李 唄， 任廷遠*

(貴州大學 釀酒與食品工程學院， 貴州 貴陽 550025)

0 引言

刺梨(Rosaroxbunghi)屬薔薇科(Rosaceae)薔薇屬(RosaL.)多年生落葉散生灌木植物繅絲花的綠色珍果，又名茨梨、山王果、佛朗果和刺石榴等，作為我國西部山區(qū)獨有的野生植物，主要分布于四川、貴州和云南等地。2015年以來，貴州省將刺梨產業(yè)列入現(xiàn)代生態(tài)特色食品重點產業(yè)，由于刺梨覆蓋面廣、脫貧攻堅效果好、農民受益多，是全省大力培育的“十二大產業(yè)”之一。刺梨具有較高的營養(yǎng)和藥用價值，是藥食兩用的天然野果，富含刺梨多糖、萜類化合物、多種維生素、黃酮類化合物、超氧化物歧化酶(SOD)、多酚、微量元素以及有機酸等功能活性成分[1-2]，其具有神經(jīng)保護、抗氧化消炎和護肝等作用[3-6]。關于刺梨的生物活性成分及其生理功效已成為當前研究的熱點之一，目前，已有較多的相關研究報道。為此，從刺梨的生物活性成分及其成分的生理功效方面對國內外研究狀況進行綜述，以期為其功能性食品、藥物添加劑以及膳食補充劑的深入研究提供參考與借鑒。

1 刺梨的功能活性成分

1.1 多糖

多糖(Polysaccharide)是一種具有多羥基醛結構且分子結構復雜的至少由10個單糖通過發(fā)生脫水縮合而成的聚合糖高分子碳水化合物，主要存在于植物與微生物的細胞壁和動物細胞膜中。刺梨果實中的主要功能成分為多糖，其無明顯毒副作用[7]，但不同產地的刺梨多糖的含量不同，貴陽產地刺梨含1.12%多糖，青巖刺梨多糖含量為1.43%[8]。多糖的結構是其生物活性及生理功能得以實現(xiàn)的物質基礎，多糖的聚合程度、空間構象不同，其生物活性也存在明顯差異。刺梨多糖采用熱水提取法和分級醇沉技術，其得率較低，僅4.43%[9]。而酶法輔助熱水浸提，多糖得率為6.32%，但該工藝在后期處理時浸提時間較長[10]。何敬愉等[11]利用纖維素酶在48.58℃的溫度下對無籽刺梨粉末中多糖提取82.46 min，能有效破壞細胞壁的結構，從而提高細胞內成分的溶出速度，該方法操作簡便，其得率較高，為16.85%，已普遍應用于植物有效成分的提取。此外，刺梨多糖的提取還可采用微波輔助酶法、微波輔助水提醇沉法、超聲波輔助酶法等[12-13]。唐健波等[14]研究表明，同一品種刺梨采用不同提取技術多糖成分存在差異。因此，提取刺梨多糖時可根據(jù)實際需求及工藝要求，選擇經(jīng)濟、能耗低、品質好的提取方式。

