辣木籽中活性物質及其生理功能研究進展

王麗虹，許悅，劉陽

（1.武昌理工學院生命科學學院，生物多肽糖尿病藥物湖北省協同創新中心，湖北省生物多肽糖尿病藥物工程技術研究中心，湖北武漢430223；2.武漢工程大學環境生態與生物工程學院，湖北武漢430073）

辣木（Moringa oleifera Lam）又名鼓槌樹、洋椿樹，屬于辣木科（Moringaceae）辣木屬（Moringa Adans）多年生深根性落葉喬木[1]，為藥食兩用植物，其根、莖、葉、花、種子和樹皮中均含有多種生物活性物質和藥用成分，具有降低脂肪、膽固醇、血壓、控制血糖、增強人體免疫力、治療貧血、殺菌消炎等生理功能[2]。因此，辣木一直被西方的科學家們稱為“上帝賜予人類珍貴的禮品”，是一種優質的保健食品原料[3]，具有重要的開發利用價值。

近年來，人們日漸重視飲食健康和對各種疾病的預防，辣木因其較高的營養價值和保健功能而成為學者們關注的重點，主要集中于對辣木有效成分的提取及其活性的研究，在這些方面的綜述也較多[4-6]。本文將重點對辣木籽中所含活性物質、提取工藝、辣木籽具有的生理功能以及其他作用的研究進展進行綜述，以期為辣木籽的系統研究和開發利用提供信息。

1 辣木籽活性物質

1.1 辣木籽油及其提取工藝

辣木籽油含量約為42%～54%[3]，其與傳統油脂相比具有很多優良特性，如無氣味、膠黏度較低而且不易腐敗等。辣木籽油中主要為脂肪酸，其中所含的不飽和脂肪酸達到81.24%比橄欖油中的更高，所含油酸也高達72.19%[7]。不飽和脂肪酸不僅能降低血液中脂肪和總膽固醇含量，還能阻止血栓的形成，有利于人體健康[8]。因此，辣木籽油可作為橄欖油的良好替代品，成為新型高質量食用油的來源[7]。

關于辣木籽油的食用安全性，段瓊芬等[9]利用SD大鼠和昆明系小鼠進行了急性毒性實驗、遺傳毒性實驗和30 d喂養實驗。在急性毒性實驗中沒有發現大鼠和小鼠死亡，也無明顯中毒癥狀；遺傳毒性實驗結果顯示，灌胃辣木籽油（10 g/kg）不會引起Ames實驗菌株和小鼠骨髓微核的突變，對動物生殖細胞無毒；30 d喂養實驗還觀察到辣木籽油可以使小鼠血糖、總蛋白降低。上述實驗結果說明，辣木籽油是一種安全、可食用的天然油脂。

另外，據文獻報道[10]，辣木籽油在降低血脂、血糖和血壓方面有良好的效果，并具有清除宿便、排出毒素的功效。同時，辣木籽油具有較好的抗氧化性，在化妝品行業中也被廣泛應用[11]。彭曉云等[12]研究辣木精油對果蠅壽命及體內超氧化物歧化酶（uperoxide dismutase，SOD）和丙二醛（malonaldehyde，MDA）的影響，結果表明，辣木精油能增強果蠅體內SOD的活性，降低MDA的含量，說明辣木精油具有較強的抗氧化作用，可延長果蠅的壽命。

辣木籽油的提取方法主要有螺旋擠壓法和有機溶劑法，前者出油率低，后者出油率較高但存在溶劑殘留的安全問題。劉騁[13]使用丁烷萃取劑亞臨界流體對辣木籽油進行萃取，最優條件為：溫度48℃，料液比1∶28（g/mL），重復萃取4次，此時辣木籽油出油率為37.3%，與用乙醚進行索氏抽提所得的37.55%相比較，亞臨界萃取提取率為99.4%。Ruttarattanamongkol等[14]使用超臨界CO2提取辣木籽油，在35 MPa、30℃條件下，辣木籽油提取率為75.27%。Zhao等[15-16]的試驗表明，壓力、溫度、時間對辣木籽油提取率有較大的影響，且溫度的影響最大；當溫度不變時，辣木籽油在超臨界CO2中的溶解度隨提取壓力的增加而逐漸增大。Nguyen等[17]在試驗中先對辣木籽用乙醇預處理，再進行超臨界CO2提取，辣木籽油的提取率可增加10%。丁鵬霞等[18]在超聲波功率90 W、超聲波頻率40 kHz下，用石油醚提取辣木籽油并確定最佳工藝條件為料液比1∶8（g/mL），提取溫度為35℃下提取20 min，辣木籽平均出油率為36.10%，提取率為96.50%。

