林檎生物活性功能研究进展及饲用开发价值※

●刘 岩 钱关泽 （聊城大学生命科学学院 山东 聊城 252059）

林檎为蔷薇科苹果属的落叶乔木，按照《中国植物志》的分类，目前我国有2种林檎，分别是台湾林檎（Malus doumeri）和尖嘴林檎（Malus melliana），主要分布在福建、广西、江西、湖南、云南、贵州及台湾等省份及地区[1]。在广西、湖南等省份以及个别少数民族地区有利用林檎叶制作茶饮的习俗，可将之作为一种新型的功能型饮料。其叶片中含有蛋氨酸、苏氨酸、维生素C、维生素E等多种营养成分，此外还含有黄酮类、三萜类、皂苷、甾醇类和有机酸等多种化学成分。大量研究表明，林檎叶具有抗氧化、降血压、保护肝脏、提高免疫力等多种作用，而且对某些细菌真菌也有很好的抑制作用，因此对林檎的深度开发利用具有广阔的生产应用前景[2-6]。

1 林檎资源分布

依据中国科学院植物研究所等标本馆林檎标本记录绘制的分布图显示，台湾林檎主要呈西南—华南—华东的横向连续分布，主要分布在越南中部，中国西南、华南、华东以及台湾地区，台湾林檎分布北界已达江苏南京地区，最西在云南省新平县，最南达到越南昆蒿，最东在我国台湾岛[7]。中国东南地区的浙江、江西、福建、广东分布的数量较多，西南地区分布数较少。而尖嘴林檎的分布比较分散，记录较少，主要分布在江西、浙江、福建、广东北部、湖南东部，以及安徽黄山，生长在海拔700～2400 m的山地混交林中或山谷沟边[1]。

2 林檎中的生物活性物质

2.1 黄酮类

台湾林檎在广西一带又称大果山楂，含有黄酮类、二氢查耳酮类、黄酮苷类、少量橙酮类等营养物质，其中黄酮类含量是山楂的两倍多[8]。详见表1。

2.2 三萜类

台湾林檎中含有的三萜类化合物，包括熊果酸、齐墩果酸、柠檬酸等，如表2所示。

表2 台湾林檎中含有的三萜类化合物

2.3 酚类及酚酸类

台湾林檎中含有的酚类及酚酸类化合物，如表3所示。

表3 台湾林檎中含有的酚类及酚酸类化合物

2.4 氨基酸和多糖

中医认为台湾林檎是一种药食同源的植物，其中含有大量氨基酸和多糖，具有较高的营养价值和保健作用[25]。目前从果实中检测到17种氨基酸，林檎酒中检测到17种游离氨基酸；其中包括8种人体必需氨基酸，另外β型吡喃糖苷构型的多糖也存在于台湾林檎中[26-27]。

2.5 维生素及微量元素

台湾林檎中含有少量的维生素B1、B2、B6[26]，维生素C[22，26，28]、维生素E[22，28]等，此外还含有多种微量元素如Fe、Mg、Ca、Zn[22，24]、K[22，24]、Se[29]等。

