刘艳全，刘 鹏，蒋珍菊，陈泽平，王征征，李玉锋

(1 西华大学食品与生物工程学院，成都 610039； 2巴中市产品质量监督检验所，四川巴中 636600)

山葵生物活性成分及其保健作用的研究进展

刘艳全1，刘 鹏2，蒋珍菊1，陈泽平1，王征征1，李玉锋1

(1西华大学食品与生物工程学院，成都 610039；2巴中市产品质量监督检验所，四川巴中 636600)

山葵作为一种食用保健植物，富含异硫氰酸酯类、腈类、硫氰酸酯类、环腈类和恶唑烷酮类等多种生物活性成分，特别是其组织中的硫葡糖苷经内源性芥子苷酶水解产生的异硫氰酸酯类具抗血栓、抗骨质疏松、抗癌、抗病毒、抗氧化、辅助降血糖等多种保健作用。文章综述了国内外山葵生物活性成分及其保健作用的研究进展，并对其应用前景进行了展望。

山葵；生物活性；保健作用；异硫氰酸酯类

山葵(Wasabiajaponica)为十字花科多年生草本植物，生长条件较严格，易于在1 300～2 500m高寒山区林阴生长。山葵是一种珍稀辛香植物蔬菜，主要分布在中国大陆、中国台湾、日本。在我国，山葵虽然20世纪90年代才引进广泛种植，但中国药食史上早已有记载，别名山嵛菜、蜀葵、锦葵等。山葵含有丰富的营养成分，在国际市场上是极为珍贵的调味食品，也是一种重要的食用保健植物，价格昂贵、市场需求大、经济价值高。近年来，国内外学者把重点放在了山葵组织中代谢产物上，研究发现某些代谢产物具有某些生物活性，尤其是对异硫氰酸酯类化合物的研究，此类物质具有抗血栓、抗骨质疏松、抗癌作用、增强免疫力、抗肥胖作用、抗氧化、抗病毒、辅助降血糖等多种保健功能作用[1]。文章主要针对山葵的生物活性成分及其保健作用进行了阐述，为山葵在保健品行业研发提供一定的理论依据。

1 山葵的活性成分

山葵含有丰富的氨基酸、维生素和人体所需的多种微量元素。硫葡萄糖苷(glucosinolates，Gls)是一种含硫的次级代谢产物，其中以十字花科植物如山葵、花椰菜、辣根中的硫代葡萄糖苷含量最高。这些硫葡糖苷族化合物有1个共同的结构，以硫氰酸基团为中心，通过β键连着一分子的D-葡萄糖。硫葡糖苷有许多不同的侧链(R侧链基团)，R基团的不同，使得硫葡糖苷有不同的性质。根据侧链R基团的不同，可分为脂肪族硫代葡萄糖苷、芳香族硫代葡萄糖苷和吲哚族葡萄糖苷。硫葡糖苷显强酸性，一般Gls以盐的形式存在，因葡萄糖苷基团存在，Gls具有亲水性溶于水。硫代葡萄糖苷本身并不具备生理活性，当植物细胞受到损伤时，在植物内源酶催化下发生水解反应，生成一分子的葡萄糖和一分子的不稳定糖苷配基，该不稳定糖苷配基在不同条件下会降解生成一系列具有生理活性的物质，如异硫氰酸酯类(isothiocyanates，ITCs)、腈类(nitriles)、硫氰酸酯类(thiocyamtes，TCs)、环腈类(epithionitriles)、恶唑烷酮类(oxazolidinones)等化合物[2]。

Gls在酸性条件或二价铁离子(Fe2+)存在下，糖苷配基生成腈，有些高级腈可以用作香料。在表皮特异硫蛋白(epithiospesific protein，ESP)存在下，糖苷配基生成环硫腈。Gls在中性条件下，糖苷配基生成异硫氰酸酯，当G1s母体C-2有一个羟基(OH)时，先生成不稳定的异硫氰酸酯，接着快速反应生成恶唑烷硫酮类。ITCs是指分子中含有N=C=S共轭双键的一类化合物，其分子式可以表示为R-N=C=S(其中R表示不同种类的烃基)，共轭双键中的C原子处于电负性较强的N、S原子之间，容易发生极化，拥有高度亲电性，能够与含氨基、羟基、巯基、β-羰基的化合物发生亲核加成反应[3]。异硫氰酸酯在一定的条件下进一步转变成其他代谢物，如引哚甲醇、抗坏血酸共轭物等。

2 山葵的保健作用

2.1 预防血栓作用

血栓是血流在心血管系统血管内面剥落处或修补处的表面所形成的小块，如不溶性纤维蛋白、沉积血小板、白细胞和红细胞都可造成血栓，研究发现ITCs可以抑制血液中的血小板凝集，防止血液凝固，预防动脉硬化[4]。Morimitsu Y等[5]利用活体小鼠实验时发现6-甲基已基亚磺酰基异硫氰酸酯(6-MSITC)具有抗血小板凝聚和降低谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性的作用，主要由于分子中含有高活性的巯基(RSH)，而且构效关系实验推测硫原子的氧化形式与中央链的长度有关。Uto T等[6]人的体外和体内实验也表明6-MSITC的中央链长度为6或8时抑制作用最好。

