薏苡仁的營養(yǎng)組成與現(xiàn)代藥理研究進展

付敬菊，董 學，鐘方曉，李曉宇?

（山東省中醫(yī)藥研究院，山東 濟南 250014）

薏苡仁為禾本科植物薏苡（Coix lacrma-jobiL.var. mayuen（Roman.）Stapf）的成熟干燥種仁，又名薏仁、苡仁、六各米、膠念珠和菩提子等。有“生命健康之禾”之稱[1]。主產(chǎn)于河北、河南、四川、貴州、福建、云南等省區(qū)。中醫(yī)學認為薏苡仁的性味甘淡、涼，歸胃、脾、肺經(jīng)，具有清熱消痛、健脾利水滲濕、止瀉排膿等功效，主要用于水腫、小便不利、脾虛泄瀉等疾病的治療?，F(xiàn)代藥理學研究結(jié)果表明，薏苡仁具有抗腫瘤、提高機體免疫力、降血糖、抗炎鎮(zhèn)痛、調(diào)節(jié)血脂代謝等多重藥理作用。薏苡仁在治療宮頸癌、肺癌和消化道腫瘤中發(fā)揮的重要藥理活性在臨床中也得到了證實，如由李大鵬院士研發(fā)的康萊特注射液為薏苡仁油制劑，作為肺癌、肝癌、胃癌等疾病的治療或輔助治療得到了廣泛應(yīng)用[2]。日本民間也一直把薏苡仁視為保健、滋補、沐浴和潤膚的珍貴佳品[3]。近年來，薏苡仁因含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)[4]，逐漸廣泛地被應(yīng)用于薏苡仁餅干、薏米酒及薏苡仁乳酸飲料等食品工業(yè)。由此可以表明薏苡仁具有很好的食用作用以及醫(yī)療保健作用?；诖?，對薏苡仁的營養(yǎng)成分及提取工藝和藥理作用進行綜述，以期為薏苡仁更為深入的實驗研究和進一步的資源應(yīng)用開發(fā)提供信息參考。

1 薏苡仁的營養(yǎng)成分及提取工藝

薏苡仁中主要的營養(yǎng)成分為不飽和脂肪酸類、酯類、黃酮類、糖類及甾醇類等。在這些成分中，酯類是首次被發(fā)現(xiàn)具有抗腫瘤活性的成分，也是最受研究學者關(guān)注及相關(guān)報道最多的化學成分物質(zhì)?？等R特注射液（KLT）已經(jīng)在中國的臨床上得到廣泛應(yīng)用，該注射液中的有效成分酯類就是從薏苡仁中所提取出的。早在1961年，就有日本學者認為從薏苡仁中分離出的薏苡仁酯是具有抗腫瘤作用的活性成分。薏苡仁抗癌活性成分中的油脂性成分經(jīng)過 TLC 法、GC及GC-MS分析法分析被確定為甘油三酯，其平均相對分子質(zhì)量為870.97，十六碳烷酸、十八碳烷酸、十八碳一烯酸、十八碳二烯酸為其脂肪酸殘基。

1.1 脂肪酸及酯類

伍明江等[5]采用乙酸乙酯為提取溶劑，并以浸提次數(shù)和浸提時間以及溶劑用量作為影響提取工藝的因素，將薏苡仁酯的提取得率作為考察指標，利用正交實驗優(yōu)化薏苡仁酯的提取工藝，確定最佳的提取工藝為10倍用量的乙酸乙酯溶劑，浸提2次，每次浸提16 h，最終薏苡仁酯的提取得率為4.35%。

鞏曉杰等[6]將薏苡仁分為種殼、種皮、種仁三個部分進行提取部位考察，選擇乙醇、丙酮、乙酸乙酯和二氯甲烷 4種溶劑進行提取溶劑考察，將薏苡仁粉碎后過20、60、100目篩進行粉碎粒度考察，結(jié)果表明，薏苡仁種仁中酯類化學物質(zhì)組的含量最多，丙酮提取酯類有效物質(zhì)成分的含量最高，薏苡仁粉碎粒度越小，提取率越高。采用正交實驗法分別對溶劑的用量以及提取時間和提取次數(shù)進行單因素考察，并將薏苡仁中酯類化學組的提取含量作為考察指標運用高效液相色譜法進行分析，確定最佳的提取工藝為以6倍量的丙酮溶劑提取30 min，提取1次。

