沙生蒙藥沙芥生物活性及應用研究進展

許靈媛，張丹陽，呂博威，張智勇，李 華，倪 娜

（1. 內蒙古民族大學生命科學學院，內蒙古通遼 028000；2. 通遼市農業科學研究院，內蒙古通遼 028015）

沙芥[Pugionium cornutum（L.）Gaertn.]是一種沙生草本植物，屬于十字花科（Cruciferae） 沙芥屬（Pugionium Gacrtn.）[1]，別名山羊沙芥、沙蘿卜、沙白菜、沙蓋，蒙名“額樂森-勞泵”。沙芥生長在草原區的半固定與流動沙地上，主要分布在我國的內蒙古、寧夏、陜西等地區[2]。沙芥是我國北方沙漠地區特有的野生蔬菜之一，有清新、獨特的芥辣味，營養保健價值高，富含多種維生素、微量元素及粗纖維[3]。

沙芥兼具藥用、食用、飼用、固沙等多種功能，作為一種獨具特色的藥食兩用植物，沙芥不僅是沙區農牧民的重要野生蔬菜之一，還具有解毒、消食、鎮痛、止咳的功效，在醫藥（尤其在蒙醫藥上） 被廣泛應用。沙芥還被稱為治沙先鋒植物，大面積種植可防風固沙，植株也可作為駱駝、牛、羊等牲畜的飼料，對當地生態系統穩定及環境保護具有不可替代的作用。

近年來，隨著消費者健康意識的提升，鮮食沙芥在市場上越來越受歡迎，沙芥品種選育與栽培、沙芥藥用價值分析、沙芥加工產品研發等已成為相關領域的研究熱點。對沙芥的化學成分、功能作用和開發利用等問題進行了綜述，以期為沙芥資源的研究和綜合開發利用提供理論參考。

1 沙芥的化學成分

1.1 營養物質

沙芥具有較高的營養價值與保健價值，素有“沙漠人參”之美譽[4]。沙芥中含有豐富的營養物質，其干物質中的主要物質為膳食纖維，約占40%，其次為蛋白質、粗蛋白含量高于常見蔬菜，其脂肪和總糖含量相對較低，是一種低糖、低脂、高蛋白的綠色蔬菜[5-7]。沙芥中的維生素與礦物質含量也較高，尤其Ca，Fe，K 和維C 等，其中維C 的含量高達134.61 mg/100 g，高于白菜、菠菜、西芹等常見蔬菜[4-5]。在8～12 片葉期時，沙芥中的可溶性糖、淀粉、維C、蛋白質、氨基酸和葉綠素含量最高，是最適宜采收期[8]。沙芥是一種含有優質蛋白的野生植物資源，含有18 種氨基酸，總量為232.99 mg/g，其中必需氨基酸約占總量的40%，腌制加工后的沙芥中氨基酸則更為平衡，可滿足人體對各種必需氨基酸的營養搭配需求。沙芥種子中的脂肪含量較高，在40%以上，其脂肪酸組成包括硬脂酸、棕櫚酸、油酸、亞油酸和亞麻酸等，其中亞油酸與亞麻酸為人體必需脂肪酸，甾醇類化合物包括豆甾醇、菜油甾醇、菜籽甾醇和β -谷甾醇等[9]。

1.2 化學成分

除上述營養物質外，沙芥中還含有豐富的多酚、黃酮、生物堿等活性物質，是一種具有較高開發價值的藥用植物[10-11]。馬希漢等人[12]利用系統化學預試法對沙芥的化學成分進行了分析，發現沙芥中還含有酚類、黃酮、有機酸、甙類、鞣質、皂甙、內酯、香豆素、生物堿、甾醇等各類化學物質。薛煥煥[5]純化、鑒定了沙芥多酚成分，主要包括原兒茶酸、綠原酸、對羥基苯甲酸、咖啡酸、沒食子酸、對香豆酸、阿魏酸等，其中原兒茶酸為主要成分，其次為綠原酸和對羥基苯甲酸。梅雙喜等人[13]在沙芥中分離鑒定了11 個化合物，包括豆甾- 5 -烯- 3β,7β -二醇、豆甾- 5 -烯- 3β,7α -二醇、24 -亞甲基香蕉甾醇、胡蘿卜苷、羽扇豆醇、β -谷甾醇、甘油- α -亞油酸醋、亞油酸、對羥基苯甲酸、β -吲哚醛、二十八醇等。黃培建等人[14]從沙芥干燥根的70%乙醇提取物中分離并鑒定了10 個含氮類化合物，分別為5-（methylsulfinyl）-pentanenitrile、L -色氨酸、L -苯丙氨酸、2 - 苯乙基芥子油苷、腺苷、2-phenylethyldesulphoglucosinolate，arvelexin，cappariloside A，Nme-thoxyl-3-indolymethyldesulphoglucosinolate，3-phenylpropanamide 等。史文中等人[15]分離鑒定了5 個新的單體化合物，分別為staphylionoside D、TgSSTg、乙基- α - D - 果糖苷、pinellic acid 和Z - 咖啡酸硬脂醇酯。Shi W Z 等人[16]從沙芥干燥根中分離了31 種化合物，其中8 種為新物質，命名為pugcomols A～D 和pu-gcornosides A～D，前4 種物質為硫乙內酰脲衍生物。

