葵花籽活性成分及生理功能研究進(jìn)展

胡 超，楊 陳，黃鳳洪

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所/油料脂質(zhì)化學(xué)與營養(yǎng)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗室，武漢 430062)

葵花籽活性成分及生理功能研究進(jìn)展

胡 超，楊 陳*，黃鳳洪*

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所/油料脂質(zhì)化學(xué)與營養(yǎng)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗室，武漢 430062)

向日葵是我國重要的油料作物之一，本文綜述了葵花籽中的生物活性成分及其主要生理功能，為高效利用葵花籽，開發(fā)葵花籽相關(guān)保健食品和藥品提供科學(xué)依據(jù)。

葵花籽；活性物質(zhì)；生理功能

葵花籽是向日葵的果實(shí)，是一種傳統(tǒng)的休閑零食，也是食用油的主要原料之一，它與菜籽、大豆和花生并稱為世界四大油料經(jīng)濟(jì)作物[1]。我國向日葵的種植面積在世界范圍內(nèi)位居第四，種植面積約為1 000萬km2，主要分布在西北部地區(qū)?？ㄗ训漠a(chǎn)量高達(dá)250萬t/年，其中屬新疆和內(nèi)蒙古的產(chǎn)量最高。近年來，人們的生活水平不斷地提高，市場對植物油脂的需求也不斷增加，據(jù)不完全統(tǒng)計，在我國，僅葵花籽油每年的消耗量就高達(dá)80萬～90萬t[2]。

根據(jù)不同用途，葵花籽可分為食用型、中間型和油用型三種。其中，油用型葵花籽油脂的含量高達(dá)30%～40%，是優(yōu)質(zhì)食用油的主要原料，食用價值較高?？ㄗ延拖噍^于其他食用油，營養(yǎng)成分遠(yuǎn)高于其他食用油，不飽和脂肪酸的含量高達(dá)85%，其中有60%以上的是亞油酸[3]。亞油酸是人體必需的脂肪酸之一，在動物油脂資源中含量較少，因此，葵花籽油作為一種保健型的烹調(diào)油，受到消費(fèi)者的廣泛青睞?？ㄗ阎械鞍踪|(zhì)含量約為30%，其在籽粕中含量達(dá)40%左右[4]。這些植物蛋白具有較高的營養(yǎng)價值，是人體攝入蛋白質(zhì)重要的來源之一。除此之外，葵花籽中還含有綠原酸、磷脂、膳食纖維、各種維生素及微量元素等生物活性物質(zhì)，這些物質(zhì)除了能提供人體正常新陳代謝所需的元素外，還具有抗氧化、清除自由基、消炎、預(yù)防各種慢性疾病和癌癥、提高人類免疫力等作用[5-7]。

當(dāng)前葵花籽主要用來生產(chǎn)葵花籽食用油，其次通過炒制加工來生產(chǎn)休閑食品?？ㄗ鸭庸み^程中產(chǎn)生的大量餅粕通常被直接丟棄或者生產(chǎn)動物飼料，使得葵花籽中大量的生物活性物質(zhì)沒有被充分開發(fā)和利用，造成了資源的巨大浪費(fèi)。本文綜述了葵花籽中主要的生物活性物質(zhì)的特性和生理功效作用，對避免葵花籽生產(chǎn)加工過程中資源浪費(fèi)，開發(fā)葵花籽高附加值產(chǎn)品奠定理論基礎(chǔ)，提高葵花籽產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有一定意義。

1 葵花籽中的生物活性物質(zhì)

1.1 亞油酸

葵花籽中的亞油酸占不飽和脂肪酸的60%以上[8]。自然界中的共軛亞油酸主要來源于反芻動物脂肪和牛奶產(chǎn)品中，葵花籽等植物中含有極少量的共軛亞油酸。但由于葵花籽含有大量的亞油酸，因而在工業(yè)中可用來生產(chǎn)制備共軛亞油酸[9]。目前，提取植物油料中的脂肪酸方法較多，例如壓榨法、萃取法和溶劑提取法等，還可以采用超臨界CO2法。亞油酸的提取主要采用水酶法，它在機(jī)械破碎的基礎(chǔ)上，采用植物細(xì)胞相關(guān)的降解酶，使油脂釋放，該方法提取的產(chǎn)物無需精煉，并提高了提取效率[10]。

