藥食兩用中藥-芡實(shí)的研究進(jìn)展

林紅強(qiáng)，王涵，譚靜，吳福林，劉金平，李平亞，董慶海

（吉林大學(xué)藥學(xué)院天然藥物研究中心，長(zhǎng)春 130021）

傳統(tǒng)中藥芡實(shí)為睡蓮科（Nymphaeaceae）水生草本植物芡（Euryaleferox Salisb.）的干燥成熟種仁[1]，又名雞頭米、雞頭子等。始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，列為上品，性味甘平，具補(bǔ)脾、止瀉、除濕、益腎固精之功效，素有“水中桂圓”的稱號(hào)。芡實(shí)含有多種化學(xué)成分，包括營(yíng)養(yǎng)成分以及黃酮類、甾醇類、多酚類等功效成分。現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，芡實(shí)具有抗氧化、延緩衰老、降血糖、改善心肌缺血等藥理作用，臨床上對(duì)多種腎臟疾病以及慢性腸炎、遺精、中風(fēng)后遺癥等癥狀均具有較好的療效，且作為食品被廣泛食用。本文綜述了芡實(shí)的化學(xué)成分、藥理活性、臨床應(yīng)用以及食品開發(fā)的研究進(jìn)展，旨在為其深入研究和開發(fā)利用提供參考。

1 分類

芡為睡蓮科芡屬唯一的物種，根據(jù)果實(shí)是否有刺，分為有刺種北芡和無(wú)刺種南芡2個(gè)變種。芡分布在我國(guó)南北各省的湖塘、沼澤等地區(qū)。北芡多為野生，其適應(yīng)性強(qiáng)于南芡。

南芡別名蘇芡，是芡的栽培變種，常見花色有紫花、白花、紅花，地上部光滑無(wú)刺（除葉背外），植株個(gè)體較大，成齡葉直徑為1.0～1.5 m，最大可達(dá)2.5 m，種子較小，近圓形，粳性，外種皮薄，品質(zhì)中等，主產(chǎn)于湖南省、廣東省、皖南及蘇南一帶，常用作食品并出口。

北芡別名刺芡、野芡，是芡野生或栽培的品種，常見花色有紫花、白花，地上部全身密生刺，植株個(gè)體較小，成齡葉直徑為0.7～0.8m，最大可達(dá)2m，種子較大，近圓形，糯性，外種皮較厚，品質(zhì)優(yōu)，主產(chǎn)于山東省、皖北及蘇北一帶，常用于藥用[2]。

2 化學(xué)成分

2.1 營(yíng)養(yǎng)成分

2.1.1 碳水化合物 碳水化合物是芡實(shí)中最主要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其中淀粉所占比重最大（≥70%），其含量隨成熟過(guò)程呈不斷上升趨勢(shì)[3]；還原性糖類含量隨種子的成熟逐漸降低[4]。此外，可溶性成分在體內(nèi)可被吸收利用，故可作為機(jī)體所需能量和膳食纖維較理想的來(lái)源。

2.1.2 礦質(zhì)元素 礦質(zhì)元素對(duì)調(diào)節(jié)機(jī)體代謝和生長(zhǎng)發(fā)育具有重要作用。丁利君等[5]對(duì)潮州芡實(shí)中的K、Na、Ca、Mg、Cu、Zn、Mn、Fe、Ni、Pb、Cd 等元素進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表明，有害元素Pb、Cd的含量較低，其余必需元素含量較高；另報(bào)道了20個(gè)產(chǎn)地芡實(shí)中26種無(wú)機(jī)元素的含量，發(fā)現(xiàn)均富含Na、Mg、P、K和Ca等常量元素以及Mn、Fe、Zn和Al等微量元素，重金屬及有害元素含量均符合中國(guó)藥典的限量標(biāo)準(zhǔn)[6]。