1.2 黃酮

黃酮類化合物(Flavonoids)普遍存在于植物中，是苯丙氨酸和醋酸代謝衍生的次級代謝產物，具有較多的生理功效[15]，是以C6-C3-C6為基本碳骨架，即由2個具有酚羥基的苯環(huán)通過中央3個碳原子相互連接而成的天然有機化合物，結構中常連接有甲基、異戊烯氧基、羥基、酚羥基、烴氧基及甲氧基等取代基。我國中醫(yī)藥中關于刺梨的研究發(fā)現(xiàn)，刺梨蘊含豐富的黃酮類化合物且基本安全無毒[16]。LIU等[17]研究表明，刺梨鮮果中的黃酮類化合物包含異槲皮苷、槲皮素、蘆丁、木犀草素、沒食子兒茶素、山奈酚和二氫芹菜素等12種，其總黃酮含量為6 800～8 000 mg/kg[18]，約是銀杏葉的12倍，柑桔的120～360倍，故刺梨有“黃酮之王”的美稱[19]。刺梨中黃酮類化合物的提取可采用半仿生法，提取量達27 700 mg/kg[20]。采用十二烷基硫酸鈉(SDS)-超聲輔助提取刺梨果渣中的黃酮類物質，其原理是利用SDS是一種表面活性劑，可降低植物的表面張力，從而使有機物得以溶解釋放，該方法萃取率為0.699%[21]。采用超聲輔助酶法提取刺梨果渣中的黃酮，借助超聲波的空化效應可加快活性物質的溶出，能有效避免高溫對活性物質的破壞，同時顯著縮短提取時間，得率高達87 520 mg/kg[22-23]。目前，在刺梨資源開發(fā)利用中，占鮮果重量50%的果渣副產物未得到合理有效的開發(fā)利用，既造成資源的浪費，也對環(huán)境產生污染，而開發(fā)利用刺梨果渣黃酮是對資源進行再利用的較好方式。

1.3 超氧化物歧化酶

超氧化物歧化酶(SOD)的子單元是由1個α-螺旋和1個由α-螺旋與β-折疊組成的2個域結構組成[24]，是一種銅、鋅離子含量頗豐的重要蛋白基團和抗氧化劑，其能通過歧化反應催化超氧自由基分解為對機體無毒害作用的H2O2和O2[25]，從而減輕活性氧類自由基對細胞的傷害，提高植物抗性[26]。此外，SOD還能通過抑制酪氨酸酶的表達及其活性減少色素沉積。人體攝入富含SOD膳食后，可有效降低機體的衰老速度，保護免疫系統(tǒng)及降低疾病發(fā)生率[27]。史肖白等[28]發(fā)現(xiàn)，刺梨果實的SOD含量較高，為10.5 U/mg，新鮮刺梨果中SOD含量超過無花果、山楂、黑莓、青椒和獼猴桃等果蔬10倍以上，甚至是葡萄、蘋果、菠菜和梨的20～50倍。黎放[29]研究表明，刺梨從生長階段至成熟階段SOD活性呈下降趨勢，在目前已知水果中，刺梨SOD活性最高，有保健SOD活力王、長壽果、生物黃金等美譽，可作為天然SOD的提取源。王振偉等[30]采用超聲波輔助提取刺梨中SOD，其活性為546.9 U/g。李蘭等[31]采用丙酮分級沉淀法(V丙酮∶V原液=1∶1)、熱變性法(55℃，30 min)和等電點法(pH 5)提取刺梨中的SOD，SOD活性分別為996 U/mL、590 U/mL和554 U/mL，將刺梨細胞提取液純化后，綜合3種方法，SOD活性可達1 327 U/mL。

1.4 有機酸

有機酸(Organic acids)通常是指分子結構中含有以羧基(-COOH)為酸性源的且主要以鹽或游離態(tài)存在的酸性有機化合物。安華明等[32]通過HPLC方法分析出成熟刺梨中含有較豐富的抗壞血酸(AsA)、檸檬酸、草酸、蘋果酸、琥珀酸、酒石酸及乳酸共6種有機酸，且有機酸的含量及組分在不同器官中也有所差異，花中琥珀酸含量較高，葉和莖部積累乳酸量最多，根部主要積累酒石酸和乳酸。LIU等[17]報道，刺梨含有機酸種類豐富，包括9,12-十八碳二烯酸、對羥基苯甲酸、抗壞血酸、9,12,15-十八碳三烯酸、檸檬酸、咖啡酸、乳酸、丁香酸、對香豆酸和沒食子酸等13種。關于刺梨中有機酸的提取方法鮮有研究報道，王娜等[33]用膜分離技術從刺梨中分離純化出10種有機酸，所得產品質量較高。刺梨作為貴州省成本低、種植面積大的農產品，且所含有機酸種類豐富，下一步可加強對刺梨有機酸提取的研究，為我國有機酸的來源開辟一條新渠道。

