衣 喆,應 劍,王春玲

(中糧營養(yǎng)健康研究院有限公司,北京 100020)

明日葉的健康益處研究進展

衣 喆,應 劍,王春玲

(中糧營養(yǎng)健康研究院有限公司,北京 100020)

明日葉作為草藥被認為有利尿、滋補、促進消化、預防感染的作用?，F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)明日葉中的主要有效成分為查爾酮類和香豆素類化合物等,體外實驗和動物實驗發(fā)現(xiàn)明日葉提取物及植物本身具有一定的抗癌、調節(jié)血糖血脂,保護心腦血管健康、抗炎、抗菌、抗氧化等功效。本文綜述了明日葉主要健康益處及功能成分和可能的作用機制、安全性以及在食品中的應用領域,為相關產品的研發(fā)提供了科學依據。

明日葉,查爾酮,健康益處,慢性病

明日葉(Ashitaba,學名Angelicakeiskei)又名八丈芹、濱海當歸,是一種多年生芹科植物,原產于日本著名的健康長壽之鄉(xiāng)八丈島,后在伊豆島、新島、利島以及本州的部分地區(qū)進行人工栽培。由于今天摘了葉子,明天就能冒出新葉,因而獲名“明日葉”。當地居民認為食用明日葉有助于健康、長壽。貝原益軒的《大和本草》中記錄了日本江戶時代將明日葉莖部的黃色汁液外用治療天花的用途,并命名為“shitagusa(鹹草)”,意為“一種強大的滋補藥物”。作為民間草藥,明日葉被認為有利尿、滋補、促進消化的作用,外用則可以治療及預防感染。日本居民將其葉片、葉柄與根部應用于面條、天婦羅、燒酒、茶、冰淇淋等食品的制備,其無法食用的老葉也用作奶牛的飼料。明日葉含有查爾酮類化合物如黃色當歸醇(xanthoangelol),黃色當歸醇F(xanthoangelol F),異補骨脂查爾酮(isobavachalcone),4-羥基德里辛(4-hydroxyderricin),黃色當歸醇H(xanthoangelol H)等[1];香豆素類化合物如雷塞匹亭(laserpitin),異雷塞匹亭(isolaserpitin),3′-千里光酰基-凱爾消旋內酯(4′-senecioyl khellactone),絲立尼亭(selinidin)等,黃酮類化合物如槲皮素(quercetin),楊梅素(myricetin),芹菜素(apigenin),山奈酚(kaempferol),木犀草素(luteolin)等[2],其他物質如葉綠素、葉黃素、倍半萜、蕓香酸、綠原酸、有機鍺、膳食纖維,以及一般蔬菜中含量較低的維生素B12,并含礦物質、氨基酸及類黃酮、泛酸、膽堿等[3-5]?？茖W研究發(fā)現(xiàn),明日葉具有抗癌、調節(jié)血糖血脂、抗氧化、抗炎等功效,其中查爾酮類和香豆素類是研究較多的兩種成分。

我國部分省市從20多年前引進明日葉,但尚未形成標準化種植技術。上海市閔行區(qū)農業(yè)科學研究所于2007年開始從日本引種明日葉,在城市超市蔬菜基地進行嘗試性種植實驗。明日葉的健康功效傳播到中國后,有些居民開始將明日葉作為觀賞植物栽種并采嫩葉作蔬菜或代茶飲。

目前關于明日葉的有效成分以及健康功效已經具備了比較完善的研究,本文系統(tǒng)總結了明日葉的有效成分,健康益處、作用機制以及安全性,并對明日葉的應用前景進行了展望,為相關產品研發(fā)提供了科學依據。

1 明日葉的健康功效

1.1 抗癌

有研究發(fā)現(xiàn)明日葉的抗癌活性強于花椰菜、芹菜、胡蘿卜等44種常見的蔬菜[6]。明日葉中的主要抗癌成分為查爾酮類和香豆素類化合物,特別是2種烯化的查爾酮,4-羥基德里辛和黃色當歸醇。植株不同部位的查爾酮含量有所差別,從高到低依次為根皮(10.51mg/g)>莖干(8.52mg/g)>葉子(2.63m/g)>根芯(1.44mg/g)[1]。在體外實驗中,查爾酮類物質黃色當歸醇I、J、異補骨脂查爾酮、4-羥基德里辛和香豆素類物質osthenol表現(xiàn)出抑制腫瘤細胞增殖的活性和細胞毒性[7-8]。查爾酮類化合物抗癌的機制包括調節(jié)細胞凋亡、阻止新生毛細血管形成、調節(jié)免疫功能等。

