天然香辛料中的植物化學(xué)物及其生理活性研究進(jìn)展

眭紅衛(wèi)，許睦農(nóng)

(武漢商學(xué)院，武漢 430056)

天然香辛料中的植物化學(xué)物及其生理活性研究進(jìn)展

眭紅衛(wèi)，許睦農(nóng)*

(武漢商學(xué)院，武漢 430056)

天然香辛料在世界各國(guó)有著悠久的使用歷史，我國(guó)的香辛料資源尤為豐富。研究發(fā)現(xiàn)：天然香辛料中含有酚類(lèi)、萜類(lèi)、含硫化合物、生物堿等植物化學(xué)物質(zhì)，它們不僅賦予植物特殊的辛香氣味，而且被證實(shí)具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗癌、抗病毒等多種生理活性。對(duì)香辛料中的植物活性成分進(jìn)行歸納綜述，旨在為開(kāi)發(fā)香辛料在保健、醫(yī)療、功能食品等領(lǐng)域的應(yīng)用提供參考。

天然香辛料；植物化學(xué)物質(zhì)；生理活性

香辛料主要來(lái)自各種自然生長(zhǎng)植物的果、莖、葉、皮、根等，具有濃烈的芳香味、辛辣味，在世界各國(guó)有著悠久的使用歷史。目前，世界上已知的天然香辛料多達(dá)500 種，1997 年經(jīng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)確認(rèn)并列入標(biāo)準(zhǔn)的香辛料達(dá)110 種，其中列入我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12729.1-2008《香辛料和調(diào)味品名稱(chēng)》的品種有68 種[1]。中國(guó)飲食文化的燦爛豐富和中餐烹飪的博大精深，與香辛料的使用是密不可分的。在我國(guó)，常用的香辛料有八角、茴香、胡椒、花椒、高良姜、肉桂、豆蔻、草果、白芷、丁香、孜然、砂仁、生姜、大蒜等。在這些天然植物香料中含有豐富的植物化學(xué)物質(zhì)，不僅賦予了植物特殊的辛香氣味，用于食品加工能增強(qiáng)和改善食品的風(fēng)味；而且香辛料中的這些植物化學(xué)物質(zhì)被證實(shí)具有多種生理活性，使其在發(fā)揮抗癌、抑菌等保健作用方面受到越來(lái)越多的關(guān)注和研究。

1 香辛料中的植物化學(xué)物質(zhì)

植物化學(xué)物質(zhì)是植物性食物中除已知必需營(yíng)養(yǎng)素以外的一類(lèi)生物活性物質(zhì)的總稱(chēng)，這類(lèi)化學(xué)物質(zhì)屬于植物的次級(jí)代謝產(chǎn)物，是生物進(jìn)化過(guò)程中植物維持其與周?chē)h(huán)境相互作用的生物活性分子。目前，人們?cè)谙阈亮现邪l(fā)現(xiàn)的植物化學(xué)物主要有酚類(lèi)、萜類(lèi)、含硫化合物、生物堿等。

1.1 酚類(lèi)及其衍生物

酚類(lèi)化合物包括了一類(lèi)有益健康的化合物，其共同特性是分子中含有酚的基團(tuán)。香辛料植物中的酚類(lèi)化合物有酚酸、黃酮類(lèi)、香豆素、木脂素等，見(jiàn)表1。

表1 香辛料植物中的酚類(lèi)化合物

續(xù) 表

1.2 萜類(lèi)及其衍生物

萜類(lèi)化合物是由甲戊二羥酸衍生而成的，基本碳架多具有2個(gè)或2個(gè)以上異戊二烯單位結(jié)構(gòu)特征的不同飽和程度的衍生物。香辛料中的天然萜類(lèi)化合物種類(lèi)繁多，根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為單萜、倍半萜、二萜、三萜等，它們大多具有揮發(fā)性，是香辛料精油中的主要成分，見(jiàn)表2。

表2 香辛料植物中的萜類(lèi)化合物

1.3 含硫化合物

含硫化合物主要存在于蔥、蒜類(lèi)香辛植物中，如大蒜內(nèi)含硫成分多達(dá)30余種，其中主要的活性物質(zhì)有二烯丙基一硫化物(DAS)、二烯丙基二硫化物(DADS)、二烯丙基三硫化物(DATS)及S-丙烯丙基巰基半胱氨酸(SAMC)、S-烯丙基-L半胱氨酸亞砜(SACS，即蒜氨酸) 和S-烯丙基半胱氨酸(SAC)等[21]。

1.4 生物堿

目前已在多種天然香辛料中發(fā)現(xiàn)了生物堿成分，如辣椒中的辣椒堿；胡椒中的胡椒堿、胡椒林堿、辣椒堿和胡椒油堿A，B，C等；花椒中發(fā)現(xiàn)的生物堿有茵芋堿、香草木寧、帕洛平、青椒堿等以及花椒酰胺類(lèi)物質(zhì)如花椒素、異花椒素、雙氫花椒素、四氫花椒素、α-山椒素、β-山椒素等，它們是花椒麻味的呈味成分，同時(shí)具有生理活性[22]。

