六種天然香辛料的生理活性及研究進展

齊程田，扈曉杰，程磊，金澤林，劉云國*

(1.新疆大學 生命科學與技術學院，烏魯木齊 830046；2.臨沂大學 生命科學學院，山東 臨沂 276000；3.山東正欣食品有限公司，山東 臨朐 262600)

1 概述

香辛料[1]主要來源于自然界植物的種子、果實、花蕾、樹皮，具有強烈的辛香、芳香氣味。我國的香辛料有著悠久的使用歷史，資源十分豐富。日常生活中最常用的辣椒、花椒、蒜、生姜、肉桂和八角茴香6種香辛料中含有的植物化學物質，在賦予植物芳香氣味的同時還具有多種生理活性，使它們具有抗氧化、抑菌、抗腫瘤等功效。

全球癌癥數據統計報告顯示[2]，2018年我國新發癌癥多達4285033例，約占全球癌癥發病率的23.7%。近年來對香辛料的研究表明，香辛料提取物具有的藥用價值可直接用于疾病治療中，這為當前藥物和保健品的開發提供了新的思路。本文選取生活中常用的香辛料進行介紹，旨在為香辛料的綜合利用提供依據。

2 6種天然調味香辛料的主要成分及生物活性

2.1 辣椒

辣椒(CapsicumannuumL.)為世界范圍內種植的茄科辣椒屬植物，是目前市場上最主要的調味香辛料之一。作為辣椒的主產國，我國2018年干辣椒的年產量為32129噸，居世界第一。

辣椒中含有多種化學物質。以紅色尖椒為例，其中含有水、維生素、辣椒堿、礦物質、蛋白質、糖等[3]。這些化學成分具有多種生理活性，例如，辣椒醇和胡蘿

卜素類似物具有殺菌、抗菌作用；維生素C可以消化多余的膽固醇，從而預防膽結石。近年來對于辣椒的研究主要集中在辣椒素上，這是因為辣椒素在提供辣椒辣味的同時，還可以應用于腫瘤的治療。

Mao等[4]的研究發現經過辣椒素處理的食管鱗癌(ESCC)細胞的葡萄糖消耗和乳酸產量均有下降。同時檢測到己糖激酶2(腫瘤糖酵解中發揮重要作用的物質)表達下降，這證明辣椒素對腫瘤代謝有一定的影響。Zhu等[5]對辣椒素處理后的前列腺腫瘤干細胞進行觀察，發現辣椒素可以下調前列腺腫瘤干細胞的標志物，抑制前列腺癌干細胞的生長，并且發現辣椒素還可以抑制Wnt-2的表達，揭示了辣椒素對前列腺癌干細胞的潛在作用及其作用機制。此外，Zhang等[6]研究表明，辣椒素在不同癌癥類型中都表現出了強大的抗癌特性。在辣椒素聯合常規化療藥物進行癌癥治療時，研究人員發現辣椒素在提高機體對藥物敏感性的同時還減少了藥物的副作用。但是，由于辣椒素特有的刺激性限制了它的綜合利用，Han等[7]以生育酚聚乙二醇1000琥珀酸酯為乳化劑，采用高壓均質法制備辣椒素乳劑。這種辣椒素乳劑具有較好的穩定性和較高的抗氧化活性，同時還減少了辣椒素的累積和釋放。根據近些年的實驗結果，揭示了辣椒中的辣椒素有抑制腫瘤生長及抗癌的作用，這為日后臨床研究和藥品開發提供了依據。

2.2 花椒

花椒(ZanthoxylumbungeanumMaxim.)屬蕓香科花椒屬灌木、木質藤本或小喬木，世界各地約有200余種。我國花椒主要分布云南、河北、山西等地?；ń吩谧鳛橄阈亮系耐瑫r還具有藥用價值[8]，這是因為花椒中富含多種化學物質，以花椒香氣的表征物質揮發油來說，它是由烯類、醇類、醛類、酯類等多種揮發性成分組成的[9]。

近年來，專家學者對花椒提取物進行動物實驗并取得顯著效果，石雪萍等[10]采用熱板法考察花椒的鎮痛作用，采用二甲苯致炎法考察花椒堿的抗炎作用，使用低分子右旋糖酐-40誘發小鼠皮膚瘙癢，從而研究花椒的止癢作用。結果表明，花椒生物堿有較強的鎮痛作用，高濃度的花椒生物堿對二甲苯導致的小鼠耳腫脹有著明顯的緩解作用。同時也可以緩解由分子右旋糖酐-40誘發的小鼠皮膚瘙癢。Wang等[11]將哮喘小鼠設置為卵清蛋白處理組、卵清蛋白和按照小鼠體重配比的花椒籽油(2 g/kg)處理組以及空白對照組。在處理后24 h至14 d內對小鼠進行觀察。采用酶聯免疫吸附法檢測，發現花椒籽油可通過降低炎癥細胞因子和趨化因子的表達水平，減輕肺組織損傷，這表明花椒籽油可以緩解由哮喘引起的肺部炎癥和肺部組織損傷。除動物實驗外，為探究花椒水提取物是否具有改善魚尾紋的作用，Zeng等[12]征集了20名35～60歲的女性志愿者進行人體實驗，參與者一側眼角使用含有2%花椒水提取物的配方，另一側的眼角不進行處理，作空白對照，30 d內分別對志愿者的皮膚粗糙度、皮膚彈性等多個方面進行測評，驗證了2%的花椒水提取物起到了改善魚尾紋的作用，這為花椒應用于研制皮膚病、哮喘藥物以及化妝品開發方面提供了依據。

