新疆藥桑有效成分及其功能研究進展

馬樂，呂云皓，江 英

（石河子大學食品學院，新疆石河子 832003）

藥桑，維吾爾語稱“夏圖特”，原產于伊朗，于16 世紀引入新疆。新疆藥桑為落葉喬木，高度一般在3～7 m，樹皮灰褐色，樹枝與其它桑樹相比較粗，葉片大且厚，葉片長度可達14 cm。由于新疆藥桑是中國國內唯一性染色體倍數為二十二倍體的桑樹種類，其種子發芽率為0，因此，藥桑樹均以黑桑樹作為砧木，通過枝條、芽進行嫁接繁殖[1]。目前，新疆藥桑的種植面積僅有100 hm2左右，主要分布在中國的新疆和田、阿克蘇、吐魯番等地[2]。新疆藥桑耐寒熱、耐鹽堿，對土壤適應性強，即使種植在pH為4.5～7.5、含鹽量不超過0.2%的土地上仍然可以正常生存[3]。

新疆藥桑含有豐富的黃酮、花青素、多糖、色素、多酚、礦物質、維生素等營養物質，且多種營養元素含量均超過了普通桑果，特別是黃酮和維生素的含量。新疆藥桑因具有抗氧化、降血糖、延緩衰老、抗腫瘤及抗炎鎮痛等作用，被應用于各產業領域，有廣闊的發展前景[4]。本文介紹了新疆藥桑的有效成分及其功效，同時對其近年來功能性開發現狀進行了歸納總結，最后對新疆藥桑的發展前景做出了展望，為今后我國對新疆藥桑的進一步研究及資源開發利用提供參考。

1 新疆藥桑的有效成分及相關研究

1.1 黃酮

黃酮類化合物在食品行業中的應用十分廣泛，是一類深受學者們關注的化合物[5]。新疆藥桑黃酮含量遠高于普通桑椹。何倩等[6]通過干燥處理、加入乙醇混合、水浴加熱、濃縮及過濾等操作，得到了新疆藥?？傸S酮的粗提取液，然后向提取液中分別加入一定量的NaNO2、Al(NO3)3和NaOH，得出藥桑中黃酮含量為20.46 mg/g，遠大于普通桑椹。張玲等[7]也采用NaNO2-Al(NO3)3-NaOH 顯色法，在新疆藥桑不同部位提取總黃酮并測定其含量。結果表明，在不同極性溶劑中測得的黃酮類化合物含量不同，由高至低依次是乙酸乙酯、石油醚、正丁醇、水。另外，他們還發現新疆藥桑在DPPH·、ABTS+·自由基清除方面，都能發揮一定的作用。通過相關性分析，發現不同活性部位的自由基清除程度與總黃酮含量呈正相關，因此新疆藥?？寡趸钚耘c其總黃酮含量有著不可分割的關系。

1.2 多糖

多糖作為新疆藥桑主要的生物活性物質，受到許多領域研究人員的青睞。李德龍等[8]等通過響應面試驗，優化得出了新疆藥桑多糖超聲提取的最佳工藝：超聲功率100 W，液料比例27∶1（mL/g），提取35 min，提取3次，此時多糖提取率為10.81%；在抗氧化試驗中，當質量濃度為0.2～1.2 mg/mL時，藥桑多糖的抗氧化能力較強，對于ABTS、DPPH 及羥基自由基的最大清除率分別為38.52%、71.21%、62.57%。

多糖的測定大多采用蒽酮-硫酸比色法和苯酚-硫酸比色法。武丹等[9]分別使用這兩種方法對新疆藥桑多糖進行測定，對比發現，苯酚-硫酸法更易操作，精密度較高，重現性更好。由此看來，測定藥桑椹多糖含量時，可以優先選用苯酚-硫酸比色法。龔敏等[10]采用靜態吸附法對新疆藥桑多糖的脫色效果進行研究，結果顯示，不同類型樹脂處理的藥桑多糖脫色程度各有不同，其中效果最好的是NKA-9 型大孔樹脂，其脫色率最高可達61.8%；此外，還發現藥桑多糖脫色前后都對DPPH 自由基有一定的抑制效果，但脫色后的藥桑多糖清除自由基的能力略有增強，這說明脫色后的藥桑多糖抗氧化能力有一定程度的提升。

張暉等[11]進一步研究了新疆藥桑多糖中的單糖組成，先用酸水解法將新疆藥桑中的多糖進行水解，再經過1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮衍生化，最后通過高效毛細管電泳法對其單糖成分進行檢測分析。結果顯示，新疆藥桑多糖包括木糖、葡萄糖、鼠李糖、甘露糖、阿拉伯糖、半乳糖、半乳糖醛酸，所占比重分別為1∶15.8∶3.4∶10.8∶7.4∶14.3∶4.5。