4-羥基德里辛能夠通過死亡受體介導和線粒體兩種途徑誘發(fā)人腫瘤細胞凋亡[9]。異補骨脂查爾酮能通過線粒體通路,激活凋亡基因BAX,促進人神經瘤細胞系IMR-32和NB-39細胞凋亡,并在高濃度對正常體細胞也沒有細胞毒作用[10];也有實驗發(fā)現(xiàn)黃色當歸醇通過激活半胱氨酸蛋白酶caspase-3活性促進腫瘤細胞凋亡。以上研究結果說明查爾酮可能具有潛在抗神經細胞瘤和白血病活性[11]。

在動物實驗中,4-羥基德里辛和黃色當歸醇可以通過阻止血管內皮細胞與毛細血管生成因子結合、減少毛細血管樣管道形成抑制血管新生的活性[12]。4-羥基德里辛還能增加荷瘤小鼠淋巴細胞CD4+、CD8+和自然殺傷細胞(Natural killer cell,NK)數量,提高針對腫瘤細胞的細胞免疫,從而抑制小鼠肺癌細胞的增殖和轉移[12-13]。在荷肝癌細胞的小鼠中,查爾酮能夠降低肝癌細胞增殖細胞核抗原(PCNA)和凋亡相關蛋白BCL-2表達水平,提高半胱天冬酶和凋亡蛋白BAX表達水平,降低肝癌細胞增殖活性,降低瘤體質量[14-16]。

1.2 改善血糖

明日葉中查爾酮類化合物可能是改善血糖的有效成分之一,其作用機制十分復雜,包括調節(jié)細胞因子表達、調節(jié)細胞分化、促進細胞對葡萄糖攝取、調節(jié)胰島素受體相關基因表達、抑制胰島細胞凋亡等。

查爾酮能夠提高人前脂肪細胞中脂聯(lián)素基因表達,從而促進脂聯(lián)素的分泌,可能有助于代謝綜合癥的治療[17],4-羥基德里辛和黃色當歸醇通過作用于AMPK和MAPK通路,可抑制前脂肪細胞向脂肪細胞的分化,且其具有類胰島素樣作用,能夠促進脂肪細胞對葡萄糖的攝取[18-19]。查爾酮、4-羥基德里辛和黃色當歸醇都能通過增加肝臟和肌肉細胞細胞膜上的葡萄糖轉運蛋白GLUT2和GLUT4的水平,提高肝臟和肌肉細胞攝取2-脫氧葡萄糖的能力,降低空腹血糖和胰島素水平[17,19-20]。在動物實驗中,明日葉提取物顯著降低高果糖膳食大鼠血糖水平、胰島素水平和血胰島素穩(wěn)態(tài)模型指數,以及血總膽固醇和游離脂肪酸水平,對大鼠肝細胞進行分析發(fā)現(xiàn)明日葉提取物能夠促進乙酰輔酶A氧化酶1,中鏈乙酰輔酶A脫氫酶、ATP綁定膜轉運子和脂蛋白A1的基因表達,從而改善高果糖膳食大鼠的胰島素抵抗和高血清甘油三酯[21]。還有研究發(fā)現(xiàn)四羥基德里辛和黃色當歸醇能夠降低KK-A自發(fā)糖尿病小鼠血糖水平,緩解煩渴癥狀[18],口服含150.6mg/g 4-羥基德里辛和146.0mg/g黃色當歸醇的明日葉提取物,可抑制小鼠口服葡萄糖后的急性高血糖[22]。在2型糖尿病模型小鼠中,服用明日葉查爾酮組血糖、胰島素、丙二醛、氧化型低密度脂蛋白水平均低于模型對照組,其胰腺病理切片顯示胰島細胞損傷輕于模型對照組,其機理可能是查爾酮能夠上調胰腺細胞Bcl-2蛋白的表達,下調Bax蛋白的表達,并改善胰島細胞的抗氧化應激能力[23-25],查爾酮還能夠上調糖尿病模型小鼠肝細胞磷脂酰肌醇激酶PI3K、肝細胞胰島素受體(InsR)和胰島素受體底物-2(IRS-2)的mRNA表達,減輕胰島素抵抗[26-27]。此外查爾酮能減低血清內皮素-1和鈣黏蛋白水平,可能有助于緩解高血糖導致的血管并發(fā)癥[28]。

