剂对在温度90 ℃，时间2 min 的最优条件下灭活酶的芦笋汁进行处理，测定果胶酶制剂对芦笋汁中酚类化合物和抗氧化性的影响，结果表明用黏酶处理的芦笋汁槲皮素的含量最高，但在抗氧化方面没有明显的增强作用。用从黑曲酶中分离得到的果胶酶处理后芦笋汁抗氧化活性降低明显，因此选择合适的果胶酶制剂对富含抗氧化活性芦笋汁的生产有重大意义[23]。

1.5 膳食纤维

刘静娜等人[24]采用化学法对芦笋皮和茎中的膳食纤维进行提取，结果表明芦笋不同部位含有的膳食纤维量大不相同，芦笋皮的可溶性膳食纤维含量与芦笋茎相差不大，不可溶性膳食纤维含量大约是芦笋茎的2 倍。由于不可溶性膳食纤维所具有的持水、持油、能溶胀等性质[25]，可对食物中的水分进行吸收，产生饱腹感，减少食物的摄入，有一定的减肥效果。

杨晓宽等人[26]用芦笋的老茎为原料，采用脂肪酶、淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、纤维素酶结合的五酶法提取可溶性膳食纤维，得率为13.7%，纯度达到76.45%。采用酶解法去除脂肪与有机溶剂去除脂肪相比，不仅反应条件温和，还能够减少芦笋中可溶性膳食纤维的损失。碱法去除芦笋中蛋白质的同时会分解半纤维素，而酶法降解蛋白质可避免半纤维的分解，同时提高膳食纤维的活性。与刘秀凤等人[27]的热水浸提法相比，酶法提取可大大提高芦笋中可溶性膳食纤维的提取率。

1.6 糖类成分

瞿明[28]以单因素试验为基础，根据响应面分析法得出的热水浸提法提取芦笋多糖最合适的工艺条件与黄晓德等人[29]确定的最优提取方案有些许差异，多糖的提取率也不同。造成结果差异可能与芦笋的产地、品种及提取的部位有关。

Wang N 等人[30]从白芦笋中分离出一种水溶性的酸性多糖，其结构状态类似果胶，酯化程度较低。经过单糖分析、甲基化分析及核磁共振等分析显示白芦笋多糖（WAPS） 是一种复合果胶多糖，在体外对巨噬细胞有调节作用，有可能成为功能性食品的免疫调节剂和抗炎剂。

2 药理活性

2.1 抗氧化

绿芦笋与白芦笋在种植方法上存在极大的差别，是否有阳光照射对其的成分影响较大，被阳光照射过的绿芦笋在膳食纤维和酚类物质的含量上都略高一些，且酚类物质在抗氧化方面有着举足轻重的地位[31]，所以绿芦笋的抗氧化活性显著高于白芦笋。

研究表明，芦笋的抗氧化作用可修复小鼠肝中被γ -射线破坏的线粒体[32]，即使是在芦笋粗提液的含量极其微小的情况下，对阻止蛋白质过氧化的能力较强。

芦笋多糖化合物对羟基自由基、DPPH 自由基的清除能力比维C 要强，根据对IC50的比较得出维C对超氧阴离子自由基的清除能力是芦笋多糖的27.4 倍，清除羟基自由基的能力是芦笋的27.1 倍，清除PDDH自由基的能力是芦笋多糖的169.1 倍[33]。

2.2 抗衰老

研究表明，芦笋多糖对辐射伤害的保护作用和抗氧化功能，被认为是芦笋抗衰老作用的关键物质成分。苗明三等人[34]对芦笋的抗衰老作用研究发现，芦笋多糖的高、中、低3 个剂量都对D -半乳糖衰老小鼠表现出显著抑制衰老的效果，抑制由衰老引起的胸腺萎缩等变化，但高剂量组的效果最为明显，抑制能力最佳。申梅淑等人[35]用芦笋多糖熬水对D -半乳糖衰老小鼠模型的小鼠进行调理，试验结果表明，试验组的P16 基因mRNA 表达有所降低，证明芦笋多糖对P16 基因的表达有抑制效果，可以达到缓解小鼠衰老的作用。

2.3 抗疲劳

冯翠萍等人[36]分别用添加芦笋的饲料和普通饲料喂养小鼠2 个月，然后通过游泳验证小鼠的运动能力，结果表明饲料中芦笋皮的含量大于7%时小鼠的血清LDH 活力、肌糖原和肝糖原所占比例均明显升高，小鼠血乳酸的增加速度也显著小于普通饲料喂养组。吴细丕[37]在以小鼠出现侧泳为判断依据的小鼠游泳试验中发现，芦笋提取液对正常小鼠和荷瘤小鼠都有很好的抗疲劳疗效，且与提取液剂量呈正相关。小鼠运动耐力试验证实芦笋饲养小鼠有利于其机体的物质和能量代谢，可改善试验小鼠的运动能力，使小鼠存活时间在一定程度上得到延长，证明芦笋在抗疲劳方面是有一定效果的。

