鷹嘴豆生物活性成分及其功能研究進(jìn)展

郭 靖 ， 于 新 ， 陳于隴 ，王 萍

（1. 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部功能食品重點實驗室，廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點實驗室，廣東廣州 510610；2. 仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工食品學(xué)院，廣東廣州 510225）

鷹嘴豆（Cicer arietinum L.） 為一種一年生或多年生的豆科植物，主產(chǎn)地在新疆，維吾爾語名“奴乎特”。鷹嘴豆在維吾爾醫(yī)學(xué)中享有很高的聲譽，是維吾爾族傳統(tǒng)的藥食兩用植物。鷹嘴豆在全球50 多個國家都有種植，與我國相領(lǐng)的印度和巴基斯坦是鷹嘴豆生產(chǎn)大國。在我國，鷹嘴豆作為一種糧食作物其分布十分廣泛，主要分布在新疆天山北部和南部。尤其是維吾爾族居住區(qū)，有種植和食用鷹嘴豆的習(xí)慣，種植的主要品種是白粒色的卡布里類型和褐粒色的迪西類型[1-2]。天山北部的木壘、奇臺、吉木薩爾和天山南部的烏什、拜城是鷹嘴豆的主產(chǎn)區(qū)。新疆北部阿爾泰山附近的青河縣境內(nèi)還有野生鷹嘴豆的分布[3]。此外，鷹嘴豆在甘肅、青海、山西、河北等冷涼山區(qū)也有種植[4]。

鷹嘴豆?fàn)I養(yǎng)豐富，含有多種氨基酸和礦物質(zhì)，以及碳水化合物、煙酸、維生素、膳食纖維、脂肪等營養(yǎng)成分，因而具有較高的食用和藥用價值[5-6]。重點介紹鷹嘴豆多糖、異黃酮、皂苷、脂肪酸、礦物質(zhì)等活性物質(zhì)的功能活性和應(yīng)用研究進(jìn)展，以期為鷹嘴豆的高價值利用和開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 鷹嘴豆活性成分

1.1 多糖

多糖具有多種藥用效果與保健價值，一般由多個單糖分子聚合而成，是植物中有效成分之一[7]。李健等人[8]采用熱水- 乙醇沉淀法，在料液比1∶15（g∶mL），溫度95～100 ℃條件下提取粗多糖，再經(jīng)過 DEAE- Cellulose 52 和 Sephacryl S-300 柱層析分離純化，得到鷹嘴豆純化多糖CA-1b。Mokni G A 等人[9]采用熱水浸提法提取鷹嘴豆多糖，通過體外研究試驗，發(fā)現(xiàn)鷹嘴豆多糖具有較強(qiáng)的血管緊張轉(zhuǎn)換酶（ACE） 抑制活性。

1.2 異黃酮類

異黃酮對人體健康有著非常重要作用，不僅能夠補充營養(yǎng)素、抗癌等，還是一種有效的抗氧化劑。譚永霞等人[10]從干燥后的鷹嘴豆種子中分離得到1 個異黃酮類結(jié)構(gòu)，為鷹嘴豆芽素A。高鵬[11]也從鷹嘴豆干燥種子中分離得到了鷹嘴豆芽素A（Biochanin A）和芒柄花素（Formononetin）。許成風(fēng)[12]采用微波提取鷹嘴豆黃酮，再經(jīng)過對黃酮純化分離得到染料木素（Genistein） 與槲皮素 （Quercetin） 2 種化合物。

1.3 皂苷類

皂苷在人體生理活動中發(fā)揮著重要作用，具有降血脂、抗癌等功效，是一種廣泛存在于植物界的糖苷類化合物。李曉靜等人[13]首次利用石油醚和乙酸乙酯從鷹嘴豆中分離鑒定出4 種化合物，分別為大豆精醇 A（Soyasapoginol A）、β - 香樹脂醇 （βamyrin）、β - 谷甾醇（β-sitosterol） 及大豆皂苷Bb（Soyasaponin Bb）。吳霞等人[14]首次從鷹嘴豆中提取得到3 種化合物，分別為胡蘿卜苷（Daucosterol）、β -谷甾醇（β-sitosterol） 和β - 香樹脂醇（β-amyrin）。高鵬和陳玲芳等人[11，15]也從鷹嘴豆中提取得到β - 谷甾醇（β-sitosterol）。