2.1.3 蛋白質(zhì) 芡實(shí)中含有豐富的醇溶蛋白、清蛋白、谷蛋白和球蛋白等蛋白質(zhì)[7]，粗蛋白含量可達(dá)9.72%；芡實(shí)蛋白中氨基酸種類較多，且含量遠(yuǎn)高于必需氨基酸標(biāo)準(zhǔn)含量[8-9]，提示芡實(shí)是一優(yōu)質(zhì)的膳食蛋白來(lái)源。北芡成熟種仁中蛋白質(zhì)含量以及必需氨基酸、甜味和鮮味氨基酸含量均高于南芡成熟種仁[10-11]，說(shuō)明北芡在營(yíng)養(yǎng)和口感上均更優(yōu)質(zhì)。

近年來(lái)，芡實(shí)中蛋白質(zhì)成分的提取方法研究也取得了較多成果。李湘利等[12]采用微波輔助堿溶酸沉法提取蛋白質(zhì)，得到最佳提取條件：提取溫度40℃、pH 11.5、微波功率400 W、提取時(shí)間10 min，在此條件下提取率可達(dá)61.45%。該研究將有助于對(duì)芡實(shí)蛋白質(zhì)理化性質(zhì)和功能性質(zhì)方面的研究。

2.1.4 其他營(yíng)養(yǎng)成分 芡實(shí)富含維生素，其中VC含量與辣椒、芫荽等蔬菜中的含量相當(dāng)；VE的含量也較為豐富，且-生育酚＞ +-生育酚＞ -生育酚[13]，為芡實(shí)的臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)；此外，芡實(shí)中亞麻酸與亞油酸總含量＞60%[14]，為其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值研究提供了科學(xué)依據(jù)。

2.2 功效成分

2.2.1 甾醇類化合物 Zha等[15]從芡實(shí)中分離并鑒定了葡糖基甾醇類化合物：24-甲基膽甾-5-烯基-3-O-吡喃葡糖苷（1）、24-乙基膽甾-5-烯基-3-O-吡喃葡糖苷（2）和24-乙基膽甾-5,22E-二烯基-3-O-吡喃葡糖苷（3），推測(cè)該類成分可能是活性物質(zhì)；此外，還分離得到木脂素苷異落葉松樹脂醇-9-O--D-吡喃葡萄糖苷（4）[10]。各化合物結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 芡實(shí)中甾醇類化合物1～4的結(jié)構(gòu)Fig.1 The structures of sterols 1-4 from E.ferox seeds

2.2.2 黃酮類化合物 黃酮類化合物為主要功效成分。紫花蘇芡、刺芡的黃酮含量分別為1.86和1.74mg/g[16]。Song 等[17]從芡實(shí)中分離得到 5,7,4′-三羥基-二氫黃酮（5）。李美紅等[18]分離出 5,7,3,4,5′-五羥基二氫黃酮（6）。各化合物結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 芡實(shí)中黃酮類化合物5、6的結(jié)構(gòu)Fig.2 The structures of flavonoids from E.ferox seeds

2.2.3 環(huán)肽類化合物 該類化合物在體內(nèi)有較高的生物利用度[19]。從芡實(shí)中分離并鑒定的環(huán)二肽化合物主要為環(huán)（苯丙-絲）（7）、環(huán)（丙-脯）（8）、環(huán)（苯丙-丙）（9）、環(huán)（脯-絲）（10）[2,18]。各化合物結(jié)構(gòu)見圖 3。

圖3 芡實(shí)中環(huán)肽類化合物7～10的結(jié)構(gòu)Fig.3 The structures of cyclic peptide compounds 7-10 from E.ferox seeds

2.2.4 倍半新木脂素類化合物 由苯丙烯或烯丙苯氧化聚合形成的三聚體新木脂素類化合物即為倍半新木脂素[20]。Song等[17]從芡實(shí)中分離得到3種該類型化合物，命名為芡實(shí)素euryalins A-C（11～13）。各化合物結(jié)構(gòu)見圖4。

圖4 芡實(shí)中倍半新木脂素類化合物11～13的結(jié)構(gòu)Fig.4 The structures of sesquineolignan compounds 11-13 from E.ferox seeds

