蘆筍的化學(xué)成分及藥理活性研究進(jìn)展

毛洪艷，王蓉蓉，肖 茜，羅 揚(yáng)，楊國舜，劉成國，周 輝

（1. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，湖南長沙 410128；2. 長沙市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測中心，湖南長沙 410003；3. 湖南博大天能實(shí)業(yè)股份有限公司，湖南沅江 413100）

蘆筍又被稱為石刁柏、露筍、龍須菜，是百合科天門冬屬的多年生草本植物[1]，我國的蘆筍種植面積及產(chǎn)量均居世界首位，最為常見的有綠筍和白筍，其嫩莖可作為蔬菜食用，鮮嫩可口。研究表明，蘆筍中含有氨基酸、維生素[2]和礦物質(zhì)[3]等人體所必需的營養(yǎng)元素，以及甾體皂苷[4-6]、黃酮類化合物[7]和多糖[8]等生物活性成分，這些化學(xué)成分在抗氧化、抗疲勞、抗腫瘤[9]、抗炎癥、調(diào)節(jié)血脂等方面有一定的功能。因蘆筍具有極高的藥用價(jià)值和保健功能，被譽(yù)為“蔬菜之王”，市場前景廣闊。

蘆筍的根莖葉所含營養(yǎng)物質(zhì)和活性成分都十分豐富，但我國對蘆筍的加工以初加工為主，產(chǎn)生的大量廢料直接丟棄會(huì)造成資源的浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)的損失。蘆筍化學(xué)成分的功能價(jià)值在越來越多的領(lǐng)域得到認(rèn)可，從蘆筍加工的副產(chǎn)品及廢料中提取出具有生物活性功能的物質(zhì)，用于化妝品、制藥等領(lǐng)域具有重大的意義。綜述了蘆筍的化學(xué)成分和藥理活性的研究進(jìn)展，為提高蘆筍的綜合利用提供一定的思考。

1 化學(xué)成分

1.1 黃酮類化合物

蘆筍中槲皮苷、蘆丁、山奈素、槲皮素等黃酮類化合物含量豐富，且含量比一般的蔬菜高[10]。黃酮類化合物在蘆筍中的含量不是均勻分布的，而是與蘆筍類別、檢測部位、產(chǎn)地相關(guān)。綠蘆筍筍尖中的黃酮含量顯著高于筍莖，其筍尖（頂部約5 cm 處）的黃酮含量大約是白筍筍尖的14 倍[11]，整體上綠蘆筍的黃酮含量顯著高于白蘆筍，白蘆筍筍尖和筍莖中的黃酮含量差別不大[12]。王建梅[13]的研究表明，蘆筍葉的黃酮含量最高，其次是莖、根中的含量最低，分別為4.11，3.07，2.95 mg/100 g。劉樹興等人[14]的測定結(jié)果卻表明蘆筍莖中黃酮含量最高，2 項(xiàng)研究結(jié)果不一致的原因可能與蘆筍的生長環(huán)境、采收時(shí)間等不同有關(guān)。氣溫會(huì)影響蘆筍中黃酮類化合物的含量，隨著氣溫的升高，黃酮含量增加，故在6 月采收的蘆筍其黃酮含量最高[15]。宋佳[16]通過正交試驗(yàn)確定了蘆筍加工所產(chǎn)生的廢料中黃酮類化合物的最佳浸提條件，根據(jù)顏色反應(yīng)、質(zhì)譜、紅外光譜及紫外光譜等方法測出蘆筍的廢棄物中含有蘆丁、香葉木素、槲皮素- 3 -蕓香葡萄糖糖苷和2 種槲皮素-三糖苷。

1.2 甾體皂苷

甾體皂苷在鎮(zhèn)痛、消炎等藥物的制備中有廣泛的應(yīng)用，具有極高的藥用價(jià)值。才衛(wèi)川等人[17]通過模擬工業(yè)生產(chǎn)條件，采用單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面法得到料液比0.05 g/mL，提取時(shí)間82 min，提取溫度72 ℃的最佳工藝條件，使得蘆筍中的總皂苷提取率高達(dá)8.71%±0.3%。