1.4 脂肪酸類

鷹嘴豆中脂肪酸類含量豐富。孫風(fēng)等人[16]采用氣相色譜質(zhì)譜法（GC/MS） 和氣相色譜（GC） 法對鷹嘴豆中脂肪酸成分進(jìn)行鑒定。結(jié)果表明，鷹嘴豆中含有棕櫚酸、亞油酸和油酸等13 種脂肪酸。研究表明，鷹嘴豆中飽和脂肪酸占總脂肪酸的11.49%～33.36%；不飽和脂肪酸占總脂肪酸的65.10%～88.51%[17]。

1.5 礦物質(zhì)元素

張玲等人[18]通過對新疆木壘地區(qū)所產(chǎn)的迪西鷹嘴豆中礦物元素的含量進(jìn)行分析測定，發(fā)現(xiàn)鷹嘴豆礦物元素豐富，其中鎂含量非常高，其次為鐵、鋅、錳等；微量元素含量從高到低的順序依次是鎂、鐵、鋅、錳、鋇、鉻、鎳、鈷、硼、鉛、錫、鍶、鋰、肽、釩[19]。

迪西鷹嘴豆中礦物質(zhì)元素的含量見表1。

表1 迪西鷹嘴豆中礦物質(zhì)元素的含量 / μg·g-1

2 生物活性功能

新疆維吾爾族藥志醫(yī)中記載鷹嘴豆入藥，主要用于治療霍亂、痢疾、便秘、消化不良等[20-22]。近年來，研究人員對鷹嘴豆的藥用價值進(jìn)行了廣泛的研究，證明鷹嘴豆含有豐富的生物活性成分，使得鷹嘴豆的活性功能尤為多樣顯著，主要包括降血糖、降血脂、抗氧化、抗疲勞、抗骨質(zhì)疏松癥、抗腫瘤、抗HIV、美容護(hù)膚等功能。

2.1 降血糖

目前，國內(nèi)外對鷹嘴豆的降血糖作用研究較多。王玉芹等人[23]研究了鷹嘴豆?fàn)I養(yǎng)成分的降血糖作用。結(jié)果表明，鷹嘴豆的營養(yǎng)成分與降血糖作用無關(guān)，而非營養(yǎng)成分具有一定的降血糖作用，試驗采用乙醇和水提取鷹嘴豆中的活性成分，發(fā)現(xiàn)該提取物具有顯著的降血糖作用。通過提取物的化學(xué)成分分析表明，其中含量最多的是皂苷。因此，推測鷹嘴豆中的皂苷是降低血糖的有效成分。研究發(fā)現(xiàn)，鷹嘴豆中的異黃酮類化合物具有抗氧化活性，可以通過增強(qiáng)抗氧化酶類的活性來保護(hù)機(jī)體免受過氧化損傷，與降糖藥二甲雙胍相比，其功效更加優(yōu)異[24-25]。凱塞爾·阿不都克熱木等人[26]通過研究鷹嘴豆中皂苷對II 型糖尿病大鼠胰島素抵抗和糖代謝的影響。結(jié)果顯示，鷹嘴豆中的皂苷在提高己糖激酶活性的同時促進(jìn)肝糖原與肌糖原的生成，進(jìn)而調(diào)節(jié)糖代謝，因而能夠降低II 型糖尿病大鼠血糖。

2.2 降血脂

鷹嘴豆中含有的煙酸具有降低人體低密度脂蛋白的作用。血管壁上積存血栓或膽固醇使血管狹窄，誘發(fā)動脈硬化的主要因素是血液循環(huán)不暢，鷹嘴豆具有降血壓和軟化血管的作用，發(fā)揮作用的主要活性物質(zhì)是異黃酮和煙酸，而且多食鷹嘴豆可以促進(jìn)ATP 合成，從而抑制膽固醇的升高[27]。何桂香等人[28]研究了鷹嘴豆中具有降膽固醇作用的異黃酮，結(jié)果表明異黃酮能提高高密度脂蛋白濃度，提高超氧化物歧化酶（SOD） 活性，降低丙二醛（MDA） 和膽固醇含量。由此表明，鷹嘴豆中所含的異黃酮有降血脂和膽固醇的作用。

