高粱烏米生物活性成分及其功能研究進(jìn)展

魏文文，李悅悅，翁 霞

鞍山師范學(xué)院 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院 (鞍山 114007)

高粱烏米，即高粱黑粉菌，是高粱黑穗病發(fā)病的直接誘因。高粱黑粉菌屬擔(dān)子菌亞門真菌，國外將其列為食用菌之列，具有很高的營養(yǎng)價值和保健功能。高粱烏米主要分布于我國東北、華北及甘肅、新疆、山東、安徽、河南、湖北、四川、云南等地，種植面積廣泛[1]。美國農(nóng)業(yè)部對黑粉菌進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)，證明其功效良多并進(jìn)一步推廣于大眾；墨西哥部分地區(qū)將其視為佳肴美饌[2]，并制成烏米罐頭食品[3]；我國早在古代就已發(fā)現(xiàn)烏米高效的藥用價值。作為一種常用的中藥，高粱烏米具備調(diào)理月經(jīng)、止住滲血、健美塑體、調(diào)節(jié)血液中膽固醇含量、預(yù)防結(jié)腸炎和冠心病等功效?，F(xiàn)國內(nèi)外對高粱烏米研究焦點(diǎn)主要集中于植物病原菌分類、侵染機(jī)理以及高粱烏米加工成的各類食品，而對于其功能性方面研究還相對較少?，F(xiàn)對高粱烏米的主要活性成分及功能進(jìn)行綜述，旨在為高粱烏米開發(fā)利用提供參考依據(jù)。

1 高粱烏米主要生物活性成分及其提取

1.1 高粱烏米多糖

高粱烏米多糖是從高粱烏米中提取分離得到的一種天然活性多糖。白日麗[4]采用水提法和堿提法提取得到水溶多糖B1和水溶多糖B2兩種不同的烏米純多糖，均由甘露糖組成。王超[5]等比較了水、70%乙醇和甲醇等不同提取劑的得率，其中水提法得到73.66%的精制烏米多糖，并且利用紅外光譜證明其具有吡喃糖結(jié)構(gòu)。比較以上溶劑提取烏米多糖，水提法較為溫和，不會破壞多糖結(jié)構(gòu)且結(jié)合乙醇沉淀雜蛋白后提取效果更好，為烏米多糖的開發(fā)利用提供了依據(jù)。

1.2 高粱烏米黑色素

高粱烏米黑色素，即高粱黑粉菌黑色素，是由酪氨酸和吲哚氧化生成的中間體所構(gòu)成的一類吲哚大分子聚合物，屬于真黑色素類[6]。魯明[7]等比較了超聲波輔助鹽酸水解和氫氧化鈉堿溶液提取的得率，其中氫氧化鈉提取率3.5183%，更接近于預(yù)測值3.521%。除加入還原劑和酸堿物質(zhì)以外，熱、光、氧化劑、金屬離子(Cu2+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、A13+和Fe3+)及常用食品添加劑等并不影響黑色素的穩(wěn)定性，其中Cu2+和Fe3+與黑色素中的羧基和酚羥基發(fā)生絡(luò)和作用，有穩(wěn)定色素的作用[8]。

1.3 高粱黑粉菌蛋白質(zhì)

高粱黑粉菌蛋白，即高粱烏米蛋白，是一類具有降脂功能的活性蛋白。高粱烏米中粗蛋白質(zhì)含量達(dá)5.75%，烏米中還含有人體必需8種氨基酸，其中谷氨酸含量為359.18 mg/100 g，是含量最多的氨基酸；賴氨酸含量達(dá)328.82 mg/100 g[9]。魯明[10]等利用堿提-酸沉法提取高粱黑粉菌蛋白，提取率達(dá)到0.3%。高粱黑粉菌蛋白的制備對開發(fā)新型減肥、降血脂等天然食品和治療藥物具有重要意義。

1.4 硒

高粱烏米中硒含量高達(dá)87 μg/100 g[11]，通過食用適量的高粱烏米，即可滿足人體對硒元素的日攝入需求。

2 高粱烏米主要生物活性成分功能

2.1 高粱烏米多糖主要功能

2.1.1降脂減肥作用

于淼[12]等人通過小鼠試驗(yàn)表明，高粱烏米多糖具有一定的降脂減肥功效；當(dāng)劑量在0～200 mg/kg之間時，抑制小鼠體重的作用與劑量成正比；當(dāng)劑量在200 mg/kg時減脂效果最佳。