1.3 色素

新疆藥桑色素屬于一種天然植物色素，許多研究學者十分關注其在各領域中的開發應用。因此，對于藥桑色素的提取方法、理化性質等研究是必不可少的[12]。

買買提依明等[13]采用紙上色層分析法和丙酮提取法對新疆藥桑椹色素進行定性分離。發現藥桑中色素包括葉黃素、胡蘿卜素、葉綠素a、葉綠素b，其中胡蘿卜素含量最高。張帆等[14]使用超聲波提取法提取新疆藥桑中的色素，研究其經過一些物理和化學條件處理后的理化性質。試驗發現，該色素易被極性偏大的溶劑溶解，也溶于乙酸和氫氧化鈉，溶解后溶液會變色。當溫度不超過80 ℃、pH 小于7時，其性質比較穩定；且不會對食鹽、檸檬酸、硫酸鎂和氯化鈣等食品添加劑產生干擾。此外，李文娟等[15]還發現新疆藥桑中色素不受Na+、K+、Mg2+、Mn2+的影響，但Al3+、Fe3+對其有明顯干擾作用。綜上所述，新疆藥桑中色素的物理和化學性質都較穩定。楊玲等[16]采用不同濃度的新疆藥桑色素處理斑馬魚胚胎，3 h 后用X-射線進行照射，測定照射后胚胎的氧自由基（ROS）、丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD），探究藥桑色素對經過X-射線照射后斑馬魚胚胎組織的影響。試驗結果顯示，斑馬魚胚胎在被X-射線照射后，ROS 和MDA 的含量與藥桑色素添加量成反比；而SOD 活性與藥桑色素添加量成正比例關系?？梢哉f明藥桑色素對斑馬魚胚胎損傷有較好的保護作用。

花青素又名花色素，是一類普遍存在于大自然中的水溶性天然色素[17]。藥桑中花青素含量高達342.4 mg/100 g鮮果[18]。江巖[19]通過正交試驗確定了新疆藥?；ㄇ嗨刈罴烟崛」に?。當提取時間和溫度控制在90 min、50 ℃，溶劑體積比為40∶60、固液比（0.1%HCl 溶液∶95%乙醇）為1∶20時，提取率最高。試驗使用pH 值示差法來測定藥?；ㄇ嗨氐暮?，該方法能有效避免提取液中雜質的干擾。江巖等[20]進一步將新疆藥?；ㄇ嗨胤蛛x純化，得出藥桑所含花青素的主要活性部分可能是矢車菊花色苷、飛燕草色素、牽?；ㄉ占吧炙幓ㄉ?，其余組分還需進一步研究。趙麗萍等[21]還對大孔樹脂AB-8、NKA 的分離純化效果進行對比。結果表明，AB-8 大孔樹脂處理后的藥?；ㄇ嗨胤蛛x純化效果更好，得到的花青素抗氧化能力提高了55.207 U/mg，是NKA 處理的3.3 倍。

1.4 多酚

新疆藥桑多酚含量豐富，相比于黑桑、白桑，藥桑的總酚含量顯著較高。多酚廣泛存在于植物的皮、莖、葉、根、果中。植物多酚具有良好的抗氧化能力、抑菌特性及免疫調節等功能[22]。因此，研究人員對新疆藥桑中多酚進行提取并分析，挖掘其潛在價值。

買買提依明等[23]采用有機溶劑提取法和分光光度法，分析測定新疆藥桑中的多酚。研究發現，新疆藥桑葉片中多酚含量最高，為0.020 0 mg/mL，其次是枝條和桑果中，分別是0.019 1 mg/mL、0.018 6 mg/mL。劉丹等[24]采用超聲波輔助乙醇提取法來提取新疆藥桑中的多酚，并通過單因素與響應面試驗優化藥?？偠喾犹崛」に?；最優工藝為超聲溫度67 ℃、乙醇體積分數為77%、提取3次，此時提取率可達3.72%。

1.5 維生素、礦物質

服用膳食維生素和礦物質補充劑已經成為許多現代人的生活方式之一[25]。新疆藥桑富含維生素及礦物質，王賀等[26]對新疆不同品種桑椹的礦物質進行測定，結果表明，新疆藥桑與黑桑的不同部位都含有豐富的礦物質元素Ca 和Fe，尤其是桑葉中Ca 含量高達120 g/kg。此外，還發現黑桑各個部位的礦物質元素含量都明顯低于藥桑。但據有關研究報道，普通桑椹的維生素C 含量要高于藥桑，大約是其1.44 倍[27]。

