甘草黃酮類化合物生理功能及其在食品中應用研究

鐘永恒，賈仕杰，郝同江，荊超，孫可新，李德海

(東北林業大學林學院，哈爾濱150040)

甘草黃酮類化合物生理功能及其在食品中應用研究

鐘永恒，賈仕杰，郝同江，荊超，孫可新，李德海*

(東北林業大學林學院，哈爾濱150040)

摘要：甘草黃酮類化合物是甘草中所含有的一類生物活性較強的有效成分。該文綜述了甘草黃酮化合物的主要成分、藥理作用，并介紹了目前甘草黃酮在食品中的應用，旨在為甘草黃酮類化合物在未來市場得到更廣泛的開發利用提供參考。

關鍵詞：甘草黃酮；藥理作用；食品；應用

甘草黃酮(Licorice flavonoids,LF) 類化合物主要存在于甘草根中，是甘草中最重要的生理活性物質之一。甘草黃酮類化合物的化學成分比較復雜，主要有甘草素、異甘草素、甘草苷、異甘草苷、新甘草苷、新異甘草苷等[1]。甘草也是我國傳統的藥用植物資源，我國及日本學者對其研究比較早，早在20世紀60年代人們就發現甘草黃酮類物質具有抗腫瘤、抗炎、抗氧化、鎮靜和鎮痛、降脂等作用。近幾年國外對甘草黃酮的研究也逐漸興起，在探索其作用機理這方面研究比較深入。甘草黃酮類化合物的應用也日益廣泛。如何從植物體中提取活性較強的天然黃酮類成分，并結合天然植物資源深加工技術，進一步將其加工成有一定生理功能的保健食品和藥品等產品，提高其利用價值，也是正科學家們在研究的熱點問題。根據中華人民共和國衛生部新公布的，既是食品又是藥品的名單中，甘草為藥食兩用資源。因此本文就甘草黃酮藥理作用及甘草黃酮在食品中的應用進行了綜述，為甘草黃酮的進一步開發利用提供科學依據[2]。

1甘草黃酮的生理功能

1.1甘草黃酮具有抗腫瘤功能

腫瘤是危害人類身體健康的一大殺手，近年來我國因患惡性腫瘤死亡的人數日益增加，探尋治療腫瘤的藥物具有重要的意義。

Snait Tamir等人首先研究發現了甘草中黃酮類物質具有植物雌激素活性，能與人類雌激素受體結合，使體內肌酸激酶的活性增加，抑制乳腺癌細胞的增生。而隨著甘草黃酮濃度的增加，對乳腺癌細胞的增生具有兩面性，在低濃度下(10nM～10μM)具有促生長效應，在濃度大于15μM時表現出抑制癌細胞生長效應[3]。Motohiro等人[4]研究發現異甘草素對前列腺癌細胞的增殖有明顯的抑制作用，其原因可能與甘草黃酮能增強GADD153信使RNA和蛋白質的表達，誘導了細胞周期阻滯和細胞生長抑制有關。Kimberly M. Jacksona[5]等人研究二甲基苯并蒽(DMB)類甘草黃酮對幾種人類前列腺癌細胞系的細胞周期動力學的影響，也發現其具有抑制前列腺癌的作用。

趙世元等[6]對甘草總黃酮體內抗腫瘤作用及其機制做了初步研究，通過建立S180小鼠移植肉瘤模型，觀察甘草總黃酮對S180小鼠肉瘤抑瘤率以及腫瘤組織切片的病理改變情況，并檢測體內相應蛋白的表達情況，結果表明甘草總黃酮能顯著抑制小鼠體內肉瘤的生長。肝臟是人類致癌的主要靶器官之一。Kaku Nakagawa[7]等研究甘草黃酮油抗癌的靶器官，并假設以肝臟為靶器官，通過小鼠實驗證實了甘草黃酮油濃縮液600mg/kg的濃度下有顯著抑制肝癌的作用。通過對甘草黃酮抗腫瘤功能的深入研究，為甘草黃酮在臨床上的應用提供了一定的依據。

