辣木抗氧化活性研究进展_温世豪.pdf

辣木抗氧化活性研究进展温世豪，李康莉，王国豪，曹春华，周伟华，谭国强，胡依琳，侯彤（宜春学院化学与生物工程学院，江西宜春 ；温州医科大学检验医学院、生命科学学院，浙江温州 ）摘要：辣木作为一种富含营养成分和活性成分的植物，具有抗氧化、抗肿瘤、抗菌消炎、降“三高”等作用。本文综述了辣木中具有抗氧化活性的辣木多糖、多酚、维生素、微量元素硒等抗氧化成分的研究进展，并总结了辣木抗氧化的一些测定方法，最后对辣木的应用前景作出展望。辣木的抗氧化效果给其带来了巨大的医疗保健功能和经济效益，这有利于推动辣木作为一种新兴产业的发展以及在抗氧化药物和食品方面的应用。关键词：辣木；抗氧化；活性成分中图分类号：文献标识码：文章编号：（），（，；，）：，“”（，），：；近年来人们对多用途树种的兴趣日趋浓厚，由于可从这类树种中获得多种产品，开发这类树种成为欠发达地区农村经济发展的重要内容。辣木（）因其丰富的营养成分而被誉为“神奇之树”，并作为这类树种的典范在全世界推广。年，中国和古巴两国分别在西双版纳和古巴的哈瓦那成立了辣木科技合作中心，旨在加强农业合作，共同提高农业水平、维护粮食安全，增进两国友谊。辣木又名鼓槌树，原产于非洲东北部和印度北部的次喜玛拉雅山麓、红海沿岸等自然条件极其恶劣的地方，种植个月后即可开花结实，为多用途速生乔木树种。辣木全株均可被利用，根和树皮是传统医药原料；嫩叶和嫩果荚是味道鲜美且营养丰富的蔬菜；辣木籽富含植物油分，而且降“三高”效果显著；辣木籽油在国际市场上十分紧俏，其豆粉或榨油后剩下的枯饼是国际环保组织推荐的人畜饮用水第 卷第 期 年 月宜春学院学报 ，收稿日期：基金项目：江西省自然科学基金面上项目（编号：）；江西省卫生健康委员会科技计划项目（编号：）；大学生创新创业计划项目（编号：，）。作者简介：温世豪（），男，江西定南人，硕士研究生，研究方向为微生物学。通信作者：周伟华（），男，广东梅县人，教授，博士，研究方向为天然产物抗肿瘤活性。净化的絮凝剂。辣木是近年来在欧美新兴的保健植物，号称全营养食品，富含各种维生素、氨基酸、多糖、黄酮、皂苷类等，属高钙、高蛋白质、高纤维、低脂质食品，并且具有增强体力、治疗贫血、抗氧化、抗肿瘤、抑制病菌、驱除寄生虫等功效。目前，辣木叶已经被我国列为新资源食品。我们就以辣木在抗氧化方面的研究进行综述，以便为这一方向的研究提供参考。辣木的营养价值 对南非的生态型辣木叶的营养价值进行了评估，发现干叶粗蛋白质含量为 ，含 种氨基酸。干叶的矿物质含量如下：钙（）、磷（）、铜（）、镁（）、硫（）、钾（）、钠（）、锌（）、锰（）、铁（）和 硒（）。共观察到 种脂肪酸，其中含量较多的为 亚麻酸（）苯甲酸（）亚麻酸（）棕榈酸（）癸酸（）。此外维生素的浓度非常高，为 ，缩合单宁含量是 ，总多酚含量是 。辣木中含有丰富的氨基酸、脂肪酸、矿物质和维生素，被誉为世界上最具营养价值的植物。辣木的抗氧化功能抗氧化指任何以少量浓度存在就可以有效地抑制自由基因为自身不稳定发生氧化反应的物质。一般是通过直接清除或间接消耗自由基又或者是抑制能生成自由基的物质，防止发生自由基破坏机体的链式反应。自由基是指一种带有未配对电子的分子。物质的稳定需要要求当有两个以上的原子组合在一起时，它们的外围电子必须要进行配对，如果没有配对而形成未配对电子就会不稳定，即形成了自由基，它们要去寻找其他物质中的另一个电子，与其形成配对让自己变成稳定的物质。因此未配对电子的化学性质是不稳定的，具有高反应活性。自由基会在一些物理化学的诱发条件下，使其未配对电子释放，或夺取其他稳定物质的电子并产生更多自由基，导致其体内的自由基积累，使细胞中细胞膜破坏，蛋白质、核酸被攻击、也会发生动脉粥样硬化、糖尿病、癌症等慢性病。人体时时刻刻都在产生自由基，这是无法避免的，但是机体为了防止受到自由基的损害同时也在不断地产生能够抵抗自由基的抗氧化物质。辣木富含多种抗氧化活性成分，主要包括有多糖类、多酚类、维生素类以及微量元素硒。