甾體皂苷是螺甾烷類化合物的衍生物，由含有27 個(gè)碳原子的皂苷元和糖鏈2 個(gè)部分組成，具有環(huán)戊烷多氫菲母核結(jié)構(gòu)。皂苷元中有A，B，C，D，E，F(xiàn) 6 個(gè)環(huán)，E 環(huán)與F 環(huán)以螺縮酮形式連接，共同組成螺甾烷，自1975 年第一次從蘆筍中分得苦味皂苷以來[18]，已從蘆筍中分離出近30 種具有不同結(jié)構(gòu)和功能特性的甾體皂苷。

1.3 類胡蘿卜素

Tenorio M D 等人[19]采用高效液相色譜法對不同貯藏條件綠蘆筍中類胡蘿卜素進(jìn)行測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)胡蘿卜素的含量隨包裝條件的不同而不同，采用2 ℃的氣調(diào)包裝時(shí)，類胡蘿卜素的降解最慢，可使蘆筍的貨架壽命延長至4 周。

通過高效液相色譜法對匈牙利南部不同成熟程度蘆筍果實(shí)的類胡蘿卜素進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，蘆筍中含有的胡蘿卜素種類多樣，包括辣椒紅素5,6 -環(huán)氧化物、辣椒紅素、紫黃質(zhì)、新黃質(zhì)、百合黃素、葉黃素、β-胡蘿卜素、β-隱黃質(zhì)等，以及幾個(gè)異構(gòu)體[20]。蘆筍果實(shí)在綠果和棕果階段葉黃質(zhì)的含量最高，分別為蘆筍果實(shí)中類胡蘿卜素總量的40.91%，34.83%，且均不含玉米黃質(zhì)，當(dāng)果實(shí)完全成熟到達(dá)紅果階段后玉米黃質(zhì)從無到有，在果實(shí)中的含量最高。此外，辣椒紅素5,6 -環(huán)氧化物、13 -順-玉米黃質(zhì)也是在果實(shí)完全成熟后才產(chǎn)生。

1.4 酚類化合物

研究表明，高O2結(jié)合CO2氣調(diào)貯藏對綠蘆筍的保鮮有效果，60%以上的高O2結(jié)合20%高CO2處理能夠一定程度保證綠蘆筍的感官品質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)成分在采后保存過程中的含量，同時(shí)也可抑制維C 含量和總酚含量的降低[21]。周秋陽等人[22]研究表明，60%O2、80% O2結(jié)合 20% CO2氣調(diào)貯藏與 100% O2氣調(diào)包裝處理相比，有效抑制了綠蘆筍中總酚含量的降低。

酚類化合物抗氧化性極強(qiáng)，能與糖或有機(jī)酸發(fā)生酯化反應(yīng)，在植物中產(chǎn)生各式各樣的化合物。采用DPPH 和ABTS 法以來自根霉和黑曲霉等的商業(yè)溶果膠酶制劑對在溫度90 ℃，時(shí)間2 min 的最優(yōu)條件下滅活酶的蘆筍汁進(jìn)行處理，測定果膠酶制劑對蘆筍汁中酚類化合物和抗氧化性的影響，結(jié)果表明用黏酶處理的蘆筍汁槲皮素的含量最高，但在抗氧化方面沒有明顯的增強(qiáng)作用。用從黑曲酶中分離得到的果膠酶處理后蘆筍汁抗氧化活性降低明顯，因此選擇合適的果膠酶制劑對富含抗氧化活性蘆筍汁的生產(chǎn)有重大意義[23]。

1.5 膳食纖維

劉靜娜等人[24]采用化學(xué)法對蘆筍皮和莖中的膳食纖維進(jìn)行提取，結(jié)果表明蘆筍不同部位含有的膳食纖維量大不相同，蘆筍皮的可溶性膳食纖維含量與蘆筍莖相差不大，不可溶性膳食纖維含量大約是蘆筍莖的2 倍。由于不可溶性膳食纖維所具有的持水、持油、能溶脹等性質(zhì)[25]，可對食物中的水分進(jìn)行吸收，產(chǎn)生飽腹感，減少食物的攝入，有一定的減肥效果。