2.6 其他

此外，台湾林檎中还含有生物碱、皂苷、鞣质[30]、红色素[31]以及茋类化合物银松素[10]等物质。

3 林檎中生物活性物质的活性机能

3.1 抗氧化作用

大量研究表明，林檎的抗氧化作用主要是由其含有的黄酮类、酚类物质以及维生素C和E等共同发挥作用。近年来国内外对黄酮类物质的研究已有诸多报道，研究内容也比较深入，主要集中于对其抗氧化活性以及对清除活性氧、羟自由基能力的研究。有研究认为吡喃酮3位羟基、2位不饱和碳原子及4碳上的羰基结构与其抗氧化活性密切相关，也有研究认为黄酮类化合物独特的化学结构使其具有抑制脂质过氧化的作用[32-33]。卢静[34]对林檎中富集纯化的总黄酮进行了实验，研究表明，林檎叶中纯化的总黄酮清除DPPH（1,1-Diphenyl-2-Picrylhydrazyl，1,1-二苯基苦基苯肼）自由基以及对铁离子还原能力明显增强，与对照组维生素C相比具有显著的抗氧化活性。酚类物质发挥抗氧化作用的机制可阐述为其可作为供氢体与环境中的活性氧结合，经还原反应降低环境中的氧含量，同时清除自由基，防止自由基引发的生物大分子损伤。也有学者认为细胞质中的可溶性酚（PHE）和黄酮类物质能够与离子结合，从而保护细胞免受离子诱发的氧化损伤，进而降低毒害作用[35-36]。冯涛[37]等利用35株野生新疆野苹果的叶片进行了总抗氧化能力测试，进而分析了抗氧化能力与多酚含量的相关性，测定了DPPH抑制率、铁还原抗氧化力（ferric reducing-antioxidant power，FRAP）、Trolox等价抗氧化力（Trolox equivalent antioxidant capacity，TEAC）、羟基自由基清除率以及超氧自由基清除率5个指标。结果表明，不同苹果品种酚类物质的种类及含量均不相同，其中以原花青素（Pas）、根皮苷（Phlorizin glucoside）、杨梅黄酮（Myricetin）、没食子酸（Gallic acid）、咖啡酸（Caffeic acid）、肉桂酸（Cinnamic acid）等含量较高，总酚含量与总抗氧化能力相关性最高，且相关系数达极显著水平，与前人研究结果一致[38-40]。对林檎叶中不同提取物体外清除·OH自由基的能力以及对动物肝脏匀浆脂质过氧化抑制作用的研究表明，林檎叶提取物对·OH自由基的清除作用达70%以上，且在一定范围内，随着质量浓度的升高·OH自由基清除率也呈上升趋势；对动物肝匀浆脂质过氧化的抑制作用的结果表明，乙醇提取乙酸乙酯溶解组的质量浓度为0.52 g/mL时对过氧化抑制率最高，达70.11%[41]。由此可见，黄酮类、酚类化合物是林檎叶中发挥抗氧化作用的重要物质。

3.2 防霉抑菌

在广西、湖南一带，居民用热水冲泡林檎叶制成茶饮，放置几天不腐不馊，以林檎叶加水熬煮的汁液浸泡糍粑，可以保存数月不变质[42]。对此学者研究发现林檎叶浸提液具有天然防腐功效[43]。有学者研究了不同林檎叶提取物对细菌和真菌抑制的作用，平板法测定结果显示对金黄色葡萄球菌、枯草杆菌等革兰氏阳性菌抑制作用较强，对大肠杆菌等革兰氏阴性菌细菌抑制作用较弱，对黄曲霉和黑曲霉抑制作用较强，而对青霉和酵母抑制作用弱，对假丝酵母、根霉和毛霉没有表现出抑制作用；在食品防腐测定实验中，林檎叶提取液处理组与对照开水处理组相比，食品中的细菌总数和芽孢杆菌数量要低得多，由此证明了林檎叶提取液对猪肉、茄子、豆腐等食品有一定的抑菌防腐作用[6]。对林檎叶中发挥防霉作用物质的研究也比较深入，有研究通过化学定性反应和光谱分析得出结论，尖嘴林檎叶内抑菌防霉物质为皂苷和单宁，而黄酮类无抑菌效果[43]。另有定性分析结果显示，林檎叶中主要抑菌活性的成分为黄酮类化合物[44]。也有报道指出，林檎叶和果实中含有大量叶酸（Folicacid），叶酸具有很强的抗菌作用，是一种理想的抗菌剂[45]。林檎叶表现出的良好抗菌效果应是以上几种物质协同作用的结果，对林檎叶提取物的研究可以向天然无毒副作用抗菌剂方向发展，便于其能更好地服务于我们的生产生活。

以上大多数研究都是采用林檎叶作体外抑菌试验，有一定优点但也具有一定局限性，而体内抗菌实验不仅能反映药物对细菌的直接抑制作用，更能反应药物对机体非特异性免疫的影响，还能反映药物到达感染部位的能力。有研究对小白鼠进行了体内抑菌的相关实验，发现用40℃温水浸泡24 h的林檎叶提取液抑菌效果最好，与其他溶剂提取物相比，水提取组和乙醇提取组抑菌作用较好，小鼠的死亡率最低，分别为37.5%和36.4%[46]。定性分析表明：水溶性提取液主要成分有糖、有机酸、氨基酸、单宁等化合物；乙醇提取物中主要成分为黄酮类、皂甙、有机酸、单宁等，该定性分析结果与前人报道的结果一致[43]。以上研究表明，林檎中的化合物在动物抗菌实验中也能发挥良好作用，或有开发为抗菌兽药的潜能，有利于进一步实现林檎资源的生态利用。