1.2 綠原酸

綠原酸存在于自然界中許多植物中，如咖啡豆、金銀花、杜仲等，不同植物中綠原酸的含量不同。與其他植物相比，葵花籽中含有較多的綠原酸(約3%)，占總酚類化合物的70%，去油后的葵花籽餅粕中的綠原酸更高達(dá)4%[11]。

國內(nèi)外研究得到的綠原酸提取方法較多，例如溶劑提取法、超聲波提取法、微波提取法和生物酶解法等。Nawaz H.等[12]研究提出采用超濾膜提取的方法純化乙醇提取后的綠原酸粗產(chǎn)品。田江惠等[13]研究在乙醇萃取法的基礎(chǔ)上結(jié)合超聲波提取葵花籽餅粕中的綠原酸，通過工藝優(yōu)化提取的條件，最終得到的提取率高達(dá)4.17%。

1.3 活性肽

生命活動中的各種過程如細(xì)胞分化、生殖傳代、生物節(jié)律、防御免疫、抗衰防老等均與活性多肽密切相關(guān)[14]?？ㄗ阎械鞍踪|(zhì)含量約為30%，葵花籽蛋白的氨基酸組成平衡優(yōu)良，各人體必需氨基酸含量均高于WHO/FAO的標(biāo)準(zhǔn)水平。近年來，葵花籽蛋白水解產(chǎn)物—活性多肽，其營養(yǎng)價值和生理功能受到廣大學(xué)者的關(guān)注。劉平偉等[15]利用雙酶法水解葵花籽分離蛋白制備葵花蛋白肽，并探討各因素對肽含量和水解度的影響，最終確定了葵花蛋白肽制備的最佳酶解條件。

1.4 膳食纖維

葵花籽中膳食纖維的含量較多，主要是水溶性的多糖物質(zhì)。目前，國內(nèi)外關(guān)于植物中的膳食纖維研究較多的有大豆、燕麥、玉米等，葵花籽中膳食纖維的提取和特性研究正處于起步階段。褚盼盼等[16]以葵花粕為材料，采用傳統(tǒng)水提醇沉法，最終確定了水溶性膳食纖維的最佳提取工藝及其理化性質(zhì)。臧延青等[17]以葵花籽殼為原料，通過正交試驗優(yōu)化工藝條件提取水溶性膳食纖維，并對其體外抗氧化性進(jìn)行探究。張喜峰等[18]通過單因素與二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合相結(jié)合優(yōu)化葵花籽中水溶性多糖的提取方法，最終得到多糖得率為7.1%。

1.5 維生素

葵花籽中含有豐富的維生素，包括生育酚(維生素E)、硫胺素(維生素B1)、葉酸(維生素B11)及其他維生素?？ㄗ阎泻笑痢ⅵ?、γ和δ四種維生素E的不同異構(gòu)體。其中α生育酚的活性最高，葵花籽中α亞型生育酚的含量不僅高于其他三種同分異構(gòu)體的含量，而且高于其他生育酚來源作物的含量，例如核桃、花生油、大豆、蛋黃和胡蘿卜等。

葵花籽中含有較為豐富的天然葉酸，另外，葵花籽中也含有其他多種維生素，例如維生素A1、維生素B1、維生素B2、維生素B3等，這些天然的維生素有益人體健康。

1.6 磷脂

植物來源的磷脂較多，例如菜籽、玉米和葵花籽等。植物中的磷脂常與多糖、蛋白質(zhì)等結(jié)合的形式存在，游離存在的磷脂較少。一些產(chǎn)地的葵花籽油中磷脂含量達(dá)1%左右[19-20]?？ㄗ阎辛字饕新蚜字?、肌醇磷脂、腦磷脂和磷脂酸四種，其中前兩者的含量略高于大豆磷脂[21]。

國內(nèi)外研究的提取磷脂類物質(zhì)的方法包括有機(jī)溶劑法、膜分離、無機(jī)鹽復(fù)合沉淀、柱色譜法和超臨界二氧化碳萃取法等。在實(shí)際生產(chǎn)中，通常采用有機(jī)溶劑法和柱色譜結(jié)合法，前者得到中等純度的磷脂產(chǎn)品，后者得到高度純度產(chǎn)品。Cabezas D M[22]和Hollo，J.等[23]研究利用乙醇溶劑提取葵花籽磷脂產(chǎn)品，并得到最佳工藝優(yōu)化條件。

