莱菔子油的研究现状及应用前景

2014-07-16 05:50王丹丹方建国
中国药业 2014年7期
关键词:芥酸莱菔子亚麻酸

王丹丹,方建国

(华中科技大学同济医学院附属同济医院药学部,湖北 武汉 430030)

莱菔子为十字花科植物萝卜 Raphanus sativus L.的干燥成熟种子,始载于《日华子本草》,性平,味辛、甘,归肺、脾、胃经,具有消食除胀、降气化痰之功效,用于治疗饮食停滞、脘腹胀痛、大便秘结、积滞泻痢、痰壅喘咳[1]。莱菔子主要含脂肪油、挥发油、芥子碱等[2],脂肪油中含大量不饱和脂肪酸,其中亚油酸、α-亚麻酸、γ-亚麻酸为人体必需氨基酸,有良好的保健功能[3-5];芥酸是重要的工业原料[6];另外,莱服子油脂中所含的莱菔素是抗癌活性最强的天然活性成分之一[7]。目前,对莱菔子的研究主要集中在育种、药用和油用价值方面,而对莱菔子油的综合价值研究报道很少。笔者对近年来莱菔子油的研究成果进行回顾性总结,以了解莱菔子油的应用价值,为其功能成分的开发利用提供理论依据。

1 莱菔子油成分研究

莱菔子有生品、炒品之分,不同的炮制工艺所制取出的油脂成分差异不大。孙忠迪等[8]研究发现,炒制有利于莱菔子中脂肪油在水煎液中的溶出,对其组分和含量无影响。谭鹏[9]应用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术分别对生、炒莱菔子脂肪酸成分进行了分析,结果表明,生、炒品所含的脂肪酸种类与相对含量十分接近,说明莱服子炮制前后其脂肪酸没有本质的变化。

脂肪酸:由于莱菔子油成分研究时所采用的种子品种、提取方法、分析手段等不同,导致所得脂肪酸在种类和含量上有差异,见表1。可见,莱菔子油中含多种脂肪酸,其中油酸、芥酸属于单不饱和脂肪酸,亚油酸、α-亚麻酸、γ-亚麻酸属于多不饱和脂肪酸。虽然脂肪酸含量有差异,但以棕榈酸为主的饱和脂肪酸含量少,而芥酸、油酸、亚油酸、亚麻酸等不饱和脂肪酸含量可观,这在植物油脂中非常突出。

表1 莱菔子油中脂肪酸种类及含量(%)

莱菔素:莱菔子中有大量的异硫氰酸盐,其中莱菔素(sulforaphene,4-甲基亚磺酰基-3-丁烯基异硫氰酸酯)的含量最高,占总异硫氰酸盐的60%以上[14]。其分子式为C6H9NOS2,相对分子质量为175.3,结构式见图1 A。与莱菔素容易混淆的是其同系物莱菔子素(sulforaphane),又称莱菔硫烷,两者的差别仅在于一个饱和键,其分子式为C6H11NOS2,相对分子质量为177.3,结构式见图1 B。赵功玲等[15]采用GC-MS法测得萝卜籽油中含有 28.39~114.73 mg/kg的莱菔素;进一步分析表明,在最佳提取工艺,即液固比 21.8 ∶1(mL /g)、提取时间 1.76 h、提取温度27.3℃ 条件下,萝卜籽油中莱菔素的含量达 89.5 mg/kg[11]。华贝贝等[16]利用已优化的高效液相色谱(HPLC)法测定了不同来源地和不同类型萝卜种质莱菔素含量分布,发现不同萝卜种质莱菔素含量存在显著差异,其含量分布范围为34.445~144.69 mg/kg·DW,含量相差42倍,红皮白肉和绿皮白肉类型的萝卜种质莱菔子素平均含量较高,华东地区的萝卜种质莱菔素平均含量显著高于其他来源地的萝卜种质。Kuang等[17]用SP-700大孔树脂和制备HPLC法对莱菔子中的莱菔素进行分离纯化,从12.5 kg莱菔子中得到了87.5 g莱菔素纯品。沈莲清等[18]在单因素试验的基础上,采用响应面分析法建立硫苷酶解条件的二次多项数学模型,探讨酶解pH和催化剂添加量2个因子的交互作用对莱菔素得率的影响。结果表明,在酶解温度25℃,酶解时间8 h,催化剂添加量0.058 4 mg/g,酶解 pH 3.71时,响应面预测莱菔素的最大得率为3.532 6 mg /g,与响应面的预测值吻合。