1.2 多糖類物質及其提取工藝

樊建麟等[19]對辣木籽進行化學成分分析，結果表明其所含總糖為9.75%。梁鵬等[20]對辣木籽多糖及其抗氧化活性進行研究，確定其最佳提取工藝為：在80 ℃下浸提 120 min、料液比 1∶20（g/mL），此時粗多糖提取率為5.66%。進一步研究發現，辣木籽多糖對羥自由基和超氧陰離子有清除作用，且清除能力隨著辣木多糖濃度提高而逐漸增強。董成國[21]采用水提醇沉法確定辣木籽多糖類成分的提取條件為79℃下浸提1小時，料液比為 1∶55.5（g/mL），其提取率高達14.11%。

1.3 多酚及黃酮類化合物及其提取工藝

辣木籽提取物中總多酚含量為45.81 mg，沒食子酸當量（gallic acid equivalents，GAEs）/g[22]，黃酮類化合物以兒茶素、表兒茶素、槲皮素和山奈酚為主，主要以結合形式存在于辣木籽中[23]。體外研究表明[24]，當受到損傷刺激時，槲皮素和其他類黃酮強烈抑制Kupffer細胞產生的一氧化氮和腫瘤壞死因子。黃酮類化合物可保護細胞免受X射線傷害，阻斷細胞周期和前列腺素合成的進展，抑制突變并預防實驗動物的致癌作用[25]。

Singh等[26]研究表明，在甲醇萃取的脫脂辣木籽粉中游離酚（free phenolic extract，FPE）和結合酚（bound phenolic extract，BPE）的總酚含量分別為（780± 41）mg GAE/100 g和（4 173±131）mg GAE/100 g；進一步通過1，1-二苯基-2-苦基肼自由基（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical，DPPH）清除率和鐵的還原抗氧化能力試驗發現，辣木籽中的多酚類物質具有較高的抗氧化活性，其中的BPE和FPE對DPPH清除率的IC50值分別為（0.9±0.1）mg/mL 和（14.9±0.1）mg/mL，FPE 和BFE中的類黃酮含量分別為（133.3±6.3）mg兒茶素當量（catechin equivalents，CAE）/100 g和（233.6± 8.2）mg CAE/100 g。楊迎等[27]對辣木籽多酚的最佳提取工藝進行了研究，確定用66.8%乙醇、料液比1∶12（g/mL）、浸提溫度為75.9℃下浸提1.24 h時，提取率為（4.125±0.017）mg/g與模型預測的4.134 mg/g沒有顯著性差異。

2 辣木籽主要生理功能

2.1 抗腫瘤

目前研究發現辣木對多種腫瘤細胞具有抑制作用，其作用機制包括抑制癌細胞的生長增殖、調節其周期、誘導其凋亡、抑制蛋白合成等[28]。而辣木籽作為辣木的種子，同樣對腫瘤具有有效的抑制作用。Elayed等[29]進行辣木籽油對不同細胞系的抗增殖活性實驗，實驗結果表明，辣木籽油對 HeLa、HepG2、MCF-7、CACO-2和L929細胞系有細胞毒性，且細胞活性隨辣木籽油濃度的增加而明顯減少。Brunelli等[30]試驗發現，辣木籽中含有的異硫氰酸酯對核因子（nuclear factor kB，NF-kB）有抑制作用，而NF-κB被認為是骨髓腫瘤細胞存活所必需的，導致裸鼠體內骨髓腫瘤細胞的生長受到抑制，因此辣木籽具有一定的抗骨髓癌活性。Waiyaput等[31]的體外研究表明，辣木籽醇提取物能使HepG2細胞的存活率下降且有抑制乙型肝炎病毒（hepatitis B birus，HBV）復制的作用。Budda等[32]的動物試驗結果表明，在氧化偶氮甲烷（azoxymethane，AOM）和葡聚糖硫酸鈉（dextran sulfate sodium，DSS）誘導的結腸癌小鼠模型中，辣木籽水提取物能夠以劑量依賴方式降低腫瘤的發生率和多樣性，具有明顯的體內抗結腸癌作用。

