黃晴，吳忠坤，吳中琴，趙紫薇，成煥，李宗軍

（湖南農(nóng)業(yè)大學食品科學技術學院，湖南長沙410000）

蔥屬類植物中有機硫化物的抗氧化性研究進展

黃晴，吳忠坤，吳中琴，趙紫薇，成煥，李宗軍*

（湖南農(nóng)業(yè)大學食品科學技術學院，湖南長沙410000）

蔥屬類植物因含有高含量的有機硫化物而具有高抗氧化性，有機硫化物因硫氫鍵的斷裂，或與不同的環(huán)狀結構、烯丙基等基團結合，形成種類豐富的活性物質，發(fā)揮特有的生理功能。本文主要探討蔥屬類植物中有機硫化物的組成、活性，以及有機硫化物對以核因子E2相關因子2（Nuclear factor E2 related factor 2，Nrf2）、核轉錄因子（Nuclear factor kappa B，NF-κB）這兩個核因子為主的信號通路的影響，為進一步增進對蔥屬類食物的了解和有機硫化物的抗氧化機制提供一定的理論依據(jù)。

有機硫化物；抗氧化性；核因子E2相關因子2（Nrf2）；核轉錄因子（NF-κB）

蔥屬類植物是多年生鱗莖植物，包括大蔥、大蒜、洋蔥、韭菜等，用作日常飲食的調味品，因具有獨特的辛辣風味，為菜品增色不少，因此深受人們喜愛。蔥屬類植物具有預防心血管疾病、抗氧化、抗腫瘤、抗菌、改善糖代謝作用、防腸胃疾病等作用。目前已從蔥屬類植物提取的揮發(fā)油中檢測到幾十種有機硫化物，其中活性硫化物主要是硫醇、硫酚，硫醚、噻吩、亞砜類物質。因硫原子電負性較小，巰基中硫氫鍵結合能力不強，易氧化，易電離，也就豐富了有機硫化物的變化，產(chǎn)生了多種抗氧化活性物質，其生理功能及其功能食品開發(fā)備受關注。深入認識蔥屬類植物有機硫化物在加工過程中的變化、抗氧化的機制，可為開發(fā)相應的功能產(chǎn)品提供新的思路和方法。

1 蔥屬類植物有機硫化物的組成及生物轉化研究

蔥屬類植物完整無破碎的細胞之前大多不具有濃烈的辛辣風味，因活性成分的前體物質還未轉化生成具有該風味的物質。有機硫化物一般為硫醇、硫酚、硫醚、噻吩、亞砜、砜、磺酸等物質，這些物質在某些條件下互相轉化。蔥屬類植物的有機硫化物前體物質γ-谷?；腚装彼嵩谑[屬類植物細胞破碎后，在γ-谷?；腚装彼崦傅淖饔孟?，形成水溶性的S-烯丙基-L-半胱氨酸和S-烯丙基巰基-L-半胱氨酸[1]。當半胱氨酸中的巰基斷裂，在酶的作用下，氧原子與硫原子相連，即得亞砜類物質，而若-OH斷裂，發(fā)生反應，即得γ-谷氨酰半胱氨酸。另外γ-谷?；腚装彼嵋部赏ㄟ^水解和氧化作用生成蒜氨酸，蒜氨酸易溶于水，蒜氨酸酶的催化作用下，蒜氨酸轉化成大蒜素，即二烯丙基硫代亞磺酸酯，大蒜素易溶于有機溶劑，難溶于水，在室溫下或者遇光即可緩慢分解，40℃以上分解快速，大蒜素分解得主要物質為二烯丙基一、二、三、四硫化物以及阿交烯。蒜氨酸又稱為S-烯丙基-L-半胱氨酸亞砜（S-allyl cysteine，SAC），其同分異構體和衍生物分別有異蒜氨酸（S-丙烯基-L-半胱氨酸亞砜，isoalliin）、環(huán)蒜氨酸（cyclalliin）；甲基蒜氨酸（S-甲基-L-半胱氨酸亞砜，methiin）、丙基蒜氨酸（S-丙基-L 半胱氨酸亞砜，propiin）[2]。在大蒜中，以γ-谷氨酰半胱氨酸、S-烯丙基-L-半胱氨酸亞砜、甲基蒜氨酸、γ-谷?；奖彼峋佣?，未經(jīng)微生物發(fā)酵的大蒜味道辛辣、氣味很濃，色澤呈淡黃色，經(jīng)微生物發(fā)酵的大蒜辛辣味變弱、顏色變黃。同時大蒜的特有蒜味隨著發(fā)酵時間的延長而逐漸減弱[3]。