上述研究通過對提取溶劑及薏苡仁提取部位、粉碎粒徑、溶劑用量進行考察，使薏苡仁脂肪酸及酯類成分的提取工藝研究更為全面可靠，以便于為后續(xù)相關(guān)的實驗研究提供參考。

1.2 多糖類

羅云云等[7]運用 Box-Behnken中心組合實驗設(shè)計方法及響應(yīng)面（RSM）分析法基于前期的單因素實驗和正交實驗，將薏苡仁多糖的提取得率作為響應(yīng)值，并繪制響應(yīng)面圖及等高線圖對薏苡仁中多糖成分提取的影響因素進行回歸分析，優(yōu)化薏苡仁中多糖成分的提取工藝。在 92 ℃的提取溫度下水浸提取75 min，料液比為5∶1（g/L）為薏苡仁多糖提取的最佳工藝條件，此方法操作簡便、合理可行。

張洋婷等[8]采用微波輔助提取法來提取薏苡仁中的多糖成分，并在油脂抗氧化的實驗中表明，薏苡仁多糖成分對豆油、芝麻油、豬油和葵花籽油都具有明顯的抗氧化作用。劉想[9]利用微波、超聲波輔助酶解提取的方法來提取薏苡仁中的多糖成分。并在單因素考察實驗的基礎(chǔ)上，經(jīng)響應(yīng)面優(yōu)化分析法確定了薏苡仁多糖的最佳提取工藝。在46.4 ℃的酶解溫度，在205 W的超聲波功率下超聲25 min，在615 W的微波功率下微波4 min，經(jīng)3次重復實驗驗證得到薏苡仁粗多糖成分的得率為17.97%。與超聲波提取法和淀粉酶提取法進行比較，多糖成分的提取率分別高出10.69%和12.36%。

利用微波、超聲波輔助酶解提取的方法來提取薏苡仁中的多糖成分對比水浸提取法，具有提取成本低廉，提取率較高，節(jié)約提取時間，提取條件溫和等顯著優(yōu)點。

1.3 黃酮類

李志[10]利用超聲波輔助乙醇提取薏苡仁中的總黃酮，并通過響應(yīng)面分析法進行提取工藝優(yōu)化，基于單因素考察實驗結(jié)果，以乙醇的體積分數(shù)、超聲功率、超聲時間、料液比作為影響因素，設(shè)計四因素三水平來進行實驗，并以薏苡仁中總黃酮的得率作為響應(yīng)值來進行響應(yīng)面分析。確定在250 W的超聲功率下超聲40 min，乙醇體積分數(shù)為85%，料液比為1∶25（g/mL）的條件下提取工藝最佳，薏苡仁中總黃酮的提取得率達到0.53%，與0.57%的響應(yīng)面所建模型的預(yù)測值基本吻合。薏苡仁中總黃酮成分對DPPH自由基具有較好的清除效果，呈現(xiàn)較強的抗氧化能力，清除作用及抗氧化能力的活性強度與薏苡仁中總黃酮的質(zhì)量濃度呈明顯的量效關(guān)系。對DPPH自由基的清除率在薏苡仁總黃酮質(zhì)量濃度為 12（mg/mL）時達到最大值91.1%。

1.4 糖蛋白

武皓等[11]采用在堿性條件下的半胱氨酸鹽酸鹽溶液來提取薏苡仁蛋白，并對影響薏苡仁蛋白提取得率的因素條件進行考察實驗，選擇浸提的溫度、浸提的時間以及料液比和浸提 pH作為因素條件來設(shè)計四因素三水平的正交實驗，通過分析各個因素條件對薏苡仁蛋白提取得率的影響以及各個因素條件之間的交互作用。確定在 40℃的溫度下浸提4 h，料液比為1∶20，浸提pH為 10是提取薏苡仁中水溶性蛋白的最佳提取工藝，此工藝簡便可行。浸提溫度與料液比以及浸提溫度與浸提時間之間的交互作用會明顯降低薏苡仁蛋白的浸提得率。

