沙棘黃酮類物質(zhì)提取純化及功能活性研究進(jìn)展

王 萌，王子純，黃京美，張 璐，高 銘，丁方莉，王 晴，苑 鵬，段盛林，姜 慧，王永霞，譚志超，柳 嘉,

（1.中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)研究院有限公司，北京 100015；2.功能主食創(chuàng)制與慢病營(yíng)養(yǎng)干預(yù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100015；3.北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京 100083；4.北京聯(lián)合大學(xué)旅游學(xué)院，北京 100101；5.河北工程大學(xué)生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，河北邯鄲 056038；6.張北寶得康食品有限公司，河北張家口 076450）

沙棘（Hippophae rhamnoidesL.）又稱沙棗、吉漢、酸柳、達(dá)普等，屬于胡頹子科沙棘屬的一種落葉性灌木或喬木，具有藥食同源性。沙棘原產(chǎn)于歐洲和亞洲，目前在世界廣泛種植，大部分生長(zhǎng)于北歐、中國(guó)、蒙古、俄羅斯和加拿大，在我國(guó)西南、西北、華北及東北等地均有分布。沙棘營(yíng)養(yǎng)豐富，含有維生素E、C、K、A、B、P，氨基酸，脂肪酸（飽和、不飽和脂肪酸），有機(jī)酸，揮發(fā)油，類胡蘿卜素，甾類化合物，黃酮，多酚，植物蛋白和脂肪等多種營(yíng)養(yǎng)成分。多項(xiàng)研究已顯示沙棘具有廣泛的藥理作用，如免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、護(hù)肝、抗動(dòng)脈粥樣硬化、抗菌和治療代謝性疾病等[1-2]。

在沙棘的各種營(yíng)養(yǎng)成分中，黃酮類化合物是主要功能性成分之一。黃酮類化合物是植物體內(nèi)的次生代謝產(chǎn)物，主要存在于植物的果實(shí)、根、莖、葉等部位，在植物體內(nèi)多數(shù)與糖結(jié)合成苷類，少數(shù)以游離苷元形式存在。沙棘中的黃酮類化合物包含黃酮醇類、黃烷醇類等多種化學(xué)物質(zhì)，其黃酮的種類和含量因其產(chǎn)地、品種和部位而異，王春艷[3]研究發(fā)現(xiàn)，沙棘果實(shí)和沙棘種子黃酮的含量分別為14.62和2.48 mg/100 g。白曉州等[4]比較了不同品種沙棘果渣中的營(yíng)養(yǎng)成分，發(fā)現(xiàn)亞種沙棘果渣中的總黃酮含量最高，達(dá)到3.19%；其次為江孜沙棘果渣，總黃酮含量為2.56%。

沙棘是一種我國(guó)傳統(tǒng)的藥食同源植物，其提取物已被廣泛應(yīng)用于食品、藥品等領(lǐng)域，尤其在醫(yī)學(xué)產(chǎn)品應(yīng)用上起到了積極作用。我國(guó)沙棘資源豐富，但目前沙棘市售產(chǎn)品以沙棘油、沙棘果汁飲料、沙棘果酒等為主，在營(yíng)養(yǎng)功能食品、膳食補(bǔ)充劑、保健食品等領(lǐng)域的沙棘產(chǎn)品有待開(kāi)發(fā)，這可能與沙棘部分活性物質(zhì)的作用機(jī)制尚未完全闡述清楚有關(guān)。研究顯示，腸道微生態(tài)與人類多種疾病的發(fā)生密切相關(guān)，腸道菌群的紊亂會(huì)改變宿主共生細(xì)菌和機(jī)體新陳代謝和免疫功能，引起肥胖、糖尿病、炎癥、脂肪肝等多種代謝疾病，而膳食是影響腸道菌群結(jié)構(gòu)組成及其代謝產(chǎn)物的主要因素，食用黃酮類化合物作為營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑有助于調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)，其攝入量與代謝疾病發(fā)生率之間呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)[5-6]。經(jīng)研究證明植物黃酮的生物利用度較低，在被人體攝入后，通過(guò)腸道微生物的分解代謝轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿拥膯畏铀徇M(jìn)一步被機(jī)體吸收。目前，已有多篇文獻(xiàn)報(bào)道了沙棘黃酮類物質(zhì)的抗氧化活性、抗炎活性、抑制腫瘤生長(zhǎng)、改善心血管疾病、改善腎臟纖維化等多種生理活性[7-11]，其多種生理功能與低生物利用度形成鮮明對(duì)比，但未見(jiàn)有關(guān)沙棘黃酮對(duì)腸道菌群調(diào)節(jié)作用的系統(tǒng)闡述，需進(jìn)一步挖掘沙棘黃酮的作用機(jī)制和功能物質(zhì)基礎(chǔ)，以及其作為益生元的功能機(jī)制。本綜述主要介紹了沙棘黃酮的提取純化工藝和檢測(cè)方法，并且以腸道菌群為新視角論述其生理功能的潛在作用機(jī)制，旨在為沙棘資源的研究和開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供理論參考。

