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        發布時間:2020-08-24 17:18:40
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        棗中主要活性成分及其生物活性

        棗中主要活性成分及其生物活性

        2021-09-06 09:23

        棗中主要活性成分及其生物活性

        棗中含有多種活性成分,包括酚類、黃酮類、多糖、維生素C、五環三萜酸、皂苷類、月桂酸、單寧、核苷(如:環磷酸腺苷)和堿基、α-生育酚與β-胡蘿卜素等,使其具有抗癌、抗氧化、抗炎、增強免疫力、護肝、降血糖等功效,其中維生素C、酚酸和黃酮類化合物是棗果中主要的抗氧化物質,三萜類化合物是棗果中主要的抗癌活性成分,多糖是棗果發揮護肝和免疫刺激作用的物質基礎。

        棗(Ziziphus jujuba Mill.)是鼠李科棗屬植物,是我國獨具特色且經濟價值、藥用價值極高的樹種,它不僅栽培技術簡單,易成活,具有很強的抗鹽堿、抗旱、抗寒等抗性,而且口感獨特、醫藥保健價值高,使其更受廣大群眾的喜愛。棗中含有多種活性成分,包括酚類、黃酮類、多糖、維生素C、五環三萜酸、皂苷類、月桂酸、單寧、核苷(如:環磷酸腺苷)和堿基、α-生育酚與β-胡蘿卜素等,使其具有抗癌、抗氧化、抗炎、增強免疫力、護肝、降血糖等功效,其中維生素C、酚酸和黃酮類化合物是棗果中主要的抗氧化物質,三萜類化合物是棗果中主要的抗癌活性成分,多糖是棗果發揮護肝和免疫刺激作用的物質基礎。因此棗具有很高的研究價值,并日益受到廣泛的研究關注。

        棗中主要的活性成分

        酚 類

        酚類物質是在正常生長條件下或者機體發生氧化應激反應時產生的次級代謝產物,由于其既能提供電子,又能提供氫,所以能夠清除多種自由基,具有很高的抗氧化活性。據報道,棗中酚類物質有兒茶素、咖啡酸、香草酸、表兒茶素、蘆丁、丁香酸、綠原酸、阿魏酸、對羥基苯甲酸等。

        研究人員從樂陵金絲小棗原汁中檢測出5種酚酸,分別為原兒茶酸、兒茶酚、對羥基苯甲酸、香草酸和對香豆酸,發現兒茶酚對DPPH自由基的清除和對鐵離子的還原能力最強,對香豆酸對ABTS自由基的清除能力最強。另有研究發現,蘆丁、表兒茶素、兒茶素等多酚類物質是棗果中最主要的抗氧化活性成分;對我國6種棗果中多酚物質等活性成分的含量進行測定,發現木棗的總酚、單酚類物質(兒茶素、表兒茶素、蘆丁、香草酸、咖啡酸和丁香酸)含量均最高,并證明酚類物質能夠清除自由基,具有很強的抗氧化能力。

        黃酮類

        黃酮類物質具有抗氧化能力,這與酚羥基的取代位置和數目以及雙鍵相關,其B環上大多有2個酚羥基,保證了基本的抗氧化能力。研究發現,結構A環上的C-5、C-7位羥基,以及A環的鄰二酚羥基均有利于黃酮類化合物的抗氧化活性。研究人員對7種不同棗果的黃酮含量進行測定,發現黃酮平均含量為0.493mg/g,小米棗黃酮含量最高,達到0.606mg/g,雞蛋棗含量最低,為0.344mg/g;黃酮含量由高到低為:小米棗>藥棗>梨棗>子代糖棗>母本糖棗>酸棗>雞蛋棗。對金絲小棗黃酮研究發現,其活性會因貯藏溫度而發生改變,比較適合低溫5℃保存,高溫會使其遭到破壞從而降低活性。