杜曉旭[12]利用熱水浸提法來提取薏苡仁中的糖蛋白，通過二次回歸旋轉(zhuǎn)組合實驗統(tǒng)計的方法在前期單因素實驗的基礎(chǔ)之上對薏苡仁糖蛋白的提取工藝進行優(yōu)化，確定最佳的薏苡仁糖蛋白提取工藝條件為：在 56 ℃的提取溫度下提取5 h，料液比為1∶25。最終薏苡仁糖蛋白的提取得率達到3.6%。并進一步通過薏苡仁糖蛋白的體外抗氧化實驗結(jié)果來表明薏苡仁中的糖蛋白成分具有較強的還原能力，并對Fe2+誘導的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)有明顯的抑制作用，可以清除羥自由基、DPPH自由基和超氧陰離子，且對自由基的總還原能力和清除能力隨著薏苡仁糖蛋白的質(zhì)量濃度增大而增強。

呂鵬[13]將脫脂后的薏苡仁粉作為實驗原料，選擇浸泡的溫度和浸泡時間以及浸泡 pH作為實驗的考察因素，通過在不同條件下的浸泡來研究不同濃度的半胱氨酸鹽酸鹽溶液對薏苡仁中蛋白溶出度的影響，確定在45 ℃的溫度下，pH為5.0以及濃度為 0.4%的半胱氨酸鹽酸鹽的溶液中預(yù)處理15 h為有利于薏苡仁蛋白溶出的最佳預(yù)處理條件。與高溫α-淀粉酶法和真菌淀粉酶法提取薏苡仁中蛋白的工藝進行比較，薏苡仁中蛋白提取效果較好的是高溫α-淀粉酶法提取，且薏苡仁中蛋白的提取含量達到了 60.8%，其中淀粉的殘留量是 14.1%，真菌淀粉酶水解淀粉提取的薏苡仁蛋白中淀粉的殘留量較高，導致薏苡仁蛋白提取的效果不佳。

上述不同的工藝研究結(jié)果表明，半胱氨酸鹽酸鹽溶液提取法對比熱水浸提法提取薏苡仁中的糖蛋白，前者更有利于薏苡仁蛋白溶出，其提取得率受浸提的溫度、浸提的時間以及料液比和浸提pH的影響。

1.5 薏苡仁油

劉帥等[14]利用微波輔助提取法對薏苡仁中薏苡仁油成分的提取工藝進行了研究?；趩我蛩乜疾鞂嶒灒ㄟ^響應(yīng)面分析法對薏苡仁油的提取工藝進行優(yōu)化。結(jié)合單因素實驗結(jié)果和響應(yīng)面實驗結(jié)果，薏苡仁油提取的最佳工藝條件為60 ℃的提取溫度、1∶12.39（g/mL）的料液比，在621 W的功率下微波提取 920 s，其提取得率達到9.31%±0.10%，與預(yù)測值相接近。王青霞等[2]以分別來自我國北部和中部及南部的脫皮和未脫皮的8種薏苡仁作為實驗原料，并對薏苡仁油脂中的脂肪酸及甘油酯、生育酚等成分進行了比較分析，首次發(fā)現(xiàn)了(3α，5α)-豆甾-3-醇和 25-羥基-24-甲基膽固醇、(3α)-豆甾-7，24(28)-二烯-3-醇。薏苡仁油中還含有較豐富的不飽和脂肪酸，具有較大的開發(fā)潛力。

