無花果主要功能成分及其生物活性研究進展

張衛(wèi)平，李新生，曲東，張芳婷

（1.陜西理工大學(xué) 生物科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 漢中 723000；2.陜西省資源生物重點實驗室，陜西 漢中 723000；3.寶雞市金臺區(qū)食品藥品安全檢驗檢測中心，陜西 寶雞 721000）

無花果（Ficus carica L.）植物為?？疲∕oraceae）榕屬多年生落葉小喬木果樹，在我國屬于珍稀小眾水果樹種，適應(yīng)性強，南北方地區(qū)均有種植，新疆南部尤多，山東、四川、江浙為主種植區(qū)域。其病蟲害少，產(chǎn)量高，果、葉、莖、根、皮均含有多種功能成分，是一種非常適合功能性食品開發(fā)的生物資源。

無花果果實是一種保健果品，葉子也是一種傳統(tǒng)中藥材。其果實和葉中均含有多種營養(yǎng)成分和大量酚類、酮類、醛類、酸類、萜類、香豆素類等功能性成分[1]。已有文獻報道，其多糖、黃酮、多酚類、香豆素類功能成分具有抗氧化、抗癌、抑菌、降血糖、降血脂、殺蟲、消炎、降血壓、增強免疫、緩解疲勞等生物活性和藥用療效。隨著人們生活水平的不斷提升，消費理念轉(zhuǎn)變和消費結(jié)構(gòu)升級，功能性食品和保健食品開發(fā)已成為食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個主要方向，無花果營養(yǎng)和醫(yī)藥保健功能成分的綜合開發(fā)利用，也受到產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注[2]。

本文查閱了近年國內(nèi)外無花果營養(yǎng)與功能成分、檢測分析方法、生物活性與產(chǎn)品開發(fā)等方面文獻資料，對無花果功能成分和生物活性研究領(lǐng)域的最新進展進行歸類整理和系統(tǒng)梳理。重點對無花果多糖、黃酮、多酚類、香豆素類功能成分研究進展比對分析，并對其抗氧化、抗癌、降糖、降脂、抑菌等生物活性進行詳細闡述，以期為無花果資源綜合利用、功能性食品和醫(yī)藥保健品開發(fā)提供參考。

1 無花果功能成分

1.1 黃酮和多酚類化合物

無花果果實和葉子中均含有豐富的黃酮和多酚類化合物。果實顏色越深，其總黃酮和總酚含量越高，深色果實總多酚含量約2.02 mg/g，綠色果實僅0.74 mg/g，部分品種總酚含量高達（5.25±0.35）mg/g[3]。在提取果實中的總黃酮時，超聲酶輔助結(jié)合雙水相萃取法（ultrasonic enzyme -assisted combined with aqueous two -phase extraction，UEAATPE）效果相對較好，提取率是酶輔助萃取法（enzyme-assisted aqueous two-phase extraction，EAATPE）的1.13 倍、超聲輔助萃取法（ultrasonic-assisted aqueous two-phase extraction，UAATPE）的1.21 倍、雙水相萃取法（aqueous two-phase extraction，ATPE）的1.27 倍、索氏萃取法（soxhlet extraction，SE）的2.43 倍[4]。

比較果實和葉子中總黃酮和總多酚，發(fā)現(xiàn)無花果葉子中黃酮和多酚含量高于果實，目前在葉子中鑒定分離出的黃酮類化合物達34 種，多酚類化合物21 種，鮮葉中總黃酮含量為11.67～19.83 mg/g，總多酚含量為42.89～58.70 mg/g[5]，與銀杏葉總黃酮相當，是一種很好提取總黃酮的原材料。李洪亮等[6]利用氯化膽堿和丙三醇（物質(zhì)的量比1:2）作低共熔溶劑，葉中總黃酮提取率可達27.9 mg/g。一次性提取果實中的黃酮和多酚時，徐蔓[7]用60%乙醇作溶劑，黃酮含量達8.47 mg/g，多酚為1.74 mg/g。張錦華等[8]對提取工藝進一步優(yōu)化，采用乙醇體積分數(shù)60%、超聲溫度51 ℃、超聲時間52 min、料液比1∶45（g/mL）的條件，總黃酮和多酚提取量分別為（20.89±0.57）mg/g 和（2.72±0.37）mg/g。

