芡歐鼠尾草的研究進展

龔雪，周長鳳，肖培根，姚霞，李旻輝，，5，6，*

（1.包頭醫(yī)學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭014040；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)中醫(yī)藥研究所，內(nèi)蒙古呼和浩特010110；3.北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所，北京100193；4.中國中藥有限公司，北京100195；5.內(nèi)蒙古自治區(qū)特色藥用植物培育與保護工程技術(shù)研究中心，內(nèi)蒙古包頭014040；6.內(nèi)蒙古自治區(qū)特色道地藥材資源保護與利用重點實驗室，內(nèi)蒙古包頭014040）

芡歐鼠尾草（Salvia hispanica L.）為唇形科鼠尾草屬植物，又名奇亞，英文名為chia，原產(chǎn)于墨西哥和危地馬拉等北美洲地區(qū)，有著悠久的食用歷史和種植歷史[1]。據(jù)考證，芡歐鼠尾草的食用歷史可追溯到公元前3 500年，是阿茲特克人（Aztec）和瑪雅人（Maya）的四大主食之一[2]。在哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲之前，芡歐鼠尾草是墨西哥等地僅次于玉米和大豆的第三大糧食作物[1]。芡歐鼠尾草僅生長在墨西哥及北美洲地區(qū)海拔約1 200 m的高原荒漠地帶，我國無芡歐鼠尾草的分布記錄[3]。目前，人們對芡歐鼠尾草的開發(fā)利用主要集中于種子——奇亞籽。奇亞籽在很多發(fā)達(dá)國家受都到青睞，是美國食品藥品監(jiān)督管理局認(rèn)證的安全食品，也是歐盟立法確認(rèn)的面包添加成分[1]。其富含優(yōu)質(zhì)蛋白、可溶性膳食纖維、維生素、脂肪酸、礦物質(zhì)元素及多種抗氧化化合物，對肥胖癥、心血管疾病、糖尿病等具有顯著防預(yù)和治療作用[4-8]。2014年奇亞籽被我國正式批準(zhǔn)（國家衛(wèi)生和計劃生育委員會2014年第10號文件）為新食品原料，奇亞籽在中國有很大的發(fā)展空間，具有很高的研究價值。本文對芡歐鼠尾草的生物學(xué)特性、化學(xué)成分、活性功能研究、毒理學(xué)評價以及應(yīng)用前景進行總結(jié)與分析，為芡歐鼠尾草的綜合開發(fā)利用提供參考依據(jù)。

1 生物學(xué)特性

1.1 形態(tài)學(xué)特征

芡歐鼠尾草高1.5 m～2.3 m。枝干為四棱形、有分枝，具短小白色絨毛。葉相互背離生長，葉柄最長可達(dá)40 mm。葉片密被短小白色絨毛，葉緣呈鋸齒狀，葉長80 mm～100 mm，寬40 mm～60 mm?；ǔ纱厣L在枝條末端或葉腋處的花穗上，花苞尖端長且鋒利。花萼呈管狀，體積較大且表面有條狀花紋，表面有白色細(xì)毛。花萼由三片萼芽組成，其中一片的寬度等于其他兩片的總和?；ü诔使軤睿{(lán)色，有四個雄蕊，其中兩個體積較大且沒有繁殖能力。子房為平圓形，柱頭分成兩半[9]。

奇亞籽較小（長1.87 mm、寬1.21 mm、厚0.88 mm），為長橢圓形，4個一組[10]，表面光滑有光澤，有棕色、灰色、暗紅色和白色4種顏色，帶深色網(wǎng)紋，或不規(guī)則斑點，成熟后不易脫落。種仁黃色，腹溝明顯。種子千粒重在1.2 g～1.4 g，并且由于自身含有多種抗氧化成分，可在清潔、干凈的環(huán)境下保存數(shù)年[1]。

1.2 生殖生物學(xué)特性

芡歐鼠尾草為一年生草本植物，屬畏寒植物，花期一般在7月～8月。生長周期因地域和海拔高度不同而有所差異，通常在100 d～150 d。主要通過鳥媒傳粉。植株喜光，屬短日照開花植物，在陰暗處不能生長。芡歐鼠尾草適生性很強，無論在貧脊或肥沃、酸性或堿性、干燥或濕潤的土壤中均能生長[1，11]。

