中芬沙棘果功能研究現(xiàn)狀

劉芳麗

(中國教育科學(xué)研究院，北京 100088)

沙棘果因其含量豐富的營養(yǎng)素及獨特的藥用價值越來越受到全世界的關(guān)注。沙棘果不僅富含蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)、植物化學(xué)因子、有機酸，還含有上百種生理活性成分[1]，具有抗炎、殺菌、止痛和促進組織再生等特殊功效。其中，許多成分在殺死和抑制腫瘤細胞、抗衰老、抗疲勞、降“三高”、增強機體活力和免疫力等方面也顯示出了獨特的治療效果，有學(xué)者甚至通過這些特性探索沙棘作為抗艾滋病藥物的可能性[2]。本文旨在了解目前對沙棘果資源研究較多的中國和芬蘭沙棘果功能性研究現(xiàn)狀和差異，為未來深入合作奠定基礎(chǔ)。

1 中芬研究進展

目前，芬蘭對沙棘果功能性的研究主要集中在生物活性和臨床藥理等方面[3]，如重金屬解毒、放射性防護、腫瘤預(yù)防、血栓抑制、創(chuàng)傷組織的愈合及康復(fù)、抗氧化應(yīng)激、細胞和體液免疫調(diào)節(jié)、改善特異性皮炎、降血脂、降血糖、肝纖維變性治療、肝功能恢復(fù)以及對冠心病危險因子的預(yù)防作用等。

芬蘭是世界上研究沙棘較為深入的國家之一，以Baoru Yang和Heikki Kallio領(lǐng)導(dǎo)的團隊為代表，他們從1999—2017年12年間的實驗性研究項目[4-29]進展見表1。以Baoru Yang和Heikki Kallio為代表的芬蘭研究側(cè)重于種質(zhì)資源化學(xué)成分分析(尤其是比較中國產(chǎn)與芬蘭產(chǎn)沙棘果油中脂肪酸、維生素、甾醇、糖類、有機酸等含量和種類的研究)，沙棘不同部位提取物在抗炎癥、控血脂、治皮膚病和防心血管等疾病的流行病學(xué)干預(yù)的研究，通過對比中國研究者的沙棘功能性研究發(fā)現(xiàn)，兩國在沙棘種質(zhì)資源、功能性和研究方法等方面存在較大差異。

表1 實驗性研究項目

*主要包括：不同地區(qū)沙棘果中果油含量和脂肪酸組成；收獲時間對不同地區(qū)沙棘中三酰甘油和甘油磷脂的影響；不同地區(qū)和收獲時間對維生素C、維生素E、生育三烯酚的影響；生育酚和生育三烯酚在兩種沙棘亞種中的籽和果中的研究；植物甾醇在沙棘中：不同地區(qū)和收獲時間的鑒別和作用；黃酮醇苷類在三種不同沙棘品種中的情況和在收獲時節(jié)的變化；沙棘種的肌醇和甲基肌醇；地區(qū)、收獲時間和氣候條件對沙棘肌醇和甲基肌醇含量的影響；糖、糖醇、果酸和維C在中國野生沙棘中的情況；三個沙棘亞種果實中的生物活性成分分析等

1.1 種質(zhì)資源

1.1.1維生素 沙棘富含多種維生素[30]，但不同品種、產(chǎn)地、收獲時間的沙棘亞種之間所含各類化學(xué)成分的量也有較大差別，同一品種的沙棘果實因部位不同維生素含量也不同。遺傳背景和收獲時間是決定維生素C在沙棘果中含量的2個基本因素。不同亞種的雜交在一定程度上影響維生素C的量。Yang等[16]對中國產(chǎn)野生中國亞種(sinensis)、歐洲產(chǎn)鼠李亞種(rhamnoides)和俄羅斯產(chǎn)蒙古亞種產(chǎn)自不同產(chǎn)地和收獲期的野生及栽培沙棘采用HPLC法測定漿果中維生素C、生育酚和生育三烯酚的含量。原產(chǎn)于中國的野生中國亞種漿果果汁中維生素C含量較歐洲產(chǎn)鼠李亞種和俄羅斯產(chǎn)蒙古亞種多5～10倍(4～13：0.02～2g/L果汁)。中國亞種的沙棘種子中比鼠李亞種(平均290mg/kg)和蒙古亞種(平均250mg/kg)含較少的生育酚和生育三烯酚(平均130mg/kg)，而在中國亞種的新鮮果實中所含有的生育酚和生育三烯酚(120mg/kg)卻3倍于鼠李亞種(40mg/kg)、2倍于蒙古亞種(50mg/kg)。并且，果實中的此類物質(zhì)的含量在9月上旬至中旬達最高水平，而在種子中的量則持續(xù)增加到11月底。中國亞種的新鮮果實無疑是總生育酚和生育三烯酚的最優(yōu)良的資源。Kallio等[12]對1997年10—11月采集的中國沙棘果(CH)、8月底采集的芬蘭沙棘果(Fl)和俄羅斯沙棘果(RU)的各種成分分別進行比較，發(fā)現(xiàn)中國沙棘果汁中的維生素C含量極高，平均8g/L(4.2～13.2g/L)，是芬蘭沙棘果汁中含量的5倍。