無花果黃酮、多酚主要存在于鮮葉中，目前研究主要集中在提取方法及提取量方面，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類多，關(guān)于不同品種、不同季節(jié)鮮葉中的成分與含量研究相對較少，對葉子中黃酮、多酚的成分結(jié)構(gòu)及其獨特生物活性方面的研究也不夠系統(tǒng)，且利用無花果葉提取制備黃酮和多酚產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)方面也鮮有研究，這可能是影響無花果資源高值化利用開發(fā)的原因之一。

1.2 香豆素類化合物

香豆素類化合物是無花果的天然植物抗毒素，具有抗癌、護肝、抑菌、降血糖等功能活性。目前已檢測出的香豆素類就有近100 種，其中果實和葉子中共有18 種[9]。深色品種果實中香豆素含量比淺色的高，而同一品種在成熟過程中一些成分會揮發(fā)和轉(zhuǎn)化，其成分與含量也會出現(xiàn)差異。此外，干燥方法不同，對果實中香豆素成分、含量和生物活性均有影響，真空干燥和真空冷凍干燥對香豆素成分損失具有顯著影響，康明等[10]發(fā)現(xiàn)僅熱風干燥的干果中可檢測到補骨脂素。

葉子中香豆素類化合物含量高于果實，其中佛手柑、補骨脂和傘形花內(nèi)酯3 種香豆素含量相對較高。葉子中補骨脂苷、補骨脂素和佛手柑內(nèi)酯含量分別達到9.20、23.66、4.96 mg/g；香豆素類含量占葉提取揮發(fā)油的51.46%，補骨脂素高達10.12%[9]。不同產(chǎn)地、不同采收期無花果葉子中香豆素類（傘形花內(nèi)酯、補骨脂素和佛手柑內(nèi)酯）含量存在顯著差異，其中新疆不同地區(qū)7 月的葉子中傘形花內(nèi)酯為0.200～0.926 mg/g、補骨脂素為4.120～20.126 mg/g、佛手柑內(nèi)酯為1.330～4.106 mg/g[11]。在葉子中提取香豆素時，采用離子液體（ionic liquid，IL）-酸性pH 雙水提取法（aqueous two phase systems，ATPS） 可使補骨脂酸-葡萄糖苷轉(zhuǎn)化為補骨脂素，此時補骨脂素得率高，可達31.22 mg/g[12]。天然表面活性劑聯(lián)合微波輔助提取法制備的香豆素穩(wěn)定性、抗氧化性和防蟲害效果會更好。

1.3 無花果多糖

多糖是無花果主要功能活性成分之一。果實的成熟度越高，多糖含量越高，干果中多糖含量約6.49%，葉子中含量高達12.58%，目前分離鑒定的單組分無花果多糖主要有多糖FCPS-1、FCPS-2、FCPS-3，此外還分離出2 種粗多糖FCPW50 和FCPA50[13]。其多糖具有很好的抗氧化性，可提高溶菌酶活性、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性和白細胞的吞噬能力，增強免疫力、促進腸道蠕動、延緩衰老。無花果多糖主要是通過增強淋巴細胞增殖力、修復(fù)損傷組織來提高免疫力和抑制腫瘤[14]。

無花果葉多糖的提取方法較多，主要有熱水回流浸提法、超聲波輔助提取法、微波輔助提取法、酶提取法、超臨界CO2萃取法、超聲微波協(xié)同提取法、熱水-超聲輔助提取法和亞臨界水提取法等。不同提取方法各有優(yōu)缺點，多糖得率也有較大差異。無花果葉多糖主要提取方法見表1。

表1 無花果葉多糖主要提取方法Table 1 Main extraction methods of polysaccharide from leaves of Ficus carica L.