1.6 其他

白藜蘆醇具有抗癌、抗衰老、抗氧化、抗增殖、保護心臟和提高免疫力的作用，在癌癥或自身免疫性疾病的治療中白藜蘆醇得到了廣泛的關注[28]。郭玉霞等[29]采用有機溶劑超聲提取法提取新疆藥桑中的白藜蘆醇，得到提取的最優條件為料液比1∶20，超聲5 min，提取2 次。

黃酮類是藥桑桑葉主要的活性成分，黃酮類中含量較高的是蘆丁，最低的是槲皮素[30]。阿合買提江·吐爾遜等[31]以新疆藥桑桑葉為原料，通過反相高效液相色譜法檢測其黃酮類物質，得出黃酮類物質中含量占比較高的是蘆丁與異槲皮苷，含量分別可達0.16%、0.09%。這些藥桑葉來源于新疆阿克蘇、喀什、庫爾勒，采摘時間分別為9、5、10 月。研究發現在不同環境下，蘆丁與異槲皮苷的含量也不同，并且都隨著季節的推移呈下降趨勢。

2 新疆藥桑有效成分的應用

2.1 抗炎鎮痛

新疆藥?？傸S酮有一定的抗炎鎮痛作用。陳虎等[32]分別利用二甲苯致小鼠耳腫脹、福爾馬林致小鼠腳趾疼痛，通過檢測處理后小鼠血清中炎性細胞因子TNF-α和NO 的表達水平來評估新疆藥?？傸S酮的抗炎鎮痛效果。結果證明，藥?？傸S酮提取物有顯著的抗炎鎮痛效果，能降低新鮮血清中TNF-α和NO 水平，有效緩解二甲苯所致小鼠耳腫脹及福爾馬林所致小鼠腳趾疼痛。

2.2 延緩衰老

花青素具有抗氧化和清除自由基的功能，能夠延緩衰老。方歡樂等[33]采用D-半乳糖建立小鼠衰老模型，檢測葡萄籽原花青素對衰老小鼠的抗氧化功效，最終發現其能使小鼠氧化應激反應的各項生化指標有一定的改善。為研究新疆藥桑中花青素延緩衰老的機制，江巖[34]將不同濃度的藥?；ㄇ嗨匚癸暪?，觀察其對果蠅壽命的影響，結果發現果蠅壽命與花青素濃度呈正相關關系，至11.25 mg/100 g 時達到最高，說明新疆藥桑中的花青素具有顯著的抗氧化和抗老化作用。

2.3 降血糖

新疆藥桑提取物對一些二糖分解酶具有抑制作用。王賀等[35]比較了新疆不同地區藥桑對α-葡萄糖苷酶的抑制作用，研究其降糖能力。試驗證明，新疆不同地區的藥桑都具有一定的降血糖功能，其中庫車藥桑桑椹、桑葉對α-葡萄糖苷酶的抑制率均高于和田藥桑桑椹、桑皮。除此之外，藥桑還有利于體內胰島素的分泌，從而加快細胞對糖的攝取和肝糖原合成。龐宗然等[36]研究了新疆藥桑提取物對2 型糖尿病大鼠的治療效果。結果顯示，模型鼠的肝糖原含量在服用藥桑醇提物和水提物后均有所上升，與此同時，大鼠血清中總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇含量均減少，并且藥桑醇提物的療效略好于水提物。這表明新疆藥桑能有效緩解糖尿病，但其作用原理與機制還有待進一步研究。

2.4 抗腫瘤

腫瘤已成為危害人類健康的主要疾病之一，致死率遠高于其它疾病[37]。手術切除、激光治療等常規治療方法副作用大，容易引起人體的不良反應，并且新型療法費用昂貴[38]。

植物多糖的抗腫瘤機制成為近幾年來各大領域的研究熱點[39]。目前國內外有關新疆藥?？鼓[瘤效果的報道較少。余婉莎等[40]研究了新疆藥桑多糖誘導腫瘤細胞凋亡的作用，發現藥桑多糖能使宮頸癌HeLa 細胞周期停滯于G0/G1期，降低癌細胞總量，這一現象呈劑量反應關系?？梢娦陆幧６嗵悄軌蛲ㄟ^誘導細胞凋亡，從而達到抑制宮頸癌細胞增加的效果。

2.5 抑菌

植物提取物是通過物理或化學的分離提取方法而獲得的一種或多種具有生物活性的物質，具有抗菌、殺菌的作用。余登瓊等[41]通過試驗發現山胡椒提取物對臨床致病菌金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌、鮑曼不動桿菌等有抑制作用。李根等[42]通過溶血試驗研究新疆藥桑提取物對豬鏈球菌的抑制作用。結果顯示，當藥桑提取物濃度從32 μg/mL 上升到64 g/mL時，病原菌上清的溶血活性從24.95%下降至12.35%。這表明，新疆藥桑提取物對豬鏈球菌培養物上清溶血活性有明顯的抑制效果，并且這種效果呈劑量效應關系。

