新疆药桑有效成分及其功能研究进展

马乐，吕云皓，江 英

（石河子大学食品学院，新疆石河子 832003）

药桑，维吾尔语称“夏图特”，原产于伊朗，于16 世纪引入新疆。新疆药桑为落叶乔木，高度一般在3～7 m，树皮灰褐色，树枝与其它桑树相比较粗，叶片大且厚，叶片长度可达14 cm。由于新疆药桑是中国国内唯一性染色体倍数为二十二倍体的桑树种类，其种子发芽率为0，因此，药桑树均以黑桑树作为砧木，通过枝条、芽进行嫁接繁殖[1]。目前，新疆药桑的种植面积仅有100 hm2左右，主要分布在中国的新疆和田、阿克苏、吐鲁番等地[2]。新疆药桑耐寒热、耐盐碱，对土壤适应性强，即使种植在pH为4.5～7.5、含盐量不超过0.2%的土地上仍然可以正常生存[3]。

新疆药桑含有丰富的黄酮、花青素、多糖、色素、多酚、矿物质、维生素等营养物质，且多种营养元素含量均超过了普通桑果，特别是黄酮和维生素的含量。新疆药桑因具有抗氧化、降血糖、延缓衰老、抗肿瘤及抗炎镇痛等作用，被应用于各产业领域，有广阔的发展前景[4]。本文介绍了新疆药桑的有效成分及其功效，同时对其近年来功能性开发现状进行了归纳总结，最后对新疆药桑的发展前景做出了展望，为今后我国对新疆药桑的进一步研究及资源开发利用提供参考。

1 新疆药桑的有效成分及相关研究

1.1 黄酮

黄酮类化合物在食品行业中的应用十分广泛，是一类深受学者们关注的化合物[5]。新疆药桑黄酮含量远高于普通桑椹。何倩等[6]通过干燥处理、加入乙醇混合、水浴加热、浓缩及过滤等操作，得到了新疆药桑总黄酮的粗提取液，然后向提取液中分别加入一定量的NaNO2、Al(NO3)3和NaOH，得出药桑中黄酮含量为20.46 mg/g，远大于普通桑椹。张玲等[7]也采用NaNO2-Al(NO3)3-NaOH 显色法，在新疆药桑不同部位提取总黄酮并测定其含量。结果表明，在不同极性溶剂中测得的黄酮类化合物含量不同，由高至低依次是乙酸乙酯、石油醚、正丁醇、水。另外，他们还发现新疆药桑在DPPH·、ABTS+·自由基清除方面，都能发挥一定的作用。通过相关性分析，发现不同活性部位的自由基清除程度与总黄酮含量呈正相关，因此新疆药桑抗氧化活性与其总黄酮含量有着不可分割的关系。

1.2 多糖

多糖作为新疆药桑主要的生物活性物质，受到许多领域研究人员的青睐。李德龙等[8]等通过响应面试验，优化得出了新疆药桑多糖超声提取的最佳工艺：超声功率100 W，液料比例27∶1（mL/g），提取35 min，提取3次，此时多糖提取率为10.81%；在抗氧化试验中，当质量浓度为0.2～1.2 mg/mL时，药桑多糖的抗氧化能力较强，对于ABTS、DPPH 及羟基自由基的最大清除率分别为38.52%、71.21%、62.57%。

多糖的测定大多采用蒽酮-硫酸比色法和苯酚-硫酸比色法。武丹等[9]分别使用这两种方法对新疆药桑多糖进行测定，对比发现，苯酚-硫酸法更易操作，精密度较高，重现性更好。由此看来，测定药桑椹多糖含量时，可以优先选用苯酚-硫酸比色法。龚敏等[10]采用静态吸附法对新疆药桑多糖的脱色效果进行研究，结果显示，不同类型树脂处理的药桑多糖脱色程度各有不同，其中效果最好的是NKA-9 型大孔树脂，其脱色率最高可达61.8%；此外，还发现药桑多糖脱色前后都对DPPH 自由基有一定的抑制效果，但脱色后的药桑多糖清除自由基的能力略有增强，这说明脱色后的药桑多糖抗氧化能力有一定程度的提升。

张晖等[11]进一步研究了新疆药桑多糖中的单糖组成，先用酸水解法将新疆药桑中的多糖进行水解，再经过1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮衍生化，最后通过高效毛细管电泳法对其单糖成分进行检测分析。结果显示，新疆药桑多糖包括木糖、葡萄糖、鼠李糖、甘露糖、阿拉伯糖、半乳糖、半乳糖醛酸，所占比重分别为1∶15.8∶3.4∶10.8∶7.4∶14.3∶4.5。