3.3 提高机体免疫力

胸腺与脾脏是机体内发挥免疫作用的器官，其中胸腺为初级淋巴器官，脾脏为次级淋巴器官，它们与机体的体液免疫、细胞免疫及非特异性免疫密切相关。林檎叶中含有黄酮类化合物、多糖、氨基酸、维生素及各种矿物质，这些成分能够有效提高机体的免疫功能[46]。有研究以小鼠作为实验对象进行了免疫器官重量测量实验、小鼠常压耐缺氧实验以及小鼠碳粒廓清法实验，探究了林檎叶中不同成分对机体免疫功能的影响。结果表明，水提取组比对照组的小鼠胸腺指数、脾脏指数均有明显提高（P＜0.05），廓清指数和吞噬系数也有显著差异（P＜0.05），能明显提高小鼠对异物的吞噬能力其作用机理可能是由于林檎叶含有的维生素E和维生素C，其中维生素C能够提高巨噬细胞的活性，促进T淋巴细胞分裂增殖；乙醇提取组比对照组小鼠的胸腺指数有显著的增加（P＜0.05），且乙醇浓度增加对胸腺指数有极显著的影响（P＜0.01），因此林檎叶的水提取物和乙醇提取物能从多方面提高小鼠的免疫功能[47]。

国外研究认为黄酮类化合物能够作为潜在的天然生物反应改良剂进而影响机体免疫系统，提高机体免疫力，对血栓、心血管疾病及部分炎症能够起到预防作用[48]。在对小鼠免疫功能影响的研究中发现：林檎叶中黄酮类化合物含量占多酚类物质的60%以上。此外，林檎叶中含有的氨基酸、生物碱、维生素等也能改善小鼠免疫功能。分别测定以林檎叶提取物灌胃小鼠的脾指数、胸腺指数、碳粒廓清指数以及耐缺氧能力和耐高低温能力，结果显示，小鼠免疫功能的提高是多种活性物质共同作用的结果，其中叶片中的生物碱能提高小白鼠耐缺氧的时间。所以多酚类物质在提高免疫力方面起主要作用，具体作用机制还有待进一步探究[49]。

4 林檎饲用开发价值及开发潜能

近年来，随着人们生活水平的提高，人们对畜禽产品需求由数量向质量转变，因此对畜禽养殖中饲料品质的控制及养殖环节抗生素的应用提出了更高的要求。尤其是在2020年农业部实施“畜禽饲料减抗替抗、畜禽产品无抗”计划后，根据农业部第194号和246号公告规定，自2020年1月1日起，禁止进口促生长类药物饲料添加剂（中药类除外）的生产和使用。另外，自2018年启动实施兽用抗菌药使用减量化行动，并对主要畜禽产品15大类79种兽药残留进行严格检测。因此，开发无抗饲料或减抗、替抗饲料产品成为研究人员的研究热点，一时间各类减抗、替抗产品层出不穷。林檎具有的防霉抑菌活性物质及其具有的防霉抑菌和提高免疫力作用为将其开发为减抗、替抗饲用产品提供了可能。动物体内因应激、炎热或其他因素产生的自由基、活性氧、过氧化物是影响畜禽产品品质的关键物质，黄酮类化合物作为一种天然的抗氧化剂，其结构中包含的酚羟基可主动与自由基结合，能够发挥抗氧化作用，而酚羟基的数目和位置决定了黄酮类化合物的抗氧化活性高低。另外，黄酮类化合物可直接捕获反应链中的自由基，阻断自由基的链反应，从而起到抗氧化的双重作用，避免机体的氧化损伤，提高畜禽产品品质[50]。也有研究表明，黄酮类化合物可增强谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione peroxidase，GSH-Px）和谷胱甘肽还原酶（Glutathione reductase）的活性，进而发挥抗氧化作用[51]。综上所述，林檎含有的黄酮等具有抗氧化的活性物质为其在养殖中应用，降低畜禽机体中过氧化物含量，提高畜禽产品品质提供了可能。