图1 化学结构式

维生素E、甾醇:朱涵彬[19]采用索氏提取法,以乙醚为提取溶剂制得萝卜籽油后,用HPLC法同时测定其中的维生素E和甾醇的含量。结果显示,维生素E的含量为1.20 mg/g,甾醇的含量为13.94 mg/g。证明莱菔子油中的维生素E和甾醇含量较丰富。

2 莱菔素的药理作用

2.1 抗癌作用

Shishu等[20]用0~500 nmol/皿的莱菔素处理碱基对突变敏感菌种TA100,发现在100~500 nmol/皿的浓度范围对该菌株有抗诱变作用,在500 nmol/皿的浓度下抑制率为60% ~75%。莱菔素可能通过对细胞色素P450酶代谢活性的抑制来发挥作用。周沫[21]证明了莱菔素的体外抗肿瘤活性,并对其体内抗肿瘤活性进行了初步研究,发现莱菔素通过下调非小细胞肺癌细胞hTERT的表达而抑制端粒酶活性,抑制细胞增殖;上调PTEN蛋白的水平,显著抑制AKT蛋白的磷酸化,从而上调Caspase-9蛋白的水平,促进细胞凋亡。

2.2 解毒作用

潘萌等[22]采用噻唑蓝(MTT)比色法测定莱菔素对HHL-5细胞的毒性作用,蛋白印记法(western blotting)检测莱菔素对Ⅱ相代谢酶蛋白表达的影响。结果表明,5 μmol/L莱菔素处理24 h促进 HHL-5细胞增殖,10~100 μmol/L 表现生长抑制作用;莱菔素能明显诱导血红素加氧酶(HO-1)和硫氧还蛋白还原酶(TrxR)蛋白的表达,并呈剂量依赖关系。莱菔素可诱导肝细胞Ⅱ相代谢酶HO-1和TrxR的表达,具有潜在的化学致癌物解毒功能。

2.3 抗菌与抗氧化作用

莱菔素是莱菔抗菌的有效成分,1 g/L的莱菔素在体外对多种细菌具有明显的抑制作用,1%浓度下可抑制链球菌、脓球菌、肺炎球菌及大肠杆菌等的生长[23]。

赵功玲等[15]采用铁离子还原法(FRAP)法测定了富含莱菔素的萝卜籽油的总抗氧化能力,抗氧化性能可能是油中所有抗氧化物质协同作用的结果,确切原因有待进一步研究[15]。

3 莱菔子油的应用前景

萝卜是一种高产且易培育的大众蔬菜,因其营养价值丰富而深受人们的喜爱,赢得了“冬季萝卜赛人参”的美誉。而其种子,即莱菔子在我国除了做种子和药材外,大部分都落地腐烂,没有得到科学、合理的综合利用,非常可惜。随着科学技术的进步,对于莱菔子的有效成分的研究不断地深化和完善,综合开发利用莱菔子资源已逐渐成为热门课题。结合莱菔子油的特点,现从药用、食用、工业三方面对莱菔子油的应用价值进行阐述。

药用价值:莱菔子属于典型的“生升熟降”药材,生品和炒品功效迥异,因此临床应用时要严格区分生品和炒品。临床观察发现,含丰富油脂的炒莱菔子内服对习惯性便秘者[24]、高脂血症者[25]疗效好,外敷可用于湿疹[26]的治疗。试验研究表明,莱菔子油对结肠运动有较好的促进作用,是治疗结肠运动异常性疾病的药源[27]。莱菔子油中大量的不饱和脂肪酸具有防癌抗癌、抗心脑血管疾病、增强机体免疫力、增智等广泛而显著的药理作用,其中油酸和维生素E协同作用可增强记忆力。莱菔素是已知抗癌活性最强的天然活性成分之一,已有将莱菔素用脂质体包封,β-环糊精衍生物包埋制备成靶向微凝胶微球的研究[28]。因此可以推测,莱菔子油具有预防心血管病、抗氧化、抗癌等功能。