2 沙芥的功能與活性

2.1 促胃腸動力作用

內蒙古西部、陜北等沙區人民有食用腌制沙芥菜的傳統，食用腌制沙芥可促進食物消化，增強食欲。新鮮的沙芥也可促進胃腸動力活性?；莠樀热薣17]比較了新鮮沙芥與腌制沙芥水提物的促胃腸動力效果，發現腌制沙芥水提物的促進胃腸動力活性高于新鮮沙芥水提物，可明顯增加小鼠便次、增加胃排空率和小腸推進率。腌制沙芥醇提物也具有促胃腸動力活性，且其藥效略高于水提物[18]。使用不同極性溶劑進一步萃取腌制沙芥醇提物發現，其促胃腸動力活性成分主要分布在乙酸乙酯部位和水溶物部位，且乙酸乙酯部位活性較高[6]。李聰等人[19]的研究表明，低劑量組沙芥水提物可明顯增加小鼠便次，并顯著增強胃排空能力和腸推進速度。常見中藥材中蒽醌類化合物多為促進胃腸動力的活性成分，但系統化學預試法排除了沙芥中存在該類化合物的可能[12]。張春曉[20]采用胃平滑肌細胞和結腸平滑肌條的收縮檢測沙芥提取物對胃腸動力調節的作用，發現沙芥醇提物可舒張大鼠胃平滑肌細胞，并抑制結腸平滑肌的自然收縮；進一步研究發現，沙芥舒張胃平滑肌作用主要是通過提高細胞內的鈣離子濃度來影響平滑肌的收縮，通過鳥苷酸環化酶和環氧合酶途徑來抑制結腸平滑肌的收縮；通過成分分離，明確了槲皮素為沙芥促胃腸動力功能的有效成分，可舒張結腸平滑肌，對胃腸道系統起保護作用。

2.2 抗氧化作用

沙芥屬蔬菜具有很高的抗氧化活性，尤其是葉片。烏朝魯門[21]提取了沙芥中的黃酮類物質，并分析了沙芥屬蔬菜中活性物質含量與抗氧化活性指標的相關性，確定了沙芥屬蔬菜抗氧化活性的主要物質是酚類、黃酮類、維C、類胡蘿卜素等。沙芥葉片中富含黃酮，其含量是根部的10 倍以上。謝軼博[10]提取并純化了沙芥葉片的總黃酮，其粗提物和純化物均對Fe3+表現出較強的還原能力，對羥自由基、超氧陰離子和DPPH 自由基也具有一定的清除作用，其純化物的整體抗氧化能力優于常用合成抗氧化劑2,6 -二叔丁基對甲酚（BHT）。薛煥煥[5]研究了純化后沙芥多酚的自由基清除能力，當其在一定的濃度時，其部分抗氧化活性與維C 相接近。值得注意的是，與野生沙芥相比，人工種植的沙芥在抗氧化物質的含量上呈現出不同程度的退化，這也是引種栽培時需要注意的問題之一。此外，鹽漬加工對沙芥中的黃酮類物質也具有一定的破壞性，因此在沙芥產品的加工上也應注意其有效成分的保留[21]。

2.3 降血脂作用

民間認為沙芥具有減肥降脂的功效，現有研究也驗證了沙芥的降血脂功能。張帆等人[22]通過動物試驗對沙芥有無降脂功效進行了驗證，發現沙芥可降低高脂血癥大鼠血漿中的血清總膽固醇、低密度脂蛋白，降脂作用明顯。侯樹慧等人[23]發現食用高脂飲食的大鼠，同時食用沙芥可使血清總膽固醇顯著降低，高密度脂蛋白膽固醇和降鈣素基因相關肽明顯升高，這表明沙芥不僅具有一定的降血脂作用，還表明高濃度喂養沙芥可降低大鼠血漿內皮素、升高內皮源性NO 釋放水平，即在一定程度上可降低高脂血癥對血管內皮的損傷，保護血管內皮功能的作用。

