牛奶子相關(guān)研究概況

蘇日磊，王濤，胡海濤，楊玲

（浙江師范大學化學與生命科學學院，浙江 金華 321004）

牛奶子（Elaeagnus umbellate Thunb.）屬于胡頹子科胡頹子屬植物，又稱秋橄欖、小葉胡頹子、斑楂等，在我國山區(qū)廣泛分布。其果實呈卵圓形，長6～8 mm，平均鮮質(zhì)量0.13 g，熟時鮮紅色，果實中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，是一種具有很高開發(fā)價值的野生植物資源。筆者重點綜述了牛奶子在浙江省的分布、果實營養(yǎng)成分、類胡蘿卜素代謝基因研究以及蛋白質(zhì)組學、果實品質(zhì)研究等，并對牛奶子應用前景進行了展望。

1 牛奶子在浙江省的分布狀況

牛奶子分布廣泛，主要分布于長江流域、華北、華東、西北、西南等地[1]，常與其他灌木組成灌木層與其他喬木樹種混生[2-3]。浙江地區(qū)野生牛奶子資源豐富。郭新倫等[4]通過收集標本、資料查閱，結(jié)合實地調(diào)查情況，發(fā)現(xiàn)野生牛奶子在浙北平原區(qū)、浙西中山丘陵區(qū)、浙東盆地低山區(qū)、沿海丘陵平原區(qū)、浙中丘陵盆地及浙南中山區(qū)均有分布。具體地點包括：杭州的清涼峰，紹興下安山及張溪附近各山，臺州華頂國家森林公園，舟山朱家尖大洞岙大領崗、小領崗及小坑山，衢州鳳門山以及黃岡村周圍地區(qū)，舟山普陀法雨寺附近、桃花島茅山村、公前村李子根山、朱家尖西岙村及岱山岱東地區(qū)，寧波天童，湖州龍王山自然保護區(qū)等，但很少有成片集中分布。

2 牛奶子果實的營養(yǎng)成分研究

牛奶子果實具有很高的營養(yǎng)價值，其富含糖類、有機酸、礦質(zhì)營養(yǎng)、粗蛋白、粗脂肪、多種維生素、多種氨基酸、番茄紅素及核黃素等營養(yǎng)物質(zhì)[5]。汪維云等[6]利用氨基酸自動分析儀分析發(fā)現(xiàn)，牛奶子絲氨酸含量最高，達到了15.73 mg/100g；脯氨酸和甲硫氨酸含量分別達到5.9 mg/100g和5.65 mg/100g；纈氨酸含量在2.0mg/100g以上。牛奶子礦質(zhì)元素豐富，其中，鈣的含量達到34.65 mg/kg，其他元素含量依次為Mn＞Zn＞Fe＞K＞Cu。牛奶子的微量元素也很豐富[6]。牛奶子果實中的維生素B1和B2的含量分別達到2.11，0.17 mg/100g，超過蘋果等水果的幾十倍；Vc含量與蘋果等含量相當，達到5.71 mg/100g[6]。

牛奶子中含有豐富的糖類和有機酸，而影響果實品質(zhì)的主要因子包括糖、酸、酚和萜類芳香物質(zhì)等[7-9]?？狄愕萚9]在研究果梅品質(zhì)時提出了T值概念（即糖酸比），T表示某種物質(zhì)中還原糖（或總糖）含量與該物質(zhì)總酸含量的比值，T＞20時，純甜；T在8～20之間時為甜酸適度；T＜5時，可以感覺出明顯的酸味。根據(jù)計算得出，牛奶子的T值為5.85，口感與水果中的杏接近。

牛奶子成熟果實中番茄紅素含量豐富，是普通番茄的5～18倍[10]。Guo等[11]把牛奶子成熟期分為青、黃、粉、紅4個時期，采用高效液相色譜分析顯示，青果中的類胡蘿卜素主要由葉黃素、β-胡蘿卜素和紫黃素組成，其他類胡蘿卜素含量極少，有的甚至檢測不到。隨著牛奶子果實進入轉(zhuǎn)色期，葉黃素和β-胡蘿卜素的含量快速下降，隨后葉黃素含量一直保持下降趨勢，而β-胡蘿卜素在果實完全成熟期略有上升。紫黃素的含量隨牛奶子果實的成熟急劇降低。從轉(zhuǎn)色期到完全成熟的過程中，八氫番茄紅素、α-胡蘿卜素、玉米黃素及新黃質(zhì)的含量均無法檢測到，而番茄紅素的含量急劇增加，在干果中，其含量占到總類胡蘿卜素的98%以上，達到2345 μg/g。

