棗果功效成分環(huán)核苷酸的研究進(jìn)展

楊 春，張 玲，張江寧，丁衛(wèi)英，韓基明

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，山西太原 030031）

紅棗為鼠李科 （Rhamnaceae） 棗屬 （Ziziphus MIl）l植物的果實(shí)，含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，也是常用的中藥材，因此紅棗有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值。棗果主要活性成分包括皂苷類、生物堿類、黃酮類、環(huán)腺苷酸和環(huán)鳥(niǎo)苷酸等[1]。環(huán)核苷酸及其衍生物在生物體內(nèi)有10多種，紅棗中的環(huán)核苷酸種類僅有環(huán)磷酸腺苷（cAMP） 和環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷（cGMP） 2種，cAMP是棗果中特色最為突出的重要生物活性物質(zhì)之一[2-3]。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，大棗中cAMP含量在高等植物中是最高的，達(dá)到500 nmol/（g·fw），是一般動(dòng)植物中環(huán)核苷酸含量的數(shù)千甚至數(shù)萬(wàn)倍[4-5]，故具有很大的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。

1 環(huán)核苷酸概述

環(huán)核苷酸是人體內(nèi)重要的第二信使，具有增強(qiáng)免疫、改善肝功能、治療冠心病與心肌梗塞等多種生理及病理作用[6-8]。環(huán)磷酸腺苷（簡(jiǎn)稱cAMP）和環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷（簡(jiǎn)稱cGMP）是環(huán)核苷酸及其衍生物中具有重要生物活性的2種物質(zhì)。cAMP和cGMP是同分異構(gòu)體，屬于環(huán)狀核苷酸，由核糖、腺嘌呤和磷酸組成（結(jié)構(gòu)式如下），為兩性電介質(zhì)，可溶于水，性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸熱[9]。三磷酸腺苷（ATP） 在腺苷環(huán)化酶（AC） 催化下生成cAMP。cAMP可以使蛋白酶磷酸化從而使之活化，進(jìn)一步起到調(diào)節(jié)代謝的作用。鳥(niǎo)苷三磷酸（GDP） 在鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶（GC） 催化下生成cGMP，它只在少數(shù)類型細(xì)胞中起特殊的第二信使作用。

2 棗果中環(huán)核苷酸的動(dòng)態(tài)變化提取以及檢測(cè)技術(shù)的研究

Cyong J C等人[10]在1980年首次發(fā)現(xiàn)大棗中含有環(huán)磷酸腺苷。棗中所含環(huán)核苷酸因棗的品種和地域 不同其含量有所差異。高婭等人[11]測(cè)定了15個(gè)不同品種、不同產(chǎn)地紅棗（烘干樣）中環(huán)磷酸腺苷（11.36～285.44 μg/g） 和環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷 （0.58～56.63 μg/g）的含量均存在顯著性差異，阿克蘇駿棗中環(huán)磷酸腺苷含量最高、和田駿棗中環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷含量最高。王向紅等人[12]對(duì)10余種棗品中的cAMP和cGMP含量測(cè)定發(fā)現(xiàn)，駿棗中cAMP的含量明顯高于其他棗品種中的含量，與高婭等人的研究結(jié)果一致，其他棗品種的含量為0.63～3.44μg/g。另外，新疆品種中cGMP含量明顯高于其他幾個(gè)省區(qū)，和田駿棗中cGMP的含量最高，可達(dá)到56.63μg/g。蘇豫梅等人[13]也對(duì)新疆阿克蘇灰棗和駿棗中cAMP的含量進(jìn)行了測(cè)定，其含量分別為170μg/g與260μg/g，與高婭和王向紅等人的測(cè)定結(jié)果有所差異，這可能是因?yàn)椴蓸拥臅r(shí)間和地點(diǎn)，以及提取方法不同而造成。茍茜等人[14]研究發(fā)現(xiàn)靈武長(zhǎng)棗在成熟過(guò)程中，棗果中環(huán)磷酸腺苷含量顯著上升，其不同成熟度（白綠、微紅、大半紅、全紅）含量為2.30～22.20μg/g，存在顯著性差異，而環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷含量沒(méi)有顯著性變化，不同成熟度含量為21.90～31.30μg/g。此試驗(yàn)結(jié)果與Guo S等人[15]對(duì)棗中核苷和核酸堿基的研究結(jié)果不一致，也可能是采樣地點(diǎn)和品種之間的差異造成。趙愛(ài)玲等人[16]以26個(gè)棗優(yōu)良品種為試材，采集白熟、脆熟和完熟期的葉片、吊梗和果實(shí)的果皮、果肉4個(gè)器官的樣品，采用HPLC法測(cè)定分析了cAMP和cGMP的含量。結(jié)果表明，不同器官的cAMP和cGMP含量均以果皮中最高，果肉、葉片其次，吊梗中最低。且不同發(fā)育時(shí)期的cAMP和cGMP含量均以完熟期最高、白熟期最低。王歡等人[17]將干駿棗置于密封的PE袋內(nèi)，充入自然空氣為對(duì)照組、充入氮?dú)鉃樘幚斫M，研究發(fā)現(xiàn)常溫貯藏過(guò)程中，各處理的cAMP含量呈下降趨勢(shì)，但氮?dú)馓幚斫M的cAMP含量顯著高于對(duì)照組，說(shuō)明充氮處理可較好地保留駿棗干棗中的cAMP成分。