2.4 護肝作用

王英等人[24]觀察了沙芥預防非酒精性脂肪肝的作用效果。通過對大鼠肝指數、血清各生化指標、肝細胞內細胞色素P450ⅡE1 的表達，以及肝組織病理學變化研究，發現沙芥可減少大鼠血清中游離脂肪酸、丙二醛含量，提升血清中超氧化物歧化酶含量，并有效抑制非酒精性脂肪性肝大鼠肝細胞內色素CYPⅡE1 的過表達作用，從而減輕氧化應激和脂質過氧化反應，提高肝細胞的抗氧化能力，保護肝細胞結構和功能的完整性，從而可預防非酒精性脂肪肝。

2.5 鎮痛止咳作用

傳統蒙醫學有應用沙芥鎮痛、鎮咳的記載[25]，現代動物試驗研究表明，沙芥提取物具有鎮痛、止咳的作用。李聰等人[19]采用小鼠熱板法和扭體法試驗驗證了腌制沙芥提取物的鎮痛作用，發現沙芥提取物中劑量組（生藥20 g/kg） 對于由物理和化學刺激引起的疼痛有明顯的鎮痛作用；通過濃氨水噴霧法觀察沙芥對小鼠的鎮咳作用研究結果表明，小劑量組（生藥10 g/kg） 可使小鼠咳嗽次數顯著減少，但對于引咳潛伏期則無明顯作用。對新鮮沙芥水提物、腌制沙芥水提物、腌制沙芥醇提物的鎮痛效果研究表明，中劑量腌制沙芥水提物的鎮痛活性最高，小劑量腌制沙芥醇提物的鎮咳活性最高；進一步萃取腌制沙芥醇提物后發現，其鎮痛活性成分主要分布在水溶物中，而鎮咳活性成分則主要分布于石油醚部位[6]。

3 沙芥的開發與應用

3.1 沙芥在傳統醫藥領域的應用

沙芥是傳統特色中蒙藥材，在我國傳統醫藥中占有獨特的地位?！吨胁菟幋筠o典》中記載：“沙芥全草或根可入藥，全草入藥能行氣、止痛、消食、解毒，因而主治消化不良，胸肋脹滿、食物中毒；根入藥能止咳、清肺熱，主治氣管炎?！薄吨袊衬貐^藥用植物》中介紹取，鮮沙芥100 g，水煎、一日2 次，可用于胃脹氣、消化不良；取沙芥、葶藶子、怪柳、柯子、山豌豆各等份，共研細末，一日2～3 次，可用于消化不良、食物中毒[26]。

蒙藥學認為，沙芥的入藥部位為干燥的根，于秋季采挖，除去殘基及雜質后晾干入藥。沙芥藥用部位呈長圓筒形，扭曲或彎曲，長8～30 cm，直徑0.3～1.5 cm；表面淡黃色或灰黃色，具明顯稍扭曲的縱皺及突起的橢圓形皮孔，頂端略膨大，有的可見葉柄殘基；質脆，易折斷，斷面且平坦，皮部類白色，形成層環明顯，淺棕色，木部黃色。因其具有解毒、消食、鎮痛、鎮咳、促進胃腸動力等作用，在傳統蒙醫學中可用于治療頭痛、牙痛、關節痛、上吐下瀉、胃脘脹痛、心煩意亂、視力不清、肉食中毒等[27]，在臨床治療消化不良復方中尤為常用。蒙醫還用沙芥根配其他藥治氣管炎。蒙藥“準西- 7味散”是蒙醫常用傳統驗方之一，其原料為寒水石（制） 18 g，鎖陽18 g，獐牙菜9 g，陳皮9 g，沙芥6 g，紫硇砂（制） 5 g，冰糖36 g，主治周身無力、消化不良、腹痛嘔吐、打嗝、胃酸、胃潰瘍、便秘、口腔發黏、畏寒等癥狀。蒙醫上還用沙芥與水柏枝嫩葉、葶藶子等制成布斯巴-4 味散，可解毒、消食[24，28]。

3.2 沙芥在食品領域的應用

沙芥是沙漠地區人們喜食的特色野生蔬菜之一，沙芥根、莖、葉均可食用，有芥辣味，脆香爽口。鄂爾多斯高原地區有食用沙芥的傳統，當地蒙古族在夏、秋季采集沙芥的幼苗及嫩莖葉，做沙芥湯、涼拌或加酸奶腌漬[29]。用沙芥腌制的酸菜可替代酸白菜燴菜，而且將沙芥、沙蔥、苦菜等當地特色野菜混合腌制，口味獨特，也成為了內蒙古西部沙漠地區旅游點上的特色菜肴[6]。隨著沙芥種植基地在內蒙古、陜西、寧夏等地的相繼建成，沙芥加工成的鹽漬類產品、休閑醬菜類制品也陸續投入市場，但產業規模卻尚未形成。楊帆等人[30]發現，通過添加乳清液的發酵方式可有效縮短發酵周期、降低亞硝酸鹽含量，食用安全性也更高，是較優的工業化生產方式。劉學勤等人[31]的研究表明CuSO4+葡萄糖酸鋅可作為沙芥腌制菜加工過程中的護綠劑，具有較好的護綠效果。沙芥在市場上越來越常見，家常食用沙芥的方法也更為豐富，除了家常小吃沙芥拌湯外，還可燉制、涼拌、清炒、做餡、做湯等。