        多糖類

        多糖又稱多聚糖,是棗果中重要的活性物質。多糖由酸性多糖和中性多糖組成,酸性多糖是由阿拉伯糖基、半乳糖基、半乳糖醛酸基、木糖基、鼠李糖基組成,而中性多糖則是以阿拉伯糖基1,5-連接為主并具高度分支,且阿拉伯糖基和半乳糖基以30∶1的比例組成。有研究從金昌棗果實中提取、分離和純化出2種酸性多糖JCS-1和JCS-2,二者均具有很強的抗炎和提高免疫力的生物活性。研究表明,化學修飾多糖對生物活性的發揮具有促進作用。另外,以木棗為研究對象,從中提取出2種酸性多糖HJP1和HJP3,分析后發現,它們均由甘露糖、鼠李糖、半乳糖、葡萄糖和阿拉伯糖組成,并且HJP1和HJP3對人肝癌細胞HepG2的生長均有抑制作用,且HJP3活性強于HJP1,表明多糖對肝癌有一定治療功效。這些研究均能證明,多糖是棗中重要的具有抗癌、抗氧化、提高免疫力、抗炎等生物活性的成分。

        維生素C

        維生素C生物活性的主要形式是其還原形式(L-抗壞血酸),由于其易失電子且可以迅速轉化成還原形式,所以具有高效抗氧化性。它可以高效中和氮氧和活性氧自由基,也可以激發其他抗氧化物質至還原態,如黃酮。新鮮大棗中,維生素C含量特別高,甚至可高達10250mg/kg。有研究人員對6個棗品種全紅期維生素C含量進行測定,發現雞心棗果實維生素C含量最高,梨棗維生素C含量最低,含量由高到低順序為雞心棗>磨盤棗>葫蘆棗>灰棗>贊皇棗>梨棗,且這6個棗品種維生素C含量會隨發育過程而降低,特別是白熟期前,除磨盤棗外,其他棗品種在全紅期和半紅期維生素C含量無顯著變化。

        三萜酸

        三萜類化合物分子量一般為400~600,有較高的脂溶性,在植物中可以與糖結合成苷和酯,或者以游離酸的形式存在。研究表明,經過干燥或蒸煮的棗中,三萜酸含量比新鮮大棗高,這可能是因為結合在一起的三萜酸經歷了被酶分解的過程,隨著干燥時間的延長,三萜酸的解離達到平衡,因而含量不再增加,因此若想得到更多三萜酸,可以選擇利用干燥或蒸煮的棗果。研究證實,羽扇豆燒型三萜烯C-3位置上的香豆酰酯對增強細胞毒性可能發揮著重要作用,對癌癥有一定的預防和治療作用。

        核苷與堿基

        研究人員對棗中9種核苷和堿基(胞苷、尿苷、鳥苷、cGMP、cAMP、尿嘧啶、次黃嘌呤、鳥嘌呤、腺嘌呤)進行測定,發現9種成分含量隨干燥時間延長而增加,該研究結果為消費者滿足特定需求提供了參考。有研究從5種棗果中提取出活性成分(環磷酸腺苷)cAMP,含量由高到低為:靈武長棗(335.7μg/g)>中寧圓棗(169.0μg/g)>山東大棗(168.2μg/g)>陜北灘棗(140.8μg/g)>同心圓棗(139.5μg/g),靈武長棗更具含量優勢,為棗果的高效利用提供了參考。

        α-生育酚與β-胡蘿卜素

        棗果中,功能性成分α-生育酚和β-胡蘿卜素是關鍵的呈色物質,研究人員測定了6種棗果中的多種活性成分,發現6種棗果中均含有這2種成分,且α-生育酚含量范圍為1.17~8.43mg/kg,β-胡蘿卜素其含量范圍為1.64~6.07mg/kg,哈密大棗的α-生育酚與β-胡蘿卜素含量均顯著高于其他棗果。也有試驗發現,冷凍干燥的棗果α-生育酚與β-胡蘿卜素含量高于熱風干燥和微波干燥,而日光晾曬可能會使這些成分喪失,因而檢測不到這2種物質。

