火麻仁中水溶性活性蛋白質(zhì)與糖類成分的研究進(jìn)展

關(guān)楓，任欠欠，付起鳳，劉磊，崔明宇，王艷宏?

（1. 黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040；2. 教育部北藥基礎(chǔ)與應(yīng)用研究重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150040）

火麻仁為?？浦参锎舐椋–annabissativaL.）的干燥成熟果實［1］，性味甘、平，歸脾、胃、大腸經(jīng)，具有潤腸通便的功效，可用于血虛津虧、腸燥便秘，是治療功能性便秘的要藥，其原植物大麻用作食物和紡織纖維來源的歷史可以追溯到約一萬年以前［2］?；鹇槿试谥袊氖褂靡惨延? 000 多年的歷史，現(xiàn)代研究表明，其具有潤腸通便、抗氧化、抗衰老、降壓、利尿、鎮(zhèn)痛、抗炎、抗血栓形成、抗阿爾茨海默病等活性［3］，其中含有豐富的火麻油、大麻素類、木脂素酰胺類、火麻蛋白、多糖以及生物堿類、黃酮類、脂肪酸類、維生素、礦物質(zhì)等成分，在食品、醫(yī)藥和化妝品行業(yè)領(lǐng)域都表現(xiàn)出巨大的開發(fā)潛力。

目前，對火麻仁的研究主要集中在火麻仁油脂、木脂素等脂溶性成分，而對火麻仁蛋白質(zhì)、火麻多糖等高含量水溶性成分的研究缺乏系統(tǒng)的、全面的整理。筆者整理近10年CNKI、維普、Web of Science 等平臺的文獻(xiàn)，對火麻仁中的主要水溶性活性成分（蛋白質(zhì)與多糖）的制備方法、質(zhì)量評價及藥理作用等方面研究進(jìn)行綜述，以期為火麻仁中含量豐富的水溶性活性成分的深入研究與開發(fā)應(yīng)用提供參考。

1 火麻仁中活性蛋白質(zhì)的研究

1.1 活性蛋白質(zhì)組成

火麻仁蛋白是一種優(yōu)質(zhì)的植物蛋白（主要為麻仁球蛋白和麻仁白蛋白），分子量大于45 kDa，主要由天冬氨酸（ASP）、精氨酸（ARG）、賴氨酸（LYS）、蘇氨酸（THR）、絲氨酸（SER）、谷氨酸（GLU）、脯氨酸（PRO）、甘氨酸（GLY）、纈氨酸（VAL）、亮氨酸（LEU）、組氨酸（HIS）及色氨酸（TRP）等氨基酸組成，其ARG/LYS 的比值優(yōu)于大豆蛋白、蕓豆蛋白及水稻蛋白等［4-6］。

1.2 制備工藝

火麻仁蛋白的制備工藝主要為堿提（酸沉）法、鹽析法、酶解法、高速剪切提取法、亞臨界萃取法及噴射蒸煮提取法等［7-17］，具體工藝條件、提取率及蛋白純度見表1。

表1 火麻仁蛋白的制備方法

堿提或堿提酸沉法為制備蛋白質(zhì)最經(jīng)典的方法，在火麻仁蛋白的制備中應(yīng)用較多，其與酶解法的提取率相對較高，但酸、堿處理易造成蛋白質(zhì)變性，所得蛋白純度、收率較低；酶法選擇性強、條件溫和，但更換底物即需要更換酶，成本相對較高；超聲輔助提取可提高蛋白質(zhì)的提取率、縮短提取時間，但也存在提取受超聲波衰減限制等弊端。

1.3 質(zhì)量評價

董海勝等［18］采用SDS·PAGE 電泳結(jié)合分子成像系統(tǒng)對火麻蛋白進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)其有10 條亞基，以分子量17 000 ～ 40 000 Da 的亞基為主，其中以分子量為33 659.60 Da 的亞基含量最多，占火麻仁蛋白亞基總量的33.55%，并測得火麻仁蛋白等電點為5.25～8.50。