1 沙棘黃酮類物質(zhì)提取及純化工藝

1.1 沙棘黃酮類物質(zhì)提取方法

沙棘黃酮類物質(zhì)提取方法包括有機(jī)溶劑提取法、酶法輔助提取、超聲波輔助提取、微波輔助提取法以及新興的提取分離技術(shù)如超臨界流體萃取、亞臨界水萃取以及離子液體萃取法等，表1對(duì)沙棘黃酮類物質(zhì)不同提取方法及提取率進(jìn)行了匯總。周欣等[12]概括和簡(jiǎn)單比較了溶劑提取法、微波提取法、索氏提取法、普通超聲提取法、超聲循環(huán)提取法、勻漿法和超聲微波雙輔助提取法7種沙棘葉和沙棘果實(shí)中總黃酮的提取工藝，對(duì)比發(fā)現(xiàn)有機(jī)溶劑提取法提取率較高，但耗時(shí)較長(zhǎng)，在缺少設(shè)備的情況下，勻漿法能夠縮短提取時(shí)間、提高提取率；索氏提取法更適用于實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行提??；微波輔助提取法、超聲波輔助提取和超聲波微波雙輔助提取法操作更簡(jiǎn)單、更省時(shí)，其中超聲波微波雙輔助提取方法得到的沙棘黃酮的提取率更高，更適合規(guī)?；a(chǎn)。

表1 沙棘黃酮不同提取方法匯總表Table 1 Summary of different extraction methods of seabuckthorn flavonoids

超臨界流體萃取技術(shù)是一種新型綠色的萃取技術(shù)，是使用處于超臨界狀態(tài)的流體作為萃取溶劑，如乙烯、二氧化碳、乙烷、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、水等。由于二氧化碳價(jià)格經(jīng)濟(jì)、無(wú)毒且是惰性氣體，因此常被用于超臨界流體萃取技術(shù)。Jayashankar等[13]采用超臨界二氧化碳萃取技術(shù)從沙棘葉中提取黃酮，使用20%的乙醇作為夾帶劑，在壓力為200 bar、提取溫度為50 ℃的條件下沙棘葉黃酮的提取率為1.771%。雖然超臨界流體萃取技術(shù)在天然植物活性成分提取方面具有無(wú)損提取等優(yōu)點(diǎn)，但由于提取原料的復(fù)雜性，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中使用單一萃取劑難以實(shí)現(xiàn)有效萃取，需要結(jié)合原料特性對(duì)萃取工藝進(jìn)行摸索，因提取成本較高等問(wèn)題在沙棘黃酮提取中應(yīng)用較少。

亞臨界水是指在一定的壓力條件下，將水溫調(diào)節(jié)在100～374 ℃（后者是水的臨界溫度），使水在亞臨界液態(tài)條件下極性隨溫度的變化而變化[14]。亞臨界水萃取技術(shù)可以通過(guò)調(diào)整溫度和壓力來(lái)改變水的極性，如在較低溫度下提取極性大的化合物，在較高溫度下提取極性小的化合物等。Kumar等[15]采用亞臨界水萃取技術(shù)對(duì)沙棘葉中的黃酮進(jìn)行提取，結(jié)果表明與浸漬法（15.41%）和索氏抽提法（31.65%）相比，亞臨界水萃取法提取最優(yōu)（49.20%）。該方法消耗溶劑少，提取時(shí)間較短，是一種經(jīng)濟(jì)綠色的提取技術(shù)，但也存在產(chǎn)品純度較低的問(wèn)題，需要與超聲波等其他技術(shù)相聯(lián)用。