        棗的主要生物活性

        抗氧化活性

        自由基的產生和隨后的氧化應激反應在腫瘤的發生、發展以及動物的衰老中起重要作用,抗氧化劑通過清除反應性自由基,從而降低自由基介導的DNA損傷水平,進而預防癌癥和衰老。酚類、黃酮類、維生素C、多糖都具有清除自由基的作用,是棗果實中主要的抗氧化活性物質?!H是活性氧中一種活性最強的自由基,它可以與細胞中所有的有機化合物反應,破壞蛋白質、脂肪和核酸代謝,損傷細胞的結構和功能,導致機體發生病變。超氧陰離子具有一定的毒性,經反應可以生成其他氧自由基,引起機體損傷,產生疾病。超氧化物、一氧化氮和過氧亞硝酸鹽等自由基均是氧化應激的主要來源,能夠導致組織損傷和各種疾病。研究發現,凍干棗漿(ZJP)和棗漿水醇提物(ZJE)的添加能顯著控制肝臟和肌肉組織中乳酸的積累,上調抗氧化酶SOD、GPX和CAT水平,降低了因機體勞累而提高的肝臟和肌肉組織中的脂質過氧化水平。棗果具有抗氧化活性,且因此使機體具備了抗疲勞的能力。

        抗癌活性

        癌癥是多發性、種類繁多、難以治療的世界性難題,因此對癌癥的治療研究刻不容緩。這就需要探明癌癥發生的機制,進而有針對性地高效治療。研究發現,細胞凋亡對細胞保持正常穩態和細胞癌變生長的調節起關鍵作用,與細胞間進行信息交流的信號分子的作用有很大關系,且細胞癌變后,內部的生化反應也會有相應改變。因此,對細胞內信號分子與生化指標進行研究,能夠為細胞癌變的發生特征以及之后的治療發揮重要作用。

        研究表明,棗果顯著增加了兔抗人單克隆抗體(Bax)的表達,降低了癌細胞中B淋巴細胞瘤-2基因(Bcl-2)的表達,并顯著增加bax/bcl-2的mRNA比率,比藥草治療癌細胞能力提高了6倍,因此,棗果提取物可以通過改變凋亡調節基因來抑制癌細胞的增殖作用。棗中三萜酸類物質在預防和抵抗癌癥方面具有至關重要的作用,可以影響GRP78/BIP和CHOP的表達水平,即內質網應激,進而導致癌細胞發生凋亡。癌變后的細胞內生化指標會發生變化,血清ALP(堿性磷酸酶)和LDH(乳酸脫氫酶)會顯著升高,而血清總蛋白和白蛋白水平降低,這些生化標記酶是腫瘤反應和腫瘤過程的指標,ALP在腫瘤早期診斷中被用作一般的腫瘤標志物,血清中白蛋白的低水平可增加自由基庫,導致癌癥發生。通過大鼠乳腺癌實驗發現,棗水提取物可以明顯提高血清總蛋白、白蛋白和可溶性肝酶如AST(天冬氨酸氨基轉移酶)、ALT(丙氨酸氨基轉移酶)含量,降低血清APL和LDH的升高水平,提高抗氧化能力,降低乳腺癌細胞系的細胞活力,抑制乳腺癌細胞株MDA-MB-468的增殖,從而在一定程度上治療癌癥。所以棗具有很好的防癌抗癌功效,擁有很高的藥用價值。

        抗炎活性

        當機體受到損害時,機體為了自我保護,會誘發炎癥,而其實質是機體與致炎因子進行抗爭。在炎癥反應發生時,巨噬細胞會產生TNF-α,它是主要的促炎細胞因子,COX-2是介導炎癥反應的重要酶之一,當它過量時會加重炎癥。

