新食品原料明日葉最新研究進(jìn)展

付坤麗，王力平，華璞玥，李子超*

1.青島大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院（青島 266100）；2.青島正悟堂中醫(yī)健康管理有限公司正悟堂中醫(yī)診所（青島 266100）

明日葉（Angelica keiskei Koidzumi）是傘形科多年生草本植物，原產(chǎn)于日本八丈島為主的伊豆群島，20世紀(jì)90年代開(kāi)始先后在我國(guó)山東、江蘇、云南、廣西、海南等多省引植成功，經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)學(xué)者及產(chǎn)業(yè)人士多年的研究開(kāi)發(fā)，于2019年5月通過(guò)國(guó)家衛(wèi)生健康委審核，正式成為我國(guó)新食品原料家族中的一員[1-4]。從此，明日葉研究及其產(chǎn)業(yè)迎來(lái)嶄新的發(fā)展契機(jī)。針對(duì)明日葉近5年的最新國(guó)內(nèi)外研究情況作一綜述，以期為明日葉相關(guān)研究及進(jìn)一步高值化開(kāi)發(fā)利用提供參考。

1 明日葉農(nóng)業(yè)技術(shù)

1.1 種植

王紀(jì)忠等[5]研究不同栽培基質(zhì)對(duì)明日葉分株繁殖苗素質(zhì)的影響。試驗(yàn)表明：1/2基質(zhì)+1/2營(yíng)養(yǎng)土移栽30 d后單株葉片數(shù)、最長(zhǎng)根長(zhǎng)、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)的數(shù)據(jù)表現(xiàn)最好；1/3基質(zhì)+2/3營(yíng)養(yǎng)土移栽30 d后株高、展開(kāi)度、單株鮮重、硝態(tài)氮的數(shù)據(jù)表現(xiàn)最好，而黃沙作栽培基質(zhì)僅有利于提高明日葉的葉綠素含量，明日葉更適合較肥沃的土壤種植。

1.2 繁育

黃麗等[6]利用明日葉葉片為外植體，通過(guò)試驗(yàn)建立明日葉高頻再生組培快繁的完整體系，為明日葉的大面積種植提供一種高效率、低成本的快速繁殖方法。試驗(yàn)表明，明日葉組培苗的最適培養(yǎng)基為含高濃度NH4+、NO3-、K+的營(yíng)養(yǎng)液（MS）；增殖最佳培養(yǎng)基為MS+6-BA（細(xì)胞分裂素）2.0 mg/L+2，4-D 1.0 mg/L；最佳生根培養(yǎng)基為1/2 MS+NAA（生長(zhǎng)素）0.02 mg/L，生根率可達(dá)87.22%，將生長(zhǎng)良好的再生植株進(jìn)行移栽，存活率高達(dá)94%。

1.3 病蟲(chóng)害防治

周潔等[7]以蔬菜種質(zhì)創(chuàng)新與遺傳改良湖北重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室保存的明日葉葉斑病病原菌為材料，對(duì)病原菌的生物學(xué)特性進(jìn)行測(cè)定。在室內(nèi)經(jīng)過(guò)對(duì)11種藥物的篩選發(fā)現(xiàn)，稀釋1 000倍的60%苯醚甲環(huán)唑水分散粒劑和稀釋2 000倍的32.5%苯甲嘧菌酯懸浮劑對(duì)該病原菌抑制率達(dá)50%以上，故可選用苯醚甲環(huán)唑和苯甲嘧菌酯作為田間防治藥劑。劉峰等[8]利用RT-PCR基于明日葉轉(zhuǎn)錄數(shù)據(jù)庫(kù)信息克隆得到明日葉5-烯醇式丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶（EPSPS）基因，命名為AgEPSPS。在80 mmol/L草甘膦的液體LB培養(yǎng)基中，含有pETAgEPSPS質(zhì)粒的大腸桿菌可以正常生長(zhǎng)，說(shuō)明有一定的草甘膦抗性，抗除草劑基因工程可以利用明日葉得到具草甘膦抗性的新作物品種。

2 活性成分的萃取、提純與檢測(cè)