2.2.5 腦苷脂類化合物 腦苷脂類化合物為內(nèi)源性生物活性物質(zhì)，廣泛存在于植物、動(dòng)物及海洋生物等組織細(xì)胞膜中，含量低但生物活性多樣[21]。趙守訓(xùn)等[22]從芡實(shí)中分離出N--羥基-順-十八烯酰神經(jīng)鞘氨醇的1-O--吡喃糖苷及其反式異構(gòu)物（14～15）。Row等[23]從芡實(shí)中分離鑒定了2個(gè)新型腦苷脂類化合物：[(2S,3R,4E,8E,2'R)]-1-O-(-glucopyranosyl)-N-(2'-hydroxydocosanoyl)-4,8-sphinga-dienine)（16）和[(2S,3R,4E,8E,2'R)]-1-O-(-glucopyranosyl)-N-(2'-hydroxytetracosanoyl)-4,8-sphingadienine]（17）。各化合物結(jié)構(gòu)見圖5。

圖5 芡實(shí)中腦苷脂類化合物14～17的結(jié)構(gòu)Fig.5 The structures of cerebroside compounds 14-17 from E.ferox seeds

2.2.6 酚類化合物 采用高效液相色譜法從芡實(shí)中鑒定出焦性沒(méi)食子酸（18）、沒(méi)食子酸（19）、綠原酸（20）等酚類成分，推測(cè)含量較高的化合物18和19可能是主要活性成分；芡實(shí)殼中的酚類化合物主要包括沒(méi)食子酸、綠原酸、表兒茶素（21）和蘆?。?2）等成分且含量較高，具有較好的抗氧化活性[24-25]。各化合物結(jié)構(gòu)見圖6。

圖6 芡實(shí)中酚類化合物18～22的結(jié)構(gòu)Fig.6 The structures of phenol compounds 18-22 from E.ferox seeds

2.2.7 其他 芡實(shí)中的生育酚類化合物，一種為苯并二氫吡喃型二聚體，命名為ferotocodimer A（23）；另一種為螺型三聚體，命名為ferotocotrimer E（24）[26]。此外，還含有酰胺類、酯類等化合物[27-28]。各化合物結(jié)構(gòu)見圖7。

圖7 芡實(shí)中其他類化合物23、24的結(jié)構(gòu)Fig.7 The structures of other compounds 23、24 from E.ferox seeds

3 藥理活性

3.1 降血糖

Wu等[29]利用四氧嘧啶誘導(dǎo)的高血糖小鼠探究了芡實(shí)多糖的降糖作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，多糖成分可逆轉(zhuǎn)模型小鼠體重減輕的癥狀，改善口服葡萄糖耐量，增加肝糖原含量和葡萄糖激酶（GCK）活性，調(diào)節(jié)肝臟中GCK的mRNA表達(dá)，并通過(guò)提高血清胰島素水平來(lái)降低血糖；另外，芡實(shí)中的三萜類物質(zhì)對(duì)胰島素抵抗型糖尿病具有較好的治療效果[30]。

此外，芡實(shí)中的2-羥基樺木酸-3-辛酸鹽以及乙醇提取物均可控制鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病大鼠血糖，具有一定的保護(hù)胰腺、肝臟作用和抗氧化活性[31-32]。提示芡實(shí)可成為功能性食品或天然降血糖補(bǔ)充藥物的潛在來(lái)源。

3.2 抗氧化

芡實(shí)殼乙醇提取物（EFSS）中的酚類化合物同樣具有強(qiáng)抗氧化性、高自由基清除能力以及抑制脂質(zhì)過(guò)氧化作用；可抑制pH升高并降低香腸產(chǎn)品在儲(chǔ)存過(guò)程中脂質(zhì)氧化的程度[24]。因此，EFSS也可作為天然抗氧化劑。