Cheng L[4]等通過氣相色譜-質譜聯(lián)用儀（Gas Chromatography-Mass Spectrometer，GC-MS）分析，洋蔥中含有多種小分子有機硫化物，具體有二甲基三硫醚、二甲基四硫醚、二丙基三硫化物、八環(huán)硫等。Zhang[5]等對3種不同的洋蔥進行蒸餾過后的揮發(fā)性油成分比較，發(fā)現(xiàn)硫化物占揮發(fā)油比例的50%以上，其中三硫化物含量最多。因硫醇易氧化，在空氣中與氧反應，-S-H-斷裂，兩分子的硫醇結合生成二硫化物，三分子的硫醇結合生成三硫化物，可見洋蔥中細胞破碎前，硫醇物質含量較多。何洪巨[6]等對大蔥、細香蔥、小蔥進行GC-MS分析，發(fā)現(xiàn)大蔥和小蔥中小分子含硫化合物多達30種以上，其中含有小分子硫醚類物質較多，另外羥基丙酯類物質也出現(xiàn)在大蔥、細香蔥成分中。而這些蔥類物質中大蒜新素即二烯丙基三硫醚較少甚至沒有，可見大蒜素含量少，其他硫化物的含量占比更多，說明前體活性硫化物γ-谷氨酸半胱氨酸轉化為了S-烯丙基-L-半胱氨酸等物質而不是通過蒜氨酸轉化為小分子有機硫化物。

大蒜內的有機硫化物種類繁多，F(xiàn)ei Meng li[7]通過GC-MS分析，大蒜內的有機硫化物具體有二烯丙基硫化物（Diallyl sulfide，DAS）、二烯丙基二硫化物（Diallyl disulfide，DADS）、二烯丙基三硫化物（Diallyl trisulfide，DATS）、二烯丙基四硫化物（Diallyl tetrasulfide，DATTS）、烯丙基甲基硫化物（Allyl methyl sulfide，AMS）、烯丙基甲基二硫化物（Allyl methyl disulfide，AMDS）、烯丙基甲基三硫化物（Allyl methyl trisulfide，AMTS）、異蒜氨酸（isoalliin）以及 2，5-二甲基噻吩等噻吩類物質。噻吩類物質環(huán)狀物質穩(wěn)定，不易被破壞，一般在細胞破碎前就形成，二烯丙基硫化物物質眾多，說明蒜氨酸充足，且蒜氨酸酶催化完全。其中以蒜氨酸為主的轉化過程如圖1，二烯丙基硫化物作為重要抗氧化性物質主要由大蒜素分解而來，另外甲基蒜氨酸、異蒜氨酸、丙基蒜氨酸分別來源為含甲基亞砜類物質和含丙烯基亞砜物質等。亞砜類物質中的硫為四價，可由硫醚轉化而來，但需要無機氧化劑，所以硫醚物質可由亞砜類物質還原而得。

蔥屬類植物中有機硫化物成分極不穩(wěn)定，Martins N[8]等研究發(fā)現(xiàn)大蒜在自然存放過程中受溫度、光照、放置時間、pH值、大氣條件等方面的影響，溫度在23℃左右，異蒜氨酸易轉化成環(huán)蒜氨酸，低溫時則易生成蒜氨酸和其他亞砜類物質。而在細胞破碎后，pH值3.5以下會使非常不穩(wěn)定的大蒜素降解，其最穩(wěn)定pH值為4～4.8。這是由于大蒜素含二硫鍵，在酸性條件下相對穩(wěn)定，堿性條件下易發(fā)生水解，但過酸環(huán)境下，不易與酸性物質形成氫鍵，抑制大蒜素降解，且易發(fā)生氧化還原反應。

圖1 重要抗氧化性有機硫化物轉化途徑Fig.1 The transferring pathway of important organic sulfides

在蔥屬類植物加工過程中，有機硫化物也會發(fā)生較大的變化。大蒜高溫發(fā)酵，產(chǎn)生美拉德反應，即為黑蒜，因大蒜鱗莖變黑而得名。發(fā)酵后發(fā)現(xiàn)刺激性氣味減少，香味增加，通過GC-MS測定，有刺激性氣味物質——DADS和DATS減少，高溫可使C-S鍵發(fā)生斷裂，從而促使丙烯基化合物與其它環(huán)狀化合物的產(chǎn)生[9]。相同新鮮大蒜和黑蒜有機硫化物成分比較之下，發(fā)酵過后己二烯二硫化物和大蒜素大量減少，而烯丙基甲基硫化物濃度增高，新鮮大蒜中未發(fā)現(xiàn)的烯丙基二硫化物也出現(xiàn)在黑蒜成分中[10]。這些硫化物的降解與生成可能來自于本身的酶促反應，或者美拉德的非酶反應，也可能來自于微生物對硫化物的利用。而對新鮮洋蔥進行發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)新鮮洋蔥的主要風味物質為二甲基三硫醚、丙烯基三硫化物、二丙基二硫化物、丙烯基二硫化物、甲基丙基三硫化物、二丙烯基三硫化物，在發(fā)酵前這些有機硫化物占比24%，而沒有加鹽的發(fā)酵洋蔥中保留僅有1.85%[4]，說明在發(fā)酵過程中小分子硫化物揮發(fā)，發(fā)酵完的洋蔥中更多是保持酯的香氣。Sunyoung Kim[11]等，經(jīng)植物乳桿菌發(fā)酵，環(huán)蒜氨酸增加，另外蒜氨酸、甲基蒜氨酸也基本保持一致。說明發(fā)酵并不一定會使蒜氨酸及蒜氨酸的同分異構體和衍生物降解，也能保持洋蔥的風味。選擇好的發(fā)酵菌株能夠改善蔥屬類植物的風味、增加營養(yǎng)價值。

