明日葉的健康益處研究進(jìn)展

衣 喆,應(yīng) 劍,王春玲

(中糧營(yíng)養(yǎng)健康研究院有限公司,北京 100020)

明日葉的健康益處研究進(jìn)展

衣 喆,應(yīng) 劍,王春玲

(中糧營(yíng)養(yǎng)健康研究院有限公司,北京 100020)

明日葉作為草藥被認(rèn)為有利尿、滋補(bǔ)、促進(jìn)消化、預(yù)防感染的作用。現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)明日葉中的主要有效成分為查爾酮類和香豆素類化合物等,體外實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)明日葉提取物及植物本身具有一定的抗癌、調(diào)節(jié)血糖血脂,保護(hù)心腦血管健康、抗炎、抗菌、抗氧化等功效。本文綜述了明日葉主要健康益處及功能成分和可能的作用機(jī)制、安全性以及在食品中的應(yīng)用領(lǐng)域,為相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)提供了科學(xué)依據(jù)。

明日葉,查爾酮,健康益處,慢性病

明日葉(Ashitaba,學(xué)名Angelicakeiskei)又名八丈芹、濱海當(dāng)歸,是一種多年生芹科植物,原產(chǎn)于日本著名的健康長(zhǎng)壽之鄉(xiāng)八丈島,后在伊豆島、新島、利島以及本州的部分地區(qū)進(jìn)行人工栽培。由于今天摘了葉子,明天就能冒出新葉,因而獲名“明日葉”。當(dāng)?shù)鼐用裾J(rèn)為食用明日葉有助于健康、長(zhǎng)壽。貝原益軒的《大和本草》中記錄了日本江戶時(shí)代將明日葉莖部的黃色汁液外用治療天花的用途,并命名為“shitagusa(鹹草)”,意為“一種強(qiáng)大的滋補(bǔ)藥物”。作為民間草藥,明日葉被認(rèn)為有利尿、滋補(bǔ)、促進(jìn)消化的作用,外用則可以治療及預(yù)防感染。日本居民將其葉片、葉柄與根部應(yīng)用于面條、天婦羅、燒酒、茶、冰淇淋等食品的制備,其無(wú)法食用的老葉也用作奶牛的飼料。明日葉含有查爾酮類化合物如黃色當(dāng)歸醇(xanthoangelol),黃色當(dāng)歸醇F(xanthoangelol F),異補(bǔ)骨脂查爾酮(isobavachalcone),4-羥基德里辛(4-hydroxyderricin),黃色當(dāng)歸醇H(xanthoangelol H)等[1];香豆素類化合物如雷塞匹亭(laserpitin),異雷塞匹亭(isolaserpitin),3′-千里光?；?凱爾消旋內(nèi)酯(4′-senecioyl khellactone),絲立尼亭(selinidin)等,黃酮類化合物如槲皮素(quercetin),楊梅素(myricetin),芹菜素(apigenin),山奈酚(kaempferol),木犀草素(luteolin)等[2],其他物質(zhì)如葉綠素、葉黃素、倍半萜、蕓香酸、綠原酸、有機(jī)鍺、膳食纖維,以及一般蔬菜中含量較低的維生素B12,并含礦物質(zhì)、氨基酸及類黃酮、泛酸、膽堿等[3-5]。科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),明日葉具有抗癌、調(diào)節(jié)血糖血脂、抗氧化、抗炎等功效,其中查爾酮類和香豆素類是研究較多的兩種成分。

我國(guó)部分省市從20多年前引進(jìn)明日葉,但尚未形成標(biāo)準(zhǔn)化種植技術(shù)。上海市閔行區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所于2007年開(kāi)始從日本引種明日葉,在城市超市蔬菜基地進(jìn)行嘗試性種植實(shí)驗(yàn)。明日葉的健康功效傳播到中國(guó)后,有些居民開(kāi)始將明日葉作為觀賞植物栽種并采嫩葉作蔬菜或代茶飲。

目前關(guān)于明日葉的有效成分以及健康功效已經(jīng)具備了比較完善的研究,本文系統(tǒng)總結(jié)了明日葉的有效成分,健康益處、作用機(jī)制以及安全性,并對(duì)明日葉的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望,為相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)提供了科學(xué)依據(jù)。