2.1.2抗氧化作用

王超[5]等證明精制高粱烏米多糖在抗氧化方面具有顯著作用，且與其質(zhì)量濃度呈正相關(guān)。此外，該多糖清除亞硝酸鹽的作用比二丁基羥基甲苯(BHT)強(qiáng)。當(dāng)烏米多糖含量超過27 mg/mL時，還原Cu2+能力優(yōu)于BHT和抗壞血酸。闞連寶[13]研究發(fā)現(xiàn)烏米多糖具有清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基、羥自由基、超氧負(fù)離子、過氧化氫和螯合二價鐵離子和抑制鄰苯三酚自氧化的能力。

2.1.3抗腫瘤、抗癌作用

路秀麗[14]發(fā)現(xiàn)高粱烏米多糖能夠明顯縮短小鼠凝血及出血時間；抑制二甲苯致小鼠耳廓腫脹及骨髓瘤細(xì)胞sp20的作用；急性毒性試驗(yàn)證明其屬實(shí)際無毒物質(zhì)。闞連寶[13]證明高粱烏米多糖有抑制并誘導(dǎo)3種消化系統(tǒng)癌細(xì)胞HepG2，SGC7901和 HCT116d凋亡的功效。

2.1.4調(diào)節(jié)腸道菌群作用

李勝男[15]通過長期食用高粱烏米多糖的小鼠實(shí)驗(yàn)證明，該多糖不僅能提高炎性損傷小鼠血清和腸勻漿中超氧化物歧化酶(T-SOD)的活性、降低髓過氧化物酶(MPO)的活性，保護(hù)結(jié)腸炎小鼠結(jié)腸組織，同時還具有降低糞便粘稠度和直腸便血、提高腸道菌群物種豐富度和多樣性的功效。

2.2 高粱烏米黑色素主要功能

高粱烏米黑色素具有抗氧化、抗惡性細(xì)胞增殖、降血糖、降血脂等作用。魯明[7]比較高粱烏米黑色素總提物和高粱烏米黑色素L-25-2的抗氧化能力，證明后者抗氧化能力高于前者。當(dāng)高粱烏米黑色素L-25-2濃度為200～400 mg/L時，能夠保護(hù)過氧化氫(H2O2)誘導(dǎo)的Hep G2細(xì)胞，防止其氧化損傷。并有效降低受損傷Hep G2細(xì)胞內(nèi)ROS、MDA和LDH三種指標(biāo)的表達(dá)水平，呈濃度依賴性，同時可增強(qiáng)內(nèi)源性抗氧化酶SOD和GSH-Px活性。比較高粱烏米黑色素總提物和高粱烏米黑色素L-25-2對Hep G2細(xì)胞的抗增殖作用能力，得知二者均對腫瘤細(xì)胞具有一定的抑制作用。比較高粱烏米黑色素L-25-2抑制體外α-葡萄糖苷酶和蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)的活性，得知其具有降血糖作用，且該色素對這兩種酶的作用為競爭性抑制。比較高脂誘導(dǎo)C57BL/6小鼠模型組和模型組的降脂活性，得知高粱烏米黑色素可以抑制脂肪消化吸收，能有效抑制小鼠體重增長且不影響小鼠食欲，降低機(jī)體脂肪含量，減緩脂肪肝現(xiàn)象。它可以顯著降低高脂血癥小鼠的總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL-C)水平，同時提升高密度脂蛋白(HDL-C)的水平。且不管是低劑量還是高劑量組的血清酶學(xué)指標(biāo)、炎癥水平都有所改善，初步證明了高粱烏米黑色素對肥胖導(dǎo)致的肝臟損傷具有明確保護(hù)作用。

3 小結(jié)

高粱烏米含有多種化學(xué)成分，目前發(fā)現(xiàn)的活性成分有多糖、黑色素、蛋白質(zhì)、硒等。國內(nèi)外對烏米活性成分探究的焦點(diǎn)大多集中于多糖、蛋白質(zhì)、黑色素的提取和分離純化，但還存在著提取率不高、純度較低的問題。對于多糖、黑色素、蛋白質(zhì)、硒的功能研究相對較少。這些活性成分的功能研究勢必會成為日后研究重點(diǎn)，為開發(fā)更多的烏米功能性產(chǎn)品提供參考價值。