1.2甘草黃酮具有減脂功能：

隨著人們生活水平的提高，三高人群及肥胖癥患者日益增多，由此引發的各種疾病已成為不可忽視的社會問題。而一些化學合成的減肥藥品對人體的副作用比較大，且缺乏功能性，科學家們正積極開發具有減脂功能的天然物質。國外一些最新研究表明，甘草黃酮類物質具有減脂的功能。

Yuji Tominaga[8]等人采用小組對照實驗，每組成員每日分別攝入0，300，600，900mg的甘草黃酮油(LFO)。一段時間后對參與者全身脂肪、內臟脂肪、體重、身體質量指數和安全參數進行測量評估。結果表明：雖然四組成員卡路里的攝入量相同，但后三個LFO攝入組，在攝入8周后，檢測結果顯示全身脂肪量顯著降低，并且每日攝入劑量為900mg的組員脂肪降低最明顯，且沒有不良反應，該結果表明甘草黃酮具有一定的減脂功能。Hiroshi[9]等人調查了甘草黃酮油對食源性肥胖癥小鼠的作用，在高脂飲食中添加2%甘草黃酮油能有效減輕腹部脂肪組織的重量，以及降低肝臟和血漿中甘油三酯的水平，因此被用作降低膽固醇的功能食品。K. Nakagawa[10]等人進行毒理學實驗，連續90天給小鼠服用甘草黃酮油，當雌鼠服用劑量小于800mg/kg·d，雄鼠服用劑量小于400mg/kg·d時，沒有觀察到不利影響。綜上所述，甘草黃酮將有望應用于減肥治療。

1.3甘草黃酮具有抗氧化功能

甘草黃酮的抗氧化功能研究比較早。余龍江[11]研究了甘草總黃酮的體外抗氧化性能，結果表明甘草總黃酮添加量為0.02%時，對菜籽油、大豆油、花生油、豬油均有良好的抗氧化效果，且對豬油的抗氧化作用最強。他還考察了甘草黃酮與一些有機酸、合成抗氧化劑的協同抗氧化作用，發現其抗氧化能力均得到增強。

對于甘草黃酮抗氧化性的研究并不僅局限于體外抗氧化作用。Fuhrman等人[12]以人類及患有動脈粥樣硬化載脂蛋白不足的小鼠為研究對象，分別進行了體內及體外實驗，證明了甘草中黃酮類化合物能夠抑制低密度脂蛋白(LDL)脂質氧化作用。Young Woo Kim[13]等人向經過甘草黃酮提取液預處理過的肝損傷小鼠體內注射毒素后，逆轉了肝抗氧化能力的下降以及抗炎癥基因在肝臟以及細胞的抑制性表達。Young Mi Kim 等人[14]研究發現甘草黃酮能保護肝細胞免受氧化損傷造成脂肪堆積。通過對甘草黃酮的體內抗氧化性研究，為其作為食品抗氧化劑在食品中的應用提供了可靠依據。

1.4甘草黃酮具有抗炎、抑菌功能

近年來，一些天然抑菌物質逐漸被發掘，并在我們的生活中起著重要的作用，如我們常見的丁香、桂皮等。甘草黃酮類化合物就具有一定的抗炎、抑菌功能。

Yi-Cheng Xie 等人[15]從烏拉爾甘草中提取出甘草黃酮，向患有急性肺炎的小鼠體內分別注射3，10，30mg/kg甘草黃酮，結果炎細胞明顯減少，包含白細胞、巨噬細胞和積累在支氣管肺泡灌洗液體中的淋巴細胞等，其中對白細胞的作用最強。并且當黃酮濃度30mg/kg時與1mg/kg地塞米松有同樣的治療效果。Ju Young Lee等人[16]對甘草黃酮的抑菌功能進行了研究，發現甘草黃酮對白色念珠菌具有免疫作用，能保護小鼠免受白色念珠菌病。安曉晶等[17]通過研究紅花和甘草黃酮對醋酸致小鼠扭體反應的影響、對醋酸致腹腔毛細血管通透性升高的影響、對動靜脈旁路血栓形成的影響，考查紅花和甘草黃酮的抗炎鎮痛作用，發現兩者聯合應用時具有明顯的抗炎鎮痛活性。這些研究為甘草黃酮作為抗炎化合物的使用提供了潛在的依據。