1 明日葉的健康功效

1.1 抗癌

有研究發(fā)現(xiàn)明日葉的抗癌活性強(qiáng)于花椰菜、芹菜、胡蘿卜等44種常見(jiàn)的蔬菜[6]。明日葉中的主要抗癌成分為查爾酮類和香豆素類化合物,特別是2種烯化的查爾酮,4-羥基德里辛和黃色當(dāng)歸醇。植株不同部位的查爾酮含量有所差別,從高到低依次為根皮(10.51mg/g)>莖干(8.52mg/g)>葉子(2.63m/g)>根芯(1.44mg/g)[1]。在體外實(shí)驗(yàn)中,查爾酮類物質(zhì)黃色當(dāng)歸醇I、J、異補(bǔ)骨脂查爾酮、4-羥基德里辛和香豆素類物質(zhì)osthenol表現(xiàn)出抑制腫瘤細(xì)胞增殖的活性和細(xì)胞毒性[7-8]。查爾酮類化合物抗癌的機(jī)制包括調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡、阻止新生毛細(xì)血管形成、調(diào)節(jié)免疫功能等。

4-羥基德里辛能夠通過(guò)死亡受體介導(dǎo)和線粒體兩種途徑誘發(fā)人腫瘤細(xì)胞凋亡[9]。異補(bǔ)骨脂查爾酮能通過(guò)線粒體通路,激活凋亡基因BAX,促進(jìn)人神經(jīng)瘤細(xì)胞系IMR-32和NB-39細(xì)胞凋亡,并在高濃度對(duì)正常體細(xì)胞也沒(méi)有細(xì)胞毒作用[10];也有實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)黃色當(dāng)歸醇通過(guò)激活半胱氨酸蛋白酶caspase-3活性促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡。以上研究結(jié)果說(shuō)明查爾酮可能具有潛在抗神經(jīng)細(xì)胞瘤和白血病活性[11]。

在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,4-羥基德里辛和黃色當(dāng)歸醇可以通過(guò)阻止血管內(nèi)皮細(xì)胞與毛細(xì)血管生成因子結(jié)合、減少毛細(xì)血管樣管道形成抑制血管新生的活性[12]。4-羥基德里辛還能增加荷瘤小鼠淋巴細(xì)胞CD4+、CD8+和自然殺傷細(xì)胞(Natural killer cell,NK)數(shù)量,提高針對(duì)腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞免疫,從而抑制小鼠肺癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移[12-13]。在荷肝癌細(xì)胞的小鼠中,查爾酮能夠降低肝癌細(xì)胞增殖細(xì)胞核抗原(PCNA)和凋亡相關(guān)蛋白BCL-2表達(dá)水平,提高半胱天冬酶和凋亡蛋白BAX表達(dá)水平,降低肝癌細(xì)胞增殖活性,降低瘤體質(zhì)量[14-16]。

1.2 改善血糖

明日葉中查爾酮類化合物可能是改善血糖的有效成分之一,其作用機(jī)制十分復(fù)雜,包括調(diào)節(jié)細(xì)胞因子表達(dá)、調(diào)節(jié)細(xì)胞分化、促進(jìn)細(xì)胞對(duì)葡萄糖攝取、調(diào)節(jié)胰島素受體相關(guān)基因表達(dá)、抑制胰島細(xì)胞凋亡等。

