新食品原料明日葉最新研究進展

付坤麗，王力平，華璞玥，李子超*

1.青島大學生命科學學院（青島 266100）；2.青島正悟堂中醫健康管理有限公司正悟堂中醫診所（青島 266100）

明日葉（Angelica keiskei Koidzumi）是傘形科多年生草本植物，原產于日本八丈島為主的伊豆群島，20世紀90年代開始先后在我國山東、江蘇、云南、廣西、海南等多省引植成功，經過國內學者及產業人士多年的研究開發，于2019年5月通過國家衛生健康委審核，正式成為我國新食品原料家族中的一員[1-4]。從此，明日葉研究及其產業迎來嶄新的發展契機。針對明日葉近5年的最新國內外研究情況作一綜述，以期為明日葉相關研究及進一步高值化開發利用提供參考。

1 明日葉農業技術

1.1 種植

王紀忠等[5]研究不同栽培基質對明日葉分株繁殖苗素質的影響。試驗表明：1/2基質+1/2營養土移栽30 d后單株葉片數、最長根長、可溶性糖、可溶性蛋白質的數據表現最好；1/3基質+2/3營養土移栽30 d后株高、展開度、單株鮮重、硝態氮的數據表現最好，而黃沙作栽培基質僅有利于提高明日葉的葉綠素含量，明日葉更適合較肥沃的土壤種植。

1.2 繁育

黃麗等[6]利用明日葉葉片為外植體，通過試驗建立明日葉高頻再生組培快繁的完整體系，為明日葉的大面積種植提供一種高效率、低成本的快速繁殖方法。試驗表明，明日葉組培苗的最適培養基為含高濃度NH4+、NO3-、K+的營養液（MS）；增殖最佳培養基為MS+6-BA（細胞分裂素）2.0 mg/L+2，4-D 1.0 mg/L；最佳生根培養基為1/2 MS+NAA（生長素）0.02 mg/L，生根率可達87.22%，將生長良好的再生植株進行移栽，存活率高達94%。

1.3 病蟲害防治

周潔等[7]以蔬菜種質創新與遺傳改良湖北重點實驗室保存的明日葉葉斑病病原菌為材料，對病原菌的生物學特性進行測定。在室內經過對11種藥物的篩選發現，稀釋1 000倍的60%苯醚甲環唑水分散粒劑和稀釋2 000倍的32.5%苯甲嘧菌酯懸浮劑對該病原菌抑制率達50%以上，故可選用苯醚甲環唑和苯甲嘧菌酯作為田間防治藥劑。劉峰等[8]利用RT-PCR基于明日葉轉錄數據庫信息克隆得到明日葉5-烯醇式丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶（EPSPS）基因，命名為AgEPSPS。在80 mmol/L草甘膦的液體LB培養基中，含有pETAgEPSPS質粒的大腸桿菌可以正常生長，說明有一定的草甘膦抗性，抗除草劑基因工程可以利用明日葉得到具草甘膦抗性的新作物品種。

2 活性成分的萃取、提純與檢測

2.1 查爾酮

明日葉富含黃酮類物質，其中尤以查爾酮類化合物居多，因此國內外主要圍繞明日葉查爾酮開展研究。王磊等[9]以明日葉根為原料，提取溶劑80%乙醇、溫度55 ℃、時間90 min、料液比1∶10，提取2次得粗提液，4-羥基德里辛（4-HD）得率為1.82 mg/g、黃色當歸醇（XAG）得率為2.12 mg/g。繼而采用乙酸乙酯萃取、硅膠柱層析以及半制備液相相結合的方法對乙醇粗提液中的查爾酮類成分進行分離純化，獲得的4-HD和XAG的純度分別為99.08%和98.92%。