2.1 查爾酮

明日葉富含黃酮類物質(zhì)，其中尤以查爾酮類化合物居多，因此國(guó)內(nèi)外主要圍繞明日葉查爾酮開(kāi)展研究。王磊等[9]以明日葉根為原料，提取溶劑80%乙醇、溫度55 ℃、時(shí)間90 min、料液比1∶10，提取2次得粗提液，4-羥基德里辛（4-HD）得率為1.82 mg/g、黃色當(dāng)歸醇（XAG）得率為2.12 mg/g。繼而采用乙酸乙酯萃取、硅膠柱層析以及半制備液相相結(jié)合的方法對(duì)乙醇粗提液中的查爾酮類成分進(jìn)行分離純化，獲得的4-HD和XAG的純度分別為99.08%和98.92%。

2.2 多糖與微量元素

鄧建梅等[10]以明日葉干粉為樣品，在乙醇體積分?jǐn)?shù)80%、料液比1∶30（g/mL）、提取溫度80 ℃，超聲波輔助下提取30 min，提取物的查爾酮含量為22.765 mg/g。陳鳳等[11]用無(wú)水乙醇處理明日葉根粉，以90 ℃蒸餾水提取3.5 h，提取2次，濾液旋蒸濃縮至15 mL，調(diào)節(jié)pH 3，在4 ℃靜置過(guò)夜，離心得脫蛋白多糖液。按體積比1∶4加入95%乙醇，低溫醇沉過(guò)夜后離心分離，沉淀依次用無(wú)水乙醇、丙酮、乙醚各洗滌1次，真空干燥至恒重，得明日葉根精制多糖。采用苯酚-硫酸比色法測(cè)得明日葉根粉中多糖含量為21.57%。王亞楠等[12]發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)明日葉葉中礦物質(zhì)2.32～4 532.00 mg/kg、莖中礦物質(zhì)0.58～2 601.00 mg/kg。張磊等[13]采用電感耦合等離子體光譜（inductively coupled plasmaoptical emission spectroscopy，ICP-OES）法和電感耦合等離子體質(zhì)譜（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）法同時(shí)測(cè)定6個(gè)不同產(chǎn)地的明日葉中Ca、Na、K等24種元素含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)明日葉根、莖、葉中的元素含量有較大差異，其中根部重金屬元素分布顯著高于葉、莖部，存在一定的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)。明日葉葉中K、Ca、Mg、Fe、Zn、P元素營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量指數(shù)（index of nutrition quality，INQ）均大于1，可滿足人體對(duì)該6種礦物質(zhì)元素的需求；對(duì)于不同產(chǎn)地的明日葉而言，日照、青島、江蘇及廣西的明日葉元素含量相似，浙江與福建地區(qū)的明日葉元素相似。龐敏[14]利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜（inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy，ICP-AES）法測(cè)定比較明日葉、西芹、白菜中K、Ca、Na、Mg、Fe、Zn、Cu這7種元素，并通過(guò)營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量指數(shù)法（INQ）對(duì)礦物質(zhì)元素進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)相較于西芹和大白菜，明日葉有更好的礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

2.3 氨基酸與蛋白質(zhì)

王亞楠等[12]運(yùn)用營(yíng)養(yǎng)成分的國(guó)標(biāo)檢測(cè)方法測(cè)定明日葉葉與莖中的各類營(yíng)養(yǎng)成分。結(jié)果發(fā)現(xiàn)葉、莖中脂肪含量極低，葉中的16種氨基酸（葉4.42%、莖0.52%）、蛋白質(zhì)（葉4.60 g/100 g、莖0.75 g/100 g）含量要明顯高于明日葉莖中的含量，說(shuō)明葉比莖更具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與利用價(jià)值。

2.4 倍半萜

Iimura等[15]重點(diǎn)研究人類（特別是日本人群）食用的葉子中的倍半萜，并通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜首次證實(shí)明日葉中存在多種倍半萜。