2.2 抗骨质疏松作用

骨质疏松即骨质疏松症，主要是由于成骨细胞减少，骨质吸收增多，随着年龄的增加发病率增加[7，8]。Yamaguchi M等[9-10]研究发现，山葵叶柄提取液摄入量可能有预防随着年龄增长造成的骨质流失的作用。当叶柄提取液每杯为50mL时，老年雌性大鼠每天1次，连续服用7天后，体外和体内数据显示血清钙含量、碱性磷酸酶活性和脱氧核糖核酸(DNA)显著增加，同时会清除放线菌酮(一种蛋白质合成的抑制剂)；当叶柄提取液(10或20mg/100g)，雌性老年大鼠体重、血清钙和无机磷浓度没有显著改变。进一步研究发现山葵叶茎中对羟基肉桂酸(HCA)可激成骨细胞的形成和抑制骨质吸收，口服HCA可有效预防和治疗由于糖尿病和卵巢切除引起的骨质疏松症。

2.3 抗癌的作用

流行病学调查显示ITCs对乳腺癌、前列腺癌、肝癌、卵巢癌、胃癌、肺癌细胞有阻遏和抑制作用，对白细胞有杀死的效用。单毓娟等[11]研究表明，ITCS大都具有抗癌作用，主要机制是ITCS对改变肝脏和上皮细胞中Ⅱ相代谢酶的诱导作用，有些也可通过抑制Ⅰ相代谢酶来发挥抗癌作用。Aoyagi S等[12]利用多变量分析和G-SIMS分析ToF-SIMS植物组织的数据，发现，山葵的黑芥子硫苷酸钾有效抗菌、抗癌的作用，并解释黑芥子硫苷酸钾产生机制和分布。Nomura T等[13]研究了烷基异硫氰酸酯(MITCs)的抗癌机制，表明MITCs有可能抑制了表皮生长因子(EGF)受体激酶活性和非受体激酶(激酶激酶C，酪氨酸激酶和钙调蛋白依赖性激酶III)的扩充。Weil M J等[14]第一次报道了从山葵根提取的二酰基甘油酯对环氧酶(COX-1)和癌症细胞生长抑制作用。Nomura T等[15]通过研究人类癌症细胞(HCC)发现6-甲基己基异硫氰酸酯(6-MITC)具有抗癌特性，可显著抑制包括乳腺癌细胞和黑色素瘤的细胞在内的特定细胞的增长。Depree等[16]研究表明，山葵提取液可诱导白血病细胞、胃癌细胞的凋亡，抑制细胞增殖等作用。Kinae N等[17]发现山葵对多种诱变剂具有抑制作用，比如2-氨基-3，8-二甲基咪唑并喹啉[MeIQx](存在于烧烤的鱼和肉中)、3，4-二氯甲基硅烷-5-羟基-2-呋喃酮[MX]。蒲丹[18]研究山葵提取物对小鼠巨噬细胞活化的机制，表明山葵提取物会使NO合成显著增加，从而影响细胞因子的表达，同时发现不同成分对不同的细胞的抑制机理也不同，推测可能是提取物中的不同成分发生相互作用，对癌细胞产生复杂的影响通路，需进一步研究。

2.4 预防肥胖症

山葵中的风味物质具有刺激作用，可促进身体内过量囤积的脂肪消耗从而达到预防肥胖症和脂肪过多的作用，Kim Y J等人[19]研究发现，AITC代谢物可影响脂质积累，AITC代谢物与谷胱甘肽(GSH)或乙酰半胱氨酸(NAC)结合之后生成GSH-AITC和NAC-AITC，此结合物有效地抑制脂肪和脂肪前体3T3-L1形成，抑制γ-PPAR、α-C/EBP和FAS的表达。同时表明AITC几乎完全在肝脏代谢，以硫醇尿酸排出。Yamasaki M[20]研究山葵热水提取物抗肥胖效果，发现提取物可抑制肝脏和白脂肪组织的脂质积累，主要是影响脂类代谢相关基因表达，比如瘦素(促使机体减少摄食，增加能量释放，抑制脂肪细胞的合成，进而使体质量减轻)、γ-PPAR和α-C/EBP。Ogawa等人[21]研究山葵抗肥胖的机理，发现山葵叶子通过抑制脂连素(一种调节糖脂代谢、抗炎症反应、抗动脉硬化的特异性蛋白激素)和增加胰岛素抗性预防肥胖症。研究表明，添加山葵提取物后对肥胖症都有一定的缓解作用，不同的试验模型可能会造成试验结果的差异，山葵具有预防肥胖症的机理至今还不是很清楚，仍需要进一步研究。