食用保健价值:早在《天工开物》中,莱菔子油已被列为上品[29]。同样富含不饱和脂肪酸的茶油、橄榄油、紫苏油、亚麻油等已走俏于食用油的高端市场。究其原因,在于人们对不饱和脂肪酸保健功能的认可。一般食用油中亚麻酸的含量很少(见表2)[30],而高含量亚麻酸是重要的生命活力素和消除亚健康的理想产品,被誉为“21世纪人类健康的加油站”。莱菔子油属于半干性油,橙黄透明,色香味正,不饱和脂肪酸种类齐全含量高,是一种营养丰富的食用油。油中的亚麻酸含量高于一般的植物油,仅次于亚麻油、紫苏油。萝卜在全国各地均有栽培,且有大量的栽培品种,其种子比油橄榄、山茶果、亚麻籽等更显价廉易得。将莱菔子作为油料作物开发利用在该植物资源的综合利用方面具有非常大的潜力,加大对油料萝卜资源的挖掘和开发力度,将有望打破我国目前对油料的进口依赖局面。同时,选育出高含油量、低芥酸含量的油料萝卜新品种,开发出莱菔子食用保健油,将带来广阔的市场前景和良好的社会效益。

表2 常用食用油脂中主要脂肪酸的组成及含量

工业价值:莱菔子油中的油酸和维生素E均有抗氧化作用,两者协同作用可以抑制暗疮,淡化黄褐斑、晒斑,促使肌肤白皙,防止肌肤粗糙老化,改善及营养皮肤。这使得莱菔子油能较好地应用于化妆品中。莱菔子油中含有大量的芥酸。芥酸以其用途广泛、附加值高、市场需求量大及可再生等特点,在现代诸多工业领域显示出越来越重要的作用。芥酸除了自身在冶金、机械、橡胶、化工、油漆、纺织和医药等领域的广泛用途外,以其为原料还可开发出一系列优良的衍生产品,如芥酸酰胺、山嵛酸、十三烷二元酸和壬酸等[31]。与莱菔子同属十字花科的油菜籽是目前制备生物柴油的主要原料[32],基于其高的出油率和芥酸含量。莱菔子油同时满足这两点要求,提示可将其作为生物柴油的发掘对象,以拓宽生物柴油的原料资源,促进生物柴油的可持续发展。

4 结语

莱菔子在我国有悠久的食用、药用历史,但针对莱菔子油的研究大多局限于阐明其组成及含量,关于其保健功能、药理活性、工业应用等更深层次的研究报道很少。为正确评估莱菔子油的综合利用价值,建议通过以下几个途径研究:

应加强对莱菔子油的体内、外活性研究,明确其吸收利用率、功效及药理作用,为探索其更多的临床应用与其油脂成分的关系提供科学的理论依据。

基于芥酸对人体的不利影响,联合国粮农组织及世界卫生组织规定,菜籽油中芥酸的含量一律应低于5%。目前普通品种的莱菔子中芥酸含量在30%左右,远远超出食用油脂的限量范围。除了培育低芥酸的种质品种外,在莱菔子油脂提取工艺中应加强对芥酸的分离及回收利用。

针对食用油脂,《中国居民膳食指南》推荐“一高一低一平衡”的标准,即单不饱和脂肪酸含量要高,饱和脂肪酸含量要低,多不饱和脂肪酸中的亚油酸和亚麻酸含量比值为4~6∶1。而莱菔子油现有的品种及提取工艺所得的脂肪酸含量及比例与上述标准不吻合,因此也可考虑将莱菔子油作为食用调和油的一个成分,以弥补其他类型植物油中亚麻酸含量不足的缺点。

考察莱菔子油能否作为生物燃料替代品、工业用油等,探究莱菔子油米百能否作为饲用蛋白源、食品添加剂等,提高莱菔子作为油料作物的综合利用价值。

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