2 蔥屬類植物中有機含硫化合物抗氧化功能的機制研究

蔥屬類植物中的有機硫化物具有抗菌、預防動脈硬化和心血管疾病、抗過敏等功效?，F(xiàn)如今抗氧化物質眾多，特性卻各有不同，蔥屬類植物中具有抗氧化性的有機硫化物一般為含有巰基的半胱氨酸或者谷氨?；?，谷氨?；缮晒入赘孰亩哂锌寡趸??？寡趸幕瘜W體系大致可分為兩類：酶體系和非酶促體系。酶體系包括超氧化物歧化酶、過氧化氫酶等，而非酶促體系中則是以植物化合物為主多種物質組成，主要有維生素、生物類黃酮、植酸等，含巰基的硫醚類物質成為新的抗氧化物質的研究熱點。而抗氧化劑機制大致分為3種：清除自由基、間接消耗容易生成自由基的物質、信號傳導激活機體抗氧化體系[12]。本文著重從后者對蔥屬類有機硫化物的機體抗氧化作用進行闡釋。

2.1 抗氧化至關重要的Nrf2-ARE信號通路

結合蛋白Kelch（Kelch-like ECH2 associated protein 1，Keap1）于細胞質中與Nrf2結合，使Nrf2無法進入細胞核[13]，以維持Nrf2表達量正常水平。有親電子試劑或活性氧刺激時，通過兩種方式活化后的Nrf2進入細胞核，與ARE受體分別通過Maf蛋白或bZIP形成異二聚體結合[14]，促進下游抗氧化酶基因及蛋白表達，發(fā)揮抗氧化作用。

在抗氧化過程中，富含絲氨酸的調控因子可進行泛素化。在一系列特殊酶的作用下，低分子量蛋白質泛素選出靶蛋白分子，對其進行特異性修飾[15]。其中涉及的酶有泛素激活酶E1、泛素結合酶E2、泛素連接酶E3，其中Nrf2可以調控抗氧化酶類物質和抗凋亡蛋白基因，Keap1則屬于泛素連接酶E3[16]。

Nrf2與Keap1解離入核的原因基本有以下4種：Keap1中的巰基改變使Nrf2解離；競爭性抑制方式使Nrf2解離，使之進入細胞核，發(fā)揮抗氧化應激能力；減少Nrf2降解；氧化應激發(fā)生時，通過蛋白激酶C（Protein kinase C，PKC）途徑等使Nrf2磷酸化解離[17]。其中通過磷酸化激活Nrf2的不止PKC，能夠打開磷酸化“開關”的激酶類蛋白與Nrf2形成了交錯龐大的抗氧化信號網(wǎng)絡，其中絲裂素活化蛋白激酶（Mitogen activate protein kinase，MAPK）家族中的細胞外調節(jié)蛋白激酶 （extracellular regulated protein kinases，ERK）、c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）、P38絲裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK，P38），還有蛋白激酶R樣內質網(wǎng)激酶（protein kinase R like ER kinase，PERK）、磷脂酰肌醇-3-羥激酶（phosphatidylinositol-3-hydroxy kinase，PI3K）等激酶都能通過磷酸化級聯(lián)反應激活Nrf2。

氧化應激與炎癥的發(fā)生密不可分，許多疾病的最初由氧化損傷導致炎癥的產(chǎn)生，從而惡化成其他疾病。Baluchnejadmojarad T等[18]研究成熟大蒜中蒜氨酸通過抑制氧化應激、炎癥，調節(jié)乙酰膽堿酶來改善鏈唑霉素導致有認知障礙的糖尿病患病大鼠。Prasad K N[19]發(fā)現(xiàn)大蒜素具有獨立的機制激活Nrf2，發(fā)揮抗氧化作用對抗阿茨海默癥，阿茨海默癥與氧化損傷和炎癥相關，研究發(fā)現(xiàn)胞嘧啶鳥嘌呤二核苷酸的甲基化和組蛋白3的高度乙?；瘯黾覰rf2的表達。而有機硫化物可通過競爭關系防止Nrf2的過分表達，從而緩解阿茨海默癥。有機硫化物也可用于應對急性氧化應激的缺血性損傷。研究發(fā)現(xiàn)SAC可以激活Nrf2信號通路，下調血紅素加氧酶 1（heme oxygenase-1，HO-1）基因的表達，達到抗氧化作用以保護神經(jīng)元免受缺血性損傷。