楊曉寬等人[26]用蘆筍的老莖為原料，采用脂肪酶、淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、纖維素酶結(jié)合的五酶法提取可溶性膳食纖維，得率為13.7%，純度達(dá)到76.45%。采用酶解法去除脂肪與有機(jī)溶劑去除脂肪相比，不僅反應(yīng)條件溫和，還能夠減少蘆筍中可溶性膳食纖維的損失。堿法去除蘆筍中蛋白質(zhì)的同時(shí)會(huì)分解半纖維素，而酶法降解蛋白質(zhì)可避免半纖維的分解，同時(shí)提高膳食纖維的活性。與劉秀鳳等人[27]的熱水浸提法相比，酶法提取可大大提高蘆筍中可溶性膳食纖維的提取率。

1.6 糖類成分

瞿明[28]以單因素試驗(yàn)為基礎(chǔ)，根據(jù)響應(yīng)面分析法得出的熱水浸提法提取蘆筍多糖最合適的工藝條件與黃曉德等人[29]確定的最優(yōu)提取方案有些許差異，多糖的提取率也不同。造成結(jié)果差異可能與蘆筍的產(chǎn)地、品種及提取的部位有關(guān)。

Wang N 等人[30]從白蘆筍中分離出一種水溶性的酸性多糖，其結(jié)構(gòu)狀態(tài)類似果膠，酯化程度較低。經(jīng)過單糖分析、甲基化分析及核磁共振等分析顯示白蘆筍多糖（WAPS） 是一種復(fù)合果膠多糖，在體外對巨噬細(xì)胞有調(diào)節(jié)作用，有可能成為功能性食品的免疫調(diào)節(jié)劑和抗炎劑。

2 藥理活性

2.1 抗氧化

綠蘆筍與白蘆筍在種植方法上存在極大的差別，是否有陽光照射對其的成分影響較大，被陽光照射過的綠蘆筍在膳食纖維和酚類物質(zhì)的含量上都略高一些，且酚類物質(zhì)在抗氧化方面有著舉足輕重的地位[31]，所以綠蘆筍的抗氧化活性顯著高于白蘆筍。

研究表明，蘆筍的抗氧化作用可修復(fù)小鼠肝中被γ -射線破壞的線粒體[32]，即使是在蘆筍粗提液的含量極其微小的情況下，對阻止蛋白質(zhì)過氧化的能力較強(qiáng)。

蘆筍多糖化合物對羥基自由基、DPPH 自由基的清除能力比維C 要強(qiáng)，根據(jù)對IC50的比較得出維C對超氧陰離子自由基的清除能力是蘆筍多糖的27.4 倍，清除羥基自由基的能力是蘆筍的27.1 倍，清除PDDH自由基的能力是蘆筍多糖的169.1 倍[33]。

2.2 抗衰老

研究表明，蘆筍多糖對輻射傷害的保護(hù)作用和抗氧化功能，被認(rèn)為是蘆筍抗衰老作用的關(guān)鍵物質(zhì)成分。苗明三等人[34]對蘆筍的抗衰老作用研究發(fā)現(xiàn)，蘆筍多糖的高、中、低3 個(gè)劑量都對D -半乳糖衰老小鼠表現(xiàn)出顯著抑制衰老的效果，抑制由衰老引起的胸腺萎縮等變化，但高劑量組的效果最為明顯，抑制能力最佳。申梅淑等人[35]用蘆筍多糖熬水對D -半乳糖衰老小鼠模型的小鼠進(jìn)行調(diào)理，試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)組的P16 基因mRNA 表達(dá)有所降低，證明蘆筍多糖對P16 基因的表達(dá)有抑制效果，可以達(dá)到緩解小鼠衰老的作用。