1.1.2礦物質(zhì) 據(jù)報道，沙棘果中含有27種礦物質(zhì)元素，其中鉀的含量最為豐富[12]。在中國沙棘中，鉀的含量(果肉或果汁中)大于鉬和鐵(果汁和干沙棘中)的10倍還要多。Kallio等[12]比較了中國和芬蘭沙棘中的8種成分，表明芬蘭的沙棘果肉中比中國沙棘含較少的鐵、鈣和鉛，但卻含有更多的鎘，原因可能是水果的成熟度和自然環(huán)境中的礦質(zhì)元素含量都會直接影響植物中氮、鈣、鉀、鈉、鎂、銅、鐵、鋅和錳的含量[31]，在一些樣品中鉛和鎘含量的增加表明存在輕微的污染[12]。1.1.3脂類 沙棘的果皮、果肉和種子中都含有大量甘油三酯、磷脂和游離脂肪酸，這在植物界中較為罕見。沙棘果肉和果皮中主要含單不飽和脂肪酸，沙棘籽中主要含多不飽和脂肪酸。不同部位的含油量與油的脂肪酸組成隨沙棘產(chǎn)地、品種的不同而有所差異。Yang等[11]對比了鼠李亞種與中國亞種果油的含量和脂肪酸組成，鼠李亞種比中國亞種的含油量更高，在種子中為11.3%∶7.3%(P<0.01)、在果實中為3.5%∶2.1%(P<0.001)、在無籽部分的組織中為2.8%∶1.7%(P<0.01)。亞油酸和α-亞麻酸約占沙棘籽油總脂肪酸的70%。棕櫚油酸在籽油中特別貧乏，但在果肉或果皮油中占12.1%～39.0%，在整個漿果中占8.9%～31.0%。中國亞種較鼠李亞種的籽油含更多的亞油酸(40.9% VS 39.1%)和更少的亞麻酸(26.6% VS 30.6%)；鼠李亞種比中國亞種果油中棕櫚油酸的量高(26.0% VS 21.5%)，但α-亞麻酸的量則反之(8.8% VS 11.2%)。

1.1.4糖類、揮發(fā)油類 據(jù)報道，中國沙棘可溶性糖類在粗榨果汁中含量為5.6%～22.7%[12，32]。這個數(shù)值比俄羅斯的高[12，33]，同時也比芬蘭的高[12]。中國和俄羅斯亞種中葡萄糖和果糖加起來占總糖量的90%，但在芬蘭亞種中僅占60%[12]。中、芬沙棘汁中含量最多的糖類均為葡萄糖，果糖含量次之。而中國沙棘果中含糖量高于芬蘭沙棘果，Kallio等[12]在1997年分別從中國的山西太原和芬蘭的Kokem?ki收集了15、5個樣品，經(jīng)過解凍及一系列處理后測得中國沙棘果壓榨的果汁中總糖量為5.6%～20.1 %，次高值是12.9%，而芬蘭沙棘果中含糖量為0.9%～3.2 %。揮發(fā)性油類主要對沙棘的口感和氣味形成影響，其成分很大程度上依賴于收獲時間[34]。中國亞種比起芬蘭亞種含更多的3-甲基丁酸乙酯、戊酸丁酯、2-甲基丙酯、3-甲基丁酸和3-甲基丁酸戊酯。另外，中國亞種中也富含2-甲基丁酸乙酯、3-甲基丁酸乙酯和己酸乙酯等[12]揮發(fā)性物質(zhì)。