有機硫化物直接通過Nrf2發(fā)揮抗氧化作用機制可簡單概括為：正?；钚匝趸蛘哂H電物質刺激時，Keap1的半胱氨酸殘基被破壞，使Nrf2與keap1解耦聯(lián)，使Nrf2進入細胞核，啟動ARE基因。而在有機硫化物如蒜氨酸含有半胱氨酸基團，即含有巰基時，可與keap1半胱氨酸殘基結合，使Nrf2與Keap1無法結合，促使Nrf2進入細胞核，啟動抗氧化反應序列元件（Anti-oxidative reaction sequence elements，ARE） 基因表達。這種屬于競爭性抑制，抑制Keap1與Nrf2結合，從而達到抗氧化效果。

2.2 刺激機體磷酸化級聯(lián)反應的抗氧化機制

氧化應激分為急性和慢性氧化應激，急性氧化應激表現(xiàn)為缺血和急性中毒；慢性氧化應激表現(xiàn)為衰老神經(jīng)性變性疾病、動脈粥樣硬化、糖尿病、癌癥等。

慢性氧化應激表現(xiàn)之一：肺/肝/腎等器官的纖維化。Cheng-Ying Ho等[20]研究在MRC5纖維母細胞中發(fā)現(xiàn)過多活性氧損害細胞氧化還原水平，在DADS作用下，調控轉化生長因子-β（Transforming growth factorβ，TGF-β），通過激活 Nrf2通路調控 HO-1，抑制活性氧產(chǎn)生的smad蛋白獨立產(chǎn)生的通路，從而防止肺纖維化。氧化應激激活NF-κB，P65-NF-κB磷酸化，NF-κB負調節(jié)TGF-β[21]。一般在哺乳動物的體內TGF-β1含量最高，smad介導TGF-β信號傳導，從細胞表面?zhèn)鲗GF-β生長因子的信號到細胞核，從而調節(jié)靶基因的功能，TGF-β1是由二硫鍵連接的同源二聚體，因此DADS這種具有二硫鍵的化合物能夠激活TGF-β起到抗氧化作用。邴飛虹等[22]發(fā)現(xiàn)利用華夏小蔥的制劑可以對脂肪肝小鼠進行防治作用，研究肝臟細胞中的NF-κB與TGF-β因子，其中TGF-β持續(xù)高表達會促進肝纖維化，NF-κB則會上調促炎因子表達，通過超氧化物歧化酶和丙二醛（Methane Dicarboxylic Aldehyde，MDA）的表達量發(fā)現(xiàn)小蔥避免了這種持續(xù)高表達從而減輕脂質過氧化損傷。姜袁圓[23]發(fā)現(xiàn)了DATS抑制氧化應激誘導肝星狀細胞活化。通過肝纖維化大鼠模型研究大蒜素對TGF-β的影響，TGF-β的表達能夠激活肝星狀細胞，使細胞外基質異常表達，而大蒜素通過降低TGF-β表達改善大鼠肝纖維化的情況[24]。

Xian HuaXu等[25]同樣是研究Nrf2與HO-1信號通路，在B35內皮細胞中，成熟大蒜提取物中的DATS刺激PI3K/AKT信號通路，激活Nrf2因子，產(chǎn)生HO-1，從而消除活性氧達到抗氧化目的。Kei Hiramatsu等[26]發(fā)現(xiàn)成熟大蒜提取物有抗氧化性，研究成熟大蒜提取物作用于內皮細胞，因Keap1在胞質內，親電含硫硫化物通過ERK/P38信號通路激活Nrf2，通過反應得Keap1半胱氨酸殘基，增加HO-1，從而產(chǎn)生抗氧化性。Zhu Y F等[27]研究大蒜素有抑制p38從而減少炎癥因素，改善內質網(wǎng)壓力，通過PERK/Nrf2信號途徑起到抗氧化作用。

通過低周反復荷載試驗可知，5個型鋼再生混凝土柱-鋼梁組合框架節(jié)點試件破壞形態(tài)較為類似，均發(fā)生剪切破壞，核心區(qū)剪切變形明顯，破壞過程大致可以分為彈性段、帶裂縫工作階段、屈服強化階段及破壞4個階段。各試件最終破壞形態(tài)如圖4所示?，F(xiàn)以試件CFJ3為例對組合框架節(jié)點的破壞過程及形態(tài)進行詳細描述。