1.5 維生素C

維生素C又稱抗壞血酸(AsA)，是人體生長發(fā)育不可或缺的成分，參與多種機體氧化還原反應，但人體不能自行合成，是必須從外界攝取的一種水溶性維生素，可通過清除機體內自由基發(fā)揮其生物活性作用，Vc在機體中參與合成膠原蛋白，促進機體鐵的吸收以及傷口愈合，使機體免受氧化應激損傷[34]。黃明等[35-36]研究證實，刺梨果實99%的Vc是在發(fā)育過程中通過L-半乳糖途徑快速積累，即刺梨果實能利用L-半乳糖-1,4-內酯和D-葡萄糖醛酸作為直接合成Vc的底物，且花后65～80 d為積累高峰期，此時期積累的Vc量可達總量的1/2。

刺梨果實中的維生素豐富多樣，包括B族維生素、維生素P、維生素K、維生素E、維生素D、維生素C和胡蘿卜素等，其中，維生素C含量位居蔬菜水果之首，每100 g新鮮果含維C最高達3 000 mg，約為酸棗的3倍，獼猴桃的10倍，柑橘的50倍，紅桔的100倍，蘋果的500倍[37-38]，因而被譽為維C之王。刺梨可作為人體攝入天然Vc的重要來源，經(jīng)提取濃縮后，可一定程度地滿足人體的需要，能避免人體因攝入過多人工合成Vc所帶來的結石等疾病。

劉英等[39]在超聲波提取基礎上采用Box-Behnken響應面優(yōu)化Vc提取工藝，Vc提取率為7.924%。李光等[40]在避光條件下對金刺梨進行提取，Vc含量為14.83 mg/g。此外，還有加水浸提法和食用酒精提取法等[41]。隨著對刺梨Vc提取方法的不斷優(yōu)化，目前的提取技術Vc提取量為刺梨Vc含量的1/2，仍有1/2的Vc含量存在于被丟棄的廢渣廢液中。由于Vc本身易被氧化和熱不穩(wěn)定等性質，給提取技術的研發(fā)帶來一定的難度，因此實現(xiàn)最大化提取具有挑戰(zhàn)性，還有待進一步的深入研究。

1.6 多酚

刺梨多酚又稱刺梨單寧，是植物界最豐富的次生代謝產物，大多數(shù)是以表兒茶素和兒茶素為組成單位，具有包含帶有1個或多個羥基取代基的芳族苯環(huán)的共同結構，主要有兒茶素、白藜蘆醇、酚酸、芪、槲皮素、黃酮類和木脂素等[42]。WANG等[43-44]報道，刺梨富含酚類化合物，鮮果的多酚質量分數(shù)平均為10.06%，可用于制藥行業(yè)。孫紅艷等[45]采用超聲波輔助乙醇提取刺梨多酚，該技術所用溫度低、時間短，提取量為15.930 mg/g；李光等[46]利用響應曲面法對多酚的提取工藝進行優(yōu)化后，其提取量為1.811 7%。刺梨多酚一般采用鮮果提取，可保證有效成分的作用效果，且可采用純粉狀態(tài)保存，不僅方便運輸和使用，還能使其不被損壞與變質。

1.7 其他

成熟刺梨果實還含有18種氨基酸，包括人體所需8種必需氨基酸，且8種必需氨基酸占其氨基酸總量的39.54%[47]。此外，刺梨還含有生物堿類、蛋白質、礦物質、三萜類化合物和甾醇類等[48]。因此，對刺梨進行綜合開發(fā)與應用，具有較好的經(jīng)濟與生態(tài)效益。