3 牛奶子類胡蘿卜素代謝基因的研究

番茄紅素是一種脂溶性類胡蘿卜素，具有較高的生物學功能，被譽為“植物黃金”。目前，已經(jīng)能夠運用超臨界萃取、溶劑浸提等多種技術(shù)從牛奶子果實中提取番茄紅素[12-13]。牛奶子中的番茄紅素含量較高[14]。為研究牛奶子類胡蘿卜素的合成代謝機制，Guo等[11]對牛奶子類胡蘿卜素相關(guān)基因的表達模式進行了研究，通過基因的時空表達分析，發(fā)現(xiàn)類胡蘿卜素相關(guān)基因在莖、葉、花等組織中均有表達。其中，EutPSY（八氫番茄紅素合成酶）和EutBCH（β-胡蘿卜素羥化酶）基因在花中的表達量最高，EutGGPS（牦牛兒牦牛兒焦磷酸合成酶）、EutLCY-b（番茄紅素β-環(huán)化酶）和EutLCY-e（番茄紅素ε-環(huán)化酶）基因在葉中的表達量最高。在牛奶子果實成熟過程中，番茄紅素合成相關(guān)基因 EutGGPS，EutPSY，EutPDS（八氫番茄紅素脫飽和酶基因），EutZDS（ζ-胡蘿卜素脫飽和酶基因）的表達量均顯示出上調(diào)，其中，番茄紅素合成關(guān)鍵酶基因EutPSY表達量上調(diào)了3倍，EutPDS，EutZDS基因顯示出先上調(diào)后下調(diào)模式。隨著果實成熟和番茄紅素的積累，番茄紅素代謝基因EutLCY-b的表達逐步下調(diào)，而EutLCY-e在果實整個發(fā)育過程中完全沉默。綜上所述，牛奶子番茄紅素的大量積累是由合成基因EutPSY等的大幅上調(diào)與代謝基因EutLCY-e完全沉默共同作用的結(jié)果。這一研究為進一步探討牛奶子高積累番茄紅素機理奠定了基礎。

4 牛奶子果實的蛋白組學研究

果實可溶性糖的含量是評價果實風味品質(zhì)的基本標準。牛奶子果實的成熟過程是一個復雜的生理生化過程，不僅表現(xiàn)出果皮顏色的變化，還涉及到可溶性固形物和糖類的合成代謝、芳香類物質(zhì)的合成、有機酸代謝、類胡蘿卜素合成代謝等的變化。Wu等[15]利用雙向電泳技術(shù)對牛奶子果實成熟過程中蛋白組變化進行了研究，發(fā)現(xiàn)與糖代謝、有機酸代謝、異戊二烯代謝以及防御、氧化脅迫等相關(guān)的一系列蛋白上調(diào)。牛奶子成熟果實中可溶性糖含量較高，以葡萄糖和果糖為主，蔗糖含量較低，而在青果期則以葡萄糖、果糖和蔗糖為主。

尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（UDP-glucose pyrophosphorylase，UGP）、葡萄糖磷酸變位酶、α-淀粉酶、酸性轉(zhuǎn)化酶及磷酸丙糖異構(gòu)酶共7個蛋白點與果實蔗糖代謝相關(guān)。牛奶子果實成熟過程中，α-淀粉酶、UGP、葡萄糖磷酸變位酶、磷酸丙糖異構(gòu)酶這4種酶在蛋白水平表達上調(diào)，可能與葡萄糖和果糖積累有關(guān)。

5 牛奶子果實品質(zhì)的研究

牛奶子果實品質(zhì)直接關(guān)系到對其食用價值的開發(fā)。牛奶子野生種群的果實形狀變異豐富，不同單株間果肉品質(zhì)也有差異。倪穗等[16]研究發(fā)現(xiàn)，2個產(chǎn)地間的牛奶子果實平均果肉率差異較小，相差僅5百分點，單果的平均鮮質(zhì)量差異也較小。但是野生種群的果實性狀變異豐富，而且不同單株間平均鮮果質(zhì)量的極差達114.28%，鮮漿果平均果肉率的極差達32.07%。牛奶子果實中氨基酸含量豐富，不同單株間氨基酸含量相差較大，達到22.54%，而牛奶子中的番茄紅素平均含量是普通番茄的6.13倍，最高要達到十幾倍。因此，牛奶子番茄紅素具有巨大的開發(fā)應用價值。