2.3 蒜

蒜(AlliumsativumL.)又稱蒜頭、獨頭蒜、胡蒜等，為一年生或兩年生的草本植物，百合科蔥屬蒜的鱗莖[13]。大蒜因其食藥兩用性在我國已經有近千年的使用歷史。大量的實驗結果表明，大蒜中含有的各類化學物質賦予了其藥性，如大蒜中的巰基化合物，它在強化機體免疫力的同時，還可以清除致癌物質；大蒜中含有的有機鍺化合物可激活自然殺傷細胞和巨噬細胞；大蒜中特有的大蒜素有止疼、促進潰瘍愈合的功效，在近期的研究中證明了大蒜還具有對前列腺增生的抑制和促進脂肪分解的作用。有關大蒜中含有的主要化學成分分類及功效見表1。

表1 大蒜的化學成分、分類及功效Table 1 The chemical components, classification and functions of garlic

根據Jiang等[19]的研究，發現大蒜素能有效減少炎癥因子的分泌和減少中性粒細胞的遷移，具有抗炎、抗微生物、抗氧化、免疫調節等多種生物活性，證明大蒜中的大蒜素是一種可以止疼、促進潰瘍愈合的有效成分。近幾年的動物實驗表明，大蒜具有良性前列腺增生以及促進機體脂肪分解的作用，如Chung等[20]對小鼠進行試驗，發現大蒜可以降低前列腺相對重量比，抑制了AR、DHT的mRNA表達，這表明大蒜可誘導死亡信號復合體的積累和蛋白激酶的激活，降低抗凋亡蛋白的水平，以上現象驗證了大蒜具有抑制良性前列腺增生的作用。Shi等[21]用大蒜素處理高脂飲食喂養的小鼠，以此來確定大蒜素對脂肪沉積、血液代謝和腸道形態的影響。結果表明，大蒜素通過促進脂肪分解和產熱、促進血液代謝和腸道形態以及抑制肝臟脂質合成和運輸等多方面，顯著降低了小鼠的體重。此外，大蒜素還改變了小鼠腸道菌群的組成，增加了有益菌的比例。

目前以大蒜為原料開發的產品在生活中也較為常見，如糖蒜、黑蒜等。尤其是大蒜在經過濕熱處理后得到的黑蒜，可將大蒜中的大蒜素轉化為更易被人體吸收的元素，避免了對人體腸胃刺激的同時，還提高了營養價值，但由于黑蒜發酵時間過長，在技術方面仍需完善。

2.4 生姜

生姜(ZingiberofficinaleRosc.)又名地辛、百辣云，為姜科多年生草本植物的根莖，在我國有著悠久的栽培歷史。生姜含有100多種化學成分，主要成分是揮發油、姜辣素、二苯基庚烷三大類，其主要分類及作用功效見表2。

表2 生姜的化學成分、分類及作用功效Table 2 The chemical components, classification and functions of ginger

對于生姜的研究分為兩個水平。在細胞分子水平方面，Ezzat S M等[25]發現生姜的抗炎作用是通過抑制巨噬細胞和中性粒細胞的活化、對單核細胞和白細胞遷移來介導的。生姜的抗炎作用是通過促炎細胞因子和趨化因子的劑量依賴性降低和補充總抗氧化能力表現出來的。生姜還可以起到抗腫瘤的作用，姜辣素在抑制腫瘤轉移和防止腫瘤形成新血管方面有顯著療效[26]。在動物實驗方面，Verma S K等[27]應用生姜粉對高固醇的家兔進行處理，處理后動物的脂質氧化明顯降低，纖溶活性明顯增強。然而，生姜并沒有顯著降低血脂。生姜對動脈粥樣硬化的保護機理可能是通過其清除自由基、抑制前列腺素和纖維蛋白。

生姜因含有抗氧化物質而提高了生姜制品的滋味。在食品加工方面，當前姜制品多為糖姜片、姜茶、姜酒、調味姜汁等。近些年對生姜生物活性成分的研究表明，生姜具有抗炎和抗腫瘤的功效，這為生姜的醫療保健方面提供了依據。