查爾酮能夠提高人前脂肪細(xì)胞中脂聯(lián)素基因表達(dá),從而促進(jìn)脂聯(lián)素的分泌,可能有助于代謝綜合癥的治療[17],4-羥基德里辛和黃色當(dāng)歸醇通過(guò)作用于AMPK和MAPK通路,可抑制前脂肪細(xì)胞向脂肪細(xì)胞的分化,且其具有類胰島素樣作用,能夠促進(jìn)脂肪細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取[18-19]。查爾酮、4-羥基德里辛和黃色當(dāng)歸醇都能通過(guò)增加肝臟和肌肉細(xì)胞細(xì)胞膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT2和GLUT4的水平,提高肝臟和肌肉細(xì)胞攝取2-脫氧葡萄糖的能力,降低空腹血糖和胰島素水平[17,19-20]。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,明日葉提取物顯著降低高果糖膳食大鼠血糖水平、胰島素水平和血胰島素穩(wěn)態(tài)模型指數(shù),以及血總膽固醇和游離脂肪酸水平,對(duì)大鼠肝細(xì)胞進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)明日葉提取物能夠促進(jìn)乙酰輔酶A氧化酶1,中鏈乙酰輔酶A脫氫酶、ATP綁定膜轉(zhuǎn)運(yùn)子和脂蛋白A1的基因表達(dá),從而改善高果糖膳食大鼠的胰島素抵抗和高血清甘油三酯[21]。還有研究發(fā)現(xiàn)四羥基德里辛和黃色當(dāng)歸醇能夠降低KK-A自發(fā)糖尿病小鼠血糖水平,緩解煩渴癥狀[18],口服含150.6mg/g 4-羥基德里辛和146.0mg/g黃色當(dāng)歸醇的明日葉提取物,可抑制小鼠口服葡萄糖后的急性高血糖[22]。在2型糖尿病模型小鼠中,服用明日葉查爾酮組血糖、胰島素、丙二醛、氧化型低密度脂蛋白水平均低于模型對(duì)照組,其胰腺病理切片顯示胰島細(xì)胞損傷輕于模型對(duì)照組,其機(jī)理可能是查爾酮能夠上調(diào)胰腺細(xì)胞Bcl-2蛋白的表達(dá),下調(diào)Bax蛋白的表達(dá),并改善胰島細(xì)胞的抗氧化應(yīng)激能力[23-25],查爾酮還能夠上調(diào)糖尿病模型小鼠肝細(xì)胞磷脂酰肌醇激酶PI3K、肝細(xì)胞胰島素受體(InsR)和胰島素受體底物-2(IRS-2)的mRNA表達(dá),減輕胰島素抵抗[26-27]。此外查爾酮能減低血清內(nèi)皮素-1和鈣黏蛋白水平,可能有助于緩解高血糖導(dǎo)致的血管并發(fā)癥[28]。

1.3 改善血脂

明日葉中的查爾酮類和香豆素類化合物具有改善血脂的作用,但作用機(jī)制尚缺乏研究。其中黃色當(dāng)歸醇可降低自發(fā)性高血壓大鼠的血清LDL(低密度脂蛋白)、VLDL(極低密度脂蛋白)、游離脂肪酸水平,并減少肝臟甘油三酯和總膽固醇水平,但對(duì)血清高密度脂蛋白(HDL)沒(méi)有影響,4-羥基德里辛有抑制自發(fā)性高血壓大鼠收縮壓升高的作用[29-30]。含雷塞匹亭的飼料可降低自發(fā)性高血壓腦卒中大鼠肝臟中甘油三酯水平,并提高血清中的高密度脂蛋白(HDL)水平,進(jìn)行肝mRNA表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)微粒體甘油三酯轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和脂肪細(xì)胞分化因子減少[30-32]。

在另一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,高脂飼料喂養(yǎng)的健康雄性大鼠飼料含明日葉(葉及榨汁)者,肝臟總重和肝臟膽固醇較對(duì)照組少,肝臟中抗氧化酶過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽還原酶水平較高,但血清甘油三酯和總膽固醇與對(duì)照組沒(méi)有差異[33]。

1.4 改善心、腦血管健康

明日葉中查爾酮類化合物有助于改善心腦血管健康,其可能的機(jī)制為抑制血管平滑肌收縮、抑制炎癥反應(yīng)、抗血小板聚集等。明日葉根中的黃色當(dāng)歸醇、4-羥基德里辛、黃色當(dāng)歸醇B,E和F可抑制苯腎上腺素誘導(dǎo)的大鼠主動(dòng)脈環(huán)收縮,以黃色當(dāng)歸醇B的活性最強(qiáng),可能通過(guò)抑制細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子升高等途徑抑制血管平滑肌的收縮功能[34]。黃色當(dāng)歸醇E能夠抑制兔子血小板中外源性花生四烯酸的代謝,參與抗血小板凝集和減輕腦血栓的形成[35]。黃色當(dāng)歸醇D能夠通過(guò)抑制核轉(zhuǎn)錄因子-κВ(NF-κB)活性降低豬主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞常規(guī)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)導(dǎo)致的內(nèi)皮素分泌,從而抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞炎癥反應(yīng)[36]。