離子液體是由有機(jī)陽(yáng)離子和無(wú)機(jī)或有機(jī)陰離子組成的有機(jī)鹽溶液，作為替代傳統(tǒng)揮發(fā)性有機(jī)溶劑的新型綠色溶劑，具有熔點(diǎn)低、熱穩(wěn)定性高、溶解性好、蒸氣壓低、極性可控、毒性低、可回收等優(yōu)點(diǎn)[16]。與用于萃取的傳統(tǒng)有機(jī)溶劑相比，離子液體更加環(huán)保，因此常被用于從天然產(chǎn)物中提取生物活性成分，如黃酮、多糖、酚類物質(zhì)等。研究發(fā)現(xiàn)，用離子液體萃取后，與傳統(tǒng)萃取技術(shù)相比，沙棘葉中蘆丁、異鼠李素、槲皮素和山奈酚的提取率提高，且提取時(shí)間縮短[17]。

目前，沙棘黃酮類化合物的提取技術(shù)仍存在提取率低、純度低以及操作繁瑣等諸多問(wèn)題，新興的提取技術(shù)研究相對(duì)較少，需進(jìn)一步優(yōu)化沙棘黃酮的提取技術(shù)，加大新興技術(shù)的研究和在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，研發(fā)更簡(jiǎn)單、有效、經(jīng)濟(jì)的沙棘黃酮提取方法，為其產(chǎn)業(yè)化及相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)奠定基礎(chǔ)。

1.2 沙棘黃酮類化合物的分離純化

沙棘黃酮類化合物的分離純化是提高沙棘黃酮類物質(zhì)的純度，以更好地發(fā)揮其生理功效的重要步驟。目前，常用的黃酮類化合物的分離純化方法包括大孔吸附樹(shù)脂純化法、硅膠柱色譜法、薄層層析法、高速逆流色譜分離法、膜分離法、超臨界CO2萃取法、雙水相萃取法等。張程慧等[23]對(duì)沙棘黃酮大孔吸附樹(shù)脂純化法、硅膠柱色譜法、薄層層析法、高速逆流色譜分離法和膜分離法5種分離純化方法進(jìn)行了綜述和概括，其中大孔吸附樹(shù)脂選擇性好、操作條件溫和、可重復(fù)使用，常被用于工業(yè)上大批量分離純化黃酮，大孔吸附樹(shù)脂類型的選擇、定向合成樹(shù)脂的應(yīng)用也是研究熱點(diǎn)內(nèi)容；薄層層析法在沙棘黃酮的檢測(cè)、鑒定方面應(yīng)用較多，單獨(dú)進(jìn)行分離純化的研究較少；柱色譜法中近年較廣泛應(yīng)用的是閃式硅膠柱色譜，其在沙棘黃酮分離純化方面的研究有待加強(qiáng)；與常規(guī)純化方法相比，高速逆流色譜的主要優(yōu)勢(shì)是進(jìn)樣量大、回收率高；膜分離技術(shù)是近幾十年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型高效分離技術(shù)，主要利用半透膜選擇透過(guò)性的原理實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離，具有能耗低、單級(jí)分離效率高、工藝簡(jiǎn)單、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，但關(guān)于膜分離技術(shù)在沙棘黃酮類化合物的應(yīng)用研究資料較少，后續(xù)可加強(qiáng)此方面的研究，得到適合沙棘黃酮類化合物的膜分離方法。周欣等[12]對(duì)大孔吸附樹(shù)脂法、膜過(guò)濾法和聚酰胺洗脫法3種沙棘總黃酮的分離純化方法進(jìn)行了比較，其中聚酰胺洗脫法是利用氫鍵吸附作用實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離純化，其作用效果取決于羥基的數(shù)量，并指出關(guān)于聚酰胺洗脫法和膜分離法在沙棘總黃酮的分離純化中的應(yīng)用有待加強(qiáng)。