3 新疆藥桑的功能性食品開發

隨著食品產業的發展，以新疆藥桑為原料的功能性食品也在不斷更新。藥桑罐頭、藥桑干、藥桑醬、藥桑飲料等產品備受研究者的重視，這些產品的制作工藝也在不斷優化。

3.1 藥桑乳酸菌飲料

乳酸菌飲料具有多種保健功能，酸甜可口，深受廣大消費者的喜愛。倪冬冬等[43]以新疆藥桑為原料，利用乳酸桿菌制作發酵飲料，并通過響應面來優化其發酵條件。得出最佳發酵條件為藥桑果果汁料水比1∶21、接菌量2%、發酵時間20 h、發酵溫度35 ℃，在此條件下產品的感官評分為84.5。另外，在發酵藥桑的多種乳酸菌中，雙歧桿菌和嗜酸乳桿菌發酵藥桑時的產酸能力高于其它菌種，而發酵乳桿菌和德氏乳桿菌發酵藥桑所得酵素總酚含量最高[44]。

3.2 藥桑固體飲料

當前每年固體飲料的銷售量在大幅度上升，由于口味豐富、攜帶方便等特點廣受人們的喜愛。龔敏等[45]對新疆藥桑進行加工來研制藥桑固體飲料，通過正交試驗得出最佳配方為檸檬酸、麥芽糊精、砂糖的添加量分別為0.50%、55.00%、11.00%，并且干燥前期、中期、后期溫度依次要維持在50、55、60 ℃。

3.3 藥桑果酒

研究證明，藥桑果酒中維生素C 含量極高，對于入侵人體的致病菌有一定的抵抗能力。此外，利用藥桑果酒可以有效緩解由于脂肪肝、肝硬化等引起的不良癥狀[46]。古麗米熱·祖努納等[47]將新疆藥桑以及赤霞珠葡萄作為原料，以總酚和總黃酮為指標，探索新疆藥桑葡萄酒最優發酵工藝。結果表明，在藥桑與葡萄質量比3∶1，接入菌種量3%，發酵溫度26 ℃、發酵時間8 d 的條件下，所釀造出的產品具有較高的生物活性成分。

3.4 藥桑汁

對新鮮的新疆藥桑進行榨汁處理，可以得到口感良好的藥桑汁。但由于鮮榨后的藥桑汁會有微生物殘留，造成貯藏過程中的變質現象。因此，研究合適的藥桑汁殺菌技術很有必要。

高思美等[48]分別將鮮榨后的藥桑汁進行超聲波殺菌、熱殺菌及微波殺菌處理，探討不同殺菌技術對藥桑汁品質的影響。結果發現，相比于鮮榨的藥桑汁，超聲波殺菌處理的藥桑汁營養成分的變化最小，殺菌快且徹底。夏娜等[49]研究發現，高壓均質殺菌后的藥桑汁的感官品質沒有明顯變化。相比于其它技術，高壓均質殺菌后的產品商品屬性更好，在今后更適合應用于藥桑汁加工工業。

4 展望

新疆藥桑渾身是寶，富含多酚、多糖、花色苷、花青素、黃酮、礦物質等營養成分。隨著更深入的研究，新疆藥桑在各個領域的貢獻逐漸增加，藥桑中有效成分的作用機理也將被一一闡明。

新疆作為我國水果產量較高的基地之一，有適宜的土壤、氣候及溫度等，在未來幾年新疆水果的產量還會保持高速增長的趨勢[50]。但新疆地理位置較偏遠，藥桑果實成熟季較集中，貯藏保鮮技術較落后。提高藥桑的采收管理能力、研究其采后合適的貯藏保鮮方式是目前新疆藥桑產業發展的必要之策。為了擴大培養藥桑并解決其引種等問題，曾其偉等[51]在重慶田間進行組織培養藥桑，發現其生長效果更優于嫁接藥桑，這為今后藥桑的綜合利用和規?；a奠定了良好的基礎。

隨著科技的進步，今后也會有更多的新疆藥桑功能性產品被開發。與此同時，探索新疆藥桑轉化而成的新型系列產品，將其廣泛應用在保健產品以及藥用原劑中，是今后研究的目標，這既能提高新疆南疆地區農民收入，還能滿足市場對于藥桑的需求，進而推動新疆藥桑深加工產業的發展，帶來良好的社會效益和經濟效益，新疆藥桑的發展前景將會越來越廣闊。