吳發(fā)明等［19-20］研究表明，21 個不同產(chǎn)地火麻仁樣品中蛋白含量為17.90% ～ 27.48%，其中四川涼山會理產(chǎn)的蛋白含量最高。謝集照等［21］測定顯示，廣西壯族自治區(qū)11 個不同產(chǎn)地火麻仁蛋白質(zhì)的含量為20.73%～24.29%。加拿大學(xué)者測定了魁北克產(chǎn)的10種工業(yè)大麻種子中蛋白質(zhì)含量，結(jié)果顯示各樣品中蛋白含量為23.8%～28.0%［22］。

1.4 藥理作用

李永進(jìn)等［23］通過小鼠抗疲勞能力實驗（游泳時間、血乳酸和血清尿素氮測定）以及相關(guān)免疫學(xué)指標(biāo)（免疫器官相對重量、細(xì)胞和體液免疫功能測定、脾臟T 淋巴細(xì)胞亞群分類）測定，證實火麻仁蛋白可顯著增強小鼠抗疲勞能力，并具有免疫調(diào)節(jié)功能。蔡霈等［24］研究發(fā)現(xiàn)，廣西巴馬產(chǎn)火麻仁蛋白與火麻仁油、木脂素酰胺類成分均具一定的抗衰老作用，并且能增加皮膚中羥脯氨酸的含量，皮膚病理切片中能觀察到膠原蛋白含量明顯增加。叢濤等［25］研究結(jié)果顯示，火麻仁蛋白質(zhì)粉對生長期大鼠營養(yǎng)生理功能的影響，具有調(diào)節(jié)血糖、血脂和血小板水平及促進(jìn)腦組織發(fā)育等作用，并可調(diào)節(jié)體內(nèi)消脂素水平和腸道菌群平衡，從而發(fā)揮促進(jìn)排便和減肥作用。陳成［26］研究顯示，火麻仁蛋白是一種潛在的具有抑制血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（ACE）和抗氧化活性的天然產(chǎn)物。ORIO 等［27］實驗研究提示，火麻仁蛋白水解物是一種潛在的新的ACE 抑制劑。朱艷等［28］研究結(jié)果顯示，高劑量攝入火麻仁蛋白或火麻仁肽對小鼠具有一定的腎保護功能。肖瀟等［29］研究表明，火麻仁蛋白水解液可顯著提高發(fā)酵乳的抗氧化活性。上述藥理作用及相關(guān)機制研究見表2。

表2 火麻仁蛋白的藥理作用

1.5 毒理作用

胡嘉想等［30］研究了火麻仁蛋白毒理學(xué)安全性指標(biāo)，結(jié)果急性毒性試驗LD50＞ 10 g/kg，Ames 試驗、小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核和小鼠精子畸形試驗結(jié)果陰性，90 d 喂養(yǎng)實驗中體質(zhì)量增加量、食物利用率、血液學(xué)指標(biāo)以及生化指標(biāo)均無異常，亦未見大鼠器官組織病理學(xué)改變，提示受試物無毒性作用。黃宗銹等［31］研究提示，在1.04～4.17 g/kg 劑量范圍內(nèi)，火麻仁蛋白給藥各組孕鼠的生育力、胚胎發(fā)育、胎仔外觀、內(nèi)臟及骨骼發(fā)育情況等與陰性對照組比較無顯著性差異，未見火麻仁蛋白有胚胎-胎仔發(fā)育毒性作用、致畸作用及母體毒性作用。

1.6 食品領(lǐng)域應(yīng)用

火麻仁蛋白的產(chǎn)品開發(fā)主要有火麻仁蛋白乳飲料［32］、火麻仁蛋白飲料［33-35］和火麻仁與其他原料組成的配方復(fù)合蛋白飲料［36］等類型產(chǎn)品，進(jìn)一步的開發(fā)利用前景廣闊。