1.3 改善血脂

明日葉中的查爾酮類和香豆素類化合物具有改善血脂的作用,但作用機制尚缺乏研究。其中黃色當歸醇可降低自發(fā)性高血壓大鼠的血清LDL(低密度脂蛋白)、VLDL(極低密度脂蛋白)、游離脂肪酸水平,并減少肝臟甘油三酯和總膽固醇水平,但對血清高密度脂蛋白(HDL)沒有影響,4-羥基德里辛有抑制自發(fā)性高血壓大鼠收縮壓升高的作用[29-30]。含雷塞匹亭的飼料可降低自發(fā)性高血壓腦卒中大鼠肝臟中甘油三酯水平,并提高血清中的高密度脂蛋白(HDL)水平,進行肝mRNA表達分析發(fā)現(xiàn)微粒體甘油三酯轉運蛋白和脂肪細胞分化因子減少[30-32]。

在另一項動物實驗中,高脂飼料喂養(yǎng)的健康雄性大鼠飼料含明日葉(葉及榨汁)者,肝臟總重和肝臟膽固醇較對照組少,肝臟中抗氧化酶過氧化氫酶和谷胱甘肽還原酶水平較高,但血清甘油三酯和總膽固醇與對照組沒有差異[33]。

1.4 改善心、腦血管健康

明日葉中查爾酮類化合物有助于改善心腦血管健康,其可能的機制為抑制血管平滑肌收縮、抑制炎癥反應、抗血小板聚集等。明日葉根中的黃色當歸醇、4-羥基德里辛、黃色當歸醇B,E和F可抑制苯腎上腺素誘導的大鼠主動脈環(huán)收縮,以黃色當歸醇B的活性最強,可能通過抑制細胞內游離鈣離子升高等途徑抑制血管平滑肌的收縮功能[34]。黃色當歸醇E能夠抑制兔子血小板中外源性花生四烯酸的代謝,參與抗血小板凝集和減輕腦血栓的形成[35]。黃色當歸醇D能夠通過抑制核轉錄因子-κВ(NF-κB)活性降低豬主動脈內皮細胞常規(guī)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)導致的內皮素分泌,從而抑制血管內皮細胞炎癥反應[36]。

1.5 抗炎

查爾酮類和香豆素類化合物是明日葉中研究較多的抗炎成分,通過調節(jié)細胞因子相關基因表達、調節(jié)受體活性等機制發(fā)揮抗炎作用。從明日葉葉片中分離的一系列查爾酮類化合物能夠在MG-63細胞中抑制腫瘤壞死因子-α介導的白介素-6升高,從而抑制炎癥反應[37]。明日葉的正己烷部位可顯著抑制脂多糖誘導的細胞炎癥反應,包括抑制NO和前列腺素E2生成、TNF-α分泌、一氧化氮合成酶iNOS和環(huán)氧酶-2 COX-2的mRNA及蛋白表達。其機制是提取物作通過抑制MAPK和NF-κB通路下調了iNOS和COX-2基因產物的表達[38]。異補骨脂查爾酮可通過調節(jié)iNOS表達抑制鼠巨噬細胞的炎癥反應[39]。黃色當歸醇和4-羥基德里辛可抑制脂多糖誘導的巨噬細胞炎癥反應,其機制是降低了DNA與轉錄因子AP-1的結合活性[40]。明日葉中的香豆素類物質絲立尼亭可通過降低高親和性Ig-E受體Fcε RI活性,減少磷脂酶Cг1的磷酸化和絲裂原P38激活的蛋白激酶,抑制IgE介導的肥大細胞的激活,因此可能有助于預防過敏性炎癥[41]。

1.6 減肥

現(xiàn)有研究結果并不支持明日葉具有減肥功效。在高脂飼料中添加明日葉(葉及榨汁)的健康雄性大鼠體重與不添加者沒有差異[33],另一實驗中給予飼喂高脂飼料的大鼠同時給予明日葉粉末,其腎周脂肪、血清甘油三酯水平仍高于對照組,體重變化、血膽固醇水平、附睪周圍脂肪和肝臟脂肪則沒有顯著差異;但食用明日葉粉末的大鼠糞便重量和膽汁酸含量都高于對照組,這可能是由于明日葉富含膳食纖維的緣故[42]。在KK-A自發(fā)糖尿病小鼠中進行的實驗也沒有發(fā)現(xiàn)明日葉根提取物具有減重的作用[18]。

1.7 改善神經系統(tǒng)功能

明日葉中黃色當歸醇、4-羥基德里辛和木犀草素都具有抗抑郁作用。其中黃色當歸醇通過抑制多巴胺β-羥化酶活性抑制單胺氧化酶A和單胺氧化酶B，其活性與異煙酰異丙肼相當； 4-羥基德里辛是單胺氧化酶B的選擇性抑制劑；木犀草素效果優(yōu)于4-羥基德里辛和黃色當歸醇，是最具有潛力的抗抑郁功能成分[43]。