新鮮沙芥較難保存，以沙芥鮮嫩葉片為例，其貯藏期一般僅為3～5 d[32]。當前市場上除鮮食的沙芥蔬菜外，其加工產品主要以腌制品為主，品種較為單一，其包裝方式也較為簡單，主要為瓶裝或袋裝，保質期短，市場銷售范圍小，不能滿足消費者需求。為提高沙芥的貨架期，滿足不同地區消費者的多樣化需求，沙芥的保鮮和產品開發也成為沙芥產業的熱點研究問題。沙芥加工產品的研發方向之一為脫水類產品，不僅可以有效延長保質期，還可作為半成品擴大其應用范圍。張楠等人[32]比較了使用不同干燥工藝（真空冷凍干燥、自然陰干、熱風干燥） 獲得的脫水沙芥產品的感官品質，并確定其感官品質為真空冷凍干燥最好，其次為熱風干燥，最后是自然陰干；并以復水率、凍干速率為指標，優化了脫水沙芥產品的凍干工藝，其最佳工藝參數為預凍溫度-16 ℃，預凍時間3 h，干燥升華溫度50 ℃，干燥解析溫度65 ℃。張曉艷等人[33]比較了自然干燥、真空干燥、鼓風干燥等干燥方式對沙芥脫水產品及復水后產品物理性質及營養成分的影響，發現真空干燥葉片的復水性較好，且其復水后葉片中的游離氨基酸、可溶性蛋白、維C 等營養成分含量破壞最小，葉綠素降解程度最低，且干燥時間較短，是適合制備沙芥葉片干制品的方法之一。烘干后的沙芥干制品，由于含水量低、易折斷，通常需進行回軟，使其內外水分保持一致后方可進行包裝，可以手握不易折斷、手松開時能恢復彈性作為可進行包裝的判斷標準[34]。

沙芥還可被開發成為罐頭類食品，且多為軟包裝罐頭。高潤清[35]開發了一款沙芥罐頭，采用Cu2+護綠處理，在湯料中添加糖、香料，并調整pH 值為4.5，在100 ℃下殺菌30 min，可以滿足產品的商業殺菌要求，得到色澤良好、咸淡適口、質地脆嫩、湯汁清澈的沙芥罐頭。曹煒等人[2]采用類似的工藝條件，并結合0.20% CaCl2進行硬化處理，獲得了一款質地脆嫩的沙芥軟包裝罐頭，且常溫殺菌工藝能達到商業殺菌要求，使產品安全流入市場。

3.3 防風固沙及飼用

沙芥以種子繁殖為主，可在干旱沙地、鹽堿地等區域生長，是一種耐貧瘠的植物，可防風固沙、改良土壤。沙芥也是牛、羊、駱駝等牲畜的良好飼料。沙芥青鮮時水分含量較高，一般多在80%以上，幼嫩葉片中粗蛋白含量高而粗纖維含量少，能量水平較高，優于小麥秸桿，接近谷草，為中等或中等偏低飼用植物[36]。

4 結語

近年來，隨著健康意識的提升，無污染無公害的綠色蔬菜受到人們的青睞，沙芥資源的開發利用也越來越受到社會各界的關注，但也存在諸多問題。

（1） 沙芥的人工種植雖然已經初具一定的規模，但缺少龍頭企業，人工種植上還有選種、育種、栽培、營養成分保留等諸多農業科技問題亟待解決。

（2） 沙芥加工工藝水平低，以鮮食、腌制、罐制和干制產品為主，產品種類較為單一，商品性不佳，附加值較低，缺乏市場競爭力，而新產品的實驗室研發到產業轉化的銜接尚不順暢，尚未形成有效的產業化模式。

（3） 沙芥的諸多藥用價值已經被肯定，但以其為原料的藥品、保健食品開發力度不足，其藥用價值背后的作用機制也尚不清楚，還亟待深入研究。

今后，在沙芥資源的合理開發與利用問題上，一方面加大種植技術的研究力度，正確引導農牧民、種植企業科學合理種植，著力扶持沙區種植，提高沙漠的植被覆蓋率、創造治沙生態效益的同時，促進農民增收、企業盈利；另一方面應加大沙芥精深加工的研究力度，明確其藥理、保健作用，進一步開發如降血脂、降血糖、促消化等類型的保健產品、深加工食品和綜合利用副產品等，迎合消費者需求的同時提高產品的附加值。