辣木中的抗氧化组分实现抗氧化功效的手段就是通过消除自由基产生的氧化攻击，从而保护了细胞并使机体更加健康。辣木的抗氧化效果给其带来了巨大的医疗保健功能和经济效益。辣木多糖的抗氧化辣木的多糖为构型的酸性呋喃多糖。汪芳等研究发现辣木多糖主要由鼠李糖、葡萄糖、甘露糖及半乳糖组成，单糖摩尔比为 :。常雪飞通过不同体积分数乙醇分级醇沉多糖以探索辣木叶多糖的抗氧化性和提取的乙醇浓度的关系。在辣木叶多糖的浓缩液中加入一定的无水乙醇，使其体积分数为 、，它们分别标号对应为 、。这个辣木叶多糖得率最高的是 ，为 ，多糖得率最低。实验是采用氮自由基（）清除能力测试试剂盒测定辣木多糖的体外抗氧化能力。阳性对照组是（），测定发现辣木多糖浓度越大抗氧化能力（）自由基清除率越大。在 的样品浓度的条件下，样品对 自由基清除能力高达 以上。综合、的自由基清除能力可知，相同样品质量浓度下（）自由基清除率是 ，表明提取的乙醇体积分数高辣木多糖的抗氧化效果会更好。实验证明多糖的不同组分比例也会影响抗氧化话的效果。姚许等人分离得到两种多糖组分（：和 ：），并研究了它们的抗氧化作用。多糖的组成均为甘露糖、鼠李糖、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖，但是相对摩 尔 比 为 :，为 :。通过在体外清除 、羟基和超氧阴离子自由基实验发现，组分表现出比 更强的抗氧化活性。相应地，对增加 、和 水平的作用比 更显着。辣木多酚的抗氧化酚类化合物可以定义为具有芳香环、带有一个或多个羟基的物质，包括它们的功能衍生物。多酚类的结构和种类各异，目前我们已从自然界分离得到了 多种的多酚类物质，多酚在植物中的化学结构和浓度变化差异非常大，主要取决于品种、成熟阶段和不同的植物组织部位。其中多酚类包括了黄酮类、酚酸类、单宁类、花色苷类等。辣木中的多酚类成分主要是黄酮和酚酸两类。多酚化合物中具有强的抗氧化活性是它们的共同特点，多酚能够和维生素、维生素以及胡萝卜素等抗氧化物一起发挥抗氧化的功效，在机体内共同清除自由基以保护机体生理平衡。其中多酚中的类黄酮是一种比维生素更加有效的抗氧第 期 宜春学院学报 第 卷化剂。多酚类化合物的抗氧化机理是多酚能够通过产生稳定的自由基来延迟蛋白质、和脂质的促氧化作用。等人 通过高效液相色谱从辣木籽中分离提取出了结合酚和游离酚两种提取物，然后通过清除，二苯基吡啶酰肼自由基（）以及铁还原抗氧化能力和总抗氧化能力的方法进行评估游离酚和结合酚两者的抗氧化能力。研究发现，结合酚提取物中的酚类化合物的可提取性显著高于游离酚提取物，并且结合酚拥有更大的抗氧化以及抗细菌的活性。结合酚和游离酚提取物清除 自由基活性的 的值分别为 和 。结合酚萃取物比游离酚萃取物（，）对受试细菌更有效（最小抑制浓度（），）。最后这两种提取物中鉴定并定量出了 种酚类化合物（没食子酸、对香豆酸、阿魏酸、咖啡酸、原儿茶酸、肉桂酸、儿茶素、表儿茶素、香兰素和槲皮素）。目前最常用的提取辣木总酚和总黄酮的方法是用有机溶剂对其直接浸提。一般选用乙醇，是因为乙醇的无毒和易获得的特性。等人 采用不同浓度的乙醇和不同溶剂对辣木进行浸提最后得出 体积分数的乙醇浸渍法具有简单、方便、经济和节省的优点，用 体积分数的乙醇进行提取可以让提取物中总酚以及总黄酮的得率达到最高，抗氧化活性最高。抗氧化活性的测定是用 细胞的活性氧测定（）、自由基清除活性（）和铁还原力（）三种方法进行测定得出。因此采用浸渍法和 体积分数的乙醇作为提取方法和溶剂，对制备用于医药和保健品开发的抗氧化原料提取物是常用的方法。辣木黄酮作为多酚中显著的抗氧化成分除了乙醇浸提回流外已经开发了许多新的提取技术，例如超声波辅助提取；亚临界水提取，超临界流体萃取，微波辅助萃取。其中王永强等人 开发了一种通过亚临界乙醇从辣木叶中提取黄酮类化合物的大规模工艺流程并采用 设计结合响应面法优化提取的工艺条件最后得出黄酮类化合物的得率较传统乙醇回流法提高了 ，提取时间却仅为，而传统的乙醇回流法需要近半天的时间才能获得 的收率。