相對(duì)于銀杏黃酮、葛根總黃酮、大豆異黃酮等廣泛應(yīng)用的植物黃酮，沙棘黃酮類物質(zhì)的分離純化尚未形成系統(tǒng)的研究。目前市面上的沙棘黃酮類物質(zhì)存在純度低而難以發(fā)揮其功效的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)工藝簡(jiǎn)單、安全高效、能耗較低的分離純化方法制備高生物活性的沙棘黃酮類化合物是未來(lái)的研究重點(diǎn)。此外，可以將高速逆流色譜分離法、超臨界CO2萃取法等分離純化方法與納米微膠囊技術(shù)等新技術(shù)相結(jié)合，以提高沙棘高深加工技術(shù)水平和促進(jìn)沙棘高端產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。

2 沙棘黃酮類物質(zhì)的檢測(cè)方法及結(jié)構(gòu)分析

沙棘黃酮類物質(zhì)的檢測(cè)和分析方法包括紫外分光光度法、高效液相色譜分析法、高效液相色譜-質(zhì)譜分析法和核磁共振法。沙棘黃酮類化合物的代表物質(zhì)及檢測(cè)方法如表2所示。目前已從沙棘屬植物中分離出近50余種黃酮類化合物，主要以蘆丁、槲皮素、山奈酚、異鼠李素、兒茶素和楊梅素等為苷元，與葡萄糖、鼠李糖等糖元結(jié)合成苷[24]。

表2 沙棘黃酮類代表物質(zhì)結(jié)構(gòu)及檢測(cè)方法Table 2 Structures and detection methods of representative substances of seabuckthorn flavonoids

續(xù)表 2

紫外分光光度法的測(cè)定原理是黃酮類化合物有在紫外光譜300～550 nm產(chǎn)生吸收帶的環(huán)肉桂酰類物質(zhì)和240～280 nm產(chǎn)生吸收帶的環(huán)苯酰類物質(zhì)，通過(guò)測(cè)定溶液在光譜區(qū)的吸光度定量計(jì)算出目標(biāo)物質(zhì)的濃度[25]，該方法靈敏度高，重復(fù)性好，適用于測(cè)定沙棘中總黃酮的含量。

高效液相色譜分析法和高效液相色譜-質(zhì)譜分析法具有干擾少、重現(xiàn)性好、分析速度快、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，更適合測(cè)定沙棘黃酮類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)測(cè)定。高效液相色譜法測(cè)定沙棘中黃酮類物質(zhì)主要集中于蘆丁和異鼠李素的檢測(cè)，但并不能反映沙棘中所有的黃酮類成分，極大制約了沙棘黃酮藥用機(jī)理的研究[26]，而高效液相色譜-質(zhì)譜分析法能夠快速、準(zhǔn)確對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定量分析，有利于發(fā)現(xiàn)提取物中的目標(biāo)微量成分，實(shí)現(xiàn)對(duì)沙棘黃酮類化合物的高通量測(cè)定。

核磁共振法如今已成為黃酮類化合物結(jié)構(gòu)分析的一種重要方法。無(wú)水氘溶解范圍廣，各質(zhì)子信號(hào)峰分辨率高，對(duì)鑒別黃酮母核上的酚羥基是一個(gè)理想的溶劑，因此在核磁共振中常用無(wú)水氘替代二甲基亞砜作為溶劑。Zhou等[27]用逆流色譜法純化沙棘籽粕中的黃酮苷并采用核磁共振法進(jìn)行鑒定，發(fā)現(xiàn)了兩種新的沙棘黃酮化合物，分別為3-O-β-D-槐糖基山奈酚-7-O-{3-O-[2（E）-2,6-二甲基-6-羥基辛-2,7-二烯酰基]}-α-L-鼠李糖苷和沙巴酮（如圖1）。核磁共振法方法準(zhǔn)確、重現(xiàn)性好、回收率高且簡(jiǎn)單易操作，還可以節(jié)約大量試劑、污染小，是一種很有潛力的測(cè)定方法，但目前國(guó)內(nèi)采用核磁共振法測(cè)定沙棘黃酮的文獻(xiàn)報(bào)道較少，可加強(qiáng)此方面的研究。