1.1.5有機酸 酸類能明顯增加血管的柔韌性和可塑性，并有明顯降壓效果。沙棘中含有蘋果酸、檸檬酸、酒石酸、草酸和琥珀酸等，其中，蘋果酸和奎寧酸加起來共占90%的總酸[12]。酸的總量因品種和產(chǎn)地而異，例如俄羅斯產(chǎn)的總酸為2.1～3.2g/100mL，芬蘭產(chǎn)的為4.2～6.5g/100mL，而中國產(chǎn)沙棘中有機酸含量最高，可達3.5～9.1g/100mL[12，32]。

1.1.6植物甾醇 沙棘果中的植物甾醇也受產(chǎn)地和收獲時間的影響較大。Yang等[18]測得芬蘭鼠李亞種和中國的中國亞種中種子、果肉/果皮和果實的總甾醇量差異較大，分別為1 200～1 800、240～400、340～520mg/kg；在所提取的油中相應(yīng)值分別為12～23、10～29、13～33g/kg。但在亞種和采集點之間，甾醇量和組成變化較小，說明產(chǎn)地、基因背景是甾醇水平的重要影響因素。

1.2 功能性研究

1.2.1黃酮類物質(zhì)與調(diào)控血脂 Larmo等[9]在229位健康志愿者中進行了雙盲隨機試驗，持續(xù)使用3個月28g/d的沙棘果，并將試驗開始和結(jié)束時收集的空腹血液樣本進行分析，從而得到血液脂肪標(biāo)記物和黃酮含量的數(shù)值。在與安慰劑組相比較后發(fā)現(xiàn)，使用沙棘果的志愿者在血液中的槲皮素和異鼠李素顯著增加，但血清中HDL、LDL 膽固醇總量或血清甘油三酯濃度卻無變化。由此證明，沙棘是一種良好的黃酮類化合物的膳食來源，但它在本實驗條件下并不會影響健康人體血液中各種脂肪標(biāo)記物的水平。

1.2.2抗感染、炎癥和心血管疾病 Larmo P等[5]通過一個由254位健康志愿者參與的雙盲隨機試驗研究了沙棘果在感染、炎癥以及心血管危險因子調(diào)控中所發(fā)揮的作用。實驗發(fā)現(xiàn)，志愿者中普通感冒感染的數(shù)量和時間長度(CC)以及消化系統(tǒng)感染(DTI)指標(biāo)在沙棘果組和安慰劑組之間無明顯差別，泌尿系統(tǒng)指標(biāo)(UTI)也因太小而無法得出可靠結(jié)論，但作為人類炎癥和心血管疾病危險因素指標(biāo)的血漿CRP濃度卻明顯降低。因此，雖然沙棘果不會降低感染或炎癥的發(fā)生率，但卻對CRP有反向作用，不失為一種預(yù)防和輔助治療心血管疾病的健康食品。

1.2.3乙醇提取物與調(diào)控血糖 Lehtonen等[10]研究沙棘果及其溶于乙醇的代謝產(chǎn)物對餐后高血糖和胰島素響應(yīng)的影響。本研究為10位擁有標(biāo)準體重的健康男性志愿者隨機分配4種實驗早餐，A餐為控制組，其余3種(B1、B2、B3)為沙棘果膳食組。所有膳食均包含等量酸奶和葡萄糖(50g)。B1餐采用干燥粉碎了的整體漿果；B2餐采用超臨界二氧化碳流體提取的無油漿果；B3餐采用乙醇二氧化碳提取的沙棘果成分，收集分析前及實驗期間6h內(nèi)的血液樣本，測定全部志愿者的血糖、胰島素和腫瘤壞死因子-α三項指標(biāo)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與控制組A餐相比，B1餐不僅能抑制餐后胰島素響應(yīng)峰值，而且能穩(wěn)定餐后高血糖和隨后的低血糖；B2餐比控制組A餐更能控制一個穩(wěn)定的胰島素響應(yīng)狀況；B3餐中可溶于乙醇的沙棘成分對胰島素和葡萄糖響應(yīng)表現(xiàn)出了較強的控制力。結(jié)果提示，沙棘果可以降低由持續(xù)的餐后高血糖引起的2型糖尿病的風(fēng)險。

