火棘的研究進(jìn)展

乃戈日優(yōu)，李佩華,彭正松,李水琴,彭 容,趙 歡

(1.四川省普格縣教育體育和科學(xué)技術(shù)局，四川 普格 615000；2.西昌學(xué)院農(nóng)學(xué)院，四川 西昌 615013；3.西華師范大學(xué)生命科學(xué)院，四川 南充 637009)

火棘Pyracanthafortuneana(Maxim.)Li別名火把果、紅子、救兵糧、救命糧等，是薔薇科Rosaceae蘋果亞科Maloideae火棘屬PyracanthaRoem常綠野生灌木[1]。火棘藥食兼用，同時(shí)也極具園林觀賞價(jià)值，具有廣泛的發(fā)展前景。本綜述擬對(duì)火棘的生物學(xué)特征、藥理作用、景觀價(jià)值及產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用等方面研究成果進(jìn)行綜述，旨在為火棘的遺傳資源保護(hù)、評(píng)價(jià)和利用提供依據(jù)。

1 資源分布

根據(jù)《中國(guó)植物志》記載，火棘屬共10種，模式種為歐亞火棘，在我國(guó)主要分布有7種，包括：火棘、窄葉火棘、全緣火棘、細(xì)圓齒火棘、密花火棘、瀾滄火棘和臺(tái)灣火棘[3]。其中，火棘在我國(guó)主要分布于東南、西南和西北部，包括陜西、河南、江蘇、浙江、福建、湖北、湖南、廣西、貴州、云南、四川、西藏等省。在四川，火棘主要分布在江津、樂山、宜賓、廣元、涼山州等地區(qū)[2]。此外，火棘的垂直分布范圍較大，在海拔200～2800m的丘陵、灌叢草地、山地和河溝旁均有分布，通常與馬桑、青岡等小喬木混合生長(zhǎng)。其中，在500～1500m的生長(zhǎng)最為適宜[3]。

2 化學(xué)成分

火棘整株可用，其中，火棘果的食用歷史在我國(guó)已有1700年的歷史。研究表明，火棘果中含有原花青素葡萄糖苷、黃酮類、酚類、鞣酸類、萜類、生物堿類化合物等多種有效成分，同時(shí)，火棘果實(shí)中含有多種營(yíng)養(yǎng)成分，其中包括多種維生素，如維生素B1、維生素B2、維生素C、維生素E、維生素B6等；18種氨基酸，其中有8種是人體內(nèi)的必需氨基酸；還含有多種微量元素、脂肪酸、蛋白質(zhì)、胡蘿卜素、膳食纖維、淀粉、多糖和果膠等[4]。此外，火棘花揮發(fā)油中富含醇、醛、酸、酚、烷烴、萜類及其含氧衍生物等多種活性成分，以萜類及其含氧衍生物、烷烴、醛為主；而葉中揮發(fā)油以植物醇、二環(huán)倍半水芹烯、β-桉葉醇、1,2,3,4,4a,7-六氫-1,6-二甲基-4-萘和表圓線藻烯等為主[5]。

3 藥理作用

3.1 抗氧化作用

研究表明，火棘果提取物對(duì)DPPH自由基、ABTS陽離子自由基具有較強(qiáng)的清除作用。王曉靜等[6]提取了火棘果中黃酮提取物，并研究其對(duì)羥基自由基、超氧陰離子自由基的清除及對(duì)Fe3+的還原效果，結(jié)果表明，火棘果黃酮提取物能有效抑制油脂氧化，能很好地清除羥基自由基和超氧陰離子自由基，有較強(qiáng)的還原Fe3+的能力，且在一定質(zhì)量濃度范圍內(nèi)呈現(xiàn)劑量正相關(guān)效應(yīng)。