Durak I等[28]研究發(fā)現(xiàn)大蒜提取物可以降血壓，可以通過低密度脂蛋白等參數(shù)參考大蒜具有抗氧化性質。參考大蒜在人體消化過程中，大蒜提取物中可能含有羥基或者甲基等基團的物質作為酶抑制劑發(fā)揮作用。Boukouvalas J等[29]通過對小蔥的有機硫化物研究，發(fā)現(xiàn)其含有DAS和DADS具有抗癌性，并對化學物質造成的動物致癌模型有保護作用。大蒜有機硫化物有多方面抗腫瘤機制，其中NF-κB、MAPK信號通路引人注目[30]，MAPK通路中P38、ERK等因子參與，也是能夠聯(lián)系Nrf2抗氧化的重要因子。由Prasad S等[31]發(fā)現(xiàn)，超標的活性氧通過信號分子介導引起癌癥發(fā)生，其中有包括TGF-β在內的生長因子、Nrf2為主的轉錄因子、HO-1和基質金屬蛋白酶（Matrix Metalloproteinases，MMPs） 等酶類物質、TNF-α 等細胞因子、PKC和PI3K）等一大批蛋白激酶、接收器和P53其他其他因子，涵蓋范圍廣，影響復雜，形成了多網(wǎng)路的信號通道。Tebay L E在書中提到PI3K/AKT經(jīng)典信號通路與Nrf2的抗氧化信號聯(lián)系，PI3K可通過糖原合成酶 3（Glycogen synthase 3，GSK-3） 與 mTORC1 調控Nrf2[32]。以及發(fā)現(xiàn)DATS在人膀胱T24細胞中是可靠的細胞凋亡蛋白酶依賴性的誘導因子，DATS可誘導JNK活化，下調PI3K/AKT信號通路[33]，以此DATS也可考慮作為抗癌藥物使用。PKCα可發(fā)生轉位，活化Nrf2，從而調控HO-1表達，對抗兔體內毒素休克誘發(fā)急性肺損傷[34]。還氧合酶-2（cyclooxygenase，COX-2）是炎癥因子，通過硫醇與半胱氨酸殘基結合，激活Nrf2，以此達到抗氧化抗炎的作用[35]。如此，通過多種網(wǎng)絡信號通路激活Nrf2的情況還有很多。

蔥屬植物中有機硫化物占比較大的信號傳導抗氧化機制即為磷酸化級聯(lián)反應，一般蛋白激酶磷酸化反應發(fā)生在蘇氨酸、絲氨酸、酪氨酸殘基上。通過上述研究發(fā)現(xiàn)ERK、GSK-3、PI3K等激酶為絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，因磷酸化級聯(lián)反應使Nrf2激活，有機硫化物可通過激酶磷酸化活化從而激活Nrf2，使Nrf2進入細胞核。

2.3 NF-κB的活化負調控Nrf2發(fā)揮抗氧化機制

以上ERK、P38、PI3K等信號傳導關鍵因子都可以由同一類TNF受體超家族的因子激活，該受體可以在胞質尾區(qū)包含一個或多個TNF受體因子相關因子的相互作用基序。不僅可通過磷酸化級聯(lián)反應激活Nrf2，還可通過一個重要細胞因子——NF-κB完成抗氧化抗炎通路。因TNF-α可由NF-κB激活，成為該通路的胞外分泌蛋白，而NF-κB活化后可負調控Nrf2，NF-κB也在多通路中發(fā)揮重要作用。

同樣大蒜素也通過下調TNF-α抑制NF-κB活性起到抗纖維化作用[24]。Gobinath S等[36]研究TNF-α對Keap1-Nrf2在小鼠心肌細胞中抗氧化應激的影響效應，TNF-α有誘發(fā)核易位，增強Nrf2轉錄表達和抗氧化蛋白產(chǎn)生的作用，有調節(jié)Nrf2的氧化還原敏感性。以此可見TNF-α在一定程度上對Nrf2的抗氧化應激有著非常重要的促進作用。TNF-α在炎癥通路中屬于NF-κB的下游蛋白，與Nrf2的聯(lián)系通過NF-κB，NF-κB的活化是在一種絲氨酸特異蛋白激酶激酶（IκB Kinase，IκB）催化下使其產(chǎn)物的兩個絲氨酸殘基磷酸化，在SCF蛋白復合物E3泛素連接酶（skp-1Cullins-F-box-E3，SCF-E3）泛素化下被蛋白酶降解。NF-κB 有多條激活途徑，其中有機硫化物可幫助磷酸化激活NF-κB；也因有機硫化物與泛素激活酶1都含有半胱氨酸殘基，抑制泛素分子轉移到E2酶上，阻止NF-κB的活化，實現(xiàn)Nrf2的抗氧化作用。Huang J[37]等發(fā)現(xiàn)心肌細胞缺血和缺氧誘導的磷酸化會使NF-κB轉錄TNF-α，導致心肌肥大的情況出現(xiàn)。聯(lián)系上述對NF-κB及TNF-α的綜述，DAS也可改善心機缺血的狀況。

