山楂功能性成分及其開發(fā)利用研究進展

張倩茹，尹 蓉，梁志宏，王賢萍，王俊宇，茹建生，呂英忠

（山西農(nóng)業(yè)大學果樹研究所，果樹種質(zhì)創(chuàng)制與利用山西省重點實驗室，山西太原 030031）

山楂，又名山里果、山里紅，落葉喬木，薔薇科山楂屬。山楂適應(yīng)性極強，既耐高溫又耐嚴寒，在我國山東、陜西、山西等10 多個省均有分布。山楂果可生吃也可加工，炮制后可入藥，是中國特有的藥食同源食品，富含多種營養(yǎng)元素和功能性成分，具有降血脂、降血壓、調(diào)節(jié)心腦血管系統(tǒng)、健脾開胃、活血化痰、抗炎癥、抗癌等作用。綜述了山楂的活性成分及其功能性、開發(fā)利用現(xiàn)狀，旨在為山楂資源的研究及開發(fā)利用提供一定的參考依據(jù)。

1 山楂的活性成分及其功能性

1.1 黃酮類化合物

黃酮類化合物是一類存在于自然界的、具有2-苯基色原酮結(jié)構(gòu)的化合物。到目前為止，已從山楂中分離出60 余種黃酮類化合物，主要包括槲皮素、金絲桃苷、蘆丁、牡荊素、山奈酚、草質(zhì)素等[1-3]。孫協(xié)軍等人[4]采用超聲波輔助提取山楂黃酮，得率可達0.036 3%。黃欣欣[5]采用響應(yīng)面法優(yōu)化提取工藝，大果山楂黃酮類物質(zhì)提取量可達為23.89 mg/g。黃酮類化合物具有多種生物活性及藥用價值，包括降低血管脆性、改善血管的通透性、增加冠脈流量，對冠心病、心絞痛有治療作用，降低血脂和膽固醇、防治高血壓、腦溢血，降血糖、治療糖尿病，此外還可以調(diào)節(jié)內(nèi)分泌失調(diào)、止咳、祛痰、平喘、治療急、慢性肝炎、肝硬化。黃欣欣[5]研究發(fā)現(xiàn)大果山楂黃酮類物質(zhì)對·OH 和DPPH·的清除率最高可達63.93%和86.25%，具有體外結(jié)合膽酸鹽的能力，對高脂血癥小鼠體重和臟器指數(shù)有一定降低作用。張營霞等人[6]發(fā)現(xiàn)山楂黃酮能夠通過抗氧化顯著修復乙醇誘導的BRL-3A 肝細胞的DNA 損傷，具備潛在的肝損傷治療價值，還發(fā)現(xiàn)山楂黃酮可以通過誘導淋巴細胞增殖和淋巴細胞因子IL-6、IL-4 和INF-γ 的分泌，從而提高淋巴細胞亞群CD4～+/ CD8～+比值，對小鼠脾淋巴細胞發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。

1.2 三萜類化合物

三萜類化合物是由數(shù)個異戊二烯去掉羥基后首尾相連構(gòu)成的30 個碳原子的萜類化合物。山楂中的三萜類化合物主要包括山楂酸、熊果酸、齊墩果酸、角鯊烯、及科羅索酸、香樹脂等。呂丹等人[7]以山楂皮為材料，采用正交試驗優(yōu)化三萜類物質(zhì)的提取工藝，提取率可達1.98%。孫協(xié)軍等人[8]采用超聲波輔助提取山楂中齊墩果酸和熊果酸，含量可達2.87 mg/g。三萜類物質(zhì)多見于中草藥中，醫(yī)學上已明確其藥用價值，我國已有28 種抗癌藥物含有三萜類化合物，此外還能調(diào)節(jié)血糖、增強免疫力、降低血脂、抗氧化、保護肝臟等[1，9]。林科等人[10]發(fā)現(xiàn)從山楂中提取的熊果酸能降低小白鼠膽固醇、甘油三酯指數(shù)，對高脂血癥小鼠有一定的降脂作用。溫玲蓉[11]發(fā)現(xiàn)熊果酸通過調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)蛋白表達，從而調(diào)節(jié)細胞周期，抑制癌細胞增殖，誘導癌細胞凋亡，證實了三萜酸類化合物是山楂抑制癌細胞增殖的主要活性成分。