3.2 抗腫瘤

Yao等[7]研究表明，火棘多糖提取物誘導(dǎo)卵巢癌Skov3細(xì)胞細(xì)胞凋亡，使Skov3細(xì)胞的活性氧水平升高、線粒體膜電位減少、DNA損傷，從而明顯抑制Skov3細(xì)胞的生長(zhǎng)；此外，火棘多糖還可引起腫瘤細(xì)胞自噬性死亡。Yuan等[8]研究表明，火棘中含Se多糖可以抑制人乳腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，其主要通過抑制β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路，從而抑制腫瘤細(xì)胞增殖、細(xì)胞遷移、侵襲及引起腫瘤細(xì)胞自噬性死亡。

3.3 其他作用

Wei等[9]結(jié)合了13C核磁共振、高效液相色譜和高分辨質(zhì)譜等方法對(duì)火棘果中原花青素的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，該類化合物主要由A型和B型原花青素連接組成，并與原花青素糖苷共存。同時(shí)，火棘原花青素對(duì)α-葡萄糖苷酶具有較好的抑制作用，主要抑制機(jī)制可能是由于原花青素的插入，改變了酶活性位點(diǎn)的催化結(jié)構(gòu)，從而降低了其與底物結(jié)合親和力。Yuan等[10]研究表明，火棘果多糖可提高小鼠肝中SOD酶、谷胱甘肽過氧化物酶等活性及谷胱甘肽表達(dá)水平，同時(shí)降低脂過氧化物如硫代巴比妥酸反應(yīng)產(chǎn)物和H2O2等的表達(dá)水平，故可發(fā)展成為一種新的預(yù)防肝臟疾病的保健食品。Xu等[11]研究表明，火棘果提取物可降低高濃度乳果糖/甘露醇比值、D-xylose排泄率、glut2基因表達(dá)和抑制消化酶活性，及增強(qiáng)高脂肪飼養(yǎng)大鼠中連接緊密蛋白和mRNA表達(dá)水平；同時(shí)通過促進(jìn)腸道屏障完整性相關(guān)的細(xì)菌群體，如放線菌、擬桿菌科、棒狀桿菌科、乳桿菌科等的增殖，使高脂肪飼養(yǎng)大鼠中梭狀芽胞桿菌、示波螺菌和屈肌螺菌等菌群得以恢復(fù)，從而改善高血糖和腸道菌群失調(diào)引起的大鼠腸道屏障功能障礙，有效防止肥胖。

4 景觀價(jià)值

火棘是一種喜光植物，對(duì)土壤的適應(yīng)性較強(qiáng)，萌芽率強(qiáng)，以野生為主，常見于丘陵山地、溝渠、道路旁多。研究表明，疏松肥沃、土壤層深厚、排水良好且富含Ca、Mg、K等元素的酸性土上火棘生長(zhǎng)得較好[12]。在初夏時(shí)，火棘白花繁盛，枝繁葉茂，秋季時(shí)墨綠色的葉子中會(huì)夾雜著紅果累累，色彩豐富，花期和掛果時(shí)期長(zhǎng)，且火棘的莖桿粗壯且呈深色，分枝曲折多姿，易于修剪，可以剪扎結(jié)合或者垂枝，設(shè)計(jì)成不同新穎別致的造型或布置。因此，火棘是園林配置中最常見的觀賞樹種之一，具有很高的觀賞價(jià)值。其在現(xiàn)代園林中的應(yīng)用方式包括：盆景制作、綠籬、景區(qū)或庭植觀賞、街道綠化、水土保持、藝術(shù)插花等。

5 產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用

我國(guó)火棘資源豐富，易于采集，且果實(shí)中富含多種活性物質(zhì)，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。目前，火棘果已被衛(wèi)生部列入作為食品新資源食用的果品，加工產(chǎn)品主要有火棘籽油、火棘色素、火棘果膠、火棘果酒、火棘果醋和復(fù)合保健飲料等。時(shí)偉等[13]采用響應(yīng)面法優(yōu)化野生火棘果保健果酒發(fā)酵工藝，其最佳發(fā)酵條件為酵母菌株T6-1和酵母菌株Y2-1的接種體積比為1∶4，接種量9%，初始pH值5.5，22℃發(fā)酵8d，酒色鮮艷、酒香濃郁、酒感醇厚、整體飽滿協(xié)調(diào)。李盡哲等[14]以火棘果和靈芝為原料,單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用Box-Behnken中心組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和響應(yīng)面分析方法，通過色澤、香氣、滋味3項(xiàng)感官指標(biāo)分析，優(yōu)化了靈芝火棘復(fù)合保健飲料的最佳配方。同時(shí)，該課題組還進(jìn)一步研究了靈芝火棘飲料對(duì)果蠅生長(zhǎng)發(fā)育和抗氧化性能的影響，結(jié)果表明，靈芝火棘飲料能夠使果蠅的延壽率、成蠅率和SOD活性均提高，而使果蠅細(xì)胞內(nèi)MDA含量降低。