由表1 可以看出，超聲微波協(xié)同和亞臨界水提取法明顯優(yōu)于其它方法，具有得率高、速度快、無污染的優(yōu)點。

提取的無花果粗多糖脫色和清除雜蛋白主要有三氯乙酸法、Sevag 法和酶-Sevag 法。三氯乙酸法易使多糖降解，且殘留的三氯乙酸會帶來安全問題；Sevag法最為常用，但有多糖損失大、活性差和色素多等缺點；酶-Sevag 法相對較好，除蛋白效果佳，溶劑使用量下降。脫色常用離子交換樹脂法和H2O2氧化法，其中H2O2氧化法應(yīng)用較廣，脫色效果好，但易破壞多糖結(jié)構(gòu)，從而影響提取率；采用D301 樹脂在pH3～5 時脫色效果最佳，但有溶劑殘留。在色素少、不黏稠時，應(yīng)用離子交換樹脂法效果比較好。郭潤妮等[22]單獨利用大孔吸附樹脂AB-8 也較好地實現(xiàn)脫色。多糖的結(jié)構(gòu)和活性不僅受提取方法、脫色、脫蛋白等工藝影響，還受干燥方法的影響。鄭峰等[23]通過對提取物進行熱風干燥、真空冷凍干燥、真空干燥、噴霧干燥和微波干燥試驗，發(fā)現(xiàn)真空冷凍干燥法提取物多糖的保留率高，對DPPH 自由基清除能力最強。

現(xiàn)有研究主要在多糖結(jié)構(gòu)、提取分離與生物活性方面，而有關(guān)不同品種、不同干燥方法的多糖結(jié)構(gòu)和含量及其生物活性間的差異等研究不夠深入，無花果目前主要以食用果實為主，對葉子中多糖的研究尚處于起步階段，可能由于無花果尚未列入藥食同源目錄，影響了其綜合開發(fā)利用。

2 無花果生物活性

2.1 抗氧化

無花果果實與葉子中多糖、黃酮、多酚類化合物均具有抗氧化活性。通過比較不同顏色無花果果實多糖和黃酮、多酚提取物的總抗氧化性發(fā)現(xiàn)，深色品種FRAP 和DPPH 自由基清除能力比淺色平均分別高1.8 倍和2 倍[24]，其中，3-O-（鼠李糖基-吡喃葡萄糖基）-7-O-（吡喃葡萄糖基）-槲皮素、異木糖苷和蘆丁這3種黃酮類化合物的抗氧化性最明顯，這與深色品種總黃酮類、總酚類和多糖含量高有關(guān)。對多糖進行三氯乙酸法除蛋白、AB-8 樹脂除色素純化發(fā)現(xiàn)，抗氧化性與其濃度呈正相關(guān)，對超氧陰離子自由基清除效率高達75%。不同干燥方法對其抗氧化活性影響顯著，傳統(tǒng)陰干法抗氧化性和抗炎性更好。最新抗氧化研究發(fā)現(xiàn)，總原花青素在淺色品種中含量較高，原花青素中的酚羥基數(shù)量多，且具有一定抗氧化性，因而淺色品種對ABTS 陽離子自由基清除能力較深色品種好[3]。

表2 為近年來無花果果實與葉子抗氧化能力的比較分析。

表2 無花果果實與葉子總抗氧化能力比較分析Table 2 Comparative analysis of total antioxidant capacity of Ficus carica L.and its' leaves

由表2 可以看出，無花果多糖、黃酮、多酚類具有很好的抗氧化活性，葉子比果實的抗氧化性更強，這與葉子比果實中多糖、黃酮、多酚類化合物含量高的結(jié)果相一致。目前，均通過體外實驗研究無花果功能成分抗氧化性，鮮有動物驗證實驗，尚未建立理想的藥理作用模型。關(guān)于不同成分在體內(nèi)消化代謝機理、過程路徑、次級代謝產(chǎn)物等研究較少，化合物合成過程和結(jié)構(gòu)修飾等分子作用機理和途徑尚不明確。

2.2 抗癌

癌癥是現(xiàn)代人類面臨的一項重大疾病，無花果富硒，含有香豆素類、呋喃類、芳香類和大環(huán)萜類等多種抑腫瘤抗癌活性成分，抗癌效果顯著[31]。無花果的抗癌活性一直是國內(nèi)外研究的熱點，研究者對無花果不同品種、部位和提取方法的抗癌功效進行了大量研究，表3 為近年來有關(guān)無花果抗癌活性研究情況。

表3 無花果抗癌活性研究情況Table 3 Study on anticancer activity of Ficus carica L.