2 火麻仁中水溶性總糖的研究

2.1 水溶性總糖含量

除火麻蛋白外，火麻仁中的水溶性活性成分主要為可溶性糖。大麻籽中總碳水化合物含量為20%～30%，其中大部分為膳食纖維且多集中于籽殼部分［37］，故火麻仁中可溶性糖含量大大降低。陳聰穎等［6］發(fā)現(xiàn)，廣西巴馬產(chǎn)的火麻仁中總糖含量為5.30%。王世連［38］對我國6 個主要產(chǎn)區(qū)（安徽六安、廣西巴馬、甘肅天水、河北保定、黑龍江綏化、云南大姚）的火麻仁的總糖含量進(jìn)行了測定，結(jié)果顯示其含量為2.72%～4.98%。ALONSO-ESTEBAN 等［39］發(fā)現(xiàn)，來自西班牙的8 種不同火麻仁樣品的總糖含量為3.68%～5.65%。BARSBY 等［40］研究表明，火麻仁中總糖含量為3.30%，而火麻籽中含量達(dá)到67.10%，其中水溶性單糖的種類也有差異，二者共有的是葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖，而木糖和半乳糖醛酸只存在于火麻籽中。

2.2 火麻仁多糖制備工藝

陳曉輝等［41］對火麻仁多糖進(jìn)行微波輔助提取并優(yōu)化了提取工藝，結(jié)果表明，微波提取的最佳條件為微波功率250 W，液料比1∶60，提取時間6 min，微波提取火麻仁多糖的效果明顯優(yōu)于單純的熱水提取法，其中微波凍融提取效果最好，提取率為11.11%，而熱水提取的收率僅為4.35%。

2.3 火麻仁多糖藥理作用

有研究通過檢測與觀察環(huán)磷酰胺所致的腸道黏膜損傷小鼠的空腸組織形態(tài)和超顯微結(jié)構(gòu)、杯狀細(xì)胞的分布與數(shù)量、腸道通透性、小腸灌洗液sIgA 含量以及血清、肝臟和回腸組織勻漿液中抗氧化因子和細(xì)胞因子水平等指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，火麻仁多糖對環(huán)磷酰胺致小鼠腸道黏膜氧化損傷及免疫抑制具有一定的保護和調(diào)節(jié)作用，其作用機制可能分別與Nrf2/Keap1 信號通路、NF-κB 通路的激活有關(guān)；同時還建立了H2O2所致的腸上皮細(xì)胞IPEC-1 體外氧化應(yīng)激損傷模型，發(fā)現(xiàn)火麻仁多糖對該損傷具有預(yù)防保護作用，其作用機制可能與Keap1/Nrf2 信號傳導(dǎo)途徑的激活有關(guān)［42-44］。

3 結(jié)語

火麻仁的原植物大麻在中國的分布范圍非常廣泛，資源豐富，甘肅、廣西、黑龍江等省份均有野生或引種栽培，黑龍江省還將火麻仁作為道地藥材列為“龍九味”之一［45］。目前，火麻仁的研究多集中于火麻油等脂溶性有效成分，而對于其中含量豐富的水溶性成分的研究還未有效開展。火麻仁提取火麻油后獲得的火麻仁粕利用率較低，大多作為飼料使用，造成了水溶性活性成分優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)和多糖類成分資源的浪費。目前，國內(nèi)對火麻仁活性多糖的單糖組成、結(jié)構(gòu)研究以及更廣泛的藥理作用還未深入開展，作為優(yōu)質(zhì)植物蛋白基料的火麻蛋白還缺乏高附加值產(chǎn)品，這些研究領(lǐng)域均可在火麻仁藥味的相關(guān)后續(xù)研究中予以重點關(guān)注，預(yù)期市場應(yīng)用前景廣闊。