1.3 色素

新疆药桑色素属于一种天然植物色素，许多研究学者十分关注其在各领域中的开发应用。因此，对于药桑色素的提取方法、理化性质等研究是必不可少的[12]。

买买提依明等[13]采用纸上色层分析法和丙酮提取法对新疆药桑椹色素进行定性分离。发现药桑中色素包括叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b，其中胡萝卜素含量最高。张帆等[14]使用超声波提取法提取新疆药桑中的色素，研究其经过一些物理和化学条件处理后的理化性质。试验发现，该色素易被极性偏大的溶剂溶解，也溶于乙酸和氢氧化钠，溶解后溶液会变色。当温度不超过80 ℃、pH 小于7时，其性质比较稳定；且不会对食盐、柠檬酸、硫酸镁和氯化钙等食品添加剂产生干扰。此外，李文娟等[15]还发现新疆药桑中色素不受Na+、K+、Mg2+、Mn2+的影响，但Al3+、Fe3+对其有明显干扰作用。综上所述，新疆药桑中色素的物理和化学性质都较稳定。杨玲等[16]采用不同浓度的新疆药桑色素处理斑马鱼胚胎，3 h 后用X-射线进行照射，测定照射后胚胎的氧自由基（ROS）、丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD），探究药桑色素对经过X-射线照射后斑马鱼胚胎组织的影响。试验结果显示，斑马鱼胚胎在被X-射线照射后，ROS 和MDA 的含量与药桑色素添加量成反比；而SOD 活性与药桑色素添加量成正比例关系。可以说明药桑色素对斑马鱼胚胎损伤有较好的保护作用。

花青素又名花色素，是一类普遍存在于大自然中的水溶性天然色素[17]。药桑中花青素含量高达342.4 mg/100 g鲜果[18]。江岩[19]通过正交试验确定了新疆药桑花青素最佳提取工艺。当提取时间和温度控制在90 min、50 ℃，溶剂体积比为40∶60、固液比（0.1%HCl 溶液∶95%乙醇）为1∶20时，提取率最高。试验使用pH 值示差法来测定药桑花青素的含量，该方法能有效避免提取液中杂质的干扰。江岩等[20]进一步将新疆药桑花青素分离纯化，得出药桑所含花青素的主要活性部分可能是矢车菊花色苷、飞燕草色素、牵牛花色苷及芍药花色苷，其余组分还需进一步研究。赵丽萍等[21]还对大孔树脂AB-8、NKA 的分离纯化效果进行对比。结果表明，AB-8 大孔树脂处理后的药桑花青素分离纯化效果更好，得到的花青素抗氧化能力提高了55.207 U/mg，是NKA 处理的3.3 倍。

1.4 多酚

新疆药桑多酚含量丰富，相比于黑桑、白桑，药桑的总酚含量显著较高。多酚广泛存在于植物的皮、茎、叶、根、果中。植物多酚具有良好的抗氧化能力、抑菌特性及免疫调节等功能[22]。因此，研究人员对新疆药桑中多酚进行提取并分析，挖掘其潜在价值。

买买提依明等[23]采用有机溶剂提取法和分光光度法，分析测定新疆药桑中的多酚。研究发现，新疆药桑叶片中多酚含量最高，为0.020 0 mg/mL，其次是枝条和桑果中，分别是0.019 1 mg/mL、0.018 6 mg/mL。刘丹等[24]采用超声波辅助乙醇提取法来提取新疆药桑中的多酚，并通过单因素与响应面试验优化药桑总多酚提取工艺；最优工艺为超声温度67 ℃、乙醇体积分数为77%、提取3次，此时提取率可达3.72%。

1.5 维生素、矿物质

服用膳食维生素和矿物质补充剂已经成为许多现代人的生活方式之一[25]。新疆药桑富含维生素及矿物质，王贺等[26]对新疆不同品种桑椹的矿物质进行测定，结果表明，新疆药桑与黑桑的不同部位都含有丰富的矿物质元素Ca 和Fe，尤其是桑叶中Ca 含量高达120 g/kg。此外，还发现黑桑各个部位的矿物质元素含量都明显低于药桑。但据有关研究报道，普通桑椹的维生素C 含量要高于药桑，大约是其1.44 倍[27]。