2 刺梨成分的生理功效

2.1 抗氧化

氧化應激之間的生理失衡會造成人體自身的免疫性疾病、衰老、糖尿病、癌癥、動脈粥樣硬化、肥胖、心血管疾病以及退行性神經(jīng)疾病等，導致發(fā)病率升高，而刺梨果實中含有黃酮、SOD、抗壞血酸、多糖和多酚等活性物質，其具有抗氧化作用，并能平衡人體的氧化應激[49]。曹晶晶等[50]研究發(fā)現(xiàn)，刺梨多糖能夠提高小鼠體內GSH含量，顯著增加SOD活性，降低MDA含量，以減弱氧化應激，使細胞免受脂質過氧化損傷，且多糖的抗氧化活性與其結構有關[3]。羅素元等[51]用刺梨汁對衰老小鼠模型進行灌胃治療發(fā)現(xiàn)，小鼠腦單胺氧化酶(MAO)的活性受抑制，從而延緩大腦的衰老。周宏炫等[52]研究發(fā)現(xiàn)，刺梨多酚能顯著增強酒精中毒的大鼠肝臟中GSH-Px、CAT和SOD活力，提高GSH含量，降低MDA含量，通過上調Nrf2和促進抗氧化酶HO-1mRNA表達提高機體的抗氧化能力。楊宗玲等[22]研究發(fā)現(xiàn)，無籽刺梨果渣中黃酮可清除DPPH·、·OH和O2-·，其對DPPH·、·OH、O2-·的EC50分別為0.013 90 mg/mL、0.307 88 mg/mL和0.942 91 mg/mL。表明，刺梨是一種具有良好抗氧化能力的天然野果。天然抗氧化劑對人體健康有益，不僅能改善皮膚粗糙、暗沉和皺紋等，還能防止器官組織突變和延緩機體衰老。

2.2 抗癌防癌

戴支凱等[53-55]研究，刺梨含有的三萜類化合物可抑制癌細胞的生長增殖，兒茶素能夠阻斷強烈致癌物質N-亞硝基化合物在人或動物體內的合成，所含的抗壞血酸通過與烷化劑類物質(如亞硝酸胺類)相互作用使其失去致癌作用，從而達到抗癌防癌的目的。葉國盛[56]研究顯示，每天攝入10 mL刺梨汁可完全阻斷強致癌物N-亞硝基化合物在機體內的合成，且預防效率較每天服用維生素C 75 mg(目前世界上公認的先進防癌方法)提高17%。刺梨汁對艾氏腹水瘤細胞有良好的抑制效果，抑制率達38.4%；此外，還可穩(wěn)定78%的膀胱癌癥患者發(fā)生病變[57]。SOD不僅能及時清除機體自由基，還具有防衰老、防脂質過氧化的作用，同時還具有抑制癌癥的作用。哺乳動物壽命的長短與機體內SOD的含量呈正相關，如患有乳腺癌和血液病等人群的體內SOD的量比正常人低很多[56]。此外，刺梨中的部分微量元素及β-胡蘿卜素等物質對癌癥均有不同程度的抑制作用[29]。CHEN等[57]研究發(fā)現(xiàn)，刺梨粗多糖能夠通過降低蛋白MMP-9的表達、降低卵巢癌細胞A2780細胞傷口愈合率，從而有效防止癌細胞的擴散和遷移。黃姣娥等[58]研究發(fā)現(xiàn)，刺梨三萜對人體SMMC-7721肝癌細胞的增值具有顯著的抑制效果，且抑制效果隨時間的延長和劑量的增加而逐漸增強。近年來，大量研究表明，刺梨中多種物質可通過作用不同通路達到抗癌防癌的效果，為我國醫(yī)藥學界將刺梨活性成分用于抗癌癥新型藥物的研發(fā)奠定了基礎。

2.3 抗動脈粥樣硬化(AS)