2.2 多糖與微量元素

鄧建梅等[10]以明日葉干粉為樣品，在乙醇體積分數80%、料液比1∶30（g/mL）、提取溫度80 ℃，超聲波輔助下提取30 min，提取物的查爾酮含量為22.765 mg/g。陳鳳等[11]用無水乙醇處理明日葉根粉，以90 ℃蒸餾水提取3.5 h，提取2次，濾液旋蒸濃縮至15 mL，調節pH 3，在4 ℃靜置過夜，離心得脫蛋白多糖液。按體積比1∶4加入95%乙醇，低溫醇沉過夜后離心分離，沉淀依次用無水乙醇、丙酮、乙醚各洗滌1次，真空干燥至恒重，得明日葉根精制多糖。采用苯酚-硫酸比色法測得明日葉根粉中多糖含量為21.57%。王亞楠等[12]發現不同地區明日葉葉中礦物質2.32～4 532.00 mg/kg、莖中礦物質0.58～2 601.00 mg/kg。張磊等[13]采用電感耦合等離子體光譜（inductively coupled plasmaoptical emission spectroscopy，ICP-OES）法和電感耦合等離子體質譜（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）法同時測定6個不同產地的明日葉中Ca、Na、K等24種元素含量，結果發現明日葉根、莖、葉中的元素含量有較大差異，其中根部重金屬元素分布顯著高于葉、莖部，存在一定的重金屬污染風險。明日葉葉中K、Ca、Mg、Fe、Zn、P元素營養質量指數（index of nutrition quality，INQ）均大于1，可滿足人體對該6種礦物質元素的需求；對于不同產地的明日葉而言，日照、青島、江蘇及廣西的明日葉元素含量相似，浙江與福建地區的明日葉元素相似。龐敏[14]利用電感耦合等離子體發射光譜（inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy，ICP-AES）法測定比較明日葉、西芹、白菜中K、Ca、Na、Mg、Fe、Zn、Cu這7種元素，并通過營養質量指數法（INQ）對礦物質元素進行營養評價。結果發現相較于西芹和大白菜，明日葉有更好的礦物質營養價值。

2.3 氨基酸與蛋白質

王亞楠等[12]運用營養成分的國標檢測方法測定明日葉葉與莖中的各類營養成分。結果發現葉、莖中脂肪含量極低，葉中的16種氨基酸（葉4.42%、莖0.52%）、蛋白質（葉4.60 g/100 g、莖0.75 g/100 g）含量要明顯高于明日葉莖中的含量，說明葉比莖更具有營養價值與利用價值。

2.4 倍半萜

Iimura等[15]重點研究人類（特別是日本人群）食用的葉子中的倍半萜，并通過氣相色譜-質譜首次證實明日葉中存在多種倍半萜。

2.5 芳香成分

Rong等[16]采用頂空固相微萃取-氣質聯用（HSSPME-GC-MS）法對明日葉茶中的揮發性成分進行提取分析，并利用電子鼻主成分分析（principal component analysis，PCA）法進一步區分不同茶葉樣品的香氣特征，并對其味覺活性成分和感官屬性進行分析，共鑒定出118種香氣成分。其中，月桂烯、β-芳樟醇、辛醛、壬醛、(E)-2-壬烯醛、(Z)-2-壬烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、(E,E)-2,4-壬二烯醛、(E)-2-癸二烯醛和對傘花烴是主要的香氣成分，具有花香味、果香味和鮮香味。感官評價表明，葉茶和莖茶的苦味和澀味較根茶低，香氣、鮮味和甜回味較高。苦味和澀味強度與查爾酮和游離氨基酸含量呈正相關，與可溶性糖含量呈負相關，甜度、回味強度與鮮味呈負相關關系。

3 明日葉生物活性研究

3.1 抗衰老

Carmona-Gutierrez等[17]在明日葉中鑒定一種查爾酮類化合物4,4’-二甲氧基查爾酮（DMC），研究發現通過外部DMC給藥可延長酵母、蠕蟲和蒼蠅的壽命，減緩人類細胞培養的衰老，保護小鼠免受長期心肌缺血。另外，DMC還能誘導自噬，提示其具有細胞保護作用，其分子水平作用機制是促自噬反應誘導代謝中的系統性變化，其獨立于TORC1信號傳導且依賴于特定的GATA轉錄因子。研究顯示DMC是一種具有顯著抗衰老活性的天然化合物，并為明日葉作為一種具有延長壽命功效的食品原料提供研究依據。