圖1 沙棘黃酮化合物新結(jié)構(gòu)Fig.1 New structure of seabuckthorn flavonoids

3 沙棘黃酮類物質(zhì)的生理代謝

植物黃酮類物質(zhì)大多以糖基化或苷元雜環(huán)分子形態(tài)存在，經(jīng)人體攝入后，只有5%～10%被直接吸收，因其有限吸收、全身代謝和排泄快速而具有較低的生物利用度，但大部分在小腸中未被吸收的黃酮類化合物在結(jié)腸中經(jīng)過(guò)腸道微生物分解代謝可轉(zhuǎn)化為小分子的單酚酸（如圖2）。與黃酮類化合物母體相比，其腸道菌群代謝產(chǎn)生的單酚酸的生物利用度更高，更容易被人體吸收，在人體血漿中的含量可達(dá)到微摩爾濃度[6]。

圖2 腸道微生物將膳食黃酮類化合物分解代謝為單酚酸[6]Fig.2 Gut microbial catabolism of dietary flavonoids into monophenolic acids[6]

沙棘黃酮類物質(zhì)主要活性物質(zhì)包括蘆丁、槲皮素、山奈酚、異鼠李素、楊梅素等黃酮醇類，兒茶素表、兒茶素等黃烷醇類，柚皮素、二氫楊梅素等二氫黃酮類，以及原花青素B1等花青素類成分[30]。研究發(fā)現(xiàn)，槲皮素在鏈球菌S-2、乳酸菌L-2、雙歧桿菌B-9和擬桿菌JY-6等腸道菌群的作用下，能夠轉(zhuǎn)化成3,4-二羥基苯乙酸、4-羥基苯甲酸等小分子，進(jìn)而被人體吸收利用，其中小分子3,4-二羥基苯乙酸能夠改善胰島素分泌、葡萄糖代謝，以及乙酰氨基酚誘導(dǎo)引起的小鼠肝損傷[31-33]。植物黃酮類物質(zhì)的吸收代謝是多種腸道微生物相互作用、協(xié)同合作完成的復(fù)雜過(guò)程，腸道微生物能夠促進(jìn)黃酮類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為具有生物活性的代謝小分子，提高黃酮類物質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的代謝吸收、生物利用度及生理活性。因此，沙棘黃酮類物質(zhì)在人體內(nèi)產(chǎn)生多種生理功能可依賴于腸道微生物的分解代謝作用，主要通過(guò)改變腸道菌群的結(jié)構(gòu)及酶系統(tǒng)分解代謝不同生物活性小分子進(jìn)而對(duì)人體健康產(chǎn)生影響，但其作為益生元的功能機(jī)制還需進(jìn)一步研究。

4 沙棘黃酮類物質(zhì)的生理功能

植物黃酮類化合物被人體攝入后，經(jīng)腸道微生物代謝為小分子的單酚酸等代謝產(chǎn)物，這些代謝物質(zhì)與機(jī)體組織細(xì)胞表面的特定受體相結(jié)合，對(duì)多個(gè)基因的表達(dá)及其信號(hào)通路產(chǎn)生影響[34-35]。大量研究表明，黃酮類化合物能通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群發(fā)揮其抗氧化、抗炎、調(diào)節(jié)血糖、降血脂等多種生理活性，從而預(yù)防多種疾病[36]。沙棘黃酮作為良好的植物黃酮來(lái)源，許多研究通過(guò)細(xì)胞模型、動(dòng)物模型等方法證明沙棘黃酮的抗病毒、抗炎、保護(hù)肝臟、改善肥胖和降血糖等生理功效及其對(duì)腸道微生物的調(diào)節(jié)作用，但相關(guān)機(jī)制機(jī)理仍需深入挖掘。