薏苡仁糠為薏苡仁加工的副產(chǎn)物，其含有超過20%（w/w）的油脂，殷敏俠[15]以薏苡仁糠油的游離油得率為指標，對水劑法和乙醇水提法及水酶法進行了比較，得出乙醇水提法提取薏苡仁糠油得率最高的結(jié)論。在考察薏苡仁粉碎方式對薏苡仁糠的粒徑以及薏苡仁細胞中油脂和蛋白分布的影響實驗基礎(chǔ)上，對薏苡仁糠油乙醇水提法的提取工藝進行了單因素實驗研究，確定30 um的粉碎粒徑、30%的乙醇體積分數(shù)、1∶5（w/v）的料液比、提取溶液pH為7、在50 ℃的溫度下提取2 h為薏苡仁糠油提取的最佳工藝，游離油的得率達到 71.44%±0.82%，渣相含油量為22.72%±0.74%，乳狀液含油量為2.98%±0.43%，水相含油量2.86%±0.15%。

張靜美等[16]將來自地熱河谷地區(qū)的薏苡仁作為研究對象，在60 ℃的溫度下提取50 min，超聲功率為100 W、料液比為1∶2.5（m/v），以無水乙醇為提取溶劑的最佳提取工藝條件下對薏苡仁油進行提取并進行抗腫瘤活性測定，薏苡仁油的提取得率達到7.68%±0.12%，經(jīng)該提取工藝提取得到的薏苡仁油對人乳腺癌細胞、結(jié)腸癌細胞、人肝癌細胞、人肺癌細胞、人早幼粒白血病細胞這5種腫瘤細胞具有明顯的抑制作用，為薏苡仁油抗腫瘤保健植物油的進一步開發(fā)與利用提供理論基礎(chǔ)。微波輔助提取法較無水乙醇提取薏苡仁油，具有提取時間短、提取得率高的特點，從時間及成本等方面考慮微波法提取薏苡仁油值得推廣采用。

1.6 淀粉、低聚糖

薛雅茹等[17]利用超聲波輔助提取薏苡仁中的低聚糖成分并通過響應(yīng)面分析法進行工藝條件優(yōu)化，結(jié)合單因素實驗結(jié)果，考察超聲波功率及超聲時間和料液比這三個因素對薏苡仁低聚糖提取得率的影響，確定70 ℃超聲溫度及450 W的超聲功率下超聲27 min，料液比為1∶33（g/mL）的提取工藝最佳，薏苡仁低聚糖的提取得率達到0.94%，與預(yù)測值相接近。與傳統(tǒng)熱水浸提法的提取工藝相比較薏苡仁低聚糖的提取得率提高了0.347%，為進一步的工業(yè)化生產(chǎn)提供了有利的依據(jù)。

尹婧等[18]利用超聲協(xié)同微波法提取薏苡仁中的淀粉，分別考察影響薏苡仁淀粉提取率的提取溫度及時間、微波功率以及料液比和NaOH 溶液的質(zhì)量分數(shù)，利用響應(yīng)面分析法確定出在 34℃的溫度下及 134 W 的功率微波提取 150 min，0.30%的NaOH溶液質(zhì)量分數(shù)及1∶9（g/mL）的料液比為最佳的提取工藝條件，經(jīng)3次平行實驗薏苡仁淀粉提取得率達到93.15%。

1.7 三萜類

李志等[19]將薏苡仁作為實驗原料，通過超聲濃縮的方法來提取薏苡仁中的三萜類化學物質(zhì)，并通過紫外光譜法檢測三萜化合物的含量。并以乙醇濃度、料液比、超聲功率和浸提時間這四個影響薏苡仁三萜化合物提取的因素結(jié)合單因素實驗進行正交實驗，在95%乙醇濃度下及250 W的超聲功率下超聲60 min、料液比為1∶30（g/mL）的最佳提取工藝下薏苡仁三萜類化合物的提取得率達到18.86（mg/g）。超聲波輔助法操作簡便、經(jīng)濟可行、提取效率高，可有效提取薏苡仁中的三萜類化合物。

2 薏苡仁的藥理作用

2.1 抗腫瘤作用

唐翠萍等[20]對薏苡仁提取液聯(lián)合紫杉醇對MCF-7、MDA-MB-231人體外培養(yǎng)的乳腺癌細胞的化療增效作用進行了探討，試驗結(jié)果顯示，紫杉醇對人乳腺癌細胞的增殖及侵襲能力具有明顯的抑制作用，薏苡仁抗腫瘤作用的機制與降低細胞CyclinD1及C-myc和VEGFmRNA以及蛋白的表達相關(guān)聯(lián)，紫杉醇作用的增強與薏苡仁提取液的濃度有關(guān)，與對照組進行組間差異分析具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。并且最新的研究結(jié)果表明薏苡仁的提取液能夠明顯的降低處于晚期的乳腺癌患者血清中的miRNA-21水平，并為進一步地研究薏苡仁提取液的抗癌機制及藥物療效方面提供客觀有利的證據(jù)[21]。