刺梨中含有多種活性物質可以抗動脈粥樣硬化，如維生素C、SOD、黃酮類化合物和多糖類物質對抗動脈粥樣硬化(AS)的作用是各成分協(xié)同作用的結果[59]]。高脂血癥是形成動脈粥樣化的條件之一，刺梨可以通過調整高脂血癥的脂代謝，降低血液的粘稠程度，緩解過氧化損傷，減輕動脈病變，從而降低血脂，進而防止動脈粥樣化[54]。刺梨汁因具有抑制泡沫細胞和抑制形成LDL氧化修飾的能力，因而具有抗動脈粥樣硬化的作用[60]。多食富含Vc的食物是動脈粥樣硬化一級預防措施之一，刺梨作為Vc之王且經(jīng)濟實惠，是最佳選擇。

2.4 解毒作用

刺梨汁能通過減少錳、鎘、汞、銅、砷和鋅等重金屬在人體內的累積而具有解毒作用。何江等[61]報道，SOD刺梨汁可提高砷中毒患者體內SOD和-SH的含量，降低MDA含量，并對砷中毒脂質過氧化損傷產生拮抗作用，增強其人體抗氧化能力，最終達到排砷解毒的作用。

蔡威黔等[62]報道，刺梨汁對砷中毒動物具有提高肝臟SOD活性、降低MDA含量和降低肝臟砷含量的作用，從而治療砷中毒所造成的繼發(fā)性損害，且在對抗免疫功能受抑制及肝臟炎性壞死等方面也有良好的作用。XU等[63]研究表明，刺梨能通過調節(jié)氧化應激之間的生理失衡與元素代謝紊亂，從而減輕砷導致的肝損傷。未來可考慮將刺梨釀制成保健酒，以更大程度地發(fā)揮其各項功效。

2.5 其他作用

刺梨還具有抗炎[64]、抗纖維化[65]、促消化[66]、防輻射[64,67]、抗腫瘤[68]、抑菌[69]和提高雄性生育能力等作用，然而其中的低果膠和高纖維素含量導致水果質地欠佳[70]，但其對人體無毒副作用，是一種養(yǎng)身型綠色營養(yǎng)珍果。

3 展望

現(xiàn)階段，已將刺梨作為原料進行一些食品、藥品和化妝品生產，其制品無毒，可以放心食用和使用。但在對其開發(fā)應用方面還有待深入：一是對刺梨多糖等的開發(fā)應用都是與其他成分共同進行，還未將其單獨應用在膳食補充劑、藥物以及功能性食品中。二是刺梨具有的某些功能的藥理活性成分還未被完全確定，如防輻射和臟器保護作用等均需進一步深入研究。三是在刺梨加工貯藏等方面還存在很多急需解決的問題，如原料保藏時間短，刺梨原汁在貯藏過程的營養(yǎng)、色澤和風味成分損失嚴重，果脯營養(yǎng)成分含量低、色澤深，果汁風味差，原汁保健功能不突出，質量控制及追溯體系不健全，刺梨果渣利用率低，產品營銷難度大等，仍需進一步深入研究，以實現(xiàn)貴州刺梨產業(yè)的健康發(fā)展。

近年來，隨著人們消費水平的普遍提高，消費者對食品質量的需求也已從追求感官品質逐漸向營養(yǎng)滋補和綠色健康轉變。健康產業(yè)涉及營養(yǎng)食品、醫(yī)藥用品和保健用品等領域，其產業(yè)鏈長、輻射面廣、新業(yè)態(tài)多、附加值高、拉動消費的潛力大，吸納就業(yè)人數(shù)多，已成為社會進步和經(jīng)濟發(fā)展的重要產業(yè)之一，是帶動國民經(jīng)濟增長的新動力。刺梨作為營養(yǎng)健康的第三代水果，具有較大的市場空間和廣闊的發(fā)展前景。而且刺梨資源作為健康食品加工優(yōu)勢資源，打造刺梨健康食品，已成為大健康產業(yè)的重要組成部分，在實施健康中國戰(zhàn)略建設中必將發(fā)揮重要作用。