1.7 微量礦物質(zhì)元素

葵花籽中含有豐富的人體必需的微量礦物質(zhì)元素，包括鐵、硒、鋅、磷、鎂、和銅等。

2 葵花籽活性成分的生理功效

2.1 抗氧化性

葵花籽中的很多活性成分都具有不同程度的抗氧化能力。維生素E是公認(rèn)的最常見的天然的抗氧化劑，常用于營養(yǎng)品和護(hù)膚品中。另外，葵花籽中的維生素E與微量元素硒在機(jī)體內(nèi)具有協(xié)同作用[24]，它們共同構(gòu)成了細(xì)胞膜的兩道抗氧化防線?？ㄗ阎械木G原酸也是一種優(yōu)良的天然的抗氧化劑。胡宗福等[25]研究了三種不同的活性氧與不同濃度綠原酸之間的關(guān)系，結(jié)果顯示，綠原酸對這三種活性氧均具有清除能力，并且自由基清除效率與綠原酸濃度成正劑量效應(yīng)。

越來越多植物源活性肽被發(fā)現(xiàn)和分離，它們通常具有一定抗氧化、降血壓和調(diào)節(jié)免疫的作用。董聰?shù)壤每ㄗ哑傻鞍追蹫樵?，采用雙酶酶解葵花籽粕蛋白得到了具有抗氧化活性的多肽，在一定條件下，葵花籽多肽對超氧陰離子自由基和羥基自由基清除能力分別為68.06%、50.12%。

2.2 抗癌癥

綠原酸是一種細(xì)胞癌變的抑制劑，它能抑制細(xì)胞氧化應(yīng)激反應(yīng)和細(xì)胞癌變過程中的中間產(chǎn)物，也能抑制一些致癌物活化酶等。Kasai H等[26]表明，綠原酸能降低小鼠8-羥基脫氧鳥苷水平，該物質(zhì)是由氧自由基形成的致癌物質(zhì)。綠原酸也能誘導(dǎo)慢性粒細(xì)胞性白血病細(xì)胞凋亡，還能抑制唾液腺瘤細(xì)胞和鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞的生長[27]。姚素艷等[28]用綠原酸處理人鼻咽癌細(xì)胞株CNE-1，發(fā)現(xiàn)綠原酸可以誘導(dǎo)提高抑癌基因的表達(dá)水平，從而減少細(xì)胞周期蛋白的表達(dá)量，降低該細(xì)胞株的端粒酶活性。

近年來，亞油酸在預(yù)防癌癥方面的生理功效受到科研工作者的廣泛關(guān)注。有研究顯示，共軛亞油酸在小鼠前胃腫瘤、皮膚腫瘤以及結(jié)腸腫瘤的形成過程中起到一定抑制作用。華偉等[29]研究發(fā)現(xiàn)，近年來隨著乳制品的消費(fèi)增加，乳腺癌患病的概率也隨之減少，這是由于乳制品中的亞油酸具有抗癌功效。曹樹穩(wěn)等[30]研究發(fā)現(xiàn)，亞油酸的異構(gòu)體(10，12-CLA)對人乳腺癌細(xì)胞(MCF-7，MDA-MB-231)和大鼠乳腺癌細(xì)胞(F3Ⅱ)均具有較強(qiáng)的抑制性。

膳食纖維雖然不被人體消化和吸收，但也具有一定的抗癌作用。流行病學(xué)研究者發(fā)現(xiàn)，膳食纖維能有效地降低結(jié)腸癌發(fā)病概率。膳食纖維的抗癌作用機(jī)制可能是由于膳食纖維不被消化，并且在體內(nèi)能吸水膨脹，從而減少了糞便停留時間，因此降低了致癌物質(zhì)的濃度[31]。另外，膳食纖維的主要成分—多糖，是腸道細(xì)菌發(fā)酵底物，它們發(fā)酵的產(chǎn)物也能抑制癌癥基因的表達(dá)。也有研究表明，可溶性膳食纖維的攝入能有效地降低絕經(jīng)前婦女乳腺癌發(fā)生風(fēng)險[32]。這可能是因為膳食纖維能吸附游離的雌激素，并增加人體排便量，降低體內(nèi)雌激素的水平，從而起到了一定的預(yù)防乳腺癌作用。

2.3 抗動脈粥樣硬化和降血脂

亞油酸能延緩動脈粥樣硬化形成，是由于其參與機(jī)體脂質(zhì)代謝過程。有研究表明，定期給動脈硬化模型的喂養(yǎng)定量的亞油酸，結(jié)果顯示，實(shí)驗組血液中總膽固醇、甘油三酯、LDL-C濃度明顯低于對照組，并且實(shí)驗組動脈硬化樣損傷程度也顯著地低于對照組[33]。