目前紅棗中的cGMP含量與cAMP相比較少，有關(guān)cAMP提取的研究較多。因?yàn)閏AMP有一定的水溶性，大多采用水作為提取溶劑來(lái)提取紅棗中的cAMP。研究中發(fā)現(xiàn)在提取過(guò)程中利用超聲波或微波輔助處理，可以在一定程度上提高紅棗中cAMP得率。關(guān)于棗果中cAMP和cGMP的提取和檢測(cè)等方面的研究，國(guó)內(nèi)外相關(guān)科研者也做了大量的試驗(yàn)。崔志強(qiáng)等人[18]利用微波輔助處理對(duì)冬棗中的cAMP進(jìn)行提取，試驗(yàn)研究的最佳提取工藝為料液比1∶20，浸泡時(shí)間6 h，微波功率200 W，微波處理3 min。張明娟等人[19]采用超聲水浴提取的方法，確定了最佳的提取工藝為料液比1∶25，乙醇體積分?jǐn)?shù)15%，超聲時(shí)間20 min。許牡丹等人[20]利用酶法提取木棗中的cAMP，獲得較高的提取率。另外，吸附樹(shù)脂的應(yīng)用可改善和優(yōu)化紅棗中cAMP的提取，并可獲得高得率的cAMP[21]。K Han-abusa等人[22]將棗粉加入5℃的水中，攪拌1 h后離心去除沉淀，取上清液，再將后連續(xù)上2次Dowex Ix4型甲酸鹽柱，0.05 mol/L甲酸洗脫，洗脫液上氧化鋁柱后，再上1次Dowex Ix4型柱后的液體合并，將合并后的組分凍干、純化。最后可得到純度為97%的cAMP。

