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枣中主要活性成分及其生物活性

枣中主要活性成分及其生物活性

2021-09-06 09:23

枣中主要活性成分及其生物活性

枣中含有多种活性成分,包括酚类、黄酮类、多糖、维生素C、五环三萜酸、皂苷类、月桂酸、单宁、核苷(如:环磷酸腺苷)和碱基、α-生育酚与β-胡萝卜素等,使其具有抗癌、抗氧化、抗炎、增强免疫力、护肝、降血糖等功效,其中维生素C、酚酸和黄酮类化合物是枣果中主要的抗氧化物质,三萜类化合物是枣果中主要的抗癌活性成分,多糖是枣果发挥护肝和免疫刺激作用的物质基础。

枣(Ziziphus jujuba Mill.)是鼠李科枣属植物,是我国独具特色且经济价值、药用价值极高的树种,它不仅栽培技术简单,易成活,具有很强的抗盐碱、抗旱、抗寒等抗性,而且口感独特、医药保健价值高,使其更受广大群众的喜爱。枣中含有多种活性成分,包括酚类、黄酮类、多糖、维生素C、五环三萜酸、皂苷类、月桂酸、单宁、核苷(如:环磷酸腺苷)和碱基、α-生育酚与β-胡萝卜素等,使其具有抗癌、抗氧化、抗炎、增强免疫力、护肝、降血糖等功效,其中维生素C、酚酸和黄酮类化合物是枣果中主要的抗氧化物质,三萜类化合物是枣果中主要的抗癌活性成分,多糖是枣果发挥护肝和免疫刺激作用的物质基础。因此枣具有很高的研究价值,并日益受到广泛的研究关注。

枣中主要的活性成分

酚 类

酚类物质是在正常生长条件下或者机体发生氧化应激反应时产生的次级代谢产物,由于其既能提供电子,又能提供氢,所以能够清除多种自由基,具有很高的抗氧化活性。据报道,枣中酚类物质有儿茶素、咖啡酸、香草酸、表儿茶素、芦丁、丁香酸、绿原酸、阿魏酸、对羟基苯甲酸等。

研究人员从乐陵金丝小枣原汁中检测出5种酚酸,分别为原儿茶酸、儿茶酚、对羟基苯甲酸、香草酸和对香豆酸,发现儿茶酚对DPPH自由基的清除和对铁离子的还原能力最强,对香豆酸对ABTS自由基的清除能力最强。另有研究发现,芦丁、表儿茶素、儿茶素等多酚类物质是枣果中最主要的抗氧化活性成分;对我国6种枣果中多酚物质等活性成分的含量进行测定,发现木枣的总酚、单酚类物质(儿茶素、表儿茶素、芦丁、香草酸、咖啡酸和丁香酸)含量均最高,并证明酚类物质能够清除自由基,具有很强的抗氧化能力。

黄酮类

黄酮类物质具有抗氧化能力,这与酚羟基的取代位置和数目以及双键相关,其B环上大多有2个酚羟基,保证了基本的抗氧化能力。研究发现,结构A环上的C-5、C-7位羟基,以及A环的邻二酚羟基均有利于黄酮类化合物的抗氧化活性。研究人员对7种不同枣果的黄酮含量进行测定,发现黄酮平均含量为0.493mg/g,小米枣黄酮含量最高,达到0.606mg/g,鸡蛋枣含量最低,为0.344mg/g;黄酮含量由高到低为:小米枣>药枣>梨枣>子代糖枣>母本糖枣>酸枣>鸡蛋枣。对金丝小枣黄酮研究发现,其活性会因贮藏温度而发生改变,比较适合低温5℃保存,高温会使其遭到破坏从而降低活性。

多糖类

多糖又称多聚糖,是枣果中重要的活性物质。多糖由酸性多糖和中性多糖组成,酸性多糖是由阿拉伯糖基、半乳糖基、半乳糖醛酸基、木糖基、鼠李糖基组成,而中性多糖则是以阿拉伯糖基1,5-连接为主并具高度分支,且阿拉伯糖基和半乳糖基以30∶1的比例组成。有研究从金昌枣果实中提取、分离和纯化出2种酸性多糖JCS-1和JCS-2,二者均具有很强的抗炎和提高免疫力的生物活性。研究表明,化学修饰多糖对生物活性的发挥具有促进作用。另外,以木枣为研究对象,从中提取出2种酸性多糖HJP1和HJP3,分析后发现,它们均由甘露糖、鼠李糖、半乳糖、葡萄糖和阿拉伯糖组成,并且HJP1和HJP3对人肝癌细胞HepG2的生长均有抑制作用,且HJP3活性强于HJP1,表明多糖对肝癌有一定治疗功效。这些研究均能证明,多糖是枣中重要的具有抗癌、抗氧化、提高免疫力、抗炎等生物活性的成分。