由表3 可以看出，無花果對骨髓性白血病、S180肉瘤、淋巴肉瘤、肺癌、咽喉癌、食道癌、乳腺癌、胰腺癌、膀胱癌、直腸癌、胃癌、肝癌、宮頸癌和艾氏腹水癌等均有顯著抑制作用，其多種活性成分通過相互協(xié)調(diào)，阻止和破壞了癌細胞蛋白酶的合成，實現(xiàn)抑制腫瘤細胞增殖并促使其凋亡。提取溶劑對功能成分的抗癌活性也具有一定影響，甲醇提取物對人乳腺癌MDAMB-231 細胞抗癌活性顯著高于水提物。

傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)經(jīng)常利用無花果進行癌癥的預(yù)防和治療，其抗癌機理尚不完全清楚，最初認為苯甲醛是其抗癌的主要成分，近年研究發(fā)現(xiàn)，其實苯甲醛只是增效劑，抗癌活性可能與無花果乳膠中的活性酶有關(guān)[37]。浙江中醫(yī)藥大學(xué)對部分癌癥患者以無花果為主藥進行輔助食療，取得一定療效。目前美國和日本等國家已將無花果及其產(chǎn)品定位為天然抗癌食品。

目前研究多在無花果功能成分對各類癌癥的防治效果方面，有關(guān)各成分在改變細胞周期、誘導(dǎo)細胞凋亡、體內(nèi)代謝過程中酶體系的基因調(diào)控、表達機理、抑制細胞增殖等方面研究略顯不足。合成抗癌藥物毒副作用大，無花果急性經(jīng)口半數(shù)致死量LD50大于10 g/kg，因此對人非常安全，且提取物對消化道無副作用[39]。開展無花果抗癌毒理藥理學(xué)試驗，建立合理有效的評價模型，篩選出高效無毒抗癌藥效成分，設(shè)計綠色高效的提取分離純化方法，進行功能性保健食品和顯著抗癌藥物研發(fā)，將成為今后研究的主要方向。

2.3 抑菌

無花果抑菌性功能成分主要為補骨脂素和香檸檬內(nèi)脂，尤其補骨脂素抑菌性非常顯著，而葉子是補骨脂素主要來源。無花果葉子的水提和甲醇提取物均對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌顯示出高抗菌活性，提取的葉精油幾乎對所有受試菌均具有很高的抗菌活性[36]，尤其是對革蘭氏陽性菌，可降低抗生素最低抑菌濃度（minimum inhibitory concentration，MIC），對革蘭陰性桿菌和酵母菌的抑菌效果也非常顯著，其中濃度為1.0 mg/L的補骨脂素溶液對分生孢子萌發(fā)的抑制率為69.3%；5.0 mg/L 時抑制率超過95%[40]。另外，5.0 mg/L 的補骨脂素溶液可使染病黃瓜幼苗葉片病情得到緩解和遏制[41]。

2.4 調(diào)節(jié)血糖、血脂

無花果多糖和黃酮、多酚類化合物均具有降血糖、降血脂功效。無花果多糖可提高溶菌酶活性、SOD 活性和白細胞的吞噬能力，促進腸道蠕動，排出體內(nèi)有害物質(zhì)，降低膽固醇，抑制血糖上升[42]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)認為，關(guān)鍵酶抑制作用是最新治療疾病方法，如無花果黃酮、多酚類對α-葡萄糖苷酶、酪氨酸酶具有較強抑制作用，可降血糖、減少色素沉淀[43]。糖尿病小鼠實驗發(fā)現(xiàn)，提取物可激活肝臟細胞蛋白激酶（adenosine 5’-monophosphate-activated protein kinase，AMPK），減少肝糖異生，降低血糖[44]。多糖可刺激胰島細胞，引起糖代謝關(guān)鍵酶活性發(fā)生改變，促進胰島素的分泌，來實現(xiàn)降血糖，25 mg/mL 多糖溶液對α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性抑制率達52.61%和46.48%，可顯著降低II型糖尿病小鼠的血糖水平[45]。200 名糖尿病患者臨床實驗發(fā)現(xiàn)，每次10 g 果葉粉，持續(xù)30 d，比對空腹血糖、餐后血糖和糖化血紅蛋白等生化指標，實驗組血糖水平顯著下降[46]。無花果中含有大量蛋白質(zhì)分解酶、脂肪酶、超氧化物歧化酶、水解酶等多種酶類，這些酶類可分解體內(nèi)脂肪，減少在血液中的堆積，起到降血脂、預(yù)防心腦血管疾病的功效。其葉和枝中黃酮、多酚類成分可促進甘油三酯、總膽固醇下降，在治療高血脂方面功效顯著，高血脂大鼠實驗中，無花果粗提物（多酚類）明顯降低了總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇水平[47]。