2.5 抗氧化作用

氧化会对组织器官造成损伤，Kinae N等[17]山葵中ITCs具有过氧化物酶活性，可以抗氧化和超氧化物清除能诱导Ⅱ相解毒酶的生成，从而抑制体内的氧化过程。Shin S等[22]研究发现，山葵的不同部位的氧化能力不同。Korenori Y[23]阐明氧化能力与6-MTITC分子调节核转录因子E2-相关因子(Nrf2)、ECH协助蛋白1(Keap1)、咽酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)生成中辅酶Ⅱ及醌氧化还原酶1(NQO1)的表达有关，其中NQO1、Nrf2、Keap1蛋白用免疫印迹检测，结果表明，6-MTITC通过稳定Nrf2和增强Keap1促进NQO1表达，从而减少氧化反应。

2.6 润肠通便作用

王晓琼等[24]探讨了山葵叶、叶柄混合物的润肠通便作用及功效物质，表明山葵叶、山葵叶柄混合物的膳食纤维且可溶性的膳食纤维(SFD)较多，对复方地酚诺酯模型便秘动物有润肠通便作用，主要功效成分为异硫氰酸盐，此种成分具有促进小鼠小肠运动的功能；此外还发现去除异硫氰酸盐剩余物分为水溶性、水不溶性部分时，这两个部分均可缩短小鼠首次通便时间和增加排便总量，但水溶性部分在增加复方地酚诺酯模型便秘动物排便粒数上效果不明显。

2.7 抗病毒的作用

病毒感染常常导致严重疾病给人类健康带来灾难性的影响，所以对病毒的防治是医学研究的一个重要方面。胡尚勤等[25]用血凝试验法和动物试验法考察山葵对流感病毒的杀灭作用，发现山葵中异硫氰酸酯对流感病毒有明显的致死效果，当异硫氰酸酯和病毒的比例为0.15mL：0.05mL，处理病毒90min使病毒完全失去活性。

2.8 其他作用

Fukuchi Y等[26]研究表明山葵的降血糖作用山葵提取物对Ⅱ型糖尿病小鼠血糖含量有辅助降低的效果。膳食供应足够6-MSITC可能防止或延缓肾功能障碍、防止氧化应激及糖尿病并发症。林丽钦[27]研究表明，山葵提取液中含有多种抗氧化物，能够抑制黑色素生成，保持肌肤美白，有防止青春痘、雀斑产生的护肤美容效果。Masuda H等[28-30]研究发现，异硫氰酸酯对龋齿有抑制作用，且发现异硫氰酸盐和茶多酚的联合使用作用更强，对口腔感染具有一定的治疗效果。Mattes R D等[31]研究发现，山葵还可以调节能量平衡，其机制可能刺激性物质激活了消化、吸收和代谢过程的信号通路，促进唾液及消化液的分泌、增进食欲、促进血液循环，使消化器官运动旺盛，促进消化吸收，从而影响能量平衡。有研究还发现，异硫氰酸酯苄基(benzy1)和AITC等异硫氰酸酯具有抗哮喘的功效，其机制可能是炎症的初期时ITCS作用于血栓素和前列腺素，从而延缓或抑制支气管阻塞。

3 结论与展望

国内外学者对山葵生物活性成分和保健功能方面的研究取得较大成绩，活性成分方面研究主要集中在异硫氰酸酯类；保健功能方面研究以抗血栓、抗骨质疏松、抗癌、预防肥胖症、抗氧化、增强免疫力等为研究重点。但是针对山葵的研究还存在着很多问题亟待解决，首先需利用新技术和新思路对山葵活性成分进行系统研究；其次在山葵保健功能方面，虽然目前对异硫氰酸酯的某一成分在动物机体内的细胞作用机制和分子作用机制的有所研究，但其相互作用和功效机制仍存在一些争议，所以仍需要结合各学科及现代分子生物学检测技术做进一步的研究；同时，山葵的精深加工及产业化开发还有待进一步加强。山葵作为一种食用保健植物，对山葵的研究及其保健产品开发方面的空间很大，应用前景广阔。◇

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(责任编辑 李婷婷)

Reseach Progress on Bioactive Components and Healthcare Functions ofWasabijaponica

LIU Yan-quan1，LIU Peng2，JIANG Zhen-ju1，CHEN Ze-ping1，WANG Zheng-zheng1，LI Yu-feng1

(1College of Food Science and Bioengineering，Xihua University，Chengdu 610039，China；2Product Quality Supervision and Inspection in Bazhong City，Bazhong 636600，China)

As a medicinal and edible plant，wasabi is rich in bioactive components，such as isothiocyanats，nitriles thiocyanates，cyclonitriles and acetamides.Specially Isothiocyanates which occurs when endogenous myrosinases catalyste glucosinolates in broken plant cells，have many healthcare functions，such as anti-thrombotic，anti-osteoporosis，anti-virus，anti-oxidant and auxiliary hypoglycemic.Recent domestic and international research advancement of bioactive components and healthcare functions ofWasabijaponicawere reviewed，and its foreground application were prospected.

Wasabijaponica；bioactive component；healthcare function；isothiocyanates

刘艳全(1989— )，女，硕士研究生，研究方向：植物天然活性成分提取。

李玉锋(1965— )，男，博士，教授，研究方向：食源性致病菌检测技术、食品/药物生物技术、药用植物及天然活性物质。