2.5 芳香成分

Rong等[16]采用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用（HSSPME-GC-MS）法對(duì)明日葉茶中的揮發(fā)性成分進(jìn)行提取分析，并利用電子鼻主成分分析（principal component analysis，PCA）法進(jìn)一步區(qū)分不同茶葉樣品的香氣特征，并對(duì)其味覺(jué)活性成分和感官屬性進(jìn)行分析，共鑒定出118種香氣成分。其中，月桂烯、β-芳樟醇、辛醛、壬醛、(E)-2-壬烯醛、(Z)-2-壬烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、(E,E)-2,4-壬二烯醛、(E)-2-癸二烯醛和對(duì)傘花烴是主要的香氣成分，具有花香味、果香味和鮮香味。感官評(píng)價(jià)表明，葉茶和莖茶的苦味和澀味較根茶低，香氣、鮮味和甜回味較高。苦味和澀味強(qiáng)度與查爾酮和游離氨基酸含量呈正相關(guān)，與可溶性糖含量呈負(fù)相關(guān)，甜度、回味強(qiáng)度與鮮味呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

3 明日葉生物活性研究

3.1 抗衰老

Carmona-Gutierrez等[17]在明日葉中鑒定一種查爾酮類化合物4,4’-二甲氧基查爾酮（DMC），研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)外部DMC給藥可延長(zhǎng)酵母、蠕蟲(chóng)和蒼蠅的壽命，減緩人類細(xì)胞培養(yǎng)的衰老，保護(hù)小鼠免受長(zhǎng)期心肌缺血。另外，DMC還能誘導(dǎo)自噬，提示其具有細(xì)胞保護(hù)作用，其分子水平作用機(jī)制是促自噬反應(yīng)誘導(dǎo)代謝中的系統(tǒng)性變化，其獨(dú)立于TORC1信號(hào)傳導(dǎo)且依賴于特定的GATA轉(zhuǎn)錄因子。研究顯示DMC是一種具有顯著抗衰老活性的天然化合物，并為明日葉作為一種具有延長(zhǎng)壽命功效的食品原料提供研究依據(jù)。

3.2 抗腫瘤

Gao等[18]將不同濃度4-羥基德里辛（4-HD）在不同時(shí)間段（24和48 h）與Huh7和HepG2細(xì)胞共孵育，并采用Cell Counting Kit-8（CCK-8）法檢測(cè)4-HD對(duì)肝癌細(xì)胞活力的影響，研究表明與正常組相比，20和40 μmol/L的4-HD組顯著抑制Huh7和HepG2的增殖（P＜0.01），且抑制作用隨4-HD濃度升高而增加。繼而證明4-HD可以通過(guò)促進(jìn)PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期阻滯以抑制肝癌細(xì)胞的增殖。Pang等[19]探究黃當(dāng)歸醇（XAG）誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞死亡的潛在機(jī)制，研究發(fā)現(xiàn)XAG對(duì)肝癌細(xì)胞HuH7、HepG2有抑制作用，XAG通過(guò)激活NLRP3/caspase-1/gasdermin D（GSDMD）通路誘導(dǎo)HuH7細(xì)胞焦亡發(fā)揮細(xì)胞毒性作用。研究證實(shí)肝癌與caspase-1的相關(guān)性，并且證明caspase-1蛋白調(diào)控的肝癌細(xì)胞能夠被查爾酮類化合物靶向作用。Zhang等[20]發(fā)現(xiàn)明日葉4-HD和XAG通過(guò)直接靶向BRAFV600E和PI3K抑制黑色素瘤的發(fā)展，從而阻止下游信號(hào)的激活。這導(dǎo)致在黑素瘤細(xì)胞中誘導(dǎo)G1期細(xì)胞周期停滯和凋亡。

3.3 抗結(jié)核

Kusuma等[21]研究含有黃酮、多酚、單寧、單萜和倍半萜、醌和皂苷等活性物質(zhì)的明日葉乙醇提取物的抗結(jié)核功效，結(jié)果發(fā)現(xiàn)黃酮類化合物和酚類化合物的抗菌作用通過(guò)抑制煙酰胺腺嘌呤二核苷酸和氫-細(xì)胞色素c還原酶破壞能量代謝，并通過(guò)產(chǎn)生過(guò)氧化氫，抑制ATP合酶破壞細(xì)胞質(zhì)膜，并抑制DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ和Ⅱ的催化活性，提示明日葉具有較好的抗結(jié)核生物活性。