另有有機硫化物能夠應對急性中毒的氧化應激引起的機體損傷。建立百草枯中毒急性肺損傷的大鼠模型，對此進行試驗研究DAS的抗氧化性。通過一系列測定與病理組織切片研究發(fā)現(xiàn)若使DAS直接作用于肺部抑制氧自由基釋放一氧化氮合酶（Nitric oxide synthase，NOS）表達，減輕肺部氧化損傷，可抑制或逆轉肺纖維化的形成[38]。由此可發(fā)現(xiàn)iNOS/COX-2的炎癥通路也離不開NF-κB的身影。NF-κB和Nrf2的抑制與活化相互交互[39]，NF-κB的活化抗炎，抑制Nrf2過分表達造成機體氧化應激損傷。

除了以上，NF-κB在免疫性疾病中也發(fā)揮作用。王麗葉等[40]利用蔥的乙醇提取物對小鼠進行免疫試驗，發(fā)現(xiàn)蔥的乙醇提取物能提高小鼠的免疫器官指數(shù)，促進小鼠的體液免疫及非特異性免疫功能，其中NK細胞檢驗為陽性，表明蔥乙醇提取物在此過程中介導細胞信號傳遞發(fā)生了作用，活化后的NK細胞可釋放TNF-α，TNF-α對NK細胞的活化和分化有誘導作用。NF-κB是聯(lián)系氧化應激與免疫應答這兩個系統(tǒng)的重要途徑，能引起自身免疫應答，同時也能參與氧化應激[41]。蔥屬類植物中的有機硫化物能通過TNF-α、Nrf2傳導抑制NF-κB的過分表達，則能應對免疫性疾病。

有機硫化物對以Nrf2為主的抗氧化因子發(fā)揮抗氧化性的主要機制由圖2可見，Nrf2信號通路的表達中調節(jié)抗氧化酶有MDA、NOS、HO-1等，證明了因有機硫化物的存在，蔥屬類植物對多項氧化關聯(lián)疾病具有良好的防治作用，增強抗氧化能力，減少因抗氧化帶來的機體應激損傷。

圖2 有機硫化物的抗氧化性機制Fig.2 The antioxidative mechanism of Organic sulfides

3 展望

多種疾病與氧化息息相關，所以抗氧化日漸成為我們現(xiàn)代人的追求。通過食物達到抗氧化的研究已日趨增多，與日常飲食密不可分的蔥屬類植物也受到重視。目前研究較多的SAC、DATS、大蒜素等物質，其中硫醚類物質若帶有烯丙基基團活性增加，但有機硫化物種類繁多，硫酚、噻吩類物質的環(huán)狀結構相對穩(wěn)固，也有利于作為抗氧化劑的原料。隨著研究的深入，不斷探索其他有機硫化物的抗氧化機制，將會豐富蔥屬類植物的產(chǎn)品。而有機硫化物的抗氧化機制也并不成熟，氧化覆蓋面廣，牽涉細胞因子多，在Nrf2與NF-κB的負調控的機制中，有機硫化物發(fā)揮的正面作用機制還待進一步研究，以及在每個不同類型的疾病中，哪種有機硫化物發(fā)揮了最大效果，需要更多試驗證明，抗氧化信號通路研究將更加深入、廣泛。另外，運用營養(yǎng)基因組學、代謝組學、腸道微生物宏基因組學等組學技術，進一步揭示蔥屬類植物及其含硫化合物的生理功能，可為相關功能產(chǎn)品的開發(fā)提供理論依據(jù)，為大健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供技術支撐。

[1]唐輝,陳堅.蒜氨酸及其相關活性組分的研究進展[J].國際藥學研究雜志,2008,35(6):441-446

[2]于光允,龍偉,張浩,等.大蒜有機硫化合物藥理活性的研究進展[J].藥學服務與研究,2013,13(5):357-360

[3]王麗,宋敏,杭太俊.大蒜辣素提取物及其降解產(chǎn)物的HPLCMS/MS研究[C].石家莊:2008中國藥學會學術年會暨中國藥師周,2008:613-614

[4]Cheng L,Luo J,Li P,et al.Microbial diversity and flavor formation in onion fermentation.[J].Food&Function,2014,5(9):2338-2347

[5]Zhang L G,Xue Z B,Ni L J,et al.Extraction and quality analysis of volatile oils from onions by coupling pilot and laboratory equipment based on multi-rectification[J].Separation&Purification Technology,2014,137:36-42