2.3 抗氧化

鷹嘴豆與其他豆類植物一樣，富含黃酮類化合物，是食物類黃酮的重要來源之一[29]，具有顯著的抗氧化作用。研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)體內(nèi)過多的自由基會使機(jī)體細(xì)胞和組織產(chǎn)生嚴(yán)重的氧化損傷，因為其會破壞體內(nèi)大分子物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。異黃酮作為鷹嘴豆的活性成分之一，能抑制高脂乳劑引起的體內(nèi)過氧化物水平升高，具有較強(qiáng)的抗氧化能力，能清除體內(nèi)自由基，促進(jìn)體內(nèi)SOD 的生成[30]。周建軍等人[31]研究發(fā)現(xiàn)，鷹嘴豆所具有的抗氧化和抗菌能力主要是其所含有的異黃酮類物質(zhì)發(fā)揮作用。鷹嘴豆富含異黃酮，具有較強(qiáng)的抗菌和抗氧化能力。因此，鷹嘴豆被認(rèn)為是一種重要的天然抗氧化劑和抗菌劑，已成為研究熱點。

2.4 抗疲勞

糖原是運動最重要的能量來源，機(jī)體運動后大量糖原被消耗后使人感覺疲憊不堪，而鷹嘴豆中富含活性物質(zhì)多糖，是抵抗疲憊的物質(zhì)基礎(chǔ)[32]。汪建紅等人[33]采用水提法對鷹嘴豆多糖進(jìn)行了提取并在小鼠體內(nèi)進(jìn)行了抗疲勞試驗。結(jié)果顯示，提取到的多糖能降低MDA 含量及小鼠運動后血清尿素與血乳酸水平，延長小鼠的負(fù)重游泳時間，提高肌糖原和肝糖原儲備量，增強(qiáng)小鼠肝臟和血清的SOD 活性，說明鷹嘴豆多糖具有抗疲勞功能。

2.5 抗骨質(zhì)疏松癥作用

每100 g 鷹嘴豆中鈣350 mg，是奶類制品的3 倍，鷹嘴豆可以作為更好的補鈣品來防止骨質(zhì)疏松，增加骨骼生長。鷹嘴豆中的異黃酮也可作為補鈣抗骨質(zhì)疏松的佳品[34]。異黃酮作為一種植物雌激素，有雌激素的效應(yīng)而無其他副作用，被認(rèn)為雌激素的首選替代品。成骨細(xì)胞作為骨質(zhì)形成過程中重要的功能細(xì)胞，其不僅參與破骨細(xì)胞性骨吸收的調(diào)節(jié)，而且還合成和分泌骨基質(zhì)[35]。異黃酮類化合物可以作用于成骨細(xì)胞，進(jìn)而調(diào)節(jié)骨代謝。Fan T P 等人[36]試驗結(jié)果證實，異黃酮類化合物能增加成骨細(xì)胞的數(shù)量和血清骨鈣素的濃度。破骨細(xì)胞作為骨組織吸收的功能細(xì)胞，可以直接參與骨吸收，是一個高度分化的多核巨細(xì)胞。護(hù)骨素（OPG），核受體B 激活受體（RNAK） 及其配體（RNAKL） 在破骨細(xì)胞的生成、激活和存活中起著重要的作用。研究表明，異黃酮可能通過OPG，RNAK，RNAKL 系統(tǒng)產(chǎn)生骨保護(hù)作用。

2.6 抗腫瘤

通過近年來對鷹嘴豆的研究發(fā)現(xiàn)，其具有防治多種癌癥的功效。由于鷹嘴豆中含有的異黃酮能夠防止癌細(xì)胞增殖并促使癌細(xì)胞死亡。Moon Y J[37]和Eun J 等人[38]研究發(fā)現(xiàn)，鷹嘴豆芽素A 是通過調(diào)節(jié)芳香烴受體（AhR） 通道，抑制乳腺癌細(xì)胞的生長。Rice L[39]發(fā)現(xiàn)鷹嘴豆芽素A 能抑制前列腺癌細(xì)胞（LNCaP） 的增殖，還可以通過抑制細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶B（Akt） 和蛋白激酶（ERK） 的磷酸化，從而防治口腔鱗狀細(xì)胞癌。

2.7 抗HIV

采用有效藥物阻斷HIV 與靶細(xì)胞的融合，可以防止HIV 進(jìn)入靶細(xì)胞，是艾滋病早期治療和預(yù)防的最佳途徑。林長樂等人[40]研究發(fā)現(xiàn)，鷹嘴豆芽素A具有抗HIV-1 介導(dǎo)的細(xì)胞融合和HIV-1 復(fù)制的活性，并抑制CD4+淋巴細(xì)胞早期活化作用。

2.8 其他藥用效果

鷹嘴豆中的異黃酮是一種活性植物雌激素。其具有抗氧化作用，能夠顯著抑制女性細(xì)胞衰老、維持皮膚彈性、調(diào)節(jié)更年期綜合癥狀，還能強(qiáng)健骨骼、增強(qiáng)記憶力。鷹嘴豆還含有大量的膳食纖維，有助于消化[41-42]。