传统的方法消耗的能量是亚临界萃取的两倍。亚临界乙醇萃取有明显的节能效果因此在工业上有很大的应用潜力。通过 以及 激进点化验表明，提取物具有很强的抗氧化和自由基清除活性。辣木中维生素的抗氧化维生素是人体必不可少的有机小分子物质，主要有两个作用：一是维持和调节机体正常代谢，二是酶的辅酶或者是辅酶的组成分子。前者维持机体代谢中的重要作用之一就是维生素的抗氧化效果，而在辣木中含有大量维生素。郭刚军等人 对多油辣木进行分析发现其含有多种维生素其中就包括了维生素、维生素 、维生素、叶酸、胡萝卜素以及泛酸等，其中具抗氧化活性的维生素含量为：维生素 、维生素 、胡萝卜素 ；并且在辣木的不同部位中维生素含量也不相同，其中辣木叶中以维生素为主，辣木中的维生素与胡萝卜素分布想类似均为：叶大于果大于茎大于根。维生素有其强还原性，作为强抗氧化剂，可以发挥还原作用抑制氧自由基对身体的毒性。维生素可以和、及反应，并生成半脱氢抗坏血酸，以消除过氧化物，发挥抗氧化的作用。维生素也是抗氧化剂，不过它是脂溶性的，一般作用于生物膜，通过提供氢离子的方法与脂氧自由基、脂过氧自由基等发生反应，从而保护细胞膜上的易发生氧化反应的不饱和脂肪酸，以此维持细胞膜的完整性。辣木中硒的抗氧化硒作为一种人体的必要元素，在辣木中添加有利于增强生物活性，发挥更强的抗氧化作用。硒的抗氧化作用与谷胱甘肽过氧化物酶（）的活性有关系，因为硒是 的组分之一，每摩尔的 中含的原子硒。作为一种重要的自由基清除剂（抗氧化效果是维生素的 倍），可以催化还原谷胱甘肽（）与多种过氧化物间发生的氧化还原反应，借此发挥其抗氧化的作用。通过减少过氧化氢（），并毁坏脂质和磷脂氢过氧化物，使这些高活性氧化物成为无害产物，从而抑制自由基和活性氧化物在体内的放大而保护机体。食用富含抗氧化营养素的辣木食品有助于保护细胞免受氧化损伤，特别是自由基引起的氧化链式反应，这些反应通过防御性抗氧化系统的作用被消除，包括超氧化物歧化酶（）、过氧化氢酶（）等抗氧化酶。它们通常会使用微量元素硒（）作为辅助因子，因此硒被认为与抗氧化代谢有关，缺乏会导致细胞内氧化还原的失衡。目前，富硒辣木的种植成为新的产业热点。富硒辣木是指通过生长过程自然富集硒，或通过硒生物营养强化技术所获得的富含硒的辣木。辣木叶在 年被我国列为新资源食品，归为蔬菜类作物。根据国家行业标准，对于蔬菜类富硒农产品的定义是（以干重计）的总硒含量。而辣木是富硒型第 期温世豪，李康莉，王国豪，等：辣木抗氧化活性研究进展第 卷植物，具有从土壤中提取硒并将其积累在叶子中的能力，这一能力明显高于其他植物。这意味着，在非富硒土壤中也能种植出富硒辣木，即普通土壤下种植的辣木是符合富硒辣木的行业标准的。研究表明，辣木机体内的有机硒是以硒多糖、硒核酸、硒蛋白的形式存在的，它们的生理活性普遍比无硒的形式要高，也就是硒与抗氧化物质有机结合后，可以对抗氧化起到协同增效的作用。富硒辣木能补充人体对硒的需要，更能作为一种抗氧化的营养元素和辣木中其他抗氧化物质一起发挥抗氧化功效，因此，富硒辣木大大增加了辣木的经济价值。辣木抗氧化的测定目前对辣木抗氧化的有效成分如多糖、多酚等的抗氧化活性测定一般有体外和体内评价两种，其中，利用一些化学的抗氧化试剂发生氧化还原反应而带来的一些颜色变化，并用紫外分光光度计测定，是体外评价的主要内容；而利用在体内发生的各种机制，通过测定某一产物蛋白的含量高低来判断机体内的抗氧化能力，是体内评价的重要内容。然而，机体内一般有多种抗氧化机制，各种机制都有其不同的抗氧化资源。由于生物体自身的复杂性，使得目前还没有一种标准方法可以统一概括其它测定方法。因此，我们做活性物质的抗氧化实验不能用单一的抗氧化实验得出结果，一般要用几种抗氧化试验做出综合评价。体外的抗氧化评价体外的抗氧化评价通常比体内抗氧化评价更加简单，速度也更快，通过化学试剂来测定辣木中抗氧化成分的自由基清除和还原能力等指标来评价其抗氧化能力大小。其中二苯基苦味酸酰肼自由基（）法、