1.3 原花青素

原花青素是由不同數(shù)量的兒茶素或表兒茶素聚合而成的生物類黃酮物質(zhì)。山楂中的原花青素有低聚原花青素也有高聚原青色素。祝波等人[12]采用超聲波- 乙醇法提取山楂中原花青素，提取率可達1.781%。崔同等人[13]采用核磁共振法測定不同批次山楂提取物中原花青素，含量為42.1%和44.2%，平均聚合度為3.0 和3.4。原花青素有極強的抗氧化、防止脂質(zhì)氧化、降低膽固醇能力，有助于維C 的吸收和利用，還可以改善血液循環(huán)、保護視力、消除水腫等。馬蕾等人[14]通過喂食小鼠不同劑量的山楂原花青素提取物與空白組做對照，發(fā)現(xiàn)其具有改善高脂誘導肥胖小鼠血脂和血糖異常的作用，有降低脂肪肝的功效。宓偉等人[15]發(fā)現(xiàn)20～260 mg/L 的山楂原花青素對·OH 清除率顯著高于維C（p＜0.05），還能有效清除體系中的亞硝酸鹽，阻斷亞硝胺的合成，對機體抗衰老、預防腫瘤有積極作用。孫思明等人[16]發(fā)現(xiàn)山楂原花青素可通過影響抗氧化酶活力和細胞凋亡相關(guān)蛋白來抑制SMMC-7721 細胞增殖，促進細胞凋亡。

1.4 色素類物質(zhì)

植物色素大多為花青素類、類胡蘿卜素類、黃酮類化合物，能夠賦予水果蔬菜各種顏色。李建偉[17]采用pH 值示差法測定山楂中花青素含量，最高可達57.34 mg/g。李志英等人[18]采用羥乙基-β- 環(huán)糊精微波協(xié)同提取山楂中花青素，提取量可達3.35 mg/g。呂海英等人[19]采用大孔樹脂純化山楂色素，制取的色素產(chǎn)品外觀呈紫紅色，色價為28.43。山楂中的色素類物質(zhì)可以起到抗氧化、抗炎癥、抗斑點退化、抗病毒等作用。張素敏等人[20]研究發(fā)現(xiàn)，山楂紅色素對DPPH·自由基的清除率可達96.35%。李容譚等人[21]研究發(fā)現(xiàn)山楂紅色素對金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、大腸桿菌、傷寒桿菌均有一定的抑制作用。

1.5 糖類物質(zhì)

山楂糖類物質(zhì)中主要是山楂多糖具有生物活性。江震宇[22]從山楂粗多糖中分離純化得到6 個多糖組分，其中PCF1-1 由甘露糖、核糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖和巖藻糖9 種單糖組成。黃瑤等人[23]采用水提醇沉法提取多糖，提取率可達9.73%，通過紅外光譜分析確定了山楂多糖結(jié)構(gòu)是β 型吡喃糖苷鍵構(gòu)型。鄧旭坤等人[24]研究發(fā)現(xiàn)山楂多糖是氨基多糖，其中中性多糖的含量為72.00%，糖醛酸的含量為14.98%。鐘麗霞等人[25]研究表明山楂粗多糖對α - 葡萄糖苷酶、胰脂肪酶抑制率和DPPH·清除率的IC50分別為99.22±0.89，22.50±0.79，185.80±0.64 μg/mL，表明山楂粗多糖具有一定的降血糖、降血脂作用。也有研究發(fā)現(xiàn)，山楂多糖對保加利亞乳桿菌的生長有明顯的促進作用。此外，山楂多糖還具有吸附腸道中的有害物質(zhì)、改善腸道菌群、增加飽腹感、潤腸通便、排除腸道毒素等功能。

1.6 有機酸類物質(zhì)

有機酸是指一些具有酸性的有機化合物。山楂中含有檸檬酸、蘋果酸、草酸、琥珀酸等10 多種有機酸，其中檸檬酸含量最高。劉霞等人[26]采用酶輔助提取山楂有機酸，提取率可達1.21%。封易成等人[27]采用離子液體酶法微波輔助提取山楂有機酸，提取量可達164.159 mg/g。權(quán)赫秀等人[28]探討了山楂中有機酸對H2O2誘導H9C2 心肌細胞損傷的保護作用及機制，發(fā)現(xiàn)山楂有機酸可促進H9C2 心肌細胞增殖，使LDH 漏出量和MDA 含量顯著降低，SOD 和GSH-Px 活性顯著升高（p＜0.05p＜0.001），并能明顯抑制H2O2引起的心肌細胞形態(tài)改變。吳建華等人[29]發(fā)現(xiàn)山楂有機酸可以促進胃腸運動，并對其有單向調(diào)節(jié)作用。