4.1 抗病毒

在植物酚類化合物等次生代謝產(chǎn)物中，黃酮類化合物在針對(duì)人類和動(dòng)物疾病的藥用增強(qiáng)特性方面發(fā)揮著重要的作用[37]。研究發(fā)現(xiàn)，黃酮類化合物通過(guò)腸道微生物在抵抗嚴(yán)重的流感病毒感染中發(fā)揮著重要作用，黃酮類化合物經(jīng)過(guò)腸道微生物-酪酸梭狀芽孢桿菌降解后產(chǎn)生代謝物-脫氨基酪氨酸，其被人體吸收后能夠刺激I型干擾素信號(hào)通路，誘導(dǎo)干擾素刺激基因（Interferon-Stimulated Gene，ISG）上調(diào)表達(dá)，從而增強(qiáng)機(jī)體巨噬細(xì)胞的天然抗病毒免疫反應(yīng)和調(diào)節(jié)抗原呈遞細(xì)胞以及T細(xì)胞的功能[38-39]。沙棘是富含抗病毒活性黃酮類化合物的重要藥用植物之一，與抗流感藥物奧司他韋相比，沙棘乙酸乙酯提取物和甲醇提取物都表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗流感病毒活性，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)沙棘葉提取物中的黃酮苷元和黃酮單糖苷與抗病毒活性高度相關(guān)，其中黃酮單糖苷可通過(guò)抑制病毒復(fù)制的初始階段發(fā)揮較強(qiáng)的抗病毒活性[40-41]。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬分子對(duì)接方法篩選得到藏藥五味沙棘散治療新型冠狀病毒肺炎的主要活性成分是4個(gè)黃酮類物質(zhì)（山奈酚、槲皮素、甘草苷和甘草異黃烷酮），其與新型冠狀病毒的靶點(diǎn)結(jié)合力最強(qiáng)，通過(guò)“多成分-多靶點(diǎn)”的作用方式調(diào)節(jié)多條信號(hào)通路，達(dá)到對(duì)新型冠狀病毒肺炎的潛在治療功效[42]。

4.2 抗炎活性

近年來(lái)，藥用植物及其生物活性成分作為免疫調(diào)節(jié)劑的免疫療法已有逐漸替代藥物治療等傳統(tǒng)療法的發(fā)展趨勢(shì)[43]，植物提取物作為免疫調(diào)節(jié)劑，具有易獲得、制備方法簡(jiǎn)單、副作用較小且較強(qiáng)功效作用等優(yōu)勢(shì)。研究證明機(jī)體炎癥反應(yīng)與腸道微生物密切相關(guān)，脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）是革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁組成成分，腸道菌群紊亂會(huì)加劇LPS內(nèi)毒素刺激機(jī)體分泌腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、白細(xì)胞介素-4（IL-4）和白細(xì)胞介素-13（IL-13）以及蛋白酶激活受體-2（proteinase activated receptor-2，PAR-2）等細(xì)胞因子破壞腸道屏障，導(dǎo)致組織炎癥發(fā)生并引起免疫反應(yīng)[5]。Sun等[44]研究發(fā)現(xiàn)黃酮類化合物-楊梅素通過(guò)調(diào)節(jié)產(chǎn)丁酸的腸道微生物（異桿菌屬（Allobaculumsp.）、諾卡氏菌科（Nocardiaceae）、毛螺菌科（Lachnospiraceae）等）和保護(hù)腸道屏障功能來(lái)降低炎癥的發(fā)生。研究顯示，沙棘黃酮可抑制細(xì)胞內(nèi)一氧化氮（NO）產(chǎn)生和TNF-α、IL-6、環(huán)氧化酶-2（COX-2）等促炎因子的分泌，同時(shí)，沙棘黃酮能夠促進(jìn)腸道緊密連接蛋白中閉鎖連接蛋白1（ZO-1）和閉合蛋白（Occludin）mRNA的表達(dá)，修復(fù)腸粘膜，并通過(guò)抑制NLRP3炎性小體及相關(guān)分子的信號(hào)通路發(fā)揮抗炎作用[45-46]，沙棘黃酮可作為植物抗炎劑的重要來(lái)源。