2.2 降血糖

國內外學者對辣木籽降血糖降血脂作用及其機理進行了大量研究。Ajibola等[33]通過試驗研究發現，對四氧嘧啶誘導的輕度和重度高血糖大鼠分別口服和腹腔注射辣木籽水提取物400 mg/kg bw，兩周后輕度高血糖大鼠的血糖分別降低了48.6%和42.8%，重度高血糖大鼠的血糖水平分別降低了69.7%和89.6%，實驗結果表明，辣木籽對四氧嘧啶誘導的高血糖大鼠表現出降血糖的作用，且對重度高血糖的治療效果比輕度的要好。Al-Malki等[34]在鏈脲佐菌素（STZ）誘導的糖尿病大鼠飼料中添加了劑量為50 mg/kg mb和100 mg/kg mb的辣木籽粉來研究兩種低劑量辣木籽粉的抗糖尿病活性，實驗觀察到添加辣木籽粉的大鼠空腹血糖和糖基化血紅蛋白等與未添加辣木籽粉的陽性對照組相比，與腎臟和胰腺組織相關的生理參數均得到了改善并接近陰性對照值（未做任何處理的大鼠），并對腎臟和胰臟組織的損傷有保護作用，使其恢復到正常組織學水平。Busari等[35]研究結果顯示，正常大鼠在食用辣木籽油提取物30 min后血糖水平顯著降低。劉冰等[36]初步探討了辣木籽對糖尿病的治療作用，實驗中STZ糖尿病大鼠喂食辣木籽（0.2 g/kg）8周后空腹血糖降為（11.28±1.13）（mmol/L），未喂食辣木籽的糖尿病大鼠空腹血糖為（17.15±1.55）（mmol/L），由此說明辣木籽有明顯降低血糖的能力。

2.3 降血脂

辣木籽油中含有多種與膽固醇結構相似的植物甾醇，如谷甾醇、菜油甾醇等，因此能降低膽固醇的吸收[37]。余建興[38]通過對高脂大鼠的試驗研究發現，大鼠口服辣木籽油4周后，血清甘油三酯水平下降，血清高密度脂蛋白升高，表明辣木籽油有較好的輔助降血脂功效。辣木籽油中的聚不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA）含量約為 76%[39]，這些 PUFA 具有控制膽固醇的能力，因此可用辣木籽油代替普通食用油來控制體內的膽固醇含量。研究人員發現，辣木籽粉末可降低正常家兔和高膽固醇家兔的血總膽固醇、甘油三酯、致動脈硬化指數等，表明辣木籽具有降低血脂的作用[40]。

2.4 護肝、殺蟲作用

Hamza等[41]研究顯示，辣木籽提取物可減少四氯化碳誘導引起的大鼠肝損傷和纖維化癥狀而具有顯著的保肝作用，并具有抗氧化、抗炎和減弱肝臟星狀細胞活性的作用。Chattopadhyay等[42]考察了辣木籽水提取物對Wistar雌性大鼠砷誘導的肝毒性的保護作用，經過研究發現在大鼠的飲用水中僅添加亞砷酸鈉24天（0.4×10-6/100 g mb/天），DNA 片段化增加，有顯著肝細胞組織結構的畸變；大鼠在同時食用辣木籽水提取物（500 mg/100 g mb/天）和亞砷酸鈉24天后，發現大鼠中肝組織結構變性被保護同時確定防止了部分DNA片段化誘導。Kandil等[43]研究人員評估辣木種子甲醇提取物對肝片吸蟲的體外殺卵和體內殺菌作用，研究發現對未成熟的肝片吸蟲抑制活性呈濃度依賴性，并且還與暴露時間有關，在暴露48 h和72 h后，提取物的抑制活性高于在所有測試濃度的提取物暴露24 h后記錄的抑制活性。在體內實驗中，兔子在感染第63天后，每天口服施用150 mg/kg BW制備的提取物，連續3天后糞便中平均糞便肝吸蟲卵數與原先相比降低了68%，證實了辣木籽提取物的強效的殺肝吸蟲活性，對肝有一定的保護作用。Bharali等[44]表明口服辣木籽的綠色豆莢水醇提取物可以增加細胞色素b5、細胞色素P450、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶、還原酶和S-轉移酶，參與I期和II期反應的酶的肝臟水平，這些都是負責異生物質的解毒作用，如致癌物質和有毒植物化合物。