3 鷹嘴豆在保健品方面的應(yīng)用

鷹嘴豆含有多種氨基酸、蛋白質(zhì)、維生素等。無論是從種類還是數(shù)量上，都大大超過其他豆類，其中每100 g 蛋白質(zhì)中，氨基酸含量高達(dá)75～80 g，人體必需的氨基酸齊全，含量為33.6～41.2 g。由于鷹嘴豆中含有較多優(yōu)質(zhì)蛋白，因此經(jīng)常被用來作為植物氨基酸補充劑，對青少年生長發(fā)育及老年人身體健康都有很好的保健作用[43-44]。

目前，關(guān)于鷹嘴豆食用保健方面的研究較少，其食品保健價值未得到充分開發(fā)利用。關(guān)于鷹嘴豆的保健品以營養(yǎng)粉、蛋白飲料居多，一般具有增強(qiáng)抵抗力及降糖降血脂等多重功效。占俏瑩等人[45]以鷹嘴豆與圓苞車前籽殼為主要原料，采用超微粉碎技術(shù)與噴霧干燥技術(shù)制成的鷹嘴豆?fàn)I養(yǎng)粉口感細(xì)膩、營養(yǎng)豐富且膳食纖維含量高，是可以預(yù)防、治療便秘的營養(yǎng)粉，同時還具有多種營養(yǎng)成分，是一種適合老年兒童的營養(yǎng)保健品。劉玉茜等人[46]采用小豆和鷹嘴豆為原料，制備出含蛋白質(zhì)、維生素、粗纖維及多種礦物質(zhì)元素的功能性飲料，該產(chǎn)品成本低、工藝簡單，具有降血糖、減肥瘦身等功效。覃超程[47]發(fā)明了一種營養(yǎng)豐富、口感清脆的鷹嘴豆餅干，不僅有助于腸道蠕動和消化，還具有健腦、降壓、健胃的功效。孫玉華等人[48]以提取的鷹嘴豆油脂為主要原料，加入環(huán)糊精制備出一種鷹嘴豆油脂微膠囊保健品，該產(chǎn)品可來治療和預(yù)防Ⅱ型糖尿病及糖尿病并發(fā)癥，還可與其他提取物混合制成調(diào)節(jié)血糖的保健食品等，制作方便又安全。

4 結(jié)語

鷹嘴豆相比與其他大宗糧食作物有著獨特營養(yǎng)價值和功能。一方面，營養(yǎng)價值和保健作用獨特，各種營養(yǎng)成分均優(yōu)于其他豆類作物，是優(yōu)化居民飲食結(jié)構(gòu)不可替代的重要產(chǎn)品，具有廣闊的加工開發(fā)前景；另一方面，鷹嘴豆具有良好的固氮養(yǎng)地作用，有利于保護(hù)耕地和生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。因此，鷹嘴豆與其他糧食作物相比具有更加明顯的功能價值優(yōu)勢[49]。鷹嘴豆具有豐富的營養(yǎng)價值和多種生理活性，受到了各領(lǐng)域?qū)W者的廣泛關(guān)注和研究。在食用價值上以烹飪較多，其次是小規(guī)模生產(chǎn)，如罐頭制品、膨化食品，再者作為一些產(chǎn)品的輔料，所生產(chǎn)的保健產(chǎn)品主要具有調(diào)節(jié)血糖、增強(qiáng)免疫力、降糖、降血脂的保健營養(yǎng)粉產(chǎn)品。在藥用方面，多集中于抗氧化、降血脂、抗癌癥等研究[50]。目前，研究發(fā)現(xiàn)其活性成分具有較好的抗腫瘤活性，異黃酮能夠干擾腫瘤細(xì)胞的生長。對該類物質(zhì)的化學(xué)成分進(jìn)一步的研究和開發(fā)，將可能發(fā)現(xiàn)抗腫瘤或HIV 活性的新構(gòu)型。其次，鷹嘴豆都中含有的礦物元素較多，但關(guān)于礦物質(zhì)研究較少，可以針對鷹嘴豆中所含礦物質(zhì)進(jìn)行深入研究。此外，在生活中鷹嘴豆還可以處理棕櫚油廠廢水、提高土壤肥力。鷹嘴豆作為一種食藥兩用的植物具有較大的開發(fā)價值，其食用與藥用價值將更好地造福人類。