3.2 抗腫瘤

Gao等[18]將不同濃度4-羥基德里辛（4-HD）在不同時間段（24和48 h）與Huh7和HepG2細胞共孵育，并采用Cell Counting Kit-8（CCK-8）法檢測4-HD對肝癌細胞活力的影響，研究表明與正常組相比，20和40 μmol/L的4-HD組顯著抑制Huh7和HepG2的增殖（P＜0.01），且抑制作用隨4-HD濃度升高而增加。繼而證明4-HD可以通過促進PI3K/AKT/mTOR信號通路介導的細胞凋亡和細胞周期阻滯以抑制肝癌細胞的增殖。Pang等[19]探究黃當歸醇（XAG）誘導肝癌細胞死亡的潛在機制，研究發現XAG對肝癌細胞HuH7、HepG2有抑制作用，XAG通過激活NLRP3/caspase-1/gasdermin D（GSDMD）通路誘導HuH7細胞焦亡發揮細胞毒性作用。研究證實肝癌與caspase-1的相關性，并且證明caspase-1蛋白調控的肝癌細胞能夠被查爾酮類化合物靶向作用。Zhang等[20]發現明日葉4-HD和XAG通過直接靶向BRAFV600E和PI3K抑制黑色素瘤的發展，從而阻止下游信號的激活。這導致在黑素瘤細胞中誘導G1期細胞周期停滯和凋亡。

3.3 抗結核

Kusuma等[21]研究含有黃酮、多酚、單寧、單萜和倍半萜、醌和皂苷等活性物質的明日葉乙醇提取物的抗結核功效，結果發現黃酮類化合物和酚類化合物的抗菌作用通過抑制煙酰胺腺嘌呤二核苷酸和氫-細胞色素c還原酶破壞能量代謝，并通過產生過氧化氫，抑制ATP合酶破壞細胞質膜，并抑制DNA拓撲異構酶Ⅰ和Ⅱ的催化活性，提示明日葉具有較好的抗結核生物活性。

3.4 抗瘧疾

Wardani等[22]研究發現100 mg/L的明日葉70%乙醇提取、濃縮物對惡性瘧原蟲的抑菌率為79.47%±26.91%。對寄生蟲的半數抑制濃度（IC50）為2.09 mg/L，而陽性對照氯喹的IC50為0.007 mg/L。因為其IC50值小于5 mg/L，證實明日葉乙醇提取物具有顯著的抗瘧疾生物活性。

3.5 抗炎、消腫

王思蘆等[23]用明日葉的乙醇提取物給大白鼠灌胃給藥，結果發現0.5%的高劑量能顯著降低二甲苯所致小鼠耳腫脹程度和顯著抑制50%蛋清所致的足跖腫脹，證明明日葉具有提高機體免疫及抗炎的功能。Kimura等[24]利用葡聚糖硫酸鈉誘導小鼠結腸炎后，使用25 mg/kg的黃當歸醇進行干預，結果發現其可降低結腸炎的疾病活動性指數，防止嗜酸性粒細胞浸潤，具有作為炎癥性腸病（IBD）治療的潛力。Oh等[25]通過招募志愿者進行試驗，攝入明日葉后，使用來自20位受試者的人血漿樣品進行代謝組學和脂質組學研究，并對血漿中明日葉的成分進行分析，證明14種代謝物的水平包括運動尿酸、前列腺素E1、鵝去氧膽酸等在血漿中被改變；檢測到血漿中源自明日葉中的4-羥基德里辛等5種成分，它們降低膽汁酸和脂肪酸的水平。

3.6 減肥、預防脂肪肝

Lee等[26]從明日葉中分離異補骨脂查耳酮（IBC）作為抗肥胖成分，結果發現IBC減少高脂膽固醇飲食喂養的斑馬魚的肝內脂肪沉積并挽救肝臟脂肪變性，提示明日葉含有的查爾酮成分具有良好的控制體重功效。

4 明日葉功能性食品開發

4.1 抗氧化食品

Zhang等[27]通過響應表面方法（RSM）對明日葉凍干粉中的黃酮類化合物及其抗氧化活性進行評價，試驗結果為從明日葉中提取黃酮類化合物作為潛在的抗氧化劑來源提供理論基礎。張程程等[28]以纖維素酶輔助發酵的明日葉發酵茶為材料，利用Folin-Cioealteu比色法（FC酚法）、2,2-二苯基-1-苦基肼（1,1-dipheny1-2-picryl-hydrazyl，DPPH）法研究沖泡溫度、時間對茶湯中主要活性物質（多酚、黃酮、查爾酮）浸出量及抗氧化能力的影響。經試驗得出沖泡溫度90 ℃、沖泡時間15 min時，茶湯中多酚、黃酮和查爾酮溶出量較多，抗氧化性較強。