薏苡仁提取液在臨床上主要用于宮頸癌患者的聯(lián)合放化療，具備減毒增效的功能，與單純的放化療的治療方法進行比較，具有控制癌癥疼痛以及抵抗惡病質(zhì)，改善宮頸癌患者的生存質(zhì)量和增加患者體質(zhì)量及延長患者生存期的優(yōu)勢[22]。

薏苡仁能夠有效抑制雌二醇、孕酮及睪酮和皮質(zhì)激素類物質(zhì)的生物合成與分泌，具有抗卵巢癌和前列腺癌的作用[23]。薏苡仁油對人乳腺癌細胞（MCF7）、人早幼粒白血病細胞（HL-60）、結(jié)腸癌細胞（SW480）、人肺癌細胞（A549）、人肝癌細胞（SMMC7721）五種腫瘤細胞均具有明顯的抑制作用[24]，薏苡仁油對呼吸及泌尿生殖系統(tǒng)腫瘤及消化系統(tǒng)腫瘤也具有明顯的抑制作用。

2.2 提高機體免疫力作用

在薏苡仁中具有提高機體免疫力作用的主要成分是在薏苡仁中提取出的 KLT 和 薏苡仁多糖（coixan）等成分。在有關(guān)實驗研究中發(fā)現(xiàn)，在服用薏苡仁之后，CD57–、CD3+、CD16+和CD56+細胞的百分比顯著升高，表明薏苡仁可以有效地升高外周血細胞毒性淋巴細胞的數(shù)量以及增強機體的免疫功能[25]。通過用環(huán)磷酰胺復制出的小鼠免疫力低下模型進行試驗，結(jié)果顯示coixan可以有效地提高腹腔巨噬細胞的吞噬指數(shù)和吞噬百分率，并進一步促進相關(guān)淋巴細胞的轉(zhuǎn)化，具有顯著的免疫興奮作用。據(jù)相關(guān)報道，復制Lewis 肺癌模型后的C57小鼠，腹腔注射KLT 14天后，利用 ELISA試劑盒對小鼠外周血中的IL-1和 IL-6以及 TNF-α的活性進行測定，并得出 KLT具有殺滅腫瘤細胞作用的同時也具有保護機體免疫器官及增強免疫功能作用的結(jié)論。

2.3 降血糖及調(diào)節(jié)血脂代謝作用

在薏苡仁水溶性提取物的研究中發(fā)現(xiàn)，coixan對小鼠具有明顯的降血糖作用[26]。與不同的給藥途徑及劑量進行比較發(fā)現(xiàn)，coixan降血糖的作用與其給藥的劑量和途徑有相關(guān)性，并認為coixan降血糖作用的實現(xiàn)是通過影響某些環(huán)節(jié)的胰島素受體后糖代謝以及抑制肝糖原的分解、肌糖原的酶解和糖異生。在進一步的研究中發(fā)現(xiàn)，coixan抑制四氧嘧啶性糖尿病發(fā)生的機制主要是通過提高機體內(nèi)的超氧化酶歧化酶活性及保護 β細胞。

用鏈左霉素誘導的糖尿病模型下的SD大鼠，在服用薏苡仁后血糖濃度及甘油水平和總膽固醇三酰呈顯著降低的趨勢，同時低密度脂蛋白和極低密度脂蛋白的濃度也顯著降低，證明薏苡仁對血糖及血脂的代謝具有重要的調(diào)控作用。在臨床試驗中也發(fā)現(xiàn)薏苡仁的醇提物與降糖消渴膠囊進行比較療效更佳[27]。在對高脂飲食誘導的肥胖大鼠試驗中，薏苡仁的提取物能夠調(diào)控大鼠腦內(nèi)神經(jīng)內(nèi)分泌的活性，薏苡仁是否對肥胖具有靶向治療的作用機制還尚不明確。