3 辣木籽其他作用

3.1 抗紫外線

辣木籽中所含的油脂不僅可以作為高檔天然食用油，而且還具有抗紫外線、防曬的功能，段瓊芬等[45]對辣木籽油的抗紫外線活性做了系統的研究。結果表明，辣木籽油在波長212 nm處有最大吸收，未精制油與精制油相比具有更好的抗紫外線能力，其中10%～30%的辣木籽油可抵御中波紫外線（ultraviolet radiation b，UVB，波長為 290 nm～320 nm）和短波紫外線（ultraviolet radiation c，UVC，波長為 100 nm～280 nm），而30%～100%的辣木籽油可抵御UVB、UVC和長波紫外線（ultraviolet radiation a，UVA，波長為 320 nm～400 nm），說明辣木籽油能吸收一定的紫外線，可用于研發防曬護膚類化妝品。研究者用UVB和UVA照射小鼠的背部和雙耳，以此來研究辣木籽油對紫外線的防護作用[46]。結果顯示，辣木籽油能防御紫外線對小鼠皮膚造成的損傷，證明辣木籽油具有良好的防曬功能。研究者進一步考察了光照時間和溫度對辣木籽油穩定性的影響[47]，發現辣木籽油在不同的光照時間下其過氧化值（peroxide value，POV）存在明顯差異，而在不同溫度下的POV值差異性則不顯著，表明辣木籽油在光照下易氧化變質而對溫度則較穩定。因此，在辣木籽油的存儲中，建議保存在20℃左右且應避免光線照射。

3.2 凈水

辣木籽水提物中含有絮凝作用的生物活性成分，因此能使水的濁度明顯下降。徐嘉潞等[48]研究辣木籽蛋白對水質的凈化作用，發現在一定范圍內凈化效果隨辣木籽蛋白濃度的增加而增強，且辣木籽蛋白對高、中濁度水的凈化效果比低濁度水的凈化效果更好，同時并未影響水質。張飲江等[49]對辣木籽作為天然凈水劑和明礬、聚合氯化鋁等通常使用的化學凈水劑的凈化水質的效果進行對比，發現辣木籽凈水比化學凈水劑的效果更好，其凈水的有效劑量為100 mg/L。Sengupta等[50]試驗發現，辣木籽提取物能降低水的濁度、減少水中寄生蟲卵的數量。Meneghel等[51]和Marques等[52]研究表明，辣木籽提取物可有效去除水中Pb2＋和工業廢水中的Ni2＋。張重權等[53]試驗表明，辣木籽凈水劑具有純天然、無毒、易降解、不影響凈化水的pH值與導電能力、凈水過程能除去水中的微生物和重金屬離子等優點，但也存在有機物殘留、凈化后水的儲存時間變短和對低濁度水的凈化效果不夠好等不足。

4 開發和利用

對于辣木籽的研究，現在主要集中在辣木籽油和辣木籽蛋白這兩個方面。辣木籽油存在許多對人體有益的生物活性類物質，而辣木籽蛋白的絮凝作用能凈化水體，因此在我們進行大量提取辣木籽油后，剩下的辣木籽渣可以拿來提取辣木籽蛋白或做成飼料喂養牲畜，進行生物的再次利用。

5 展望

由于辣木籽的優良特性和生物活性，無論將其用于藥品、食品、化妝品、保健食品開發，還是用于工業廢水的凈化，辣木籽都具有很好的應用前景。目前對辣木籽的工業價值、營養價值、藥用價值的基礎性研究較多，但仍然缺乏更深入的系統研究，勢必影響辣木籽的開發利用和經濟價值的挖掘。今后針對辣木籽中有效成分的分離、純化、結構鑒定以及其活性物質、作用機理等方面還需做進一步的研究，為辣木籽的合理利用提供依據，并在此基礎上開發辣木籽功能食品和健康產品，提高辣木籽的藥食兩用價值，促進區域經濟發展。