3.4 抗瘧疾

Wardani等[22]研究發(fā)現(xiàn)100 mg/L的明日葉70%乙醇提取、濃縮物對(duì)惡性瘧原蟲(chóng)的抑菌率為79.47%±26.91%。對(duì)寄生蟲(chóng)的半數(shù)抑制濃度（IC50）為2.09 mg/L，而陽(yáng)性對(duì)照氯喹的IC50為0.007 mg/L。因?yàn)槠銲C50值小于5 mg/L，證實(shí)明日葉乙醇提取物具有顯著的抗瘧疾生物活性。

3.5 抗炎、消腫

王思蘆等[23]用明日葉的乙醇提取物給大白鼠灌胃給藥，結(jié)果發(fā)現(xiàn)0.5%的高劑量能顯著降低二甲苯所致小鼠耳腫脹程度和顯著抑制50%蛋清所致的足跖腫脹，證明明日葉具有提高機(jī)體免疫及抗炎的功能。Kimura等[24]利用葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)小鼠結(jié)腸炎后，使用25 mg/kg的黃當(dāng)歸醇進(jìn)行干預(yù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其可降低結(jié)腸炎的疾病活動(dòng)性指數(shù)，防止嗜酸性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，具有作為炎癥性腸?。↖BD）治療的潛力。Oh等[25]通過(guò)招募志愿者進(jìn)行試驗(yàn)，攝入明日葉后，使用來(lái)自20位受試者的人血漿樣品進(jìn)行代謝組學(xué)和脂質(zhì)組學(xué)研究，并對(duì)血漿中明日葉的成分進(jìn)行分析，證明14種代謝物的水平包括運(yùn)動(dòng)尿酸、前列腺素E1、鵝去氧膽酸等在血漿中被改變；檢測(cè)到血漿中源自明日葉中的4-羥基德里辛等5種成分，它們降低膽汁酸和脂肪酸的水平。

3.6 減肥、預(yù)防脂肪肝

Lee等[26]從明日葉中分離異補(bǔ)骨脂查耳酮（IBC）作為抗肥胖成分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)IBC減少高脂膽固醇飲食喂養(yǎng)的斑馬魚(yú)的肝內(nèi)脂肪沉積并挽救肝臟脂肪變性，提示明日葉含有的查爾酮成分具有良好的控制體重功效。

4 明日葉功能性食品開(kāi)發(fā)

4.1 抗氧化食品

Zhang等[27]通過(guò)響應(yīng)表面方法（RSM）對(duì)明日葉凍干粉中的黃酮類化合物及其抗氧化活性進(jìn)行評(píng)價(jià)，試驗(yàn)結(jié)果為從明日葉中提取黃酮類化合物作為潛在的抗氧化劑來(lái)源提供理論基礎(chǔ)。張程程等[28]以纖維素酶輔助發(fā)酵的明日葉發(fā)酵茶為材料，利用Folin-Cioealteu比色法（FC酚法）、2,2-二苯基-1-苦基肼（1,1-dipheny1-2-picryl-hydrazyl，DPPH）法研究沖泡溫度、時(shí)間對(duì)茶湯中主要活性物質(zhì)（多酚、黃酮、查爾酮）浸出量及抗氧化能力的影響。經(jīng)試驗(yàn)得出沖泡溫度90 ℃、沖泡時(shí)間15 min時(shí)，茶湯中多酚、黃酮和查爾酮溶出量較多，抗氧化性較強(qiáng)。

4.2 無(wú)糖、低熱食品

許蓓等[29]利用明日葉粉與麥芽糖醇開(kāi)發(fā)出一款風(fēng)味獨(dú)特的新型功能性無(wú)糖曲奇餅干。Gong等[30]用明日葉凍干粉（2%替代水平）制作曲奇餅干?？瞻讓?duì)照組餅干與添加明日葉粉的餅干相比，在DPPH、2,2’-聯(lián)氮雙（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二銨鹽（2,2’-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid，ABTS）與鐵離子還原/抗氧化能力（ferric ion reducing antioxidant power，F(xiàn)RAP）抗氧化測(cè)試中有較為顯著的差距，且不使用蔗糖而使用麥芽糖醇和明日葉分配制的餅干因升糖指數(shù)GI＜55，可以被歸類為低GI功能性食品。