1.2.4皮膚病 沙棘油因使用安全、性質(zhì)穩(wěn)定和對黑變病、衰老性皮膚皺紋及雀斑有一定治愈率[35]，而被用作某些護膚品的主要成分[36]。王養(yǎng)正等[8]在為受放射性皮膚損傷的大鼠給藥l0d后，光學(xué)顯微鏡觀察結(jié)果表明，沙棘果油(SBPO)組、沙棘籽油(SBSO)組及Solcoseryl—Jelly軟膏組的紅斑、水腫等局部癥狀明顯減輕，創(chuàng)面分泌物明顯減少，與陰性對照組比較，明顯好轉(zhuǎn)；電子顯微鏡觀察結(jié)果表明，陰性對照組的超微結(jié)構(gòu)明顯受損，而SBPO組、SBSO組及Solcoseryl—Jelly組的損傷明顯減輕。

1.2.5胃潰瘍 沙棘果肉油能明顯降低大鼠水浸應(yīng)激性以及利血平型胃潰瘍模型的潰瘍指數(shù)，能明顯降低大鼠幽門結(jié)扎型以及乙酸型胃潰瘍模型的潰瘍指數(shù)，能抑制大鼠胃酸及胃蛋白酶的分泌，促進胃粘液的分泌[37]。原因可能與沙棘果肉油抑制胃酸分泌、促進胃粘液分泌及鎮(zhèn)痛作用有關(guān)。Xing等[22]也證明了用CO2萃取的沙棘籽油和沙棘果油對預(yù)防和治療胃潰瘍有顯著效果。

1.3 研究方法

以沙棘的降血糖功能為例，中國的研究中較少以“人”為實驗對象，主要以動物實驗為主，一般以小鼠或大鼠作為研究對象。引發(fā)小鼠糖尿病的藥物有所不同，常見的如鏈脲佐菌素、腎上腺素、葡萄糖和四氧嘧啶等，但幾乎所有作者均未表明以上試劑所引發(fā)的糖尿病的類型(Ⅰ型糖尿病或2型糖尿病)。分組方式一般為高劑量組、低劑量組、對照組各一，另外，也有實驗附加一個降糖藥組。給藥方式分為腹腔注射和混入飼料2種。沙棘有效成分提取方法差異較大：有的采用水提取濃縮干燥物，有的采用乙醇提取，有的直接采用干果研粉等——共同點是提取物都為混合物，但也有個別學(xué)者采用純化了的單一的材料[38]，比如沙棘多糖、槲皮素。測量指標(biāo)主要有 TG、TC、HDL-C、SOD、GSH-PX，但根據(jù)不同實驗?zāi)康囊灿懈郊訖z測MDA、BUN、CAT、胰島素含量和肝(肌)糖元含量等項目。最后推導(dǎo)出的結(jié)論也較為一致，即沙棘提取物具有明顯降血糖、增加機體內(nèi)源性SOD水平和谷胱甘肽的作用。

相反，芬蘭學(xué)者近幾年多選擇“人”作為沙棘降血糖功能的研究對象，采用不同提取方法、不同物理狀態(tài)的沙棘作為人群膳食干預(yù)實驗的材料，所得到的結(jié)果并不完全一致，沙棘提取物療效有一定差異。例如Lehtonen等[10]提出沙棘果及其溶于乙醇的代謝產(chǎn)物可以明顯降低由持續(xù)的餐后高血糖引起的2型糖尿病的風(fēng)險。而在Lehtonen等[9]的另一實驗中，110個超重或肥胖的女性志愿者被隨機分配到4種膳食組(包括覆盆子組BB、沙棘組SB、沙棘酚類提取物組SBe以及沙棘油組Sbo)，30～39d后測量志愿者血液樣本和身體指標(biāo)，結(jié)果顯示，莓類果實或其某些成分對代謝性疾病有多樣而微小的正面的影響。

2 目前存在的問題

總體上，目前針對沙棘的基礎(chǔ)研究雖然涉及面廣，但深度不夠，包括對沙棘果中活性成分的數(shù)量、種類、作用機理等信息的掌握并未做到完整準確[37]。實驗關(guān)注的是沙棘提取物的功效，而真正探究機理、靶部位、有效劑量、作用時間、對不同性別人群和動物的作用差異[39]的研究則非常少，更沒有深入到分子水平。這些問題的出現(xiàn)，一方面由于沙棘生長地域條件的局限與人們?nèi)狈ζ毡檎J知等原因使得人們對沙棘的認識需求相比其他藥用植物少，沙棘的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究也僅發(fā)展了近30年的時間，人們的認識水平有待逐層深入；另一方面，由于沙棘成分復(fù)雜多樣，不同亞種、不同部位、不同提取方法和條件，甚至不同狀態(tài)(鮮果、干粉或油)下有多種可能性，這就對定位有效成分產(chǎn)生了阻礙。