维生素C

维生素C生物活性的主要形式是其还原形式(L-抗坏血酸),由于其易失电子且可以迅速转化成还原形式,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,也可以激发其他抗氧化物质至还原态,如黄酮。新鲜大枣中,维生素C含量特别高,甚至可高达10250mg/kg。有研究人员对6个枣品种全红期维生素C含量进行测定,发现鸡心枣果实维生素C含量最高,梨枣维生素C含量最低,含量由高到低顺序为鸡心枣>磨盘枣>葫芦枣>灰枣>赞皇枣>梨枣,且这6个枣品种维生素C含量会随发育过程而降低,特别是白熟期前,除磨盘枣外,其他枣品种在全红期和半红期维生素C含量无显著变化。

三萜酸

三萜类化合物分子量一般为400~600,有较高的脂溶性,在植物中可以与糖结合成苷和酯,或者以游离酸的形式存在。研究表明,经过干燥或蒸煮的枣中,三萜酸含量比新鲜大枣高,这可能是因为结合在一起的三萜酸经历了被酶分解的过程,随着干燥时间的延长,三萜酸的解离达到平衡,因而含量不再增加,因此若想得到更多三萜酸,可以选择利用干燥或蒸煮的枣果。研究证实,羽扇豆烧型三萜烯C-3位置上的香豆酰酯对增强细胞毒性可能发挥着重要作用,对癌症有一定的预防和治疗作用。

核苷与碱基

研究人员对枣中9种核苷和碱基(胞苷、尿苷、鸟苷、cGMP、cAMP、尿嘧啶、次黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤)进行测定,发现9种成分含量随干燥时间延长而增加,该研究结果为消费者满足特定需求提供了参考。有研究从5种枣果中提取出活性成分(环磷酸腺苷)cAMP,含量由高到低为:灵武长枣(335.7μg/g)>中宁圆枣(169.0μg/g)>山东大枣(168.2μg/g)>陕北滩枣(140.8μg/g)>同心圆枣(139.5μg/g),灵武长枣更具含量优势,为枣果的高效利用提供了参考。

α-生育酚与β-胡萝卜素

枣果中,功能性成分α-生育酚和β-胡萝卜素是关键的呈色物质,研究人员测定了6种枣果中的多种活性成分,发现6种枣果中均含有这2种成分,且α-生育酚含量范围为1.17~8.43mg/kg,β-胡萝卜素其含量范围为1.64~6.07mg/kg,哈密大枣的α-生育酚与β-胡萝卜素含量均显著高于其他枣果。也有试验发现,冷冻干燥的枣果α-生育酚与β-胡萝卜素含量高于热风干燥和微波干燥,而日光晾晒可能会使这些成分丧失,因而检测不到这2种物质。

枣的主要生物活性

抗氧化活性

自由基的产生和随后的氧化应激反应在肿瘤的发生、发展以及动物的衰老中起重要作用,抗氧化剂通过清除反应性自由基,从而降低自由基介导的DNA损伤水平,进而预防癌症和衰老。酚类、黄酮类、维生素C、多糖都具有清除自由基的作用,是枣果实中主要的抗氧化活性物质。·OH是活性氧中一种活性最强的自由基,它可以与细胞中所有的有机化合物反应,破坏蛋白质、脂肪和核酸代谢,损伤细胞的结构和功能,导致机体发生病变。超氧阴离子具有一定的毒性,经反应可以生成其他氧自由基,引起机体损伤,产生疾病。超氧化物、一氧化氮和过氧亚硝酸盐等自由基均是氧化应激的主要来源,能够导致组织损伤和各种疾病。研究发现,冻干枣浆(ZJP)和枣浆水醇提物(ZJE)的添加能显著控制肝脏和肌肉组织中乳酸的积累,上调抗氧化酶SOD、GPX和CAT水平,降低了因机体劳累而提高的肝脏和肌肉组织中的脂质过氧化水平。枣果具有抗氧化活性,且因此使机体具备了抗疲劳的能力。

抗癌活性

癌症是多发性、种类繁多、难以治疗的世界性难题,因此对癌症的治疗研究刻不容缓。这就需要探明癌症发生的机制,进而有针对性地高效治疗。研究发现,细胞凋亡对细胞保持正常稳态和细胞癌变生长的调节起关键作用,与细胞间进行信息交流的信号分子的作用有很大关系,且细胞癌变后,内部的生化反应也会有相应改变。因此,对细胞内信号分子与生化指标进行研究,能够为细胞癌变的发生特征以及之后的治疗发挥重要作用。