4.3 降糖、減肥食品

Zhang等[31]的動(dòng)物試驗(yàn)表明新鮮明日葉汁可防止肥胖小鼠的體重增加。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)新鮮明日葉汁增加擬桿菌含量，降低盲腸桿菌和乳桿菌含量。斯皮爾曼相關(guān)分析表明，食用新鮮明日葉汁可通過(guò)改變代謝基因和腸道菌群組成以預(yù)防高脂飲食引起的肥胖和代謝異常。

4.4 降膽固醇飼料

Oktaviana等[32]通過(guò)在基礎(chǔ)飼料中添加不同水平的明日葉粉確定明日葉粉是否對(duì)肉雞血液膽固醇和甘油三酯水平有抑制作用。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)加0和1%明日葉粉時(shí)，膽固醇水平最高達(dá)121.80 mg/dL，加1.5%明日葉粉時(shí)膽固醇水平最低，為101.00 mg/dL，呈量效關(guān)系。但沒(méi)有顯著降低（P＞0.05）肉雞血清中甘油三酯含量。

4.5 食品安全性研究

李淑琴等[33]將明日葉提取物以人體推薦量的300，150和75倍，即1.0，0.5和0.25 g/kg體質(zhì)量設(shè)置高、中、低3組摻入飼料中，連續(xù)飼養(yǎng)90 d，陰性對(duì)照組采用基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng)。對(duì)生化與血液指標(biāo)的檢測(cè)中，肝、腎功能與三大物質(zhì)（糖、蛋白、脂）代謝，以及白細(xì)胞數(shù)、紅細(xì)胞及其血紅蛋白含量均未產(chǎn)生負(fù)面影響；在對(duì)大鼠肝臟、腎臟、脾臟、胃、腸和卵巢（睪丸）的組織病理學(xué)制片及鏡檢中均未發(fā)現(xiàn)明顯、特異性的病理改變。因此可基本認(rèn)定明日葉提取物安全，可用于開(kāi)發(fā)新功能食品。

5 其他研究

5.1 基因研究

Yan等[34]采用十六烷基三甲基溴化銨（hexadecyltrimethylammonium bromide，CTAB）法提取源自武漢黃陂藥材園的明日葉全基因組DNA，結(jié)果發(fā)現(xiàn)完整的葉綠體基因組總長(zhǎng)度為147 007 bp，包含128個(gè)基因，共鑒定出83個(gè)簡(jiǎn)單重復(fù)序列。這些葉綠體基因組資源對(duì)明日葉的進(jìn)化和遺傳多樣性研究具有重要指導(dǎo)意義。

5.2 飼料添加劑

魏強(qiáng)等[35]把明日葉粉添加到基礎(chǔ)飼料中飼喂荷斯坦奶牛，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同比例的明日葉粉添加量對(duì)奶牛產(chǎn)奶量具有不同程度影響，低濃度（每頭100～400 g/d）時(shí)降低產(chǎn)奶量，高濃度（每頭800 g/d）時(shí)則相對(duì)增高。

5.3 化學(xué)合成

Du等[36]探究使用明日葉水提物還原銀離子制備銀納米顆粒（AgNPs）的新方法。該方法所得AgNPs呈球形，平均粒徑為130.1±2.1 nm，具有良好的抗菌性能。

6 結(jié)語(yǔ)

明日葉作為我國(guó)新食品原料已不斷引起國(guó)內(nèi)學(xué)者的研究興趣，但同日本相比，不論是在標(biāo)準(zhǔn)化種植技術(shù)與規(guī)模還是在生物活性研究、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定及其知識(shí)產(chǎn)權(quán)的申請(qǐng)與獲得等方面尚有較大差距。今后需通過(guò)產(chǎn)學(xué)研通力合作推動(dòng)明日葉科學(xué)研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)同步進(jìn)行，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的技術(shù)含量和附加值。通過(guò)建立行業(yè)協(xié)會(huì)加強(qiáng)技術(shù)和信息交流，提高種植技術(shù)和產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化水平，使明日葉能夠更好地為提高我國(guó)人民的生活與健康水平服務(wù)。