有動物實驗發(fā)現(xiàn)明日葉能緩解莨菪堿造成的小鼠記憶損傷,逆轉海馬區(qū)細胞環(huán)磷酸腺苷反應結合蛋白的磷酸化過程和腦源性神經因子的減少,可能有助于緩解阿爾茨海默癥造成的學習和記憶障礙[44]。

1.8 抗氧化

從明日葉莖部的甲醇提取物的乙酸乙酯部位分離出的三種黃色的查爾酮類物質xanthokeisminsA-C表現(xiàn)出對超氧化物的清除活性,黃色當歸醇B亦有這一活性[45]。明日葉中的黃酮類化合物對羥基自由基有較強的清除能力[46]。

1.9 其他

黃色當歸醇和4-羥基德里辛對革蘭陽性菌如藤黃微球菌有抗菌活性。4-羥基德里辛對青枯病菌、枯草芽孢桿菌和表皮葡萄球菌有抗菌活性[47]。也有研究發(fā)現(xiàn)明日葉提取成分具有抗流感病毒和護肝作用[48-49]。明日葉中的膳食纖維能通過增加大鼠排泄含有高濃度膽汁酸的糞便提高腸胃健康[42]。

2 毒理學及安全性評價

按照衛(wèi)生部頒布的食品安全性毒理學評價程序和方法的相關要求,對明日葉的毒性進行第一、二階段的檢測和研究發(fā)現(xiàn),Ames實驗、微核實驗、小鼠精子畸形實驗及骨髓細胞染色體畸變實驗等多項致突變實驗結果均為陰性,明日葉的潛在遺傳毒性作用較小。在30d喂養(yǎng)實驗中,亦未見明日葉對動物的生長發(fā)育、血液學指標、生物化學指標及病理學指標產生明顯影響,提示其較長期作用于機體不會產生明顯毒性作用,亞慢性攝入的危險性較小[50]。

明日葉水提物和醇提物對新西蘭大白兔眼睛的急性刺激實驗結果表明100mg的兩種提取物對眼睛無不良刺激[51]。對新西蘭大白兔和豚鼠皮膚的刺激實驗表明,這一劑量亦沒有引起急性的光毒性及其他皮膚刺激反應[52]。

3 食品中的應用領域

目前明日葉被用于飼料、功能飲料、代茶飲等領域。日本用明日葉飼喂奶牛和母雞,可提高牛奶、雞蛋的產量和維生素含量。功能食品則有日本的含明日葉的蔬菜飲料和酸奶,臺灣的明日葉精力湯,以及大陸電商渠道出售的產品,包括明日葉粉末、茶包、酒后茶、大潤茶、通茶、功能飲料等。

4 總結與展望

明日葉主要功能成分為查爾酮、香豆素和黃酮類化合物,體外實驗和動物實驗結果顯示明日葉提取物,例如黃色當歸醇、4-羥基德里辛、異補骨脂素查爾酮等,具有一定的抗癌、降低血糖血脂、改善胰島素抵抗、促進心血管健康、以及抗炎、抗氧化、抗菌等功效。雖然有一些研究對明日葉及其成分的作用機制進行了探討,但結果尚遠不足以形成一致的科學結論。毒理實驗結果顯示明日葉亞慢性和遺傳毒性以及皮膚刺激性較小。目前已有一些以明日葉為原料的食品和保健品面市并引起了消費者的關注,但關于明日葉的臨床研究尚缺乏,明日葉對人體的作用以及量效關系還不清楚。為了明確明日葉在人體的作用機制和量效關系,更好支持明日葉功能食品的研發(fā),還需進行進一步研究。

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Research progress in health benefits of Ashitaba

YI Zhe,YING Jian,WANG Chun-ling

(Food Nutrition and Health Research Institute Co.,Ltd.,Beijing 100020,China)

The herb Ashitaba is considered as a diuretic,nourishing,digestion promoting,and infection preventing agent in Japanese tradition. The main effective components in Ashitaba were chalcones,coumarins and flavonoids etc.invitroand animal experiments suggested that Ashitaba had certain health benefits such as anti-cancer,regulating blood lipid and serum glucose,improving cardiovascular health,anti-inflammatory,antibacterial,antioxidant,etc. As requirement of life quality grows,Ashitaba and its function of preventing chronic diseases have gain consumers’ attention. This paper reviewed the main functional components,health benefits,safety and application of Ashitaba,and provided a scientific basis for products development.

Ashitaba;angelica keiskei;health benefit;chronic diseases

2014-06-30

衣喆(1983-),女,博士,研究方向:功能成分,人群營養(yǎng)與疾病。

中糧集團基礎研發(fā)項目。

TS201.1

A

1002-0306(2015)07-0372-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.07.070