4.3 保護(hù)肝臟

久坐不動(dòng)的生活方式、飲食熱量過(guò)剩和過(guò)度肥胖均會(huì)引起肝臟脂肪合成代謝失調(diào)以及游離脂肪酸過(guò)量沉積，導(dǎo)致肝損傷。隨著大數(shù)據(jù)和循證醫(yī)學(xué)的發(fā)展，天然藥物活性成分在保護(hù)肝臟方面的獨(dú)特藥理活性得到進(jìn)一步挖掘[47]。黃酮類化合物由于其廣泛的藥理作用和低毒性受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，研究表明，攝入富含黃酮類化合物的食物有益于肝臟的保護(hù)[6,48]。基于肝臟脂肪變性的動(dòng)物模型，研究證明黃酮類化合物經(jīng)過(guò)腸道微生物分解產(chǎn)生的3,4-二羥基苯甲酸、3,4,5-三羥基苯甲酸、3,5-二甲氧基-4-羥基苯甲酸等代謝物，通過(guò)改變肝臟脂質(zhì)代謝來(lái)改善脂肪肝癥狀[6]。沙棘黃酮可以降低非酒精性脂肪肝模型大鼠血清中的谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶水平以及肝組織中的游離脂肪酸、膽固醇、甘油三酯的含量，并通過(guò)激活蛋白激酶（Adenosine 5'-monophosphate（AMP）-activated protein kinase，AMPK）-過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體α（peroxisome proliferator-activated receptorα，PPARα）信號(hào)通路減少脂質(zhì)的堆積來(lái)緩解大鼠非酒精性脂肪肝的損傷情況[49]。此外，沙棘黃酮能夠降低肝臟中p65核轉(zhuǎn)錄因子（nuclear factor-κ-gene binding，NF-κB）、p38有絲分裂原激活蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（TGF）β激活激酶1（TAK-1）的蛋白和mRNA表達(dá)，改善酒精性脂肪肝小鼠的肝臟損傷，同時(shí)，16S RNA基因高通量測(cè)序結(jié)果顯示，沙棘黃酮可有效提高酒精性肝臟損傷小鼠腸道菌群的豐富度和均勻度，改善腸道菌群紊亂[50]。

4.4 改善肥胖

目前，超重和肥胖已成為全球流行趨勢(shì)，在我國(guó)超重和肥胖也逐漸成為不容忽視的公共健康問(wèn)題。肥胖是由于能量攝入大于能量消耗而引起的脂肪過(guò)度積累現(xiàn)象，與血脂異常、胰島素抵抗和非酒精性脂肪肝病等多種慢性疾病密切相關(guān)[51]。膳食補(bǔ)充富含黃酮的植物活性物質(zhì)可以重塑腸道菌群的結(jié)構(gòu)組成，保護(hù)腸道健康，從而對(duì)高脂膳食引起的肥胖進(jìn)行有效干預(yù)[52]?；诜逝謩?dòng)物模型，研究證明植物黃酮類化合物經(jīng)腸道微生物分解產(chǎn)生的對(duì)羥基苯丙酸、4-羥基乙酸、4-羥基甲氧基苯甲酸等代謝物抑制肝臟脂肪生成，誘導(dǎo)脂肪組織中的產(chǎn)熱因子（解偶聯(lián)蛋白1和PPARγ輔助活化因子1-α）上調(diào)表達(dá)促進(jìn)脂肪分解，改善高脂飲食引起的肥胖癥狀[6]。此外，黃酮類化合物對(duì)機(jī)體脂肪代謝的調(diào)控還可通過(guò)介導(dǎo)miRNAs、肝臟組織腺苷酸活化AMPK通路、有絲分裂克隆擴(kuò)增（mitotic clonal expansion，MCE）和神經(jīng)系統(tǒng)等途徑影響脂肪代謝相關(guān)基因及轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)[53]。研究發(fā)現(xiàn)，沙棘籽黃酮提取物能明顯降低高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠的體重、肝臟脂肪積累和血清甘油三酯水平，抑制肥胖引起的慢性炎癥反應(yīng)，通過(guò)分子水平檢測(cè)證明沙棘籽黃酮提取物對(duì)肥胖的改善作用與抑制PPARγ的表達(dá)有關(guān)，其中含量最高的兩種成分異鼠李素和山奈酚能夠有效促進(jìn)脂肪分解[54]。沙棘葉黃酮類糖苷提取物通過(guò)抑制高脂肪飲食小鼠脂肪組織中脂肪的合成和吸收來(lái)降低肥胖，同時(shí)促進(jìn)能量消耗，此外，沙棘葉黃酮類糖苷提取物能夠改善飲食誘導(dǎo)的肥胖及其代謝并發(fā)癥（如血脂異常、炎癥、肝脂肪變性等）的有害影響，從而調(diào)節(jié)肥胖引起的代謝紊亂[55]。