1.5 抗炎

查爾酮類和香豆素類化合物是明日葉中研究較多的抗炎成分,通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞因子相關(guān)基因表達(dá)、調(diào)節(jié)受體活性等機(jī)制發(fā)揮抗炎作用。從明日葉葉片中分離的一系列查爾酮類化合物能夠在MG-63細(xì)胞中抑制腫瘤壞死因子-α介導(dǎo)的白介素-6升高,從而抑制炎癥反應(yīng)[37]。明日葉的正己烷部位可顯著抑制脂多糖誘導(dǎo)的細(xì)胞炎癥反應(yīng),包括抑制NO和前列腺素E2生成、TNF-α分泌、一氧化氮合成酶iNOS和環(huán)氧酶-2 COX-2的mRNA及蛋白表達(dá)。其機(jī)制是提取物作通過(guò)抑制MAPK和NF-κB通路下調(diào)了iNOS和COX-2基因產(chǎn)物的表達(dá)[38]。異補(bǔ)骨脂查爾酮可通過(guò)調(diào)節(jié)iNOS表達(dá)抑制鼠巨噬細(xì)胞的炎癥反應(yīng)[39]。黃色當(dāng)歸醇和4-羥基德里辛可抑制脂多糖誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng),其機(jī)制是降低了DNA與轉(zhuǎn)錄因子AP-1的結(jié)合活性[40]。明日葉中的香豆素類物質(zhì)絲立尼亭可通過(guò)降低高親和性Ig-E受體Fcε RI活性,減少磷脂酶Cг1的磷酸化和絲裂原P38激活的蛋白激酶,抑制IgE介導(dǎo)的肥大細(xì)胞的激活,因此可能有助于預(yù)防過(guò)敏性炎癥[41]。

1.6 減肥

現(xiàn)有研究結(jié)果并不支持明日葉具有減肥功效。在高脂飼料中添加明日葉(葉及榨汁)的健康雄性大鼠體重與不添加者沒(méi)有差異[33],另一實(shí)驗(yàn)中給予飼喂高脂飼料的大鼠同時(shí)給予明日葉粉末,其腎周脂肪、血清甘油三酯水平仍高于對(duì)照組,體重變化、血膽固醇水平、附睪周圍脂肪和肝臟脂肪則沒(méi)有顯著差異;但食用明日葉粉末的大鼠糞便重量和膽汁酸含量都高于對(duì)照組,這可能是由于明日葉富含膳食纖維的緣故[42]。在KK-A自發(fā)糖尿病小鼠中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明日葉根提取物具有減重的作用[18]。

1.7 改善神經(jīng)系統(tǒng)功能

明日葉中黃色當(dāng)歸醇、4-羥基德里辛和木犀草素都具有抗抑郁作用。其中黃色當(dāng)歸醇通過(guò)抑制多巴胺β-羥化酶活性抑制單胺氧化酶A和單胺氧化酶B，其活性與異煙酰異丙肼相當(dāng)； 4-羥基德里辛是單胺氧化酶B的選擇性抑制劑；木犀草素效果優(yōu)于4-羥基德里辛和黃色當(dāng)歸醇，是最具有潛力的抗抑郁功能成分[43]。

有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)明日葉能緩解莨菪堿造成的小鼠記憶損傷,逆轉(zhuǎn)海馬區(qū)細(xì)胞環(huán)磷酸腺苷反應(yīng)結(jié)合蛋白的磷酸化過(guò)程和腦源性神經(jīng)因子的減少,可能有助于緩解阿爾茨海默癥造成的學(xué)習(xí)和記憶障礙[44]。

1.8 抗氧化

從明日葉莖部的甲醇提取物的乙酸乙酯部位分離出的三種黃色的查爾酮類物質(zhì)xanthokeisminsA-C表現(xiàn)出對(duì)超氧化物的清除活性,黃色當(dāng)歸醇B亦有這一活性[45]。明日葉中的黃酮類化合物對(duì)羥基自由基有較強(qiáng)的清除能力[46]。

1.9 其他

黃色當(dāng)歸醇和4-羥基德里辛對(duì)革蘭陽(yáng)性菌如藤黃微球菌有抗菌活性。4-羥基德里辛對(duì)青枯病菌、枯草芽孢桿菌和表皮葡萄球菌有抗菌活性[47]。也有研究發(fā)現(xiàn)明日葉提取成分具有抗流感病毒和護(hù)肝作用[48-49]。明日葉中的膳食纖維能通過(guò)增加大鼠排泄含有高濃度膽汁酸的糞便提高腸胃健康[42]。