2 化學(xué)成分研究

國內(nèi)外對奇亞籽的化學(xué)成分研究較多，主要集中于脂肪酸類、酚酸類及黃酮類化合物。除此之外奇亞籽還富含蛋白質(zhì)、水不溶性膳食纖維、維生素及礦質(zhì)元素[1，11-14]。以上成分使得芡歐鼠尾草有具有調(diào)節(jié)血脂、血糖、血壓，預(yù)防心腦血管疾病，抗氧化以及輔助減肥等諸多功能，顯示其在營養(yǎng)保健品、食品及工業(yè)等方面有著巨大的開發(fā)價值。

2.1 脂肪酸

奇亞籽的脂質(zhì)部分主要由不飽和脂肪酸組成，含量較高的是亞油酸（6.23 g/100 g，占22.43%）和α-亞麻酸（17.35 g/100 g，占 62.48%），尤其 α-亞麻酸（屬n-3系列多不飽和脂肪酸）含量特別豐富。α-亞麻酸和亞油酸被認(rèn)為是人體必需的營養(yǎng)素。除此之外奇亞籽還含有肉豆蔻酸、二十四碳烷酸、花生酸、山崳酸、十七碳烷酸、十七碳-烯酸、硬脂酸、棕櫚油酸等成分[1，15-17]。

2.2 酚酸類

奇亞籽中含有多種以游離形式或者通過糖苷鍵結(jié)合于多糖之上具有抗氧化活性的酚類化合物，主要包括綠原酸、山奈酚、楊梅素、黃烷醇類、槲皮素、咖啡酸等[18]。Martinez-Cruz等[19]的研究顯示奇亞籽中酚酸和異黃酮含量最高的是迷迭香酸和原兒茶酸乙酯。Reyescaudillo等[8]研究證明，奇亞籽的粗提物具有與抗氧化劑Trolox相當(dāng)?shù)目寡趸钚?，并表明奇亞籽是一種重要的天然抗氧化劑，可用于生產(chǎn)具有商業(yè)用途的強效抗氧化劑。

2.3 黃酮類

Martinez-Cruz等[20]的研究首次在奇亞籽中檢測到了黃豆黃素、染料木苷、黃豆黃苷和染料木素，并提出奇亞籽可以作為大豆異黃酮的食物來源。此外，奇亞籽還含有葒草素、柚皮素、牡荊素等黃酮類物質(zhì)[1，6，12，17-22]。

2.4 蛋白質(zhì)

奇亞籽中含有常見的18種氨基酸，包括9種必需氨基酸和9種非必需氨基酸。必需氨基酸包括苯丙氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、甲硫氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、色氨酸、賴氨酸、組氨酸，其中組氨酸為嬰兒必需氨基酸。非必需氨基酸包括天冬氨酸、絲氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、精氨酸、脯氨酸[1]。

2.5 維生素、礦物質(zhì)及膳食纖維

奇亞籽也是B族維生素的優(yōu)質(zhì)來源。主要有維生素 C、硫胺素（VB1）、核黃素（VB2）、煙酸（VB3）、葉酸、維生素A、維生素E，其中煙酸含量較高。此外，奇亞籽中礦物質(zhì)含量豐富，鈣、磷、鉀、鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對較高。奇亞籽草富含可溶性膳食纖維，水結(jié)合力、陽離子交換力、吸水力均優(yōu)于亞麻籽、香草、麥麩等，且營養(yǎng)價值也相對較高[1，11-14]。奇亞籽化合物成分表見表1，奇亞籽中脂肪酸類化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)圖見圖1，奇亞籽中酚酸類化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)圖見圖2，奇亞籽中黃酮類化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)圖見圖3。