[6]何洪巨,王希麗,張建麗.GC-MS法測定大蔥、細香蔥、小蔥中的揮發(fā)性物質[J].分析測試學報,2004,23(S1):98-100

[7]Fei M L,Tong L I,Wei L I,et al.Changes in antioxidant capacity,levels of soluble sugar,total polyphenol,organosulfur compound and constituents in garlic clove during storage[J].Industrial Crops&Products,2015,69:137-142

[8]Martins N,Petropoulos S,Ferreira I C F R.Chemical composition and bioactive compounds of garlic(Allium sativum,L.)as affected by pre-and post-harvest conditions:A review[J].Food Chemistry,2016,211:41-50

[9]張中義,楊曉娟,張峻松,等.發(fā)酵黑蒜中揮發(fā)性物質的GC-MS分析[J].中國調味品,2012,37(7):74-76

[10]Molina-Calle M,Priego-Capote F,Castro M D L D.Headspace?GC–MS volatile profile of black garlic vs,fresh garlic:Evolution along fermentation and behavior under heating[J].LWT-Food Science and Technology,2017,80:98-105

[11]Kimura Y,Okazaki K,Yanagida D,et al.Cultivar and regional differences in the metabolite composition of onion(Allium cepa)[J].Scientia Horticulturae,2014,168(3):1-8

[12]羅成,周達,魯曉翔.天然產(chǎn)物抗氧化機理的研究進展[J].食品工業(yè)科技,2009(4):335-339

[13]Huang C S,Lii C K,Lin A H,et al.Protection by chrysin,apigenin,and luteolin against oxidative stress is mediated by the Nrf2-dependent up-regulation of heme oxygenase 1 and glutamate cysteine ligase in rat primary hepatocytes[J].Archives of Toxicology,2013,87(1):167-178

[14]王亞東,于佳慧,王玲燕,等.NF-E2相關因子抗氧化應激損傷作用的研究狀況[J].中國臨床藥理學雜志,2014(12):1150-1152

[15]王秀君,吳加國,唐修文.Nrf2-ARE通路抑制作用研究展望[J].浙江大學學報(醫(yī)學版),2010,39(1):1-5

[16]丁惠.腦外傷后Nrf2--ARE通路對泛素--蛋白酶體系統(tǒng)的作用及機制研究[D].廣州:南方醫(yī)科大學,2016

[17]董渠龍,王華,侯海燕,等.Nrf2-ARE信號通路功能的研究進展[J].國際婦產(chǎn)科學雜志,2015(4):425-428

[18]Baluchnejadmojarad T,Kiasalari Z,Afshinmajd S,et al.S-allyl cysteine ameliorates cognitive deficits in streptozotocin-diabetic rats via suppression of oxidative stress,inflammation,and acetylcholinesterase.[J].European Journal of Pharmacology,2016,794:69-76

[19]Prasad K N.Simultaneous activation of Nrf2 and elevation of antioxidant compounds for reducing oxidative stress and chronic inflammation in human Alzheimer's disease[J].Mechanisms of Ageing&Development,2016,153:41-47

[20]Ho C Y,Lu C C,Jhang J J,et al.Diallyl sulfide attenuates transforming growth factor-β-stimulated pulmonary fibrosis through Nrf2 activation in lung MRC-5 fibroblast[J].Journal of Functional Foods,2017(28):314-320

[21]Chan J S K,Ming J T,Ming K S,et al.Cancer-associated fibroblasts enact field cancerization by promoting extratumoral oxidative stress[J].Cell Death&Disease,2017,8(1):e2562?doi:10.1038/cddis.2016.492

[22]邴飛虹,常青,郝建軍,等.華夏小蔥制劑對脂肪肝大鼠抗脂質過氧化損傷及細胞因子損傷的影響[J].Journal of Traditional Chinese Medicine,2007,48(5):446-449

[23]姜袁圓,熊鑫,黃蓉,等.大蒜活性成分二烯丙基三硫醚抑制氧化應激誘導的肝星狀細胞活化作用研究[J].中國藥學雜志,2015,50(17):1521-1526

[24]葉靜.大蒜素對肝纖維化大鼠細胞外基質及相關炎癥因子的影響研究及機理探討[D].石河子:石河子大學,2015

[25]Xu X H,Li G L,Wang B A,et al.Diallyl trisufide protects against oxygen glucose deprivation-induced apoptosis by scavenging free radicals via the PI3K/Akt-mediated Nrf2/HO-1 signaling pathway in B35 neural cells.[J].Brain Research,2015,1614:38-50

[26]Hiramatsu K,Tsuneyoshi T,Ogawa T,et al.Aged garlic extract enhances heme oxygenase-1 and glutamate-cysteine ligase modifier subunit expression via the nuclear factor erythroid 2-related factor 2-antioxidant response element signaling pathway in human endothelial cells.[J].Nutrition Research,2015,36(2):143-149

[27]Zhu Y F,Li X H,Yuan Z P,et al.Allicin improves endoplasmic reticulum stress-related cognitive deficits via PERK/Nrf2 antioxidative signaling pathway.[J].European Journal of Pharmacology,2015,762(1):239-246