3.3 抗疲勞

芡實(shí)多糖能顯著提高小鼠負(fù)重游泳時(shí)間，改善機(jī)體代謝情況，加速肝糖原分解，增加能量供應(yīng)[35]。Wu等[36]研究發(fā)現(xiàn)，芡實(shí)酚醛提取物同樣可以明顯延長(zhǎng)小鼠平均游泳時(shí)間。上述結(jié)果表明，芡實(shí)可能成為抗疲勞原料的來(lái)源。

3.4 抗神經(jīng)細(xì)胞毒性

氧化應(yīng)激與神經(jīng)變形性疾病如阿爾茨海默病、帕金森氏病等密切相關(guān)。Mi等[37]研究發(fā)現(xiàn)，芡實(shí)己烷部分對(duì)由谷氨酸刺激的N18-RE-105神經(jīng)細(xì)胞具有保護(hù)作用。芡實(shí)提取物可能成為神經(jīng)元疾病潛在的化學(xué)治療劑。

3.5 抗心肌缺血

芡實(shí)可降低大鼠心肌缺血再灌注損傷程度，改善缺血后心室功能，減小心肌梗塞面積，具有心臟保護(hù)作用，可能與調(diào)節(jié)清除活性氧（ROS）、硫氧還蛋白-1（Trx-1）及其相關(guān)蛋白-32(TRP32)的表達(dá)有關(guān)[38]?？寡趸⒔笛堑人幚碜饔靡灿兄谌毖募〉膹椥曰謴?fù)，起到一定的保護(hù)作用。

3.6 其他

芡實(shí)對(duì)糖尿病腎?。―N）的作用機(jī)制研究一直備受關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，芡實(shí)可能是通過(guò)調(diào)節(jié)DN大鼠腎臟MMP-9及TIMP-1的表達(dá)、減少細(xì)胞外基質(zhì)積聚而實(shí)現(xiàn)對(duì)腎功能的保護(hù)和延緩病程發(fā)展的作用[39]。Baek等[40]研究發(fā)現(xiàn)，芡實(shí)提取物可通過(guò)增加體內(nèi)酪氨酸酶的溶酶體活性抑制黑色素的生成，且呈劑量依賴性，提示該提取物可能成為新型的皮膚美白劑。此外，芡實(shí)多糖對(duì)枯草桿菌、釀酒酵母、大腸桿菌和金黃色葡萄球菌等具有抑制作用[41]，為芡實(shí)多糖在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論支持。

4 臨床應(yīng)用

臨床上常將芡實(shí)作為主藥或者中藥合劑，用于治療腎炎蛋白尿、慢性腎炎、原發(fā)腎病綜合征、慢性腎功能不全等腎臟疾病以及乳糜血尿、慢性腸炎、遺精、中風(fēng)后遺癥、早期糖尿病腎病等癥[42-44]。臨床上芡實(shí)的治療效果與藥理功效相一致，但對(duì)其作用機(jī)制研究尚不完善[45]，有待深入研究。

5 食品開發(fā)

“藥、食同源”即“醫(yī)、食同源，藥、食同根”。芡實(shí)被列入“既是食品又是藥品的物品名單”[46-47]，且在民間自古就有通過(guò)煮食芡實(shí)粥以補(bǔ)脾固腎的習(xí)俗。