2.3 抗疲勞

馮翠萍等人[36]分別用添加蘆筍的飼料和普通飼料喂養(yǎng)小鼠2 個(gè)月，然后通過游泳驗(yàn)證小鼠的運(yùn)動(dòng)能力，結(jié)果表明飼料中蘆筍皮的含量大于7%時(shí)小鼠的血清LDH 活力、肌糖原和肝糖原所占比例均明顯升高，小鼠血乳酸的增加速度也顯著小于普通飼料喂養(yǎng)組。吳細(xì)丕[37]在以小鼠出現(xiàn)側(cè)泳為判斷依據(jù)的小鼠游泳試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，蘆筍提取液對正常小鼠和荷瘤小鼠都有很好的抗疲勞療效，且與提取液劑量呈正相關(guān)。小鼠運(yùn)動(dòng)耐力試驗(yàn)證實(shí)蘆筍飼養(yǎng)小鼠有利于其機(jī)體的物質(zhì)和能量代謝，可改善試驗(yàn)小鼠的運(yùn)動(dòng)能力，使小鼠存活時(shí)間在一定程度上得到延長，證明蘆筍在抗疲勞方面是有一定效果的。

2.4 抗腫瘤

分別給肉瘤（S180） 小鼠和肝癌（H22） 小鼠注射不同劑量的蘆筍總皂苷溶液，均顯示出對腫瘤的抑制作用，隨著注射的蘆筍總皂苷量的加大，其阻止腫瘤增長的效果愈加明顯，有顯而易見的劑量效應(yīng)關(guān)系。對腫瘤抑制效果最佳的是最大劑量的試驗(yàn)組，其中對肉瘤生長的抑制效果較肝癌細(xì)胞好，但兩者的抑制率均超過30%，證明蘆筍的總皂苷有抑制S180 和H22 腫瘤的作用[38]。通過MTT 檢驗(yàn)從新鮮蘆筍中提取出來的汁液針對體外培養(yǎng)胃癌細(xì)胞擴(kuò)散的控制情況，并對其作用的機(jī)制原理進(jìn)行探討，結(jié)果表明質(zhì)量濃度為10~50 μL/mL蘆筍的鮮榨汁液對胃癌細(xì)胞的增殖和生長都有一定的調(diào)節(jié)，蘆筍汁的效力與其的劑量大小和作用時(shí)間長短有關(guān)[39]。

蘆筍中所含有的槲皮素可通過改變基因的表達(dá)，誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞、人乳腺癌細(xì)胞等多種不同腫瘤細(xì)胞凋亡[40]。蘆筍皂苷能夠直接誘導(dǎo)人肝癌細(xì)胞（HepG2） 的凋亡，細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞后蛋白質(zhì)相互聯(lián)結(jié)，產(chǎn)生凋亡小體。蘆筍皂苷對細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)能力與藥物濃度呈現(xiàn)出劑量依賴性，還能抑制癌變細(xì)胞的增殖與分化；蘆筍皂苷通過使人肝癌細(xì)胞中的ROS 水平提高，讓胞漿內(nèi)鈣離子濃度增加，細(xì)胞內(nèi)氫離子濃度增大，從而使細(xì)胞內(nèi)發(fā)生酸化，誘導(dǎo)人肝癌細(xì)胞的凋亡；蘆筍皂苷能使人肝癌細(xì)胞的通透性轉(zhuǎn)換口打開，線粒體膜兩邊的電位發(fā)生改變，最終使線粒體進(jìn)入不可逆轉(zhuǎn)的凋亡之路[41]。王曉芳等人[42]從蘆筍皂苷中分離出對乳腺癌細(xì)胞有良好的抑制增殖作用的高純度菝葜皂苷元，免疫印跡試驗(yàn)結(jié)果表明，菝葜皂苷元能刺激Caspase-3 切斷DNA 鏈，分解細(xì)胞的蛋白質(zhì)纖維網(wǎng)，使乳腺癌細(xì)胞發(fā)生凋亡。

