新食品原料明日叶最新研究进展

付坤丽，王力平，华璞玥，李子超*

1.青岛大学生命科学学院（青岛 266100）；2.青岛正悟堂中医健康管理有限公司正悟堂中医诊所（青岛 266100）

明日叶（Angelica keiskei Koidzumi）是伞形科多年生草本植物，原产于日本八丈岛为主的伊豆群岛，20世纪90年代开始先后在我国山东、江苏、云南、广西、海南等多省引植成功，经过国内学者及产业人士多年的研究开发，于2019年5月通过国家卫生健康委审核，正式成为我国新食品原料家族中的一员[1-4]。从此，明日叶研究及其产业迎来崭新的发展契机。针对明日叶近5年的最新国内外研究情况作一综述，以期为明日叶相关研究及进一步高值化开发利用提供参考。

1 明日叶农业技术

1.1 种植

王纪忠等[5]研究不同栽培基质对明日叶分株繁殖苗素质的影响。试验表明：1/2基质+1/2营养土移栽30 d后单株叶片数、最长根长、可溶性糖、可溶性蛋白质的数据表现最好；1/3基质+2/3营养土移栽30 d后株高、展开度、单株鲜重、硝态氮的数据表现最好，而黄沙作栽培基质仅有利于提高明日叶的叶绿素含量，明日叶更适合较肥沃的土壤种植。

1.2 繁育

黄丽等[6]利用明日叶叶片为外植体，通过试验建立明日叶高频再生组培快繁的完整体系，为明日叶的大面积种植提供一种高效率、低成本的快速繁殖方法。试验表明，明日叶组培苗的最适培养基为含高浓度NH4+、NO3-、K+的营养液（MS）；增殖最佳培养基为MS+6-BA（细胞分裂素）2.0 mg/L+2，4-D 1.0 mg/L；最佳生根培养基为1/2 MS+NAA（生长素）0.02 mg/L，生根率可达87.22%，将生长良好的再生植株进行移栽，存活率高达94%。

1.3 病虫害防治

周洁等[7]以蔬菜种质创新与遗传改良湖北重点实验室保存的明日叶叶斑病病原菌为材料，对病原菌的生物学特性进行测定。在室内经过对11种药物的筛选发现，稀释1 000倍的60%苯醚甲环唑水分散粒剂和稀释2 000倍的32.5%苯甲嘧菌酯悬浮剂对该病原菌抑制率达50%以上，故可选用苯醚甲环唑和苯甲嘧菌酯作为田间防治药剂。刘峰等[8]利用RT-PCR基于明日叶转录数据库信息克隆得到明日叶5-烯醇式丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶（EPSPS）基因，命名为AgEPSPS。在80 mmol/L草甘膦的液体LB培养基中，含有pETAgEPSPS质粒的大肠杆菌可以正常生长，说明有一定的草甘膦抗性，抗除草剂基因工程可以利用明日叶得到具草甘膦抗性的新作物品种。

2 活性成分的萃取、提纯与检测

2.1 查尔酮

明日叶富含黄酮类物质，其中尤以查尔酮类化合物居多，因此国内外主要围绕明日叶查尔酮开展研究。王磊等[9]以明日叶根为原料，提取溶剂80%乙醇、温度55 ℃、时间90 min、料液比1∶10，提取2次得粗提液，4-羟基德里辛（4-HD）得率为1.82 mg/g、黄色当归醇（XAG）得率为2.12 mg/g。继而采用乙酸乙酯萃取、硅胶柱层析以及半制备液相相结合的方法对乙醇粗提液中的查尔酮类成分进行分离纯化，获得的4-HD和XAG的纯度分别为99.08%和98.92%。