1.6 其他

白藜芦醇具有抗癌、抗衰老、抗氧化、抗增殖、保护心脏和提高免疫力的作用，在癌症或自身免疫性疾病的治疗中白藜芦醇得到了广泛的关注[28]。郭玉霞等[29]采用有机溶剂超声提取法提取新疆药桑中的白藜芦醇，得到提取的最优条件为料液比1∶20，超声5 min，提取2 次。

黄酮类是药桑桑叶主要的活性成分，黄酮类中含量较高的是芦丁，最低的是槲皮素[30]。阿合买提江·吐尔逊等[31]以新疆药桑桑叶为原料，通过反相高效液相色谱法检测其黄酮类物质，得出黄酮类物质中含量占比较高的是芦丁与异槲皮苷，含量分别可达0.16%、0.09%。这些药桑叶来源于新疆阿克苏、喀什、库尔勒，采摘时间分别为9、5、10 月。研究发现在不同环境下，芦丁与异槲皮苷的含量也不同，并且都随着季节的推移呈下降趋势。

2 新疆药桑有效成分的应用

2.1 抗炎镇痛

新疆药桑总黄酮有一定的抗炎镇痛作用。陈虎等[32]分别利用二甲苯致小鼠耳肿胀、福尔马林致小鼠脚趾疼痛，通过检测处理后小鼠血清中炎性细胞因子TNF-α和NO 的表达水平来评估新疆药桑总黄酮的抗炎镇痛效果。结果证明，药桑总黄酮提取物有显著的抗炎镇痛效果，能降低新鲜血清中TNF-α和NO 水平，有效缓解二甲苯所致小鼠耳肿胀及福尔马林所致小鼠脚趾疼痛。

2.2 延缓衰老

花青素具有抗氧化和清除自由基的功能，能够延缓衰老。方欢乐等[33]采用D-半乳糖建立小鼠衰老模型，检测葡萄籽原花青素对衰老小鼠的抗氧化功效，最终发现其能使小鼠氧化应激反应的各项生化指标有一定的改善。为研究新疆药桑中花青素延缓衰老的机制，江岩[34]将不同浓度的药桑花青素喂饲果蝇，观察其对果蝇寿命的影响，结果发现果蝇寿命与花青素浓度呈正相关关系，至11.25 mg/100 g 时达到最高，说明新疆药桑中的花青素具有显著的抗氧化和抗老化作用。

2.3 降血糖

新疆药桑提取物对一些二糖分解酶具有抑制作用。王贺等[35]比较了新疆不同地区药桑对α-葡萄糖苷酶的抑制作用，研究其降糖能力。试验证明，新疆不同地区的药桑都具有一定的降血糖功能，其中库车药桑桑椹、桑叶对α-葡萄糖苷酶的抑制率均高于和田药桑桑椹、桑皮。除此之外，药桑还有利于体内胰岛素的分泌，从而加快细胞对糖的摄取和肝糖原合成。庞宗然等[36]研究了新疆药桑提取物对2 型糖尿病大鼠的治疗效果。结果显示，模型鼠的肝糖原含量在服用药桑醇提物和水提物后均有所上升，与此同时，大鼠血清中总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇含量均减少，并且药桑醇提物的疗效略好于水提物。这表明新疆药桑能有效缓解糖尿病，但其作用原理与机制还有待进一步研究。

2.4 抗肿瘤

肿瘤已成为危害人类健康的主要疾病之一，致死率远高于其它疾病[37]。手术切除、激光治疗等常规治疗方法副作用大，容易引起人体的不良反应，并且新型疗法费用昂贵[38]。

植物多糖的抗肿瘤机制成为近几年来各大领域的研究热点[39]。目前国内外有关新疆药桑抗肿瘤效果的报道较少。余婉莎等[40]研究了新疆药桑多糖诱导肿瘤细胞凋亡的作用，发现药桑多糖能使宫颈癌HeLa 细胞周期停滞于G0/G1期，降低癌细胞总量，这一现象呈剂量反应关系。可见新疆药桑多糖能够通过诱导细胞凋亡，从而达到抑制宫颈癌细胞增加的效果。

2.5 抑菌

植物提取物是通过物理或化学的分离提取方法而获得的一种或多种具有生物活性的物质，具有抗菌、杀菌的作用。余登琼等[41]通过试验发现山胡椒提取物对临床致病菌金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、鲍曼不动杆菌等有抑制作用。李根等[42]通过溶血试验研究新疆药桑提取物对猪链球菌的抑制作用。结果显示，当药桑提取物浓度从32 μg/mL 上升到64 g/mL时，病原菌上清的溶血活性从24.95%下降至12.35%。这表明，新疆药桑提取物对猪链球菌培养物上清溶血活性有明显的抑制效果，并且这种效果呈剂量效应关系。