2.4 抗炎鎮(zhèn)痛及抑制骨質(zhì)疏松作用

薏苡仁抗炎鎮(zhèn)痛作用溫和[28]，主要鎮(zhèn)痛的活性成分是薏苡仁中提取的薏苡素，又稱為薏苡酰胺。骨質(zhì)疏松癥的特點是由于骨重建不平衡而導致骨量和質(zhì)量降低。Yang R S等[29]使用去卵巢小鼠模型研究了薏苡仁對骨質(zhì)疏松癥的影響。用薏苡仁（小鼠飲食中的10%和30%薏苡仁）或薏苡仁水提取物（0.3 g/kg/d）飼養(yǎng)去卵巢小鼠4周。并在一些試驗中，使用原代大鼠成骨細胞來探索薏苡仁對骨質(zhì)疏松癥的可能機制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，去卵巢小鼠的體重略有增加，子宮重量明顯減少，但不受薏苡仁治療的影響。且薏苡仁飲食（30%）和薏苡仁提取物可顯著逆轉(zhuǎn)去卵巢小鼠骨堿性磷酸酶活性、鈣含量和骨密度的下降。此外，薏苡仁提取物以劑量依賴的方式促進成骨細胞增殖。薏苡仁提取物還增加了成骨細胞中增殖細胞核抗原和磷酸化細胞外信號調(diào)節(jié)激酶（ERK）1/2的蛋白表達。ERK抑制劑PD98059通過薏苡仁提取物顯著逆轉(zhuǎn)了增加的成骨細胞增殖。綜上所述，這些發(fā)現(xiàn)表明薏苡仁可以有效緩解去卵巢小鼠的骨質(zhì)疏松狀態(tài)。薏苡仁能夠通過ERK調(diào)節(jié)的信號通路增加成骨細胞的增殖。由此可進一步開發(fā)為預(yù)防骨質(zhì)疏松的健康食品。

3 研究展望

近些年來，有關(guān)薏苡仁化學物質(zhì)的提取以及抗腫瘤等藥理活性的研究都取得了重要的進展，并為進一步地提取薏苡仁中的化學成分和藥理活性的研究提供可靠的參考。目前有關(guān)薏苡仁化學成分的研究大多集中在酯類、脂肪酸及糖類成分，有關(guān)黃酮類、酚酸類等其它成分的研究及藥理活性和臨床應(yīng)用的研究鮮有報道。薏苡仁中的多糖成分既可以影響胰島素受體的后糖代謝也可以抑制糖原的分解和促進機體的糖異生作用，毒副作用也較少，是一味極具開發(fā)價值及前景并可用于多種類型糖尿病治療的降糖藥物。薏苡仁可通過ERK調(diào)節(jié)的信號通路增加成骨細胞的增殖，可進一步開發(fā)為預(yù)防骨質(zhì)疏松的健康食品。

薏苡仁屬于藥食同源，其用途廣泛，薏苡仁近幾年是應(yīng)用于癌癥治療且效果良好的常用中藥。傳統(tǒng)的放化療治療對機體的免疫功能具有一定的損傷，并減退機體對腫瘤的抵抗能力，薏苡仁在抗癌治療中具有多成分多途徑及增效減毒的優(yōu)勢，可直接殺傷癌細胞，促進機體紅細胞的免疫功能和誘導細胞凋亡，臨床中可廣泛應(yīng)用于肺癌及胃癌和肝癌等癌癥，成為研究天然藥物治療腫瘤的一個重要方向。有關(guān)薏苡仁新發(fā)現(xiàn)的一些藥理活性如抗凝血及抗動脈血栓形成的作用還需進一步的深入研究，以期闡明其作用機制。此外，薏苡仁黃酮類、酚酸類等其他物質(zhì)成分的相關(guān)研究也應(yīng)該加強，以便于薏苡仁藥材資源及健康食品的開發(fā)與利用。