1.5甘草黃酮具有美白及治療黃褐斑功能

酪氨酸酶是黑色素生物合成的關鍵酶，決定哺乳動物的皮膚和頭發的顏色。各種皮膚疾病，老年斑，光化學損傷，以及過度積累的表皮色素沉著都與酪氨酸酶有關。研究發現甘草黃酮具有美白及治療黃褐斑的功能，能夠改善肌膚，淡化色斑，若將其應用于日常化妝品中，將具有很好的開發前景。

Ohad Nerya[18]等人研究發現甘草黃酮化合物對酪氨酸酶有抑制作用，能夠抑制黑色素細胞合成黑色素。3年后，她又對雙孢蘑菇采后褐變問題進行研究，在蘑菇切片上涂抹甘草黃酮和無花果葉和果實中的一種物質后，蘑菇褐變得到顯著抑制[19]。Boqiang Fu等人[20]為了探究甘草中抑制褐變的活性成分到底是什么，利用多相色譜從甘草中分離出5種不同的黃酮化合物，分別是甘草苷、異甘草素葡萄糖芹菜苷、異甘草苷、甘草素、甘草查耳酮A。其中異甘草苷、異甘草素葡萄糖芹菜苷、甘草查耳酮A對酪氨酸酶有抑制作用，且都是競爭性抑制劑，有望作為酪氨酸酶抑制劑和脫色劑應用于食品及化妝品工業中。王明利等[21]研究了從甘草中提取的一種美白劑，研究發現具有抗酪氨酸酶活性、抑制過氧化脂質、抗菌、抑制多巴色互變酶(TRP22)活性等作用，這是市場上許多其它美白劑所沒有的效能。開發出富含甘草黃酮的祛斑產品，能有效地治療黃褐斑，與現代人所提倡的自然、環保的理念遙相呼應，是愛美人士的不二選擇。

1.6其他功能

代謝綜合征，包括2型糖尿病、胰島素抵抗、腹部肥胖癥、高血壓和血脂異常，是一個重大的公共衛生問題。Zhenghong Guo等人[22]研究發現甘草黃酮對糖苷酶和蛋白酪氨酸磷酸酶有抑制作用，可以作為潛在的功能性食品成分，可用于預防和治療2型糖尿病。過氧物酶體活性增殖物受體的配體能夠有效抵抗代謝綜合征。T Mae[23]等人分別用乙醇、乙酸乙酯、丙酮作為溶劑，并分析提取物與過氧物酶體活性增殖物受體的結合活性，發現甘草的乙醇提取物中(其主要成分是黃酮類)含有全部的四種活性化合物，且口服甘草乙醇提取物能顯著降低糖尿病小鼠的血糖水平。這些研究結果表明，甘草乙醇提取物能有效預防及治療代謝綜合癥。氣道嗜酸性粒細胞的炎癥反應是過敏性哮喘的一個重要特性，Bolleddula J[24]等人研究發現甘草黃酮類能抑制嗜酸性粒細胞趨化因子的分泌，從而達到預防哮喘的目的。

2甘草黃酮在食品中的應用

2.1甘草黃酮用作抗氧化劑

食品氧化是引起食品腐敗變質的重要原因。目前合成抗氧化劑的使用仍占主導地位，然而合成抗氧化劑存在著一定的安全隱患，需嚴格控制其添加1量。天然抗氧化劑的應用則有效避免了合成抗氧化劑的毒性，不僅能夠阻滯食品氧化，對人體還具有很多益處。20世紀末，日本學者比較了24種中草藥的抗氧化活性，發現甘草的極性溶劑萃取物在亞油酸甲脂底物中具有很好的抗氧化效果。隨后油溶性和水溶性的商品化的甘草抗氧化劑以及復合型天然抗氧化劑被相繼開發出來[25]。王興國等人[26]以含動物油的杏仁酥和含植物油的蛋糕作為試驗樣品，在樣品中加入甘草抗氧化劑，并同時以未加甘草抗氧化劑組作對照，得出結論，甘草抗氧化劑對于含動物油脂和植物油脂食品都具有顯著抗氧化效果。