3 新疆药桑的功能性食品开发

随着食品产业的发展，以新疆药桑为原料的功能性食品也在不断更新。药桑罐头、药桑干、药桑酱、药桑饮料等产品备受研究者的重视，这些产品的制作工艺也在不断优化。

3.1 药桑乳酸菌饮料

乳酸菌饮料具有多种保健功能，酸甜可口，深受广大消费者的喜爱。倪冬冬等[43]以新疆药桑为原料，利用乳酸杆菌制作发酵饮料，并通过响应面来优化其发酵条件。得出最佳发酵条件为药桑果果汁料水比1∶21、接菌量2%、发酵时间20 h、发酵温度35 ℃，在此条件下产品的感官评分为84.5。另外，在发酵药桑的多种乳酸菌中，双歧杆菌和嗜酸乳杆菌发酵药桑时的产酸能力高于其它菌种，而发酵乳杆菌和德氏乳杆菌发酵药桑所得酵素总酚含量最高[44]。

3.2 药桑固体饮料

当前每年固体饮料的销售量在大幅度上升，由于口味丰富、携带方便等特点广受人们的喜爱。龚敏等[45]对新疆药桑进行加工来研制药桑固体饮料，通过正交试验得出最佳配方为柠檬酸、麦芽糊精、砂糖的添加量分别为0.50%、55.00%、11.00%，并且干燥前期、中期、后期温度依次要维持在50、55、60 ℃。

3.3 药桑果酒

研究证明，药桑果酒中维生素C 含量极高，对于入侵人体的致病菌有一定的抵抗能力。此外，利用药桑果酒可以有效缓解由于脂肪肝、肝硬化等引起的不良症状[46]。古丽米热·祖努纳等[47]将新疆药桑以及赤霞珠葡萄作为原料，以总酚和总黄酮为指标，探索新疆药桑葡萄酒最优发酵工艺。结果表明，在药桑与葡萄质量比3∶1，接入菌种量3%，发酵温度26 ℃、发酵时间8 d 的条件下，所酿造出的产品具有较高的生物活性成分。

3.4 药桑汁

对新鲜的新疆药桑进行榨汁处理，可以得到口感良好的药桑汁。但由于鲜榨后的药桑汁会有微生物残留，造成贮藏过程中的变质现象。因此，研究合适的药桑汁杀菌技术很有必要。

高思美等[48]分别将鲜榨后的药桑汁进行超声波杀菌、热杀菌及微波杀菌处理，探讨不同杀菌技术对药桑汁品质的影响。结果发现，相比于鲜榨的药桑汁，超声波杀菌处理的药桑汁营养成分的变化最小，杀菌快且彻底。夏娜等[49]研究发现，高压均质杀菌后的药桑汁的感官品质没有明显变化。相比于其它技术，高压均质杀菌后的产品商品属性更好，在今后更适合应用于药桑汁加工工业。

4 展望

新疆药桑浑身是宝，富含多酚、多糖、花色苷、花青素、黄酮、矿物质等营养成分。随着更深入的研究，新疆药桑在各个领域的贡献逐渐增加，药桑中有效成分的作用机理也将被一一阐明。

新疆作为我国水果产量较高的基地之一，有适宜的土壤、气候及温度等，在未来几年新疆水果的产量还会保持高速增长的趋势[50]。但新疆地理位置较偏远，药桑果实成熟季较集中，贮藏保鲜技术较落后。提高药桑的采收管理能力、研究其采后合适的贮藏保鲜方式是目前新疆药桑产业发展的必要之策。为了扩大培养药桑并解决其引种等问题，曾其伟等[51]在重庆田间进行组织培养药桑，发现其生长效果更优于嫁接药桑，这为今后药桑的综合利用和规模化生产奠定了良好的基础。

随着科技的进步，今后也会有更多的新疆药桑功能性产品被开发。与此同时，探索新疆药桑转化而成的新型系列产品，将其广泛应用在保健产品以及药用原剂中，是今后研究的目标，这既能提高新疆南疆地区农民收入，还能满足市场对于药桑的需求，进而推动新疆药桑深加工产业的发展，带来良好的社会效益和经济效益，新疆药桑的发展前景将会越来越广阔。