4.5 降血糖作用

隨著生活水平提高、老齡化加劇以及肥胖人群的增加，糖尿病患者也呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì)。據(jù)報(bào)道[56]，我國(guó)成人中超過(guò)1/3（35.2%）人群處于糖尿病前期，而用于臨床治療的降血糖藥物具有胃腸不良反應(yīng)等副作用，更安全有效的降血糖植物活性成分受到廣泛關(guān)注[57]。在2型糖尿病動(dòng)物模型中，黃酮類化合物經(jīng)腸道菌群分解產(chǎn)生的3,4-二羥基苯甲酸、3,4,5-三羥基苯甲酸、4-羥基-3-甲氧基苯甲酸等代謝物，通過(guò)調(diào)節(jié)胰島素受體底物1（Insulin Receptor Substrate 1，IRS1）和蛋白激酶B（protein kinase B，PKB）磷酸化增加機(jī)體胰島素敏感性，通過(guò)降低蛋白酪氨酸磷酸酶1B（ProteinTyrosine Phosphatase-1B，PTP-1B）的活性改善葡萄糖穩(wěn)態(tài)和胰島素抵抗[6]。沙棘黃酮是降血糖植物活性物質(zhì)之一，相關(guān)研究證明沙棘葉黃酮類糖苷提取物通過(guò)降低葡萄糖-6-磷酸酶的活性、抑制促炎因子（TNF-α、IL-6和IL-12）和糖異生來(lái)預(yù)防胰島素抵抗和改善葡萄糖耐量，降低機(jī)體血糖水平[45]。此外，沙棘果渣總黃酮能夠顯著降低高血糖模型小鼠空腹血糖值，發(fā)揮降血糖作用[58]。康瑩[59]研究表明沙棘葉黃酮提取物能夠顯著增加胰島素抵抗模型HepG2細(xì)胞對(duì)葡萄糖的消耗量，證明沙棘黃酮的降糖活性及其對(duì)糖尿病的潛在防治作用。以上結(jié)果說(shuō)明沙棘黃酮作為降血糖的植物活性成分可用于低血糖生成指數(shù)產(chǎn)品的研發(fā)與應(yīng)用，但其作用機(jī)制機(jī)理仍需深入探究。

5 展望

我國(guó)沙棘種植面積大、種類繁多、資源豐富，沙棘作為藥食同源植物具有優(yōu)質(zhì)的深度開(kāi)發(fā)和綜合利用價(jià)值，目前，沙棘產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)覆蓋了藥品、食品、保健品等多個(gè)領(lǐng)域。沙棘黃酮含有多種小分子功能成分，其中主要成分槲皮素和異鼠李素在醫(yī)藥、功能食品開(kāi)發(fā)方面具有重要作用，但目前研究大多僅集中于沙棘黃酮的體外功能評(píng)價(jià)。沙棘黃酮作為良好開(kāi)發(fā)潛質(zhì)的植物功能物質(zhì)，未來(lái)研究可著重闡明沙棘黃酮低生物利用度與不同藥理活性間分子機(jī)制，基于腸道微生物采用宏基因組、蛋白質(zhì)組、轉(zhuǎn)錄組、代謝組等多組學(xué)技術(shù)明確沙棘黃酮的功效機(jī)理和臨床應(yīng)用，深入挖掘沙棘黃酮的益生元功能，開(kāi)發(fā)顯著提高沙棘黃酮生物利用度的方法技術(shù)，促進(jìn)植物黃酮類化合物的精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)研究和個(gè)性化營(yíng)養(yǎng)膳食開(kāi)發(fā)，推進(jìn)沙棘等藥食同源資源的高值化利用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，助力精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)調(diào)控技術(shù)和未來(lái)功能食品創(chuàng)制發(fā)展。