根據我國《GB2760-2011 食品添加劑使用衛生標準》規定：“甘草抗氧化物可用于不含水的脂肪與油、熟制堅果與籽類(僅限油炸堅果與籽類)、油炸面制品、方便米面制品、餅干、膨化食品、肉制品類，最大使用量以甘草酸計，為0.2 g/kg”[27]。利用甘草黃酮具有抗氧化性的特點，將其應用在食品保鮮及抗氧化中，并且較其他化學合成的抗氧化劑更安全、綠色、環保。

2.2甘草酸奶

酸奶是廣受大眾歡迎的產品，近年來各種新型酸奶產品的研發也越來越盛行，各種不同口味、功能的酸奶逐漸走入人們生活。李次力[28]等人研究了一種甘草酸奶，利用甘草黃酮提取液為主要原料，加入適量牛乳、蔗糖等，經乳酸菌發酵后制成甘草酸奶。通過實驗研究，得出最佳配方為牛乳77%、甘草汁15%、蔗糖6.5%、乳粉 1.5%、膠之素0.2%。當甘草提取液的添加量為15%以下 ( 含15%)時，對酸乳的凝乳時間、凝乳狀態、pH、酸度和活菌數無明顯影響，且用這種配方研制出的酸奶比普通酸奶口感更好、滋味更香，還具有補脾益氣、清熱解毒、優化腸道菌群、助消化、降血脂、提高人體免疫力等多種保健功能，對人體有很多益處。

2.3甘草黃酮用作天然防腐劑

甘草黃酮用作食品中的天然防腐劑主要與其具有抑菌性有關。王南舟[29]等人研究甘草中的抑菌有效成分對西式火腿的防腐效果，根據所提取的黃酮類化合物對常見食品污染菌的MIC測定結果，多數食品污染菌的MIC均小于I000mg/kg，結果表明，甘草黃酮提取物能有效抑制西式火腿中常見的腐敗菌，從而延長西式火腿的保質期。符峰[30]等人用甘草為原料制備天然保鮮膜劑，研究其對雞蛋和西式火腿的保鮮效果，并與未經涂膜保鮮的原料進行對比，實驗結果顯示，甘草黃酮提取物抗菌活性高，對雞蛋、西式火腿等食品的保鮮能起到很好的效果。由此可見甘草黃酮在食品防腐領域中有一定的實際應用價值，能夠防止食品腐敗，延長食用期限。

3展望

綜上所述，甘草黃酮是一種多功能藥食兩用資源。既具有抗炎、抗菌、抗氧化、抗腫瘤等藥理作用，可以在臨床上應用，還可作為抗氧化劑、防腐劑等應用到普通食品及保健食品中去。隨著對甘草黃酮的研究不斷深入，其更多的潛在價值必將逐漸被人類發掘和利用。

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The Study of Physiologic Function and Application in Food on the Licorice flavonoids Compounds

Zhong Yongheng , Jia Shijie, Hao Tongjiang, Jing Chao, Sun Kexin, Li Dehai*

(College of Forestry, Northeast Forestry University, Harbin 150040)

Abstract:Licorice flavonoids is a group of biologically active substances found in licorice. The progress in the research of the components, pharmacological activity and the application in food are reviewed in this paper,so as to provide some reference for further development and utilization in future market.

Key words:Licorice flavonoids; Pharmacological function; Food; Application

收稿日期：2016-02-25

基金項目：東北林業大學大學生省級創新實驗項目(201510225127)和黑龍江省教育廳科學技術研究項目(12543015)資助

作者簡介：鐘永恒(1994-)，女，本科生，從事食品化學及植物有效成分研究，E-mail:1014134659@qq.com；*通訊作者：李德海 (1976-)，男，副教授，碩士生導師，從事食品化學及植物有效成分研究，E-mail:lidehaineau@163.com。

中圖分類號:R285

文獻標識碼:A

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2016.03.039