6 牛奶子的綜合開發(fā)價值及前景

6.1 食用價值

牛奶子生長地的居民都有生食牛奶子果實的習慣。牛奶子果實味酸甜，富含糖、酸，且富含人體必需的氨基酸及多種礦質(zhì)元素和維生素，是一種天然的飲料資源，可以開發(fā)利用其果實釀酒、配制果汁飲料，并可制作果醬等。近年來研究顯示，其果實番茄紅素含量豐富，遠遠大于番茄，為替代番茄工業(yè)生產(chǎn)番茄紅素提供了資源，并且對開發(fā)純天然飲料風味添加劑具有十分重要的意義。

6.2 藥用價值

牛奶子的根、莖、葉、果實均可入藥。其具有活血行氣、止咳、止血、祛風等功效，主治肝炎、肺虛、跌打損傷及瀉痢等癥狀。徐裕彬等[17]通過對牛奶子根的化學成分分析與測定，首次從牛奶子中分離得到β-谷甾醇、槲皮素和蘆丁這3個化合物。據(jù)報道，β-谷甾醇具有抗癌和降低膽固醇的作用；槲皮素和蘆丁能抑制血小板凝集，抑制膽堿酯酶等，這為牛奶子的活血行氣作用提供了證據(jù)。牛奶子果核油含有較豐富的不飽和脂肪酸，有益于人體健康。例如從胡頹子中提取的5-羥色胺，可用于治療風濕性疾病[18]。牛奶子葉的提取液可以殺死棉蚜蟲。Sabir等[19]進一步研究證實，牛奶子葉、花等多個組織的提取液不僅能殺死金黃色葡萄球菌、枯草桿菌，還能殺死革蘭氏陰性菌包括大腸桿菌和銅綠假單胞菌等。這一研究也為牛奶子提取液在臨床醫(yī)藥方面發(fā)揮作用奠定了基礎。

6.3 保持水土，改良土壤

牛奶子的生長適應能力很強，耐逆性強，其根具有固氮作用[20]，而氮是植物生長的重要元素，不同的氮素形態(tài)對黃瓜等作物光合作用和果實品質(zhì)都有著重要的影響[21]。牛奶子還是水土保持和防沙造林的良好樹種[22]，其根系發(fā)達，造林后2～3 a即可郁閉成林。每株牛奶子可覆蓋地面3 m2，據(jù)測定，根水平伸展可達6 m2，能固定30～40cm深的土壤，可有效地控制水土流失。

6.4 其他用途

牛奶子物種在人造纖維板、工業(yè)油、飼料原料加工、香精及植物源農(nóng)藥等方面具有重要的經(jīng)濟價值潛力[23-24]。牛奶子中類胡蘿卜素含量豐富，尤其是番茄紅素含量較高。番茄紅素是一種天然的抗氧化劑，在維護人體健康方面有著重要的作用，具有防癌、抗癌、延緩皮膚衰老、調(diào)節(jié)機體代謝等重要功能。2007年，美國農(nóng)業(yè)部貝茲維爾農(nóng)業(yè)研究中心進一步對不同基因型牛奶子的抗氧化能力研究表明，牛奶子能強效地清除自由基，不同牛奶子品種都可檢測到6種抗氧化酶較強的活性，包括谷胱甘肽過氧化物酶、谷胱甘肽還原酶、超氧化物歧化酶、抗壞血酸過氧化物酶、脫氫抗壞血酸還原酶、單脫氫抗壞血酸還原酶[25]。另一項研究表明，牛奶子提取物能夠抑制人類白血病HL-60癌細胞和人類肺上皮癌細胞的增殖，并能誘導HL細胞的凋亡[26]。牛奶子樹不同部位的多糖對羥基自由基、超氧陰離子自由基均有清除或抑制效果，且存在較好的量效關(guān)系[26]。隨著牛奶子番茄紅素合成代謝相關(guān)基因的克隆和積累機制的研究，為利用分子生物學手段挖掘高產(chǎn)類胡蘿卜素的新基因及改良番茄品質(zhì)提供了無限可能。

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