1.5 其他植物化學(xué)物成分

常用香辛料中的其他植物化學(xué)物質(zhì)還有八角、白芷、花椒、茴香中的茴香腦；八角、花椒、茴香中的愛(ài)草腦；肉豆蔻中的肉豆蔻醚；胡椒中的胡椒醛；肉桂中的肉桂醛、肉桂酸、肉桂醇；孜然中的枯茗醛、枯茗酸等，它們大多為脂肪族或芳香族類(lèi)化合物，是香辛料揮發(fā)油成分，具有獨(dú)特的辛香氣味。

2 香辛料中植物化學(xué)物質(zhì)的生理活性

上述植物化學(xué)物質(zhì)，不僅賦予了香辛料植物特別的風(fēng)味，同時(shí)還表現(xiàn)出多方面的生理活性。尤其是香辛料中主要含有的酚類(lèi)和萜類(lèi)等功能性成分，除了具有顯著的抗氧化、抗菌活性外，還具有抗炎、抗癌、抗病毒以及降壓、降糖和降脂等功能。

2.1 抗氧化活性

香辛料中含有各種酚類(lèi)化合物，抗氧化活性是酚類(lèi)最為重要的生物活性；香辛料精油中的萜烯類(lèi)也具有較強(qiáng)的抗氧化活性。香辛料成分的抗氧化性主要是通過(guò)清除自由基、螯合金屬離子和還原能力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。香辛料提取物中總多酚含量與抗脂質(zhì)氧化能力(P<0.05)和DPPH 自由基清除能力顯著相關(guān)(P<0.05)；DPPH 自由基清除能力與還原能力顯著相關(guān)(P<0.05)[23]。

2.2 抗菌活性

香辛料植物的抗菌活性很早就被人們認(rèn)識(shí)，一直以來(lái)對(duì)香辛料中抗菌物質(zhì)的研究從未間斷。香辛料的抗菌功能主要與其精油含量有關(guān)，香辛料精油中的萜類(lèi)以及脂肪族、芳香族揮發(fā)性成分是香辛料中主要的抗菌物質(zhì)。大量的研究表明：丁香酚、肉桂醛、大蒜素、α-松油烯、α-蒎烯等精油成分對(duì)多種細(xì)菌和真菌具有一定抑制或殺滅作用，且多種成分共存時(shí)可提高各成分單獨(dú)使用時(shí)的抗菌效果；其抑菌作用機(jī)理多種多樣，主要通過(guò)降解細(xì)胞壁、破壞細(xì)胞質(zhì)膜、破壞膜蛋白、胞內(nèi)成分滲出、胞質(zhì)凝結(jié)、分子主動(dòng)運(yùn)輸力損耗等來(lái)實(shí)現(xiàn)[24]。

2.3 抗炎活性

關(guān)于香辛料中植物化學(xué)物質(zhì)的抗炎活性，國(guó)內(nèi)外研究人員也做了深入研究?；衔锏目寡趸钚院涂寡谆钚酝哂邢嚓P(guān)性，香辛料中大量存在既有抗炎活性，又具有抗氧化活性的化合物。有研究顯示：在香辛料中廣泛存在的木脂素類(lèi)、酚酸類(lèi)以及黃酮類(lèi)成分槲皮素等，均顯示出抗炎活性，其抗炎作用主要通過(guò)抑制TNF-α，NF-κB，iNOS等炎癥因子活性或促進(jìn)抗炎因子NAG-1生成活性來(lái)實(shí)現(xiàn)[25]。對(duì)肉桂抗炎機(jī)理的研究表明：其熱水提取物有較強(qiáng)抗炎活性，抗炎活性成分主要為肉桂醛及其衍生物，主要通過(guò)抑制NO生成而發(fā)揮抗炎作用。

2.4 抗癌活性

美國(guó)國(guó)立癌癥研究院曾經(jīng)報(bào)道：植物的單一成分、香辛料的精油或油樹(shù)脂、功能性色素及生理活性已明確的植物化學(xué)物質(zhì)成分是用于預(yù)防癌癥臨床研究的較好食品素材[26]。