2.5 其它生物活性

無花果葉中的香豆素類（如香檸檬內(nèi)酯與補骨脂素）、β-谷甾醇、黃酮類等活性成分還具有鎮(zhèn)靜、催眠作用，其中β-谷甾醇是多種鎮(zhèn)靜催眠作用藥物的成分。給小鼠側(cè)腦室注射一定劑量無花果甲醇提取物，可導(dǎo)致其翻正反射喪失，證明無花果具有潛在的抗驚厥活性[48]。

無花果葉子中的呋喃香豆素類化合物也是一種毒素，具有殺蟲作用，在72 h 內(nèi)對線蟲的致死率可達到98.4%，提取物中的1-環(huán)己烷-6，7-二甲氧基-1，4-二氫萘對豆莢螟、豆蚜有驅(qū)避作用[49]。程東等[50]發(fā)現(xiàn)8.0 g/kg 體重劑量的無花果葉子雖不會影響動物進食，但可造成肝中毒，影響吸收，出現(xiàn)肝臟增大、細胞變性、肝細胞壞死等病理學(xué)變化。李嘉等[51]通過大鼠實驗發(fā)現(xiàn)，補骨脂素代謝途徑是水合、還原、氧化及谷氨酰胺結(jié)合。因此，作為藥物使用時要注意，不宜長期大劑量使用，長期接觸補骨脂素也會造成一定程度的肝中毒損傷，導(dǎo)致丙氨酸、谷氨酸、甘氨酸、絲氨酸、尿素、葡萄糖-丙氨酸等代謝紊亂[52]。

3 總結(jié)與展望

近年來，國內(nèi)外研究者在無花果營養(yǎng)成分和主要功能成分多糖、香豆素類、黃酮、多酚類化合物的分離鑒定和提取方法、生物活性檢測和動物實驗方面開展了大量的基礎(chǔ)性研究工作，驗證了無花果的抗氧化、抗癌、抑菌、降血糖、降血脂、殺蟲、消炎、降血壓、增強免疫、緩解疲勞等方面的多種生物活性和藥用療效，也進行了簡單的資源開發(fā)利用研究，無花果的生物學(xué)活性已經(jīng)得到普遍認可。就目前研究進展來看，無花果主要還是以果實鮮食為主，主要集中在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，但其葉子生物活性研究的廣度、深度和開發(fā)利用仍顯不足。

目前無花果抗氧化、抗癌及抑菌等生物活性研究多在品種、成分及提取方法方面，有關(guān)不同功能成分和提取方法在改變細胞周期、誘導(dǎo)細胞凋亡、體內(nèi)代謝過程中酶體系的基因調(diào)控、表達機理、體內(nèi)消化代謝機理、過程路徑、次級代謝產(chǎn)物、抑制細胞增殖、化合物進行合成和結(jié)構(gòu)修飾等分子作用機理和途徑等方面的研究不足。

無花果主要功能成分黃酮、多酚和香豆素類在葉中含量較高，具有多種生物活性和藥理學(xué)特性，功能成分比較復(fù)雜，目前研究主要在其成分及提取方法方面。關(guān)于不同品種、季節(jié)鮮葉中的成分含量研究相對較少，鮮有開展葉子綜合提取中試化方面的研究。無花果的莖葉資源相較果實更加豐富，每年進行修剪后基本被丟棄，資源浪費嚴重，綜合利用不足，因此要加強研究莖葉資源的綜合開發(fā)利用。

開展毒理藥理學(xué)試驗，篩選出高效低毒抗癌藥效成分，設(shè)計綠色高效的提取分離純化方法，建立合理有效的評價模型，進行無花果副產(chǎn)物活性功能成分的代謝調(diào)控機理研究和功能性保健食品與天然抗癌藥物研發(fā)，是未來無花果的研究方向。