2.2 多糖与微量元素

邓建梅等[10]以明日叶干粉为样品，在乙醇体积分数80%、料液比1∶30（g/mL）、提取温度80 ℃，超声波辅助下提取30 min，提取物的查尔酮含量为22.765 mg/g。陈凤等[11]用无水乙醇处理明日叶根粉，以90 ℃蒸馏水提取3.5 h，提取2次，滤液旋蒸浓缩至15 mL，调节pH 3，在4 ℃静置过夜，离心得脱蛋白多糖液。按体积比1∶4加入95%乙醇，低温醇沉过夜后离心分离，沉淀依次用无水乙醇、丙酮、乙醚各洗涤1次，真空干燥至恒重，得明日叶根精制多糖。采用苯酚-硫酸比色法测得明日叶根粉中多糖含量为21.57%。王亚楠等[12]发现不同地区明日叶叶中矿物质2.32～4 532.00 mg/kg、茎中矿物质0.58～2 601.00 mg/kg。张磊等[13]采用电感耦合等离子体光谱（inductively coupled plasmaoptical emission spectroscopy，ICP-OES）法和电感耦合等离子体质谱（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）法同时测定6个不同产地的明日叶中Ca、Na、K等24种元素含量，结果发现明日叶根、茎、叶中的元素含量有较大差异，其中根部重金属元素分布显著高于叶、茎部，存在一定的重金属污染风险。明日叶叶中K、Ca、Mg、Fe、Zn、P元素营养质量指数（index of nutrition quality，INQ）均大于1，可满足人体对该6种矿物质元素的需求；对于不同产地的明日叶而言，日照、青岛、江苏及广西的明日叶元素含量相似，浙江与福建地区的明日叶元素相似。庞敏[14]利用电感耦合等离子体发射光谱（inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy，ICP-AES）法测定比较明日叶、西芹、白菜中K、Ca、Na、Mg、Fe、Zn、Cu这7种元素，并通过营养质量指数法（INQ）对矿物质元素进行营养评价。结果发现相较于西芹和大白菜，明日叶有更好的矿物质营养价值。

2.3 氨基酸与蛋白质

王亚楠等[12]运用营养成分的国标检测方法测定明日叶叶与茎中的各类营养成分。结果发现叶、茎中脂肪含量极低，叶中的16种氨基酸（叶4.42%、茎0.52%）、蛋白质（叶4.60 g/100 g、茎0.75 g/100 g）含量要明显高于明日叶茎中的含量，说明叶比茎更具有营养价值与利用价值。

2.4 倍半萜

Iimura等[15]重点研究人类（特别是日本人群）食用的叶子中的倍半萜，并通过气相色谱-质谱首次证实明日叶中存在多种倍半萜。

2.5 芳香成分

Rong等[16]采用顶空固相微萃取-气质联用（HSSPME-GC-MS）法对明日叶茶中的挥发性成分进行提取分析，并利用电子鼻主成分分析（principal component analysis，PCA）法进一步区分不同茶叶样品的香气特征，并对其味觉活性成分和感官属性进行分析，共鉴定出118种香气成分。其中，月桂烯、β-芳樟醇、辛醛、壬醛、(E)-2-壬烯醛、(Z)-2-壬烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、(E,E)-2,4-壬二烯醛、(E)-2-癸二烯醛和对伞花烃是主要的香气成分，具有花香味、果香味和鲜香味。感官评价表明，叶茶和茎茶的苦味和涩味较根茶低，香气、鲜味和甜回味较高。苦味和涩味强度与查尔酮和游离氨基酸含量呈正相关，与可溶性糖含量呈负相关，甜度、回味强度与鲜味呈负相关关系。

3 明日叶生物活性研究

3.1 抗衰老

Carmona-Gutierrez等[17]在明日叶中鉴定一种查尔酮类化合物4,4’-二甲氧基查尔酮（DMC），研究发现通过外部DMC给药可延长酵母、蠕虫和苍蝇的寿命，减缓人类细胞培养的衰老，保护小鼠免受长期心肌缺血。另外，DMC还能诱导自噬，提示其具有细胞保护作用，其分子水平作用机制是促自噬反应诱导代谢中的系统性变化，其独立于TORC1信号传导且依赖于特定的GATA转录因子。研究显示DMC是一种具有显著抗衰老活性的天然化合物，并为明日叶作为一种具有延长寿命功效的食品原料提供研究依据。