2.1 機理不明、有效成分定位不清

目前，有學(xué)者專做分離提純實驗，也有專做藥理實驗，但是能夠把分離后的單體應(yīng)用到藥理實驗研究的則很少。以沙棘黃酮為例，大量沙棘黃酮藥理實驗采用的是直接從沙棘不同部位提取的“總黃酮(TFH)”，TFH也被認為是治療缺血性心臟病、心肌缺血、慢性心功能不全、高血脂癥、呼吸系統(tǒng)疾病、消化系統(tǒng)疾病、治療燒傷、燙傷和其他皮膚病、預(yù)防和治療多種腫瘤、動脈粥樣硬化、心肌梗塞、腦血栓等疾病的純天然藥物[40-41]。然而，TFH是一個集合概念，包含多種組分，最主要的為槲皮素、異鼠李素、異鼠李素-3-β-D-葡萄糖苷、異鼠李素-3-β-D-蕓香糖苷、山萘酚及其苷類和蘆丁等[42]，此外，還包括已被鑒定了的楊梅酮、豬草苷、五倍子酸、兒茶酸、齊墩果酸、谷甾醇、豆甾醇、洋地黃皂苷、黃芪苷等30余種[43]，如此眾多的黃酮類物質(zhì)共同作用于實驗生物體，很難建立起藥理作用與單一組分的對應(yīng)關(guān)系，一些基于不明事實的對于機理的推斷也顯得不夠嚴謹可靠。例如有學(xué)者提出沙棘油具有抗實驗性胃潰瘍的作用[37]，但沙棘油中何種物質(zhì)能抑制胃蛋白酶活性和降低游離酸而抑制胃潰瘍并不清楚。王養(yǎng)正[8]與芬蘭土爾庫大學(xué)合作的研究沙棘果油及沙棘籽油對大鼠放射性皮膚損傷的影響也僅證明了療效，至于機理，筆者僅推斷是由于沙棘果油和沙棘籽油中所含的豐富的維生素A、維生素E、不飽和脂肪酸以及磷酯、甾醇類、甜菜堿等多種生物活性成分作用的結(jié)果，并未給出單方或復(fù)配以上組分進行機理驗證實驗的確鑿證據(jù)。Wen Zhang等[33]用沙棘籽殘渣水提取物對鏈脲霉素引發(fā)的糖尿病大鼠的降血糖作用中聲明該水提取物是含有蛋白質(zhì)、碳水化合物、皂甙、酚類化合物和黃酮類化合物的混合物，結(jié)果證明，此混合物具有降低患糖尿病大鼠血糖、血脂及一氧化氮水平的功效，同時可以增強血清超氧化物歧化酶活性和谷胱甘肽水平，然而這一結(jié)論也未能解決有效成分定性定量的問題。因此，單一成分的藥理作用由于其目前的稀缺性，理應(yīng)值得業(yè)界學(xué)者關(guān)注，同時對藥理作用機理的研究也需要長期、大量、重復(fù)性的實驗來證明。

2.2 研究深度不足

中國是沙棘種質(zhì)資源最豐富的國家，可以利用自身資源優(yōu)勢在提取方法、分離、提純等層面與國際上先進技術(shù)相結(jié)合進行提取分析實驗，以便得到各亞種成分定性定量的身份信息；另外，獲得單一成分后，針對其可能的藥理作用進行機理研究，對應(yīng)到靶部位，考察其有效作用量、作用效果、作用時間等；最后深入到細胞水平、DNA水平，驗證其藥理作用。但目前單一成分做到DNA水平的極少，大多采用的是混合成分——沙棘提取物來驗證對實驗對象DNA的影響，例如黃晶等[44]就利用沙棘提取物對老齡大鼠SOD活力及SOD mRNA表達進行了實驗，并證明了沙棘提取物在基因及蛋白質(zhì)水平上促進SOD的表達。

綜上所述，沙棘研究中對藥理作用機理的探討、對有效提取物中單一物質(zhì)的探索以及中芬兩國在人群干預(yù)實驗上的合作在未來可以深入發(fā)展?！?/p>

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