研究表明,枣果显著增加了兔抗人单克隆抗体(Bax)的表达,降低了癌细胞中B淋巴细胞瘤-2基因(Bcl-2)的表达,并显著增加bax/bcl-2的mRNA比率,比药草治疗癌细胞能力提高了6倍,因此,枣果提取物可以通过改变凋亡调节基因来抑制癌细胞的增殖作用。枣中三萜酸类物质在预防和抵抗癌症方面具有至关重要的作用,可以影响GRP78/BIP和CHOP的表达水平,即内质网应激,进而导致癌细胞发生凋亡。癌变后的细胞内生化指标会发生变化,血清ALP(碱性磷酸酶)和LDH(乳酸脱氢酶)会显著升高,而血清总蛋白和白蛋白水平降低,这些生化标记酶是肿瘤反应和肿瘤过程的指标,ALP在肿瘤早期诊断中被用作一般的肿瘤标志物,血清中白蛋白的低水平可增加自由基库,导致癌症发生。通过大鼠乳腺癌实验发现,枣水提取物可以明显提高血清总蛋白、白蛋白和可溶性肝酶如AST(天冬氨酸氨基转移酶)、ALT(丙氨酸氨基转移酶)含量,降低血清APL和LDH的升高水平,提高抗氧化能力,降低乳腺癌细胞系的细胞活力,抑制乳腺癌细胞株MDA-MB-468的增殖,从而在一定程度上治疗癌症。所以枣具有很好的防癌抗癌功效,拥有很高的药用价值。

抗炎活性

当机体受到损害时,机体为了自我保护,会诱发炎症,而其实质是机体与致炎因子进行抗争。在炎症反应发生时,巨噬细胞会产生TNF-α,它是主要的促炎细胞因子,COX-2是介导炎症反应的重要酶之一,当它过量时会加重炎症。

研究发现,大枣多糖具有抗氧化和抗炎活性,枣水提取物对LPS(脂多糖)诱导的巨噬细胞IL-1β(白细胞介素-1β)和IL-6(白细胞介素-6)细胞因子均有抑制作用,但对TNF-α(肿瘤坏死因子-α)的表达却未表现出抑制作用。并且,提取物能抑制LPS诱导的巨噬细胞核因子κB的转录活性。结果表明,通过调节巨噬细胞中促炎细胞因子的表达,能够发挥枣的双向免疫调节作用。

护 肝

肝脏在人体中起着至关重要的解毒作用,肝损伤会引发多种肝病,正常状态下,在血液中肝细胞内酶血清转氨酶ALT和AST少量存在,肝细胞遭到破坏时,血清中AST、ALT会升高,相关酶类会变得活跃,SOD(清除自由基的重要物质)、CAT(抗氧化酶)含量会减少,MDA(常用的膜脂过氧化指标)含量会增加。研究发现,标准化乙醇-水提取物(ZJL-EWE)能显著降低血清中ALT和AST的活性,对肝脏具有保护作用,并且能够降低肝脏组织的MDA含量,提高SOD、GSH-Px(保护肝脏组织不受氧化物的损伤的一种过氧化物分解酶)的活性,因而能够抑制肝脏细胞因CCl4引起的氧化能力的增强,进而保护肝脏。有研究从金丝小枣中提取出黄酮提取物(ZJF),能从抗氧化和抗炎水平上保护肝细胞,进而起到护肝活性作用。

增强免疫力

枣果实中的多糖、多酚和三萜类化合物都具有免疫调节活性。研究表明,灰枣多糖、多酚和三萜类化合物均可显著提高小鼠体内免疫实验的免疫指标,具有增强小鼠细胞免疫、体液免疫以及非特异性免疫的作用。红枣多糖结合物JPC可改善CFS大鼠的免疫系统和抗氧化活性;金昌枣多糖JCS-1和JCS-2能够通过激发吞噬细胞的活性,来发挥免疫调节的作用。

降血糖

糖尿病是一直以来难以彻底根治解决的世界性难题,其引起的并发症非常多。神经元细胞在高血糖持续发作后会受到损害,表现出葡萄糖神经毒性,因为它与肌肉细胞有所不同,在胰岛素的影响下,它们不能适应间歇性葡萄糖摄取,所以神经元的葡萄糖摄取依赖于细胞外葡萄糖的浓度,当细胞外葡萄糖的浓度过高时会表现出对神经元细胞的毒性。研究表明,葡萄糖对PC12细胞(大鼠肾上腺嗜铬肿瘤细胞)的毒性是通过ROS的产生和凋亡来介导的,枣水提物(ZJF)可以保护PC12细胞免受高葡萄糖诱导的毒性,因而证明了枣果具有降血糖的生物活性。

高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)是具有抗动脉粥样硬化的脂蛋白,能够降低心血管病的发生,而TC总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、甘油三酯(TG)、极低密度脂蛋白胆固醇(VLDL-C)升高,均属于血脂异常,会导致动脉硬化。研究表明,酸性杂多糖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,进而改善果糖处理小鼠的胰岛素抵抗和血脂异常的作用。

结  语

近年来,枣果受到广泛的关注,它不仅成为人们生活中的养生必备品,还受到学术界的青睐。虽然现今对很多种枣果进行了活性成分分析研究,以及探明了许多机理,但仍有很多活性物质及其作用机制未被发现,另外枣果加工尚处于初级阶段,需要大力发展枣果的精深加工,研究出更多安全卫生且功效显著的枣类保健品,因此需要继续探索研究,以期将这种开发潜力极高的果品更加充分地运用到实际生产生活以及医疗卫生等方面,带动经济和生物研究领域的发展,为人类服务。

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