3.2 抗肿瘤

Gao等[18]将不同浓度4-羟基德里辛（4-HD）在不同时间段（24和48 h）与Huh7和HepG2细胞共孵育，并采用Cell Counting Kit-8（CCK-8）法检测4-HD对肝癌细胞活力的影响，研究表明与正常组相比，20和40 μmol/L的4-HD组显著抑制Huh7和HepG2的增殖（P＜0.01），且抑制作用随4-HD浓度升高而增加。继而证明4-HD可以通过促进PI3K/AKT/mTOR信号通路介导的细胞凋亡和细胞周期阻滞以抑制肝癌细胞的增殖。Pang等[19]探究黄当归醇（XAG）诱导肝癌细胞死亡的潜在机制，研究发现XAG对肝癌细胞HuH7、HepG2有抑制作用，XAG通过激活NLRP3/caspase-1/gasdermin D（GSDMD）通路诱导HuH7细胞焦亡发挥细胞毒性作用。研究证实肝癌与caspase-1的相关性，并且证明caspase-1蛋白调控的肝癌细胞能够被查尔酮类化合物靶向作用。Zhang等[20]发现明日叶4-HD和XAG通过直接靶向BRAFV600E和PI3K抑制黑色素瘤的发展，从而阻止下游信号的激活。这导致在黑素瘤细胞中诱导G1期细胞周期停滞和凋亡。

3.3 抗结核

Kusuma等[21]研究含有黄酮、多酚、单宁、单萜和倍半萜、醌和皂苷等活性物质的明日叶乙醇提取物的抗结核功效，结果发现黄酮类化合物和酚类化合物的抗菌作用通过抑制烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和氢-细胞色素c还原酶破坏能量代谢，并通过产生过氧化氢，抑制ATP合酶破坏细胞质膜，并抑制DNA拓扑异构酶Ⅰ和Ⅱ的催化活性，提示明日叶具有较好的抗结核生物活性。

3.4 抗疟疾

Wardani等[22]研究发现100 mg/L的明日叶70%乙醇提取、浓缩物对恶性疟原虫的抑菌率为79.47%±26.91%。对寄生虫的半数抑制浓度（IC50）为2.09 mg/L，而阳性对照氯喹的IC50为0.007 mg/L。因为其IC50值小于5 mg/L，证实明日叶乙醇提取物具有显著的抗疟疾生物活性。

3.5 抗炎、消肿

王思芦等[23]用明日叶的乙醇提取物给大白鼠灌胃给药，结果发现0.5%的高剂量能显著降低二甲苯所致小鼠耳肿胀程度和显著抑制50%蛋清所致的足跖肿胀，证明明日叶具有提高机体免疫及抗炎的功能。Kimura等[24]利用葡聚糖硫酸钠诱导小鼠结肠炎后，使用25 mg/kg的黄当归醇进行干预，结果发现其可降低结肠炎的疾病活动性指数，防止嗜酸性粒细胞浸润，具有作为炎症性肠病（IBD）治疗的潜力。Oh等[25]通过招募志愿者进行试验，摄入明日叶后，使用来自20位受试者的人血浆样品进行代谢组学和脂质组学研究，并对血浆中明日叶的成分进行分析，证明14种代谢物的水平包括运动尿酸、前列腺素E1、鹅去氧胆酸等在血浆中被改变；检测到血浆中源自明日叶中的4-羟基德里辛等5种成分，它们降低胆汁酸和脂肪酸的水平。

3.6 减肥、预防脂肪肝

Lee等[26]从明日叶中分离异补骨脂查耳酮（IBC）作为抗肥胖成分，结果发现IBC减少高脂胆固醇饮食喂养的斑马鱼的肝内脂肪沉积并挽救肝脏脂肪变性，提示明日叶含有的查尔酮成分具有良好的控制体重功效。

4 明日叶功能性食品开发

4.1 抗氧化食品

Zhang等[27]通过响应表面方法（RSM）对明日叶冻干粉中的黄酮类化合物及其抗氧化活性进行评价，试验结果为从明日叶中提取黄酮类化合物作为潜在的抗氧化剂来源提供理论基础。张程程等[28]以纤维素酶辅助发酵的明日叶发酵茶为材料，利用Folin-Cioealteu比色法（FC酚法）、2,2-二苯基-1-苦基肼（1,1-dipheny1-2-picryl-hydrazyl，DPPH）法研究冲泡温度、时间对茶汤中主要活性物质（多酚、黄酮、查尔酮）浸出量及抗氧化能力的影响。经试验得出冲泡温度90 ℃、冲泡时间15 min时，茶汤中多酚、黄酮和查尔酮溶出量较多，抗氧化性较强。

