(棗莊市食品藥品檢驗檢測中心,山東 棗莊 277102)
石榴(Punica granatumL.)為石榴科多年生落葉灌木或喬木植物,別名“安石榴”,全國范圍內都有栽培,以江蘇、湖南、山東、四川、河北、云南、陜西、新疆等地產量較大,為主產區。石榴的皮、籽、花、葉、根等均有可入藥的記載,功效眾多,可治下痢漏精、口干、腹痛等,并可驅蟲,消腫。石榴籽約占石榴總重的12 %,但由于藥用部位主要是石榴皮,因此對石榴籽的利用價值認識還不充分,石榴籽資源潛力未得到相應挖掘。本文對石榴籽的化學成分和藥理作用的研究進展進行綜述,以期為石榴籽資源的合理開發和綜合利用提供參考。
各國學者采用超臨界CO2提取、石油醚溶劑提取、索氏提取、冷榨、微波輔助提取、低溫連續相變萃取等不同提取方法,結合色譜分析鑒定技術,從石榴籽中分離鑒定出石榴酸、亞麻酸、亞油酸、共軛亞油酸、油酸、花生酸、花生烯酸、11-花生烯酸、棕櫚酸、硬脂酸、山崳酸、十六酸、十七碳酸、十八碳烯-11-酸、二十碳烯酸、二十碳酸-11-酸、二十二碳酸等飽和、不飽和脂肪酸類成分;3-苯基2-丙烯醛、2, 4-壬二烯醛、2, 4-癸二烯醛等烯醛類成分;雙氫藁本內酯、亞油酸甲酯、十八烯酸甲酯、棕櫚酸甲酯、硬脂酸甲酯、α-亞麻酸乙酯、γ-亞麻酸乙酯、油酸乙酯、十六酸乙酯等酯類成分;菠菜烯、維生素E和兩個未鑒定的石榴酸三烯異構體[1-4]。研究表明,不同提取方法,分析得到的脂肪酸類成分種類和相對含量均有較大差異。分別以乙醇、超臨界CO2提取石榴籽油,通過響應面法優化液固比、壓力、粉碎度、提取溫度和提取時間等主要影響參數,與傳統加熱回流提取法相比,提取時間縮短,提取率提高,石榴籽油的品質明顯優于傳統提取[5-6]。以丁烷為介質,通過響應面法優化石榴籽油的亞臨界提取工藝,得油率21.07 %[7]。李艷等[8]通過柱前衍生化,以ω-溴代苯乙酮為衍生化試劑,三乙醇胺為相轉移催化劑,使得無紫外吸收的石榴酸帶上發色團,從而建立了石榴籽油中指標性成分石榴酸的柱前衍生化高效液相色譜(HPLC)定量分析方法。
采用水蒸氣蒸餾提取,經氣相色譜-質譜聯用(GC-MS)分析鑒定技術,在石榴籽揮發油中檢測出35個成分,鑒定出正己醇、1-庚醇、1-辛烯-3-醇、13-烯-11-炔-1-十四醇等醇類成分;(E)-2-庚烯醛、(E)-2-辛烯醛、癸醛、(E,E)-2, 4-壬二烯醛、(E,E)-2, 4-癸二烯醛、(E)-2-壬烯醛、(E)-2-十一碳烯醛等烯醛類成分;2, 3, 4-三甲基庚烷、十四碳烷、2, 4-二甲基十一碳烷、十七碳烷、二十碳烷、二十二碳烷、2, 6-二甲基二十碳烷、二十九碳烷等烷基化合物和2, 6-二甲基-4-庚酮、2-正丁基呋喃、1-甲基-2-乙基環戊烯等22個化合物,相對含量占樣品總量的90.95 %[9]。
對石榴籽中黃酮類成分的研究多集中在提取方法的優選方面。趙國建等[10]以六偏磷酸鈉為螯合劑,輔助乙醇從石榴籽中提取黃酮,通過對提取溫度、乙醇體積分數、料液比、六偏磷酸鈉添加量的正交試驗,研究優選石榴籽黃酮的最佳提取工藝,黃酮提取率達0.881 %(m/m)。郭永誼等[11]以蘆丁為對照品,采用水提法,比較甜石榴和酸石榴不同部位總黃酮含量,結果表明,各部位中總黃酮的含量,酸石榴均明顯高于甜石榴;不同部位總黃酮含量大小順序為石榴皮>內種皮革質>隔膜>石榴籽。