2.5 肉桂

肉桂[28](CinnamomumcassiaPresl.)是樟科植物肉桂的干燥樹皮。肉桂的嫩枝(桂枝)、幼嫩果實(桂丁)和葉均可供藥用。我國的肉桂主要來源于兩廣地區，作為出口藥材，世界上80%的肉桂都來源于我國。肉桂含有多種化學成分，主要分為三類：揮發性有機化合物、非揮發性有機化合物和無機元素，其具體代表物質和生物活性功能見表3。

表3 肉桂的化學成分及生物活性功能Table 3 The chemical components and bioactive functions of cinnamon

肉桂化學成分中80%左右是醛類，最新研究表明肉桂醛的殺菌、抗菌作用顯著。Albano等[31]發現桂皮醛與利奈唑胺聯用能抑制表皮葡萄球菌。通過共聚焦激光掃描顯微鏡圖像顯示出了肉桂醛對生物膜的剝離和殺傷作用，證實了肉桂醛能夠減少表皮葡萄球菌的細菌浮游生長，抑制生物膜的形成，并可根除已經形成的生物膜。白色念珠菌侵襲是臨床最常見的真菌感染之一，具有嚴重的耐藥性，因此，必須引入抗白色念珠菌藥物。Chen等[32]研究發現肉桂醛具有較強的抗菌活性，其中0.26 mg/mL的肉桂醛是處理白色念珠菌的最低抑菌濃度。除了抗菌性外，肉桂醛還有一定的抗氧化活性[33]，可顯著降低人角質形成細胞中活性氧的生成。在小鼠試驗中，局部應用肉桂醛可以明顯抑制皺紋形成、表皮增生等，證明肉桂醛和含肉桂醛的中草藥制劑可以對暴露于紫外線下的皮膚有著較強的保護作用。

我國作為肉桂的主要出口國，資源非常豐富。根據以上研究結果，證實了肉桂在化妝品、醫藥研發等方面有廣闊的前景，還可以開發許多相關產品，如防腐劑、殺蟲劑等。

2.6 八角茴香

八角茴香(Illiciumverum)又稱大茴香，屬于木蘭科八角屬植物。主要產于我國的廣東、廣西和云南等省。成熟果實不僅具有獨特的香氣，還有開胃理氣、暖腎散寒等功效[34]。八角茴香的特殊香氣成分是由順式及反式茴香腦、草蒿腦和茴香醛等物質構成[35]，其他主要成分和生物活性見表4。

表4 八角茴香的天然活性成分、代表物質及生物活性功能Table 4 The natural active components, representative substances and bioactive functions of star anise

近年來研究發現八角茴香具有提高免疫力和延緩疲勞的作用。楊棟林[39]就八角茴香對運動小鼠免疫功能的影響進行研究，當實驗小鼠服用八角茴香提取液后，觀察到小鼠的脾小體和生發中心變大，這表明八角茴香可以促進脾小體和生發中心代謝。研究人員還發現，八角茴香提取液處理的小鼠和進行一般強度訓練的小鼠有著相同的效果，即都有促進小鼠脾淋巴細胞增殖反應的作用，這表明八角茴香提取液具有提高免疫力的作用。何敬和等[40]對八角茴香提取液是否具有抗疲勞作用進行小鼠驗證試驗，結果表明，高劑量的八角茴香有延緩疲勞的作用，這是因為八角茴香可以增強小鼠的運動耐力和運動后血乳酸脫氫酶活力，加快了小鼠肝糖原的積累。此外，八角茴香對運動后血乳酸和尿素氮的增加有抑制作用，從而起到減緩疲勞的作用，這為以八角茴香為原料制作保健品提供了思路。

八角茴香具有健胃、促乳和清熱等功效而作為藥材使用。隨著對八角茴香生物活性成分的深入研究，八角茴香的提取物可廣泛添加到日用品和醫藥方面。

3 結論與展望

香辛料因富含植物源化學成分，利于開拓以香辛料提取物為原料開發保健品市場。譬如利用大蒜提取物制作的大蒜素精油膠囊有提高人體免疫力、提高睡眠質量等功效。利用生姜提取物制作姜黃素膠囊可起到緩解肌肉酸痛、抗炎的作用，這些都是在市場上比較常見的保健品。此外，香辛料的提取物作為藥物，在治療各類疾病方面都起到了較好的療效。

現代提取技術的不斷提高為香辛料的綜合應用提供了便利，但是對同種香辛料采用不同的提取方法得到的成分含量不盡相同，在提取技術和實驗設計方面仍需優化。本文選取生活中常用的6種香辛料，并綜述了它們的主要化學成分及生理活性。希望讀者對香辛料有更全面的認識，為香辛料的綜合開發利用提供一定的參考。