6 展望

綜上所述，火棘在化學(xué)成分、藥理作用及臨床應(yīng)用等方面取得較大成功，但仍然存在研究起步晚，技術(shù)手段相對(duì)落后，開發(fā)應(yīng)用不足，藥理等分子機(jī)制層面的研究不夠深入等問題。基于火棘的研究現(xiàn)狀與發(fā)展中存在的問題，故提出幾點(diǎn)發(fā)展建議：

6.1 優(yōu)化火棘資源有效成分的提取及純化工藝

目前國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)火棘有效成分的提取進(jìn)行了一定的研究，當(dāng)前提取工藝主要采用溶劑法、微波輔助或超聲破碎等常見方法，基本為實(shí)驗(yàn)室研究，產(chǎn)量較少，難以滿足工業(yè)化生產(chǎn)。故火棘有效成分的提取及純化等方面應(yīng)嘗試采用一些現(xiàn)代提取技術(shù)及儀器設(shè)備，提高效率以滿足規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和臨床應(yīng)用。此外，有關(guān)火棘化學(xué)成分的研究不夠全面，需進(jìn)一步深入研究火棘的化學(xué)成分，爭(zhēng)取發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)新穎、高效特異的活性先導(dǎo)化合物，研究其潛在價(jià)值。

6.2 藥理機(jī)制方面的研究亟待加強(qiáng)

火棘中多部位具有明顯的藥理活性，在抗氧化美白及抗腫瘤方面具有較好的開發(fā)前景和應(yīng)用價(jià)值。但目前以火棘藥效評(píng)價(jià)方面的研究居多，藥理機(jī)制研究不足，尤其對(duì)活性化合物的作用靶點(diǎn)及其作用機(jī)制所知甚少。下一步工作需要用新的研究技術(shù)手段，從基因、細(xì)胞、蛋白等水平上探索其活性成分和作用機(jī)理，以便為開發(fā)火棘的臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。

6.3 加大火棘資源的開發(fā)力度

我國(guó)火棘野生資源豐富，具有良好的開發(fā)前景，在景觀、藥用、食用保健等方面應(yīng)值得進(jìn)一步推廣。但目前，火棘綜合開發(fā)利用方面不足，主要體現(xiàn)為：在園林景觀方面，火棘作為觀賞性極高的園林植物，至今尚未進(jìn)入流通領(lǐng)域；在藥用方面，有關(guān)火棘的藥理機(jī)理尚不清楚，目前也少有藥物上市；在食品保健方面，有關(guān)火棘的加工產(chǎn)品處于研制階段，均未能形成規(guī)?；I(yè)產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)。故下一步工作，需加速對(duì)火棘資源的開發(fā)利用，使其盡快進(jìn)入市場(chǎng)，。

6.4 建立合理的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

雖然我國(guó)火棘資源豐富，其分布主要居于山地、丘陵等局部地區(qū)，故有必要對(duì)優(yōu)勢(shì)火棘品種進(jìn)行人工栽培種植，方便開發(fā)利用。此外，有關(guān)火棘的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)尚未見報(bào)道，故亟待采用現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)火棘種質(zhì)資源搜集鑒定、新品種選育、合理生態(tài)布局及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)綜合配套栽培技術(shù)和科學(xué)采收加工等方面的研究，并建立合理的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)現(xiàn)火棘資源保護(hù)、可持續(xù)利用及生態(tài)效應(yīng)等方面提供理論依據(jù)。