楊肖等[12]采用直接顯色法比較石榴皮、籽、花3個部位的總黃酮含量和抗氧化能力,結果表明,不同部位總黃酮含量順序為石榴皮>石榴花>石榴籽。王占一等[13]研究微波輔助離子液體提取發酵石榴籽總黃酮的的工藝,選擇離子液體濃度、提取時間、微波功率為主要影響因素,再通過比色法測定總黃酮對亞硝酸鹽的清除能力和亞硝胺合成的抑制能力。結果表明,在最佳參數條件下,總黃酮平均得率為1.65 %;總黃酮對亞硝酸鹽的最大清除率為84.4 %;對亞硝胺合成的最大阻斷率為76.8 %。常占瑛等[14]采用單因素考察和正交實驗設計相結合,以多酚含量為指標,綜合直觀分析和方差分析,優選新疆石榴籽中總多酚的最佳提取工藝為:乙醇濃度60 %,乙醇量為石榴籽粉末量的12倍,提取溫度100 ℃,回流提取1次,提取時間1 h。結果表明,各因素對多酚提取得率的影響順序為提取溫度>乙醇濃度>溶媒量。
王占一等[15]研究復合酶法提取石榴籽多糖,在單因素試驗的基礎上,通過D-最優混料試驗設計優化復合酶的配比,Box-Behnken試驗設計優化最佳工藝條件:復合酶最優配比為纖維素酶67.2 %、果膠酶24.2 %、甘露聚糖酶8.6 %;復合酶法提取石榴籽多糖的最佳工藝條件為酶解溫度48.5 ℃、液固比20:1(ml/g)、介質pH 4.5、酶解時間287 min,在此條件下,石榴籽多糖得率為2.83 %,該提取方法能指導工業化生產。
采用HPLC建立石榴籽中沒食籽酸成分和鞣花酸成分的含量測定方法,經方法學考察,確定色譜條件為:色譜柱為十八烷基硅烷鍵合硅膠,流速1 ml/min,柱溫30 ℃,進樣量10 μl,沒食籽酸的流動相為乙腈-0.5 %冰醋酸溶液(1:99),檢測波長275 nm,鞣花酸的流動相為乙腈-0.2 %磷酸溶液(21:79),檢測波長254 nm,并根據測定結果暫定石榴籽中含沒食籽酸干品不得低于11.8 mg/g,鮮品不得低于155.0 mg/g,鞣花酸不低于0.07 %的質量限度標準[16-17]。
動物實驗和細胞實驗表明,石榴籽提取物可預防性保護由四氯化碳誘導的急性肝損傷,能顯著抑制急性肝損傷小鼠血清丙氨酸轉氨酶(ALT)、天冬氨酸轉氨酶(AST)濃度升高,并降低肝組織內丙二醛(MDA)含量,提高肝組織內超氧化物歧化酶(SOD)活性, 對急性肝損傷小鼠肝組織形態學有顯著影響,可使小鼠肝細胞變性和壞死程度顯著減輕,減少肝臟炎癥浸潤,并可明顯減少L-02細胞凋亡[18]。
動物實驗證明:石榴籽水提物能較明顯地降低糖尿病小鼠模型的血糖值,改善糖尿病小鼠消瘦和“三多一少”癥狀,其中以高劑量組的效果最顯著[19]。
體外實驗表明:石榴籽提取物對·OH和·O2-有很強的清除作用,與維生素C抗氧化作用相似,是一種天然有效的抗氧化劑[20]。過氧化值(POV)是反映油脂氧化程度的一個指標,在體外抗氧化試驗中發現,添加石榴籽油的油脂與未添加石榴籽油的空白組相比,過氧化值(POV)均明顯偏低,表明石榴籽油對植物油如花生油、色拉油,動物油如豬油均有較好的抗氧化作用,作用優于維生素E[21]。體內實驗表明,石榴籽油能明顯拮抗D-半乳糖誘導的衰老小鼠體重減輕,降低肝、腎、腦和血清中 MDA 含量,提高抗氧化酶 SOD 的活性,有效減輕小鼠體內的氧化應激反應且作用與劑量成正相關[22]。