表1 奇亞籽化合物成分表Table 1 Ingredient list of chia compounds

3 藥理活性研究

3.1 降脂減肥

大量體外實驗以及人群實驗證明[2，23-24]，奇亞籽具有降脂活性。目前認(rèn)為奇亞籽調(diào)節(jié)血脂的主要物質(zhì)基礎(chǔ)是n-3系脂肪酸。食用奇亞籽可以降低膽固醇、血漿甘油三酯和低密度脂蛋白，而使血漿ω-3多不飽和脂肪酸和高密度脂蛋白水平升高。Rossi等[23]證實，奇亞籽能顯著改善血脂代謝紊亂，抑制血清中游離脂肪酸、甘油三酯、葡萄糖含量及肝臟組織中葡萄糖-6-磷酸脫氫酶、乙酰輔助酶A羧化酶和脂肪酸合成酶活力的升高。Chicco等[2]的研究結(jié)果表明用奇亞籽喂食SD大鼠（SD大鼠為大鼠的一個品系，廣泛用于藥理、毒理、藥效及藥物非臨床研究質(zhì)量管理規(guī)范實驗。）明顯減少了在SD大鼠身上的內(nèi)臟脂肪并增強了胰島素功能。除此之外，奇亞籽中的可溶性膳食纖維可溶解于水中，吸水膨脹后形成一種膠狀物質(zhì)。這類物質(zhì)可以調(diào)節(jié)血糖濃度、降低膽固醇含量、刺激腸道蠕動，有利于糞便排出，因此更容易產(chǎn)生飽腹感，對肥胖病人有利，可作為減肥食品[1]。

圖1 奇亞籽中脂肪酸類化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 Chemical structure of fatty acid compounds in chia

圖2 奇亞籽中酚酸類化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.2 Chemical structure of phenolic acid compounds in chia

圖3 奇亞籽中黃酮類化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.3 Chemical structure of flavonoids compounds in chia

3.2 抗氧化

研究表明[25]，奇亞籽提取物具有明顯的抗氧化作用，可作為一種潛在的天然抗氧化劑。MARINELI R S等[26]通過奇亞籽醇提物對總抗氧化能力檢測，β-胡蘿卜素-亞油酸體系（β-carotene-linoleic acid model system，β-CLAMS），以及磷脂脂質(zhì)體脂質(zhì)過氧化3個體外抗氧化活性評價模型進行抗氧化評價，奇亞籽醇提物能夠以濃度依賴的方式清除ABTS+自由基，均能顯著抑制亞油酸自由基引起的β-胡蘿卜素漂白。相啟森等用[27]芡歐鼠尾草的兩種種子即白奇亞籽和黑奇亞籽驗證了其在體外的抗氧化活性。結(jié)果也證實了奇亞籽提取物能夠以濃度依賴的方式清除DPPH·和ABTS+自由基，且白奇亞籽提取物對DPPH·和ABTS+自由基的清除能力顯著高于黑奇亞本籽提取物；兩種奇亞籽提取物均能顯著抑制亞油酸自由基引起的β-胡蘿卜素漂白。此外，兩種奇亞籽提取物均能夠有效抑制自由基誘導(dǎo)的亞油酸過氧化和牛血清白蛋白氧化降解。

3.3 降血糖

Vuksan等[28]經(jīng)研究證實，在食用加入奇亞籽烘培的面包后，受試者的餐后血糖顯著降低，且存在劑量反應(yīng)關(guān)系，并認(rèn)為奇亞籽的降血糖作用與其含有豐富的膳食纖維有關(guān)。目前，膳食纖維降血糖的作用機制已經(jīng)較為明確：膳食纖維能夠減緩碳水化合物的消化與吸收；膳食纖維可以延長α-淀粉酶對淀粉的酶解時間；膳食纖維吸水后形成的凝膠會阻礙腸液中葡萄糖的吸收和擴散。奇亞籽降血糖機制還與其能夠增加糖耐量和增加熱休克蛋白HSP70和HSP25表達(dá)有關(guān)，目前有很多研究[28-29]證實，熱休克蛋白HSP25和HSP70在增加糖耐量、促進胰島素信號傳導(dǎo)以及增加骨骼肌對胰島素敏感性等方面發(fā)揮了非常重要的調(diào)節(jié)作用。