2.5 增強(qiáng)機(jī)體免疫力

蘆筍具有免疫調(diào)節(jié)和抗腫瘤的雙重作用，可增加小鼠體內(nèi)多種殺傷細(xì)胞的活性，加強(qiáng)機(jī)體的免疫功能。Gautam M 等人[43]用蘆筍根水提液對SRBC 致敏的動(dòng)物進(jìn)行治療，發(fā)現(xiàn)CD3+和CD4/CD8+所含的比例明顯增加，說明蘆筍根水提物對T 細(xì)胞有活化的作用，能調(diào)節(jié)Th1，Th2 細(xì)胞因子，具有輔助Th1 和Th2 的混合活性。蘆筍根水提液與脂多糖、Con A 或綿羊紅細(xì)胞結(jié)合會(huì)出現(xiàn)極其明顯的增殖效應(yīng)，表明對淋巴細(xì)胞的活化意義。蘆筍多糖類化合物對荷瘤小鼠的紅細(xì)胞有一定的保護(hù)作用，蘆筍可增強(qiáng)腫瘤患者巨噬細(xì)胞吞噬能力[44]，對T 細(xì)胞亞群的升高有促進(jìn)作用[45]，可以有效提高人體免疫力，對腫瘤的生長起到一定程度的抑制作用。

2.6 調(diào)節(jié)血脂

已有研究證實(shí)蘆筍能夠調(diào)節(jié)人類三高，使用4 周的蘆筍制品后的高脂血癥患者甘油三酯（TG）、血清膽固醇（TC）、β -脂蛋白均顯著下降。蘆筍老莖多糖使高脂血癥小鼠的TC，TG 和低密度脂蛋白-膽固醇（LDL-C） 降低，抗氧化系統(tǒng)增強(qiáng)，肝臟的損傷得到緩解[46]，說明其具有降血脂、保肝的作用。Visavadiya N P 等人[47]研究發(fā)現(xiàn)，蘆筍莖中含有的食物因子能降低高膽固醇大鼠的血清膽固醇，蘆筍莖底部含有的植物甾醇、皂苷、多酚及黃酮類化合物可增加大鼠膽汁酸的產(chǎn)生，提高肝臟抗氧化狀態(tài)，是降低高膽固醇血癥的重要原因。

2.7 抗炎作用

Sung J E 等人[48]研究蘆筍乙酸乙酯提取物對皮膚炎癥的治療，結(jié)果表明蘆筍提取物能夠?qū)A 誘導(dǎo)的皮膚炎癥有很好的緩解作用，并表示其對皮膚炎癥的抑制功能可能與IL-4 啟動(dòng)因子有關(guān)。此外，蘆筍中提取出的甲基原薯蕷皂苷能在肺的上皮細(xì)胞A549中，抑制促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生，通過阻斷JNK 和C-JUN 激活途徑對IL-6 進(jìn)行調(diào)節(jié)，可通過口服蘆筍甲基原薯蕷皂苷和蘆筍根提取液緩解LPS 誘導(dǎo)的小鼠急性肺損傷導(dǎo)致的呼吸道炎癥反應(yīng)，并推測甲基原薯蕷皂苷是蘆筍提取液抗炎的功能性成分。

2.8 其他藥理作用

蘆筍還具有抑制子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞的增殖、黏附和侵襲，抗突變，抑制細(xì)菌生長，減輕疼痛，抗?jié)兊茸饔谩?/p>

3 結(jié)語

目前，對蘆筍的初級加工和蘆筍加工廢料的精加工研究較多，但蘆筍藥理活性的運(yùn)用還極少，僅限于少量的抗癌藥物。根據(jù)蘆筍的營養(yǎng)價(jià)值和藥理活性，可以直接利用蘆筍開發(fā)更多具有保健和藥用價(jià)值的產(chǎn)品，也可以從蘆筍的加工廢料中提取出有治療功效的生物活性成分用于藥物研制。將品質(zhì)低下的蘆筍和加工產(chǎn)生的邊角料變廢為寶，減少其對環(huán)境的污染，增加蘆筍除供人類食用和觀賞以外的附加值。