研究表明：白芷中的香豆素類(lèi)能抑制毒霉素-L在大鼠體內(nèi)產(chǎn)生的誘導(dǎo)惡病質(zhì)樣表現(xiàn)，從而遏制癌癥的發(fā)生和進(jìn)展；大蒜中的含硫有機(jī)化合物可通過(guò)影響致癌物代謝、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、影響細(xì)胞周期以及抗氧化和免疫調(diào)節(jié)等機(jī)制抑制腫瘤細(xì)胞的增殖；從丁香中分離得到倍半萜β-石竹烯氧化物、α-葎草烯等能增加谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(GST)活性， GST是細(xì)胞抗損傷、抗癌變的主要解毒系統(tǒng)成分；肉豆蔻揮發(fā)油及肉豆蔻醚對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞株的體外增長(zhǎng)也有顯著抑制作用；白豆蔻精油(主要成分為各種萜烯)在模擬人體胃環(huán)境中對(duì)亞硝酸鈉有明顯的清除作用，從而降低亞硝酸鈉毒性，降低發(fā)生癌變的風(fēng)險(xiǎn)；高良姜等中的姜黃素可以通過(guò)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡來(lái)抑制多種癌細(xì)胞的增殖[27]；胡椒堿有抗腫瘤轉(zhuǎn)移的作用，可抑制B16F-10黑色素瘤誘導(dǎo)的肺轉(zhuǎn)移，明顯減少腫瘤的形成，延長(zhǎng)荷瘤小鼠存活期[28]；肉桂中的肉桂酸可使肺腺癌A549細(xì)胞增殖抑制、細(xì)胞分裂指數(shù)降低、軟瓊脂集落形成減少、分化型細(xì)胞數(shù)明顯增多，證明其對(duì)肺腺癌A549細(xì)胞有明顯的增殖抑制作用及較強(qiáng)的非細(xì)胞毒的誘導(dǎo)分化作用；生姜中的6-姜酚可明顯抑制Dat-lon's淋巴腹水瘤細(xì)胞和人淋巴細(xì)胞生長(zhǎng)[29]；丁香、桂皮、良姜、紅花椒和香葉等因酚類(lèi)含量高抗氧化能力較強(qiáng)，能顯著降低醬牛肉中致癌物雜環(huán)胺的含量[30]。

臨床研究中，氧化損傷和發(fā)炎一直被認(rèn)為是癌癥和其他慢性病(如糖尿病、高血壓、阿茲海默癥等)的根本原因。因此，憑借香辛料的抗炎性、抗氧化性和抗腫瘤性，香辛料或其生物活性成分不僅能單獨(dú)地或共同地降低癌癥風(fēng)險(xiǎn)，還對(duì)致癌物質(zhì)的生物活化有直接的抑制作用[31]。

2.5 抗病毒活性

研究發(fā)現(xiàn)：香辛料中的多種植物化學(xué)物質(zhì)還具有抗病毒活性，如姜黃素類(lèi)可以抑制單純皰疹病毒HSV-1的活性[32]，也可以抑制泛素-蛋白酶體系統(tǒng)中柯薩基病毒的復(fù)制[33]，還可抑制HIV-1慢性感染了的HIV-1LTR活性和病毒的復(fù)制[34]；丁香酚在體外和小鼠體內(nèi)都對(duì)單純皰疹病毒HSV-1和HSV-2具有抗病毒作用[35,36]；大蒜中的含硫化合物對(duì)煙草花葉病毒有一定的抑制作用[37]。

2.6 其他生理活性

香辛料中的植物化學(xué)物質(zhì)除了具有上述生理活性外，還表現(xiàn)出在其他方面的活性作用，如丁香酚、辣椒堿、胡椒堿、槲皮素、姜黃素、肉桂醛和有機(jī)硫化物等具有刺激消化、抗血小板聚集、抗動(dòng)脈粥樣硬化和降血脂等作用[38]；肉豆蔻中的香豆素類(lèi)化合物表現(xiàn)出一定的降壓活性；肉桂中的羥甲基查爾酮具有降糖活性[39]；八角、茴香等多種香辛料中含有的茴香腦具有雌性激素樣活性等[40]。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的香辛料資源相當(dāng)豐富。目前香辛料主要作為天然調(diào)味料用于食品的烹飪加工中，對(duì)其深加工利用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。了解香辛料中的功能活性成分，進(jìn)而研究其分離提純技術(shù)，從香辛料中篩選出高效、經(jīng)濟(jì)、安全的天然活性植物化學(xué)物質(zhì)，用于保健、醫(yī)療、功能食品等行業(yè)領(lǐng)域，前景廣闊，意義重大。

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Research Progress on Phytochemicals in Natural Spices and Their Physiological Activities

SUI Hong-wei, XU Mu-nong*

(Wuhan Business University, Wuhan 430056, China)

Natural spices are widely used all over the world for a long history and China is rich in spices resources. The phytochemicals including phenolics, terpenoids, sulfides and alkaloids are found in natural spices; they not only have special spicy flavor, but also have a variety of physiological activities such as antioxidation, anti-bacteria, anti-inflammatory, anti-cancer and anti-viral. Summarize the plant bioactive components in natural spices, aiming to provide references for developing the utilization of spices in the fields of medicine, health care and functional food.

natural spices; phytochemicals; physiological activities

2016-11-15 *通訊作者

湖北省教育科學(xué)規(guī)劃課題(2015GB143)；武漢商學(xué)院校級(jí)重點(diǎn)課題(2015Z002)

眭紅衛(wèi)(1968-)，女，副教授，研究方向：食品營(yíng)養(yǎng)與安全；

許睦農(nóng)(1959-)，男，講師，研究方向：烹飪?cè)蠈W(xué)。

TS202.3

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.05.040

1000-9973(2017)05-0176-05