3.4 降血壓

有研究表明[30]，高血壓患者每天食用35 g奇亞籽，12周后動態(tài)血壓下降。Vuksan等[31]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者在每天常規(guī)治療的基礎(chǔ)上加用（37±4.0）g的奇亞籽，12周后，加用奇亞籽組比對照組的收縮壓降低了（6.3 ± 4.0）mmHg（P＜0.001），并認(rèn)為奇亞籽的降血壓作用與其成分中富含的ω-3多不飽和脂肪酸、膳食纖維、鎂及植物蛋白的共同作用有關(guān)。此外，Segura-Campos等[32]發(fā)現(xiàn)奇亞籽蛋白粗提物經(jīng)過堿性蛋白酶和復(fù)合風(fēng)味酶分步酶解制備的蛋白水解物具有血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制活性。

3.5 抗菌

諸多研究表明[33]，奇亞籽的油提取物可使皮膚含水量增加并用于治療皮膚瘙癢及神經(jīng)器官性皮炎。這可能與奇亞籽油中富含的n-3系列多不飽和脂肪酸有關(guān)。α-亞麻酸和亞油酸在體內(nèi)不能合成，必需脂肪酸的缺失將引起生長趨緩、皮炎，補充亞油酸和α-亞麻酸可預(yù)防和改變這些癥狀[34]。

4 毒理學(xué)評價

李淑琴等[35]采用小鼠急性毒性試驗和遺傳毒性試驗（Ames試驗、小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核試驗、小鼠精子畸形試驗）對奇亞籽進行研究。結(jié)果顯示，奇亞籽對雌雄小鼠經(jīng)口最大耐受劑量均大于22.5 g/kg，屬無毒級物質(zhì)，并且奇亞籽在無論在基因水平還是細(xì)胞水平上均不具有遺傳毒性。

5 應(yīng)用前景

5.1 功能性保健產(chǎn)品

根據(jù)科學(xué)研究，奇亞籽不會引起不良過敏反應(yīng)以及抗?fàn)I養(yǎng)和毒性作用。奇亞籽在國外除了單獨食用外，還被用作一種食品添加劑添加于谷物棒、餅干、面條、面包、零食和酸奶等中以提高其營養(yǎng)價值[1]。根據(jù)氨基酸評分分析，奇亞籽中必需氨基酸含量非常豐富，且其組成比較均衡，基本符合人體需求，是補充氨基酸的良好來源[1，15]。此外，F(xiàn)AO/WHO[36]建議飲食中 ω-3/ω-6的比值至少在0.1～0.2，比值越高對人體越有益。奇亞籽油的ω-3/ω-6的比值為2.79，略低于亞麻籽油的（4.00），但高于南瓜籽油的（0.01）、松籽油的（0.33）[37]，可以看出奇亞籽油是一種值得開發(fā)的營養(yǎng)價值很高的功能性油脂。

5.2 新型護膚產(chǎn)品

奇亞籽富含多不飽和脂肪酸。有研究表明[11]，ω-3和ω-6多不飽和脂肪酸被發(fā)現(xiàn)在防止皮膚水分流失、維護角質(zhì)層表皮屏障、中斷表皮黑色素生成等方面具有很好的生物學(xué)功能。李曉嬌[38]利用四因素三水平正交試驗對奇亞籽潔面皂、護膚水、面霜、面膜進行總分綜合評價分析后通過對奇亞籽護膚產(chǎn)品進行抑菌性、刺激性和急性毒理等試驗以及砷鉛汞以及微生物的檢測，對奇亞籽相關(guān)護膚品的功效及質(zhì)量安全進行了評價。結(jié)果顯示，奇亞籽香皂對黑曲霉、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌均有較好的抑菌作用。奇亞籽護膚水、面霜等相關(guān)護膚產(chǎn)品具有良好的美白功效及保濕功效。奇亞籽護膚品具有較好的安全性和穩(wěn)定性，有毒物質(zhì)含量及微生物檢測均符合標(biāo)準(zhǔn)。