4.2 无糖、低热食品

许蓓等[29]利用明日叶粉与麦芽糖醇开发出一款风味独特的新型功能性无糖曲奇饼干。Gong等[30]用明日叶冻干粉（2%替代水平）制作曲奇饼干。空白对照组饼干与添加明日叶粉的饼干相比，在DPPH、2,2’-联氮双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二铵盐（2,2’-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid，ABTS）与铁离子还原/抗氧化能力（ferric ion reducing antioxidant power，FRAP）抗氧化测试中有较为显著的差距，且不使用蔗糖而使用麦芽糖醇和明日叶分配制的饼干因升糖指数GI＜55，可以被归类为低GI功能性食品。

4.3 降糖、减肥食品

Zhang等[31]的动物试验表明新鲜明日叶汁可防止肥胖小鼠的体重增加。试验发现新鲜明日叶汁增加拟杆菌含量，降低盲肠杆菌和乳杆菌含量。斯皮尔曼相关分析表明，食用新鲜明日叶汁可通过改变代谢基因和肠道菌群组成以预防高脂饮食引起的肥胖和代谢异常。

4.4 降胆固醇饲料

Oktaviana等[32]通过在基础饲料中添加不同水平的明日叶粉确定明日叶粉是否对肉鸡血液胆固醇和甘油三酯水平有抑制作用。试验发现加0和1%明日叶粉时，胆固醇水平最高达121.80 mg/dL，加1.5%明日叶粉时胆固醇水平最低，为101.00 mg/dL，呈量效关系。但没有显著降低（P＞0.05）肉鸡血清中甘油三酯含量。

4.5 食品安全性研究

李淑琴等[33]将明日叶提取物以人体推荐量的300，150和75倍，即1.0，0.5和0.25 g/kg体质量设置高、中、低3组掺入饲料中，连续饲养90 d，阴性对照组采用基础饲料喂养。对生化与血液指标的检测中，肝、肾功能与三大物质（糖、蛋白、脂）代谢，以及白细胞数、红细胞及其血红蛋白含量均未产生负面影响；在对大鼠肝脏、肾脏、脾脏、胃、肠和卵巢（睾丸）的组织病理学制片及镜检中均未发现明显、特异性的病理改变。因此可基本认定明日叶提取物安全，可用于开发新功能食品。

5 其他研究

5.1 基因研究

Yan等[34]采用十六烷基三甲基溴化铵（hexadecyltrimethylammonium bromide，CTAB）法提取源自武汉黄陂药材园的明日叶全基因组DNA，结果发现完整的叶绿体基因组总长度为147 007 bp，包含128个基因，共鉴定出83个简单重复序列。这些叶绿体基因组资源对明日叶的进化和遗传多样性研究具有重要指导意义。

5.2 饲料添加剂

魏强等[35]把明日叶粉添加到基础饲料中饲喂荷斯坦奶牛，结果发现不同比例的明日叶粉添加量对奶牛产奶量具有不同程度影响，低浓度（每头100～400 g/d）时降低产奶量，高浓度（每头800 g/d）时则相对增高。

5.3 化学合成

Du等[36]探究使用明日叶水提物还原银离子制备银纳米颗粒（AgNPs）的新方法。该方法所得AgNPs呈球形，平均粒径为130.1±2.1 nm，具有良好的抗菌性能。

6 结语

明日叶作为我国新食品原料已不断引起国内学者的研究兴趣，但同日本相比，不论是在标准化种植技术与规模还是在生物活性研究、产品开发、产品标准的制定及其知识产权的申请与获得等方面尚有较大差距。今后需通过产学研通力合作推动明日叶科学研究和产品开发同步进行，进一步提高产品的技术含量和附加值。通过建立行业协会加强技术和信息交流，提高种植技术和产品的标准化水平，使明日叶能够更好地为提高我国人民的生活与健康水平服务。