cAMP和cGMP的檢測(cè)和測(cè)定，最早檢測(cè)環(huán)核苷酸的方法是Gilman的蛋白結(jié)合檢測(cè)法,此方法是將cAMP用同位素作標(biāo)記，然后與含有環(huán)核苷酸的樣品共同競(jìng)爭(zhēng)特異結(jié)合蛋白，如作為特異結(jié)合蛋白之一的cAMP蛋白激酶[23]。除了蛋白結(jié)合檢測(cè)法之外，研究中還常用到放射免疫檢測(cè)法，此方法的原理是利用抗體與過(guò)量標(biāo)記的抗原相結(jié)合，再通過(guò)檢測(cè)被未標(biāo)記的抗原所取代標(biāo)記的抗原數(shù)量，知道這些具有放射性的抗原數(shù)量就可計(jì)算出其cAMP的含量。質(zhì)譜法和其他生物熒光方法雖然實(shí)際操作較復(fù)雜，但是能夠較好地檢測(cè)到細(xì)胞中cAMP的變化[24]。此外，研究中還有利用酶免疫檢測(cè)法測(cè)定cAMP，這種方法的原理是利用標(biāo)記與未標(biāo)記的抗原來(lái)共同競(jìng)爭(zhēng)多克隆抗體，使其反應(yīng)完全后，將其加入到第二抗體的平板中，而第二抗體已用含有堿性磷酸酶作過(guò)標(biāo)記，通過(guò)計(jì)算酶活力的高低，就可以反映所檢測(cè)樣品中cAMP的濃度[25]。因?yàn)檫@些技術(shù)操作起來(lái)較復(fù)雜耗時(shí)，目前已經(jīng)應(yīng)用的很少了。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道在棗中有關(guān)cAMP和cGMP的檢測(cè)研究中，劉孟軍等人[26]之前也用到蛋白結(jié)合法和放射免疫法。之后，K Hanabusa等人利用薄層色譜法測(cè)定了棗果中的cAMP。目前，高效液相色譜法的應(yīng)用與之前的方法相比可以快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)和分離棗中的cAMP。張巖等人[27]就利用高效液相色譜法對(duì)濃縮棗汁中的cAMP和cGMP進(jìn)行了測(cè)定，其色譜條件為SB-C18型色譜柱（150 mm×2.1 mm，3.5μm），流動(dòng)相：甲醇-0.05 mol/L磷酸二氫鉀（10∶90，V/V），流速1 mL/min，柱溫30℃，檢測(cè)波長(zhǎng)254 nm，進(jìn)樣量20μL。

3 棗果中環(huán)核苷酸的功能活性研究

環(huán)核苷酸，是一種身體能量代謝必需的活性物質(zhì)，對(duì)人體細(xì)胞起著重要的生理調(diào)節(jié)作用[28-30]。臨床研究表明，cAMP可治療心血管疾病、改善心肌缺氧[31]，還可治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病。有研究發(fā)現(xiàn)，cAMP可以修復(fù)大鼠脊髓損傷，誘導(dǎo)其神經(jīng)再生[32]；還有相關(guān)研究表明cAMP可治療肝膽疾病。另外，對(duì)改善記憶功能和抗癌[13]也有一定的治療效果。棗中cAMP的含量豐富而穩(wěn)定，可使冠狀動(dòng)脈擴(kuò)張，從而能增加腦和心臟的供血量，還可降低心肌耗氧量而改善缺血心肌的代謝，故對(duì)心腦血管病有一定的防治作用。此外，cAMP還可調(diào)控細(xì)胞的增殖分化，抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。研究發(fā)現(xiàn)，富含（cAMP） 的棗果水提液可顯著抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，并能使部分癌細(xì)胞恢復(fù)正常。紅棗中的cAMP還具有增強(qiáng)心肌收縮、擴(kuò)張冠狀脈動(dòng)血管、改善心肌營(yíng)養(yǎng)、抑制血小板凝集的作用[33]。王維有等人[34]采用閃式提取法提取脆棗中的cAMP，并對(duì)其體外抗過(guò)敏活性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明大棗中cAMP提取物（純度可達(dá)68.5%）對(duì)透明質(zhì)酸酶抑制率可達(dá)96.2%，顯示出良好的抗過(guò)敏活性。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，科研工作者對(duì)棗中的環(huán)核苷酸進(jìn)行了大量的研究，從不同棗中cAMP的動(dòng)態(tài)變化、含量測(cè)定、提取方法到功能活性。雖然有一些研究成果，但其提取和分離純化的方法還有待改進(jìn)。棗中環(huán)核苷酸的功能作用及其在體內(nèi)的作用機(jī)理還有待深入研究。目前，棗中環(huán)核苷酸的應(yīng)用主要是在醫(yī)藥和食品保健2個(gè)方面。在醫(yī)藥領(lǐng)域，環(huán)核苷酸作為一種機(jī)體能量代謝必需的活性物質(zhì)，在人體內(nèi)有許多復(fù)雜而特殊的生理活性。在食品保健領(lǐng)域，主要是利用棗中環(huán)核苷酸的提取富集以增強(qiáng)人體免疫力，起到改善心血管、抗癌等保健作用。因此，開(kāi)發(fā)利用棗果中環(huán)核苷酸的資源，不僅可以增加棗果的附加值、提高企業(yè)的利潤(rùn)、實(shí)現(xiàn)棗資源的有效利用，還可以給人體提供許多預(yù)防和保健的有效方法。