通過卵巢切除制作骨質疏松癥模型,研究石榴籽油對去卵巢大鼠骨質代謝、骨關節炎大鼠、小鼠軟骨代謝和對雌激素相關的骨質疏松癥小鼠股骨近端骨密度和骨小梁微結構的影響。結果表明,補充石榴籽油可有效降低去卵巢大鼠骨質轉化活性,抑制骨密度降低,而這種作用可能與石榴籽油雌激素作用和抗氧化作用有關。石榴籽油通過調節相關基因抑制破骨細胞活性,減輕骨吸收和破壞,從而抑制骨質疏松癥小鼠骨量丟失;同時通過作用于成骨細胞相關基因,促進成骨細胞分化,促進成骨。石榴籽油代謝物(CLA9C)可抑制RANKL誘導破骨細胞分化,通過增加堿性磷酸酶(ALP)活性和基質礦化促進成骨;同時,主要的轉錄水平呈現上調。石榴子油抑制雌激素相關的骨質疏松癥骨量丟失的同時,還能促進成骨細胞分化,抑制破骨細胞活性,并可改善關節的軟骨退變,減少硬性增生,促進軟骨恢復彈性,對軟骨表現出明顯的保護作用[23-26]。
實時熒光定量法研究表明:石榴籽油能以濃度依賴性方式抑制人前列腺癌PC-3細胞增殖、促進腫瘤細胞凋亡;可調控腫瘤細胞周期,阻滯腫瘤細胞于G1期,并抑制細胞進入S期,從而抑制細胞增殖;通過下調Bcl-2蛋白表達,上調Bax和p53蛋白表達,進而引起細胞凋亡,抑制腫瘤細胞增殖[27]。細胞實驗表明:通過MTT 法觀察細胞增殖活性發現,石榴籽油可抑制MCF-7、MDA-MB-231兩種乳腺癌細胞系增殖;通過流式細胞術檢測細胞凋亡情況,Western印跡法檢測細胞內相關增殖和凋亡蛋白表達,發現石榴籽油可顯著下調乳腺癌細胞中Cox-2、Bcl-2 的表達水平,上調Bax的表達水平、調節胱天蛋白酶(caspase)-3的表達水平,上調MCF-7 中P53的表達水平或下調P53在MDAMB-231 中的表達水平。石榴籽油抑制乳腺癌細胞增殖活性,促進其凋亡作用可能是通過調節細胞中Cox-2、Bcl-2、Bax、胱天蛋白酶-3及p53 的表達實現的[28]。
石榴籽油能顯著改善D-半乳糖誘導的衰老小鼠模型脾臟/胸腺指數減少,提高衰老小鼠巨噬細胞吞噬能力和表達分泌免疫調節因子的能力,提高血清中免疫球蛋白與補體蛋白的含量,明顯改善小鼠免疫功能且呈劑量依賴性關系[29]。
小鼠的子宮增重、游泳和增強免疫力實驗表明:不同劑量的石榴籽油均能促進未成熟雌性小鼠子宮發育,延長游泳時間,而脾臟、胸腺的質量未增加。提示石榴籽油有雌性激素樣作用和抗疲勞作用[30]。
雄性小鼠的懸尾和強迫游泳絕望抑郁模型實驗表明:石榴籽油能減少小鼠懸尾不動和游泳不動的時間,對行為絕望模型小鼠有抗抑郁效果,并呈現一定的劑量正相關[31]。
3.1 石榴籽為維吾爾族和藏族傳統用藥,收載于《中華人民共和國藥品標準-維吾爾藥分冊》[32]和《衛生部藥品標準·藏藥第一分冊》[33],近年,關于其化學成分的研究主要集中在脂肪酸、揮發油、黃酮、多糖和有機酸類成分,隨著氣相色譜-質譜(GC-MS)聯用技術的應用,對石榴籽油的研究報道較多,其他成分的研究還有待于進一步加強。
3.2 石榴籽的藥理研究主要集中在抗腫瘤、抗氧化、保肝、降血糖、抗疲勞、抗骨質疏松和雌激素樣作用,與其保健功能的開發利用密切相關。作為傳統的維吾爾族和藏族用藥,石榴籽主要用于治療胃病,但是關于石榴籽對消化系統的藥理作用,卻鮮有報道,提示這方面的研究有待于加強。
3.3 石榴籽的藥理研究多采用石榴籽油和石榴籽醇提物、石榴籽水提物為研究對象,關于石榴籽中化學成分與其藥理作用的相關性研究少有報道,提示這方面的研究值得深入。
3.4 我國石榴栽培歷史悠久,分布面積廣,產量高,各地的特色品種呈現多樣化趨勢,不同產地不同品種來源的石榴籽資源研究亦值得深入探討。