綠原酸能減少脂肪的積累，降低血脂水平。王建輝等[34]對高血脂小鼠模型定期用綠原酸灌胃，同時定量給予高脂膳食，結(jié)果顯示，小鼠血清中總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇等濃度水平明顯降低，冠心指數(shù)和動脈硬化指數(shù)也顯著降低。

膳食纖維也在降血脂和預(yù)防心血管疾病中發(fā)揮非常重要的作用。大量的動物實(shí)驗證實(shí)，從植物中提取的天然膳食纖維具有降血脂能力。Glore SR等[35]綜述了可溶性纖維比不可溶性纖維具有更大的降血脂能力，并且前者能顯著地降低LDL-C水平。

磷脂是動植物不可或缺的基本成分，同時也具有調(diào)節(jié)血脂的能力，它能顯著地降低人體甘油三酯、膽固醇等水平。李芳生等[36]研究證實(shí)，針對45～65歲的男女職工及退休人員的臨床試驗表明，檢測服用大豆磷脂合劑前后測試者血液中甘油三酯、總膽固醇和動脈硬化指數(shù)等，結(jié)果顯示，服用磷脂組出現(xiàn)降脂效果。由于磷脂分子本身具有雙重特性，即親水性和親脂性，因此它能結(jié)合脂肪類物質(zhì)，減少血管內(nèi)壁上膽固醇的沉積，因而能有效清除部分動脈粥樣硬化斑塊，延緩疾病進(jìn)一步惡化，降低心血管類疾病的發(fā)病幾率。

2.4 降血糖

可溶性膳食纖維的另一個功效是降低機(jī)體血糖。由于膳食纖維降低食物在體內(nèi)停留時間，特別是碳水化合物，并抑制消化酶活性，這些物質(zhì)未被充分的消化和吸收，使血液中葡萄糖的濃度并未增加，另一方面膳食纖維由于體積較大，其中含有的碳水化合物與腸道的接觸面積降低，影響了胰島素的感受性。大量的研究證實(shí)，可溶性的膳食纖維能有效地降低血糖水平、影響胰島素敏感性、維持體內(nèi)葡萄糖穩(wěn)態(tài)。Post RE等[37]對15項研究進(jìn)行Meta分析發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病患者增加含膳食纖維飲食，能有效地降低血液中空腹血糖和糖化血紅蛋白水平。

葵花籽中的綠原酸具有降低血糖的功效。Andrade-Cetto A等[38]研究顯示，給糖尿病小鼠模型給予定量綠原酸提取物，在3個小時內(nèi)，測得實(shí)驗組小鼠血糖水平與對照組(給予格列本脲提取物)兩者無統(tǒng)計學(xué)差異，說明綠原酸可能影響血糖水平，具有降低血糖功效。

2.5 調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力

亞油酸能有效促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖，也能增強(qiáng)淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的活性。Yamasaki M等[39]研究發(fā)現(xiàn)，共軛亞油酸促進(jìn)CD8+T細(xì)胞的分化增殖，增強(qiáng)細(xì)胞免疫效力，同時影響抗體的分泌，加速免疫系統(tǒng)的炎癥反應(yīng)。

綠原酸也參與人體免疫功能調(diào)節(jié)。馬力等[40]研究結(jié)果指出，通過將大鼠腸道淋巴細(xì)胞與綠原酸共培養(yǎng)后，培養(yǎng)物上清液中γ-干擾素和腫瘤壞死因子-α水平都有顯著地升高，而對照組檢測結(jié)果不顯著。另外，研究學(xué)者也發(fā)現(xiàn)，綠原酸能提高部分抗體分泌水平，激活鈣調(diào)磷酸酶信號通路，加強(qiáng)巨噬細(xì)胞功能[41-42]。