4.2 無糖、低熱食品

許蓓等[29]利用明日葉粉與麥芽糖醇開發出一款風味獨特的新型功能性無糖曲奇餅干。Gong等[30]用明日葉凍干粉（2%替代水平）制作曲奇餅干。空白對照組餅干與添加明日葉粉的餅干相比，在DPPH、2,2’-聯氮雙（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二銨鹽（2,2’-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid，ABTS）與鐵離子還原/抗氧化能力（ferric ion reducing antioxidant power，FRAP）抗氧化測試中有較為顯著的差距，且不使用蔗糖而使用麥芽糖醇和明日葉分配制的餅干因升糖指數GI＜55，可以被歸類為低GI功能性食品。

4.3 降糖、減肥食品

Zhang等[31]的動物試驗表明新鮮明日葉汁可防止肥胖小鼠的體重增加。試驗發現新鮮明日葉汁增加擬桿菌含量，降低盲腸桿菌和乳桿菌含量。斯皮爾曼相關分析表明，食用新鮮明日葉汁可通過改變代謝基因和腸道菌群組成以預防高脂飲食引起的肥胖和代謝異常。

4.4 降膽固醇飼料

Oktaviana等[32]通過在基礎飼料中添加不同水平的明日葉粉確定明日葉粉是否對肉雞血液膽固醇和甘油三酯水平有抑制作用。試驗發現加0和1%明日葉粉時，膽固醇水平最高達121.80 mg/dL，加1.5%明日葉粉時膽固醇水平最低，為101.00 mg/dL，呈量效關系。但沒有顯著降低（P＞0.05）肉雞血清中甘油三酯含量。

4.5 食品安全性研究

李淑琴等[33]將明日葉提取物以人體推薦量的300，150和75倍，即1.0，0.5和0.25 g/kg體質量設置高、中、低3組摻入飼料中，連續飼養90 d，陰性對照組采用基礎飼料喂養。對生化與血液指標的檢測中，肝、腎功能與三大物質（糖、蛋白、脂）代謝，以及白細胞數、紅細胞及其血紅蛋白含量均未產生負面影響；在對大鼠肝臟、腎臟、脾臟、胃、腸和卵巢（睪丸）的組織病理學制片及鏡檢中均未發現明顯、特異性的病理改變。因此可基本認定明日葉提取物安全，可用于開發新功能食品。

5 其他研究

5.1 基因研究

Yan等[34]采用十六烷基三甲基溴化銨（hexadecyltrimethylammonium bromide，CTAB）法提取源自武漢黃陂藥材園的明日葉全基因組DNA，結果發現完整的葉綠體基因組總長度為147 007 bp，包含128個基因，共鑒定出83個簡單重復序列。這些葉綠體基因組資源對明日葉的進化和遺傳多樣性研究具有重要指導意義。

5.2 飼料添加劑

魏強等[35]把明日葉粉添加到基礎飼料中飼喂荷斯坦奶牛，結果發現不同比例的明日葉粉添加量對奶牛產奶量具有不同程度影響，低濃度（每頭100～400 g/d）時降低產奶量，高濃度（每頭800 g/d）時則相對增高。

5.3 化學合成

Du等[36]探究使用明日葉水提物還原銀離子制備銀納米顆粒（AgNPs）的新方法。該方法所得AgNPs呈球形，平均粒徑為130.1±2.1 nm，具有良好的抗菌性能。

6 結語

明日葉作為我國新食品原料已不斷引起國內學者的研究興趣，但同日本相比，不論是在標準化種植技術與規模還是在生物活性研究、產品開發、產品標準的制定及其知識產權的申請與獲得等方面尚有較大差距。今后需通過產學研通力合作推動明日葉科學研究和產品開發同步進行，進一步提高產品的技術含量和附加值。通過建立行業協會加強技術和信息交流，提高種植技術和產品的標準化水平，使明日葉能夠更好地為提高我國人民的生活與健康水平服務。