2 毒理學(xué)及安全性評(píng)價(jià)

按照衛(wèi)生部頒布的食品安全性毒理學(xué)評(píng)價(jià)程序和方法的相關(guān)要求,對(duì)明日葉的毒性進(jìn)行第一、二階段的檢測(cè)和研究發(fā)現(xiàn),Ames實(shí)驗(yàn)、微核實(shí)驗(yàn)、小鼠精子畸形實(shí)驗(yàn)及骨髓細(xì)胞染色體畸變實(shí)驗(yàn)等多項(xiàng)致突變實(shí)驗(yàn)結(jié)果均為陰性,明日葉的潛在遺傳毒性作用較小。在30d喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中,亦未見(jiàn)明日葉對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育、血液學(xué)指標(biāo)、生物化學(xué)指標(biāo)及病理學(xué)指標(biāo)產(chǎn)生明顯影響,提示其較長(zhǎng)期作用于機(jī)體不會(huì)產(chǎn)生明顯毒性作用,亞慢性攝入的危險(xiǎn)性較小[50]。

明日葉水提物和醇提物對(duì)新西蘭大白兔眼睛的急性刺激實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明100mg的兩種提取物對(duì)眼睛無(wú)不良刺激[51]。對(duì)新西蘭大白兔和豚鼠皮膚的刺激實(shí)驗(yàn)表明,這一劑量亦沒(méi)有引起急性的光毒性及其他皮膚刺激反應(yīng)[52]。

3 食品中的應(yīng)用領(lǐng)域

目前明日葉被用于飼料、功能飲料、代茶飲等領(lǐng)域。日本用明日葉飼喂奶牛和母雞,可提高牛奶、雞蛋的產(chǎn)量和維生素含量。功能食品則有日本的含明日葉的蔬菜飲料和酸奶,臺(tái)灣的明日葉精力湯,以及大陸電商渠道出售的產(chǎn)品,包括明日葉粉末、茶包、酒后茶、大潤(rùn)茶、通茶、功能飲料等。

4 總結(jié)與展望

明日葉主要功能成分為查爾酮、香豆素和黃酮類化合物,體外實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示明日葉提取物,例如黃色當(dāng)歸醇、4-羥基德里辛、異補(bǔ)骨脂素查爾酮等,具有一定的抗癌、降低血糖血脂、改善胰島素抵抗、促進(jìn)心血管健康、以及抗炎、抗氧化、抗菌等功效。雖然有一些研究對(duì)明日葉及其成分的作用機(jī)制進(jìn)行了探討,但結(jié)果尚遠(yuǎn)不足以形成一致的科學(xué)結(jié)論。毒理實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示明日葉亞慢性和遺傳毒性以及皮膚刺激性較小。目前已有一些以明日葉為原料的食品和保健品面市并引起了消費(fèi)者的關(guān)注,但關(guān)于明日葉的臨床研究尚缺乏,明日葉對(duì)人體的作用以及量效關(guān)系還不清楚。為了明確明日葉在人體的作用機(jī)制和量效關(guān)系,更好支持明日葉功能食品的研發(fā),還需進(jìn)行進(jìn)一步研究。

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Research progress in health benefits of Ashitaba

YI Zhe,YING Jian,WANG Chun-ling

(Food Nutrition and Health Research Institute Co.,Ltd.,Beijing 100020,China)

The herb Ashitaba is considered as a diuretic,nourishing,digestion promoting,and infection preventing agent in Japanese tradition. The main effective components in Ashitaba were chalcones,coumarins and flavonoids etc.invitroand animal experiments suggested that Ashitaba had certain health benefits such as anti-cancer,regulating blood lipid and serum glucose,improving cardiovascular health,anti-inflammatory,antibacterial,antioxidant,etc. As requirement of life quality grows,Ashitaba and its function of preventing chronic diseases have gain consumers’ attention. This paper reviewed the main functional components,health benefits,safety and application of Ashitaba,and provided a scientific basis for products development.

Ashitaba;angelica keiskei;health benefit;chronic diseases

2014-06-30

衣喆(1983-),女,博士,研究方向:功能成分,人群營(yíng)養(yǎng)與疾病。

中糧集團(tuán)基礎(chǔ)研發(fā)項(xiàng)目。

TS201.1

A

1002-0306(2015)07-0372-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.07.070