2.6 其他生理功效

綠原酸具有抗凝血、抗病毒、抗紫外、抗輻射和抗白血病等功效，此外，綠原酸也具有一定的消炎作用。綠原酸具有諸多的藥理活性，并具有來源廣、安全系數(shù)高的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥食品等領(lǐng)域。膳食纖維近年來也受到廣泛的關(guān)注，它在預(yù)防癌癥、降低血脂和血糖方面具有顯著作用，被稱為第七大營養(yǎng)素，常應(yīng)用于保健食品中。除此之外，它還具有改善記憶能力和調(diào)節(jié)情緒的功能。維生素和礦物質(zhì)元素都是人體必需的微量元素，它們在人體內(nèi)發(fā)揮多種不同的功效，維生素E除了具有抗氧化活性和提高免疫功能，它還參與生殖器官的成熟和功能等。磷脂具有重要的醫(yī)用價值，它可以作為特定藥物的載體，直接作用于病灶，特別是應(yīng)用于抗癌藥物的研制成為近年研究的熱點(diǎn)。磷脂也被譽(yù)為“腦的食物”和“長壽因子”，卵磷脂提高大腦神經(jīng)元遞質(zhì)濃度，即乙酰膽堿，提高人體記憶力，另外，它能延緩衰老，修復(fù)人體內(nèi)生物膜，改善膜功能，增強(qiáng)細(xì)胞的新陳代謝?？ㄗ阎泻械奈⒘吭匚c人體正常的新陳代謝密切相關(guān)，攝取不同種類微量礦物質(zhì)元素有益于人類健康。

3 結(jié)論與展望

葵花籽中富含多種生物活性成分，它們具有抗氧化、抗腫瘤、降血糖、調(diào)節(jié)血脂和增強(qiáng)機(jī)體免疫力等生理功效。作為天然的膳食營養(yǎng)因子，它們對維持身體健康和預(yù)防各種疾病有重要作用，具有良好醫(yī)用價值和廣闊的開發(fā)前景。我國是葵花籽的種植、生產(chǎn)、加工、消費(fèi)大國，充分利用葵花籽的活性營養(yǎng)成分來生產(chǎn)各種高附加值產(chǎn)品，不僅有效避免資源浪費(fèi)，還能提高經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)葵花籽加工產(chǎn)業(yè)的升級。

當(dāng)前，國內(nèi)外學(xué)者圍繞葵花籽的生物活性成分及其生理功能展開了一系列研究，并取得了許多重要成果，但是仍然有許多問題亟待解決。首先，葵花籽的活性成分研究主要集中在亞油酸和綠原酸上，對葵花籽中具有多種生理活性的短肽研究處于起步階段，其化學(xué)特性和生理功能的研究需要進(jìn)一步推進(jìn)和深入。除此之外，葵花籽餅粕中含有大量的可溶性多糖，眾多的研究報道表明，天然植物多糖通常具有多種生物活性，然而目前關(guān)于葵花籽多糖的功能特性的研究十分少見，多糖的分離提純和化學(xué)組成分析鑒定技術(shù)有待進(jìn)一步加強(qiáng)和提高。其次，葵花籽活性成分功能特性研究主要集中在體外抗氧化和抑制癌細(xì)胞增殖方面，其作用機(jī)制和分子機(jī)理的研究尚不明確，仍需要結(jié)合現(xiàn)代分子生物學(xué)檢測及組學(xué)測序技術(shù)深入解析。同時針對抑制癌癥和增強(qiáng)免疫力等重要生理功能亟需積極開展相關(guān)動物實(shí)驗，探究其在體內(nèi)的具體作用效果并解析其調(diào)節(jié)機(jī)制。這些科學(xué)研究的廣泛深入和推進(jìn)勢必為現(xiàn)代葵花籽產(chǎn)業(yè)的升級改造，開發(fā)新型、高效葵花籽保健食品及藥品提供重要的科學(xué)指導(dǎo)和理論依據(jù)。◇

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(責(zé)任編輯 李婷婷)

Research Progress on Bioactive Components and Physiological Functions of Sunflower Seeds

HU Chao，YANG Chen，HUANG Feng-hong
(Oil Crops Research Institute of Chinese Academy of Agriculture Sciences/Hubei Key Laboratory of Lipid Chemistry and Nutrition，Wuhan 430062，China)

The sunflower is an important oil crop in China.The bioactive compounds of sunflower and their physiological functions were summarized，which would provide theoretical basis and scientific direction for utilizating sunflower seeds more sufficiently and also for development of health-care food or medicine based from sunflower seeds.

sunflower seed；bioactivity compound；physiological function

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程(項目編號：CAAS-ASTIP-2013-OCRI)；國家公益性科研院所專項資金項目(項目編號：1610172017009)。

胡超(1989— )，女，碩士，研究方向：天然產(chǎn)物活性。

*共同通信作者：楊陳(1987— )，女，博士，助理研究員，研究方向：植物活性成分功能；黃鳳洪(1964— )，男，博士，研究員，研究方向：植物油脂與蛋白。