1.7 其他活性成分及功能性

山楂中還含有多種礦物質(zhì)、維生素、氨基酸等多種營養(yǎng)活性成分。山楂鮮果中鉀含量最高，在232.25～311.30 mg/100 g，其次是鈣和磷，含量分別為20.29～37.45 mg/100 g，11～25 mg/100 g，鈣含量僅次于檸檬和歐李，是水果中的補鈣圣品，此外山楂中錳和鋅含量也很豐富，這2 種微量元素對治療腸胃病、改善機體免疫功能有重要作用[30-31]。山楂中富含維C、β 胡蘿卜素，具有很強的抗氧化作用。此外，山楂中含有大于16 種的氨基酸，并且包括人體必需的8 種氨基酸[30，32]。山楂還含有豐富的風味物質(zhì)，因此山楂是一種理想的加工原料，可以被加工成各種類型的食品，山楂加工產(chǎn)業(yè)在我國發(fā)展前景光明。

2 山楂開發(fā)利用現(xiàn)狀

2.1 藥用價值及開發(fā)

山楂是我國重要的中藥材資源，經(jīng)炮制后，制成凈山楂、炒山楂、焦山楂、山楂炭等入藥，用于治療多種疾病。我國《唐本草》、 《本草圖經(jīng)》、《日用本草》、《滇南本草》、《本草蒙筌》等藥用書籍早有記載，用于治療食肉不消、諸滯腹痛、產(chǎn)后瘀阻、心腹刺痛、疝氣疼痛等病癥?，F(xiàn)代醫(yī)學認為山楂中的槲皮素、牡荊素、金絲桃苷、蘆丁等是西藥重要藥效成分。目前我國已開發(fā)生產(chǎn)出多種山楂藥品：大山楂丸對功能性消化不良有促進和恢復作用[33]；復方山楂顆粒具有散瘀消食作用[34]，臨床上用于治療高血壓；復方山楂口服液可開胃消食，治療小兒厭食癥；山楂精降脂滴丸[35]可消積化瘀，用于高血脂癥等[36]。

2.2 食用價值及開發(fā)

早在南宋時期，就出現(xiàn)了山楂加工品——冰糖葫蘆，由于山楂獨特的口感和風味，市面上山楂加工品琳瑯滿目。傳統(tǒng)山楂產(chǎn)品包括冰糖葫蘆、果丹皮、山楂罐頭、山楂糕、山楂果醬等。隨著我國加工技術(shù)不斷發(fā)展，山楂產(chǎn)品也逐漸向多樣化、精深加工方向發(fā)展，包括山楂濃縮汁、飲料、山楂酒、山楂醋、山楂粉、山楂茶、山楂提取物、山楂脆片、山楂冰激凌等。2018 年，天津冠芳可樂有限公司的山楂飲料在飲料行業(yè)遙遙領(lǐng)先，年銷售額達15 億元。磨正遵[37]利用噴霧干燥技術(shù)開發(fā)山楂果粉固體飲料，打破傳統(tǒng)加工形式，解決了大果山楂由于口感酸澀、很難直接被消費者接受的現(xiàn)狀。張云軒[38]研究了一套區(qū)別于傳統(tǒng)工藝的全新山楂制粉工藝，并對其預防高血脂、脂肪肝等疾病的功能做了研究。柴詩緣等人[39]以紅棗和山楂為主要原料，研制了一種低糖紅棗山楂含片，制得的低糖含片總糖、還原糖及黃酮含量分別為57.4%，18.7%，2.8%。山楂傳統(tǒng)產(chǎn)品及功能性食品的研發(fā)，不僅可以滿足不同消費人群對口感、營養(yǎng)、外觀的需求，還充分利用了我國山楂種質(zhì)資源豐富的優(yōu)勢，具有極大的發(fā)展空間。

2.3 生態(tài)價值及利用

山楂適應(yīng)性強，生于山坡林邊或灌木叢中，在海拔100～1 500 m 均可很好地生長；既耐寒又耐高溫，在-36～43 ℃也能生長，對土壤要求不嚴格，在貧瘠、微酸的沙質(zhì)性土地上仍可很好生長；山楂樹根系發(fā)達，耐干旱，在我國黃土高原地區(qū)對水土的保持有良好的作用；山楂樹壽命長，10 年進入盛果期，結(jié)果周期70 年左右，山楂果紅色艷麗，山楂樹葉蔥郁茂密，且樹形樹勢利于造型，是很好的綠化景觀果樹，對城市的美化和環(huán)境的保護都能起到良好的作用。

3 結(jié)語

近年來，由于山楂豐富的營養(yǎng)價值及其功能性，越來越多的學者對其進行研究與開發(fā)。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，以及人們對健康的重視，未來對山楂的研究應(yīng)集中在山楂功能性活性成分的提取，建立良好的提取工藝路線，明確其活性成分的藥用價值及作用機理，開發(fā)出更多的山楂精深加工產(chǎn)品，延長山楂種植產(chǎn)業(yè)鏈，提高山楂附加值，促進農(nóng)民和企業(yè)增收，帶動我國農(nóng)村農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展。