[28]Durak I,Kavutcu M,Ayta? B,et al.Effects of garlic extract consumption on blood lipid and oxidant/antioxidant parameters in humans with high blood cholesterol.[J].Journal of Nutritional Biochemistry,2004,15(15):373-377

[29]Boukouvalas J,Albert V.ChemInform Abstract:Regiospecific Synthesis of Cepanolide,a Cancer Chemoprotective Micronutrient Found in Green Onions.[J].Tetrahedron Letters,2012,53(24):3027-3029

[30]王為蘭,索菲婭,茍萍,等.大蒜有機硫化物抗腫瘤分子機制的研究進展[J].中成藥,2012,34(4):719-722

[31]Prasad S,Gupta S C,Tyagi A K.Reactive oxygen species(ROS)and cancer:Role of antioxidative nutraceuticals[J].Cancer Letters,2016,3835(16):95-105

[32]Tebay L E,Robertson H,Durant S T,et al.Mechanisms of activation of the transcription factor Nrf2 by redox stressors,nutrient cues and energy status,and pathways through which it attenuates degenerative disease[J].Free Radical Biology&Medicine,2015,88(Pt B):108-146

[33]Shin D Y,Kim G Y,Hwang H J,et al.Diallyl trisulfide-induced apoptosis of bladder cancer cells is caspase-dependent and regulated by PI3K/Akt and JNK pathways.[J].Environmental Toxicology&Pharmacology,2014,37(1):74-83

[34]劉國艷.PKCα-Nrf2-HO-1信號通路在兔內毒素休克急性肺損傷中的作用[D].天津:天津醫(yī)科大學,2015:1-60

[35]劉薇,王紅霞,王立魁,等.COX-2/Nrf2/ARE信號通路與體內外的抗炎、抗氧化作用機理[J].生命科學,2011(10):1027-1033

[36]Gobinath S,Madhusudhanan N,Ramasamy S,et al.A biphasic effect of TNF-α in regulation of the Keap1/Nrf2 pathway in cardiomyocytes:[J].Redox Biology,2016,9(C):77-89

[37]Huang J,Liang W,Hui S,et al.Effect of Lingguizhugan decoction on myocardial Nuclear factor kappa B protein expression in rats with chronic heart failure[J].中醫(yī)雜志(英文版),2013,33(3):343-348

[38]曹玉芳,王洪武,蘇醒,等.二烯丙基硫化物對百草枯中毒急性肺損傷大鼠的抗氧化作用[J].中國藥理學與毒理學雜志,2016,30(5):526-531

[39]李慧.NF-κB通路負調控Keap1-Nrf2通路及其分子機制研究[D].天津:天津大學,2009

[40]王麗葉,馬利芹,徐倩倩,等.蔥乙醇提取物對小鼠免疫功能的影響[J].中國農(nóng)學通報,2010,26(20):7-10

[41]李昊陽,鐘榮珍,房義,等.動物氧化應激與免疫的研究進展[J].動物營養(yǎng)學報,2014,26(11):3217-3221

The Research Progress of Antioxidant Activity of Organic Sulfides in Allium Plants

HUANG Qing，WU Zhong-kun，WU Zhong-qin，ZHAO Zi-wei，CHENG Huan，LI Zong-jun*
（College of Food Science and Technology，Hunan Agricultural University，Changsha 410000，Hunan，China）

The allium plants have high antioxidant activity because of the high levels of organic sulfides.Organic sulfide due to its hydrogen-sulfide bode breakage，or with different ring structure，allyl or other groups combine to form a variety of active substances，and play a unique physiological function.The ariticle mainly discusses the composition and activity of organic sulfide in allium plants，and the effect of organic sulfide on signaling pathway mainly associated with Nuclear factor E2 related factor 2（Nrf2）and Nuclear factor kappa B（NF-κB）.The review provides a theoretical basis for further understanding of allium plants and researching of the antioxidant mechanism of organic sulfides.

organic sulfides；anti-oxidantion；nuclear factor E2 related factor 2（Nrf2）；nuclear factor kappa B（NF-κB）

黃晴，吳忠坤，吳中琴，等.蔥屬類植物中有機硫化物的抗氧化性研究進展[J].食品研究與開發(fā)，2018，39（1）：214-220

HUANG Qing，WU Zhongkun，WU Zhongqin，et al.The Research Progress of Antioxidant Activity of Organic Sulfides in Allium Plants[J].Food Research and Development，2018，39（1）：214-220

10.3969/j.issn.1005-6521.2018.01.042

黃晴（1993—），女（漢），碩士研究生，研究方向：食品生物技術。

*通信作者：李宗軍（1967—），男（漢），教授，研究方向：食品生物技術。

2017-09-14