2.4 抗肿瘤

分别给肉瘤（S180） 小鼠和肝癌（H22） 小鼠注射不同剂量的芦笋总皂苷溶液，均显示出对肿瘤的抑制作用，随着注射的芦笋总皂苷量的加大，其阻止肿瘤增长的效果愈加明显，有显而易见的剂量效应关系。对肿瘤抑制效果最佳的是最大剂量的试验组，其中对肉瘤生长的抑制效果较肝癌细胞好，但两者的抑制率均超过30%，证明芦笋的总皂苷有抑制S180 和H22 肿瘤的作用[38]。通过MTT 检验从新鲜芦笋中提取出来的汁液针对体外培养胃癌细胞扩散的控制情况，并对其作用的机制原理进行探讨，结果表明质量浓度为10~50 μL/mL芦笋的鲜榨汁液对胃癌细胞的增殖和生长都有一定的调节，芦笋汁的效力与其的剂量大小和作用时间长短有关[39]。

芦笋中所含有的槲皮素可通过改变基因的表达，诱导结肠癌细胞、人乳腺癌细胞等多种不同肿瘤细胞凋亡[40]。芦笋皂苷能够直接诱导人肝癌细胞（HepG2） 的凋亡，细胞结构被破坏后蛋白质相互联结，产生凋亡小体。芦笋皂苷对细胞凋亡的诱导能力与药物浓度呈现出剂量依赖性，还能抑制癌变细胞的增殖与分化；芦笋皂苷通过使人肝癌细胞中的ROS 水平提高，让胞浆内钙离子浓度增加，细胞内氢离子浓度增大，从而使细胞内发生酸化，诱导人肝癌细胞的凋亡；芦笋皂苷能使人肝癌细胞的通透性转换口打开，线粒体膜两边的电位发生改变，最终使线粒体进入不可逆转的凋亡之路[41]。王晓芳等人[42]从芦笋皂苷中分离出对乳腺癌细胞有良好的抑制增殖作用的高纯度菝葜皂苷元，免疫印迹试验结果表明，菝葜皂苷元能刺激Caspase-3 切断DNA 链，分解细胞的蛋白质纤维网，使乳腺癌细胞发生凋亡。

2.5 增强机体免疫力

芦笋具有免疫调节和抗肿瘤的双重作用，可增加小鼠体内多种杀伤细胞的活性，加强机体的免疫功能。Gautam M 等人[43]用芦笋根水提液对SRBC 致敏的动物进行治疗，发现CD3+和CD4/CD8+所含的比例明显增加，说明芦笋根水提物对T 细胞有活化的作用，能调节Th1，Th2 细胞因子，具有辅助Th1 和Th2 的混合活性。芦笋根水提液与脂多糖、Con A 或绵羊红细胞结合会出现极其明显的增殖效应，表明对淋巴细胞的活化意义。芦笋多糖类化合物对荷瘤小鼠的红细胞有一定的保护作用，芦笋可增强肿瘤患者巨噬细胞吞噬能力[44]，对T 细胞亚群的升高有促进作用[45]，可以有效提高人体免疫力，对肿瘤的生长起到一定程度的抑制作用。

2.6 调节血脂

已有研究证实芦笋能够调节人类三高，使用4 周的芦笋制品后的高脂血症患者甘油三酯（TG）、血清胆固醇（TC）、β -脂蛋白均显著下降。芦笋老茎多糖使高脂血症小鼠的TC，TG 和低密度脂蛋白-胆固醇（LDL-C） 降低，抗氧化系统增强，肝脏的损伤得到缓解[46]，说明其具有降血脂、保肝的作用。Visavadiya N P 等人[47]研究发现，芦笋茎中含有的食物因子能降低高胆固醇大鼠的血清胆固醇，芦笋茎底部含有的植物甾醇、皂苷、多酚及黄酮类化合物可增加大鼠胆汁酸的产生，提高肝脏抗氧化状态，是降低高胆固醇血症的重要原因。

2.7 抗炎作用

Sung J E 等人[48]研究芦笋乙酸乙酯提取物对皮肤炎症的治疗，结果表明芦笋提取物能够对PA 诱导的皮肤炎症有很好的缓解作用，并表示其对皮肤炎症的抑制功能可能与IL-4 启动因子有关。此外，芦笋中提取出的甲基原薯蓣皂苷能在肺的上皮细胞A549中，抑制促炎细胞因子的产生，通过阻断JNK 和C-JUN 激活途径对IL-6 进行调节，可通过口服芦笋甲基原薯蓣皂苷和芦笋根提取液缓解LPS 诱导的小鼠急性肺损伤导致的呼吸道炎症反应，并推测甲基原薯蓣皂苷是芦笋提取液抗炎的功能性成分。

2.8 其他药理作用

芦笋还具有抑制子宫内膜癌细胞的增殖、黏附和侵袭，抗突变，抑制细菌生长，减轻疼痛，抗溃疡等作用。

3 结语

目前，对芦笋的初级加工和芦笋加工废料的精加工研究较多，但芦笋药理活性的运用还极少，仅限于少量的抗癌药物。根据芦笋的营养价值和药理活性，可以直接利用芦笋开发更多具有保健和药用价值的产品，也可以从芦笋的加工废料中提取出有治疗功效的生物活性成分用于药物研制。将品质低下的芦笋和加工产生的边角料变废为宝，减少其对环境的污染，增加芦笋除供人类食用和观赏以外的附加值。