5.3 減肥產(chǎn)品添加劑

奇亞籽固體組合物可作為一種功能食品，在保證健康的前提下，合理地控制能量的攝入與消耗，建立熱量供需負(fù)平衡，使機體沒有多余的能量積累，同時動員體內(nèi)脂肪分解釋放能量供機體需要從而達(dá)到減重的目的。其具有以身體健康為前提、營養(yǎng)均衡、合理控制能量和消耗、建立能量負(fù)平衡、保護肝臟、調(diào)節(jié)肝臟代謝、動員脂肪分解釋放能量等優(yōu)點[1，39-40]。

5.4 飼料添加劑

有研究表明[41-42]，將奇亞籽添加到飼料中，能夠提高動物的機體免疫力，促進動物對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，提高動物制品中n-3多不飽和脂肪酸含量并顯著改善產(chǎn)品的感官的品質(zhì)[43-44]。

5.5 害蟲防治

芡歐鼠尾草的葉子中能提取出一種精油，該種精油具有以下主要成分：β-石竹烯（β-caryophyllene）、蘭桉醇（globulol）、γ-衣蘭油烯（γ-muroleno）、β-蒎烯（βpinene）、α-蛇麻烯（α-humoleno）等，這些成分有顯著的驅(qū)蟲作用[1，45]。

6 總結(jié)與討論

芡歐鼠尾草屬被子植物門，雙子葉植物綱，唇形目，唇形科，鼠尾草屬。其種子奇亞籽具有悠久的食用歷史，在發(fā)達(dá)國家備受青睞。近年來，隨著人們對營養(yǎng)健康食品的追求及保健意識的不斷增強，芡歐鼠尾草因其具有的醫(yī)療及食品保健功能逐漸成為國內(nèi)外食品研究領(lǐng)域的熱點。

目前，國內(nèi)外學(xué)者對芡歐鼠尾草的研究主要集中在奇亞籽的化學(xué)成分、藥理活性等方面?，F(xiàn)有研究表明，奇亞籽富含優(yōu)質(zhì)蛋白、脂肪酸、多種抗氧化化合物，可溶性膳食纖維、礦物質(zhì)及維生素，具有降脂減肥、抗氧化、降血糖、降血壓、抗炎等藥理作用，具有良好的食品開發(fā)潛質(zhì)。芡歐鼠尾草在中國作為一種新的食品原料有著很大的發(fā)展空間。奇亞籽油可作為功能性食用植物油進行開發(fā)；奇亞籽可作為食品添加劑添加于餅干、面包、酸奶等中以提高食品營養(yǎng)價值，并因其富含的多不飽和脂肪酸、可溶性膳食纖維可在新型護膚產(chǎn)品及減肥產(chǎn)品方面進行開發(fā)；奇亞籽還可作為飼料添加劑以提高動物制品的脂肪酸含量及品質(zhì)。此外，芡歐鼠尾草葉子提取物所含的具有驅(qū)蟲作用的成分，可在蟲害防治方面進行開發(fā)。但芡歐鼠尾草的藥效學(xué)基礎(chǔ)及作用機制還不是很明確，并且缺乏規(guī)模的流行病學(xué)調(diào)查資料和人體試驗等方面的數(shù)據(jù)支持，還需進一步進行系統(tǒng)深入的研究。同時，芡歐鼠尾草的毒理學(xué)研究相對較少，因此也急需對其進行進一步的毒理學(xué)研究。

隨著人們對芡歐鼠尾草不斷的深入研究和開發(fā)利用，需求量逐年增長。目前，中國無芡歐鼠尾草的分布記錄，其市場來源主要依靠國外進口，價格較為昂貴，限制了其作為普通食物被人們廣泛應(yīng)用。因此，芡歐鼠尾草的引種栽培及規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)研究等方面應(yīng)受到重視，以滿足芡歐鼠尾草的市場需求。同時，也為其之后的深入研究和開發(fā)利用提供原材料保障。

綜上所述，鑒于芡歐鼠尾草具有多種潛在的促進健康作用，對芡歐鼠尾草進行化學(xué)成分、活性功能評價等方面的深入系統(tǒng)性的研究，為芡歐鼠尾草在醫(yī)療與食品保健方面的開發(fā)利用奠定理論基礎(chǔ)和提供科學(xué)依據(jù)。