郭玲玲等[48]綜述了2017年以前以芡實(shí)為原料的食品開發(fā)研究現(xiàn)狀，主要包括糧油制品、乳制品、飲品以及芡實(shí)香腸、罐頭和八寶粥等[49-50]，其中，糧油制品包括粉條、茯苓芡實(shí)糕、蛋卷、餅干、非油炸方便面、酒釀月餅、藥粥、麥片等，將芡實(shí)淀粉糊化后用粉皮制作機(jī)切絲機(jī)切成粉條，低溫烘干即得粉條；糯米粉、芡實(shí)粉，用白糖水糊化后成團(tuán)、成形、切糕、烘干、脫水制成茯苓芡實(shí)糕；將芡實(shí)粉、面粉、棕櫚油等攪勻，用蛋卷生產(chǎn)機(jī)生產(chǎn)成蛋卷；以芡實(shí)粉、山藥粉、核桃仁、花生油等為原料，每100 g餅干添加芡實(shí)粉25～30 g制成餅干；將芡實(shí)粉與其他輔料和勻后，照方便面制作程序進(jìn)行包裝制成非油炸方便面；以芡實(shí)、面粉、釀酒為原料，與輔料充分混合制得月餅餡以生產(chǎn)月餅；藥粥由生姜、芡實(shí)粗粉、薏米、大米、山藥、鹽等熬制而成；將芡實(shí)超微粉碎后與燕麥粉、玉米粉、麥芽糖等經(jīng)麥片制作工藝制作成麥片。乳制品包括奶粉和酸奶，芡實(shí)粗粉經(jīng)溫水浸泡、上籠隔水蒸后，加水磨漿、過(guò)篩，與核桃粉等混合、均質(zhì)、噴霧干燥后制成奶粉；芡實(shí)漿與奶液混合，加糖量5.8%，接種量3.4%，發(fā)酵時(shí)間8.5 h，制成酸奶。飲品包括芡實(shí)飲料、果醋、保健茶、牛肉蓮子芡實(shí)湯，芡實(shí)粉經(jīng)糊化、酶解、加熱、壓濾、殺菌工藝等制成芡實(shí)飲料；成熟芡實(shí)打漿，加入細(xì)砂糖后進(jìn)行乙醇發(fā)酵、醋酸發(fā)酵、均質(zhì)、再殺菌、罐裝、滅菌后制成果醋；將芡實(shí)、益智仁、菟絲子、韭菜子、金櫻子烘干粉碎后，配以菊花粉制成保健茶；牛肉蓮子芡實(shí)湯是以牛肉、黑豆、豬膀胱、蓮子、芡實(shí)和黑棗為原料熬制而成。此外，將芡實(shí)打漿添加到肉餡中制成芡實(shí)香腸；將新鮮芡實(shí)經(jīng)護(hù)色和預(yù)煮處理后，配以湯汁，灌裝、殺菌制成芡實(shí)罐頭；以芡實(shí)、銀耳、糯米為主料，并輔以紅豆、花生、薏仁、蕓豆、蓮子加工熬煮制成八寶粥。芡實(shí)食品不僅口味獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)豐富，而且具有多重功效，是祛病強(qiáng)身的佳品。

芡實(shí)食品開發(fā)工藝不斷更新和發(fā)展，具有良好的市場(chǎng)前景，但目前，關(guān)于芡實(shí)品質(zhì)特性與食品質(zhì)量、功效的相關(guān)研究很少，故今后應(yīng)加強(qiáng)探究芡實(shí)性質(zhì)與功能存在何種關(guān)系的相關(guān)研究，為芡實(shí)的深入開發(fā)和研究提供理論依據(jù)。

6 小結(jié)與展望

作為“藥、食兩用”的中藥材，芡實(shí)含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和功效成分，具有多種藥理活性和良好的保健功能，被開發(fā)成各種產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于臨床和市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)、外對(duì)芡實(shí)的研究有限，對(duì)芡實(shí)中化學(xué)成分、藥理活性以及作用機(jī)制尚缺乏深入系統(tǒng)地研究，且其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)控制仍需提高,進(jìn)而有必要對(duì)芡實(shí)進(jìn)行更加深入系統(tǒng)的研究，如建立芡實(shí)的指紋圖譜；鑒定找出其標(biāo)志性成分，確保芡實(shí)的質(zhì)量；探究芡實(shí)發(fā)揮藥效的物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)其入血成分、代謝產(chǎn)物等進(jìn)行探索，從而闡明其化學(xué)成分及生物活性間的關(guān)系，使其更加有效地用于臨床。故在今后的研究中應(yīng)采用現(xiàn)代研究手段和技術(shù)，進(jìn)一步精準(zhǔn)辨識(shí)其功效成分、擴(kuò)大其藥用范圍、明確其作用機(jī)制，以進(jìn)一步提高芡實(shí)的藥用和食用價(jià)值，促進(jìn)其在食品和醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。