        研究發現,大棗多糖具有抗氧化和抗炎活性,棗水提取物對LPS(脂多糖)誘導的巨噬細胞IL-1β(白細胞介素-1β)和IL-6(白細胞介素-6)細胞因子均有抑制作用,但對TNF-α(腫瘤壞死因子-α)的表達卻未表現出抑制作用。并且,提取物能抑制LPS誘導的巨噬細胞核因子κB的轉錄活性。結果表明,通過調節巨噬細胞中促炎細胞因子的表達,能夠發揮棗的雙向免疫調節作用。

        護 肝

        肝臟在人體中起著至關重要的解毒作用,肝損傷會引發多種肝病,正常狀態下,在血液中肝細胞內酶血清轉氨酶ALT和AST少量存在,肝細胞遭到破壞時,血清中AST、ALT會升高,相關酶類會變得活躍,SOD(清除自由基的重要物質)、CAT(抗氧化酶)含量會減少,MDA(常用的膜脂過氧化指標)含量會增加。研究發現,標準化乙醇-水提取物(ZJL-EWE)能顯著降低血清中ALT和AST的活性,對肝臟具有保護作用,并且能夠降低肝臟組織的MDA含量,提高SOD、GSH-Px(保護肝臟組織不受氧化物的損傷的一種過氧化物分解酶)的活性,因而能夠抑制肝臟細胞因CCl4引起的氧化能力的增強,進而保護肝臟。有研究從金絲小棗中提取出黃酮提取物(ZJF),能從抗氧化和抗炎水平上保護肝細胞,進而起到護肝活性作用。

        增強免疫力

        棗果實中的多糖、多酚和三萜類化合物都具有免疫調節活性。研究表明,灰棗多糖、多酚和三萜類化合物均可顯著提高小鼠體內免疫實驗的免疫指標,具有增強小鼠細胞免疫、體液免疫以及非特異性免疫的作用。紅棗多糖結合物JPC可改善CFS大鼠的免疫系統和抗氧化活性;金昌棗多糖JCS-1和JCS-2能夠通過激發吞噬細胞的活性,來發揮免疫調節的作用。

        降血糖

        糖尿病是一直以來難以徹底根治解決的世界性難題,其引起的并發癥非常多。神經元細胞在高血糖持續發作后會受到損害,表現出葡萄糖神經毒性,因為它與肌肉細胞有所不同,在胰島素的影響下,它們不能適應間歇性葡萄糖攝取,所以神經元的葡萄糖攝取依賴于細胞外葡萄糖的濃度,當細胞外葡萄糖的濃度過高時會表現出對神經元細胞的毒性。研究表明,葡萄糖對PC12細胞(大鼠腎上腺嗜鉻腫瘤細胞)的毒性是通過ROS的產生和凋亡來介導的,棗水提物(ZJF)可以保護PC12細胞免受高葡萄糖誘導的毒性,因而證明了棗果具有降血糖的生物活性。

        高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)是具有抗動脈粥樣硬化的脂蛋白,能夠降低心血管病的發生,而TC總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、甘油三酯(TG)、極低密度脂蛋白膽固醇(VLDL-C)升高,均屬于血脂異常,會導致動脈硬化。研究表明,酸性雜多糖ZSP(主要成分是L-阿拉伯糖、D-半乳糖和D-半乳糖醛酸)可以降低TC、TG、LDL-C和VLDL-C水平和提高HDL-C水平,進而改善果糖處理小鼠的胰島素抵抗和血脂異常的作用。

        結  語

        近年來,棗果受到廣泛的關注,它不僅成為人們生活中的養生必備品,還受到學術界的青睞。雖然現今對很多種棗果進行了活性成分分析研究,以及探明了許多機理,但仍有很多活性物質及其作用機制未被發現,另外棗果加工尚處于初級階段,需要大力發展棗果的精深加工,研究出更多安全衛生且功效顯著的棗類保健品,因此需要繼續探索研究,以期將這種開發潛力極高的果品更加充分地運用到實際生產生活以及醫療衛生等方面,帶動經濟和生物研究領域的發展,為人類服務。

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