衣 喆,应 剑,王春玲

(中粮营养健康研究院有限公司,北京 100020)

明日叶的健康益处研究进展

衣 喆,应 剑,王春玲

(中粮营养健康研究院有限公司,北京 100020)

明日叶作为草药被认为有利尿、滋补、促进消化、预防感染的作用。现代研究发现明日叶中的主要有效成分为查尔酮类和香豆素类化合物等,体外实验和动物实验发现明日叶提取物及植物本身具有一定的抗癌、调节血糖血脂,保护心脑血管健康、抗炎、抗菌、抗氧化等功效。本文综述了明日叶主要健康益处及功能成分和可能的作用机制、安全性以及在食品中的应用领域,为相关产品的研发提供了科学依据。

明日叶,查尔酮,健康益处,慢性病

明日叶(Ashitaba,学名Angelicakeiskei)又名八丈芹、滨海当归,是一种多年生芹科植物,原产于日本著名的健康长寿之乡八丈岛,后在伊豆岛、新岛、利岛以及本州的部分地区进行人工栽培。由于今天摘了叶子,明天就能冒出新叶,因而获名“明日叶”。当地居民认为食用明日叶有助于健康、长寿。贝原益轩的《大和本草》中记录了日本江户时代将明日叶茎部的黄色汁液外用治疗天花的用途,并命名为“shitagusa(鹹草)”,意为“一种强大的滋补药物”。作为民间草药,明日叶被认为有利尿、滋补、促进消化的作用,外用则可以治疗及预防感染。日本居民将其叶片、叶柄与根部应用于面条、天妇罗、烧酒、茶、冰淇淋等食品的制备,其无法食用的老叶也用作奶牛的饲料。明日叶含有查尔酮类化合物如黄色当归醇(xanthoangelol),黄色当归醇F(xanthoangelol F),异补骨脂查尔酮(isobavachalcone),4-羟基德里辛(4-hydroxyderricin),黄色当归醇H(xanthoangelol H)等[1];香豆素类化合物如雷塞匹亭(laserpitin),异雷塞匹亭(isolaserpitin),3′-千里光酰基-凯尔消旋内酯(4′-senecioyl khellactone),丝立尼亭(selinidin)等,黄酮类化合物如槲皮素(quercetin),杨梅素(myricetin),芹菜素(apigenin),山奈酚(kaempferol),木犀草素(luteolin)等[2],其他物质如叶绿素、叶黄素、倍半萜、芸香酸、绿原酸、有机锗、膳食纤维,以及一般蔬菜中含量较低的维生素B12,并含矿物质、氨基酸及类黄酮、泛酸、胆碱等[3-5]。科学研究发现,明日叶具有抗癌、调节血糖血脂、抗氧化、抗炎等功效,其中查尔酮类和香豆素类是研究较多的两种成分。

我国部分省市从20多年前引进明日叶,但尚未形成标准化种植技术。上海市闵行区农业科学研究所于2007年开始从日本引种明日叶,在城市超市蔬菜基地进行尝试性种植实验。明日叶的健康功效传播到中国后,有些居民开始将明日叶作为观赏植物栽种并采嫩叶作蔬菜或代茶饮。

目前关于明日叶的有效成分以及健康功效已经具备了比较完善的研究,本文系统总结了明日叶的有效成分,健康益处、作用机制以及安全性,并对明日叶的应用前景进行了展望,为相关产品研发提供了科学依据。

1 明日叶的健康功效

1.1 抗癌

有研究发现明日叶的抗癌活性强于花椰菜、芹菜、胡萝卜等44种常见的蔬菜[6]。明日叶中的主要抗癌成分为查尔酮类和香豆素类化合物,特别是2种烯化的查尔酮,4-羟基德里辛和黄色当归醇。植株不同部位的查尔酮含量有所差别,从高到低依次为根皮(10.51mg/g)>茎干(8.52mg/g)>叶子(2.63m/g)>根芯(1.44mg/g)[1]。在体外实验中,查尔酮类物质黄色当归醇I、J、异补骨脂查尔酮、4-羟基德里辛和香豆素类物质osthenol表现出抑制肿瘤细胞增殖的活性和细胞毒性[7-8]。查尔酮类化合物抗癌的机制包括调节细胞凋亡、阻止新生毛细血管形成、调节免疫功能等。

4-羟基德里辛能够通过死亡受体介导和线粒体两种途径诱发人肿瘤细胞凋亡[9]。异补骨脂查尔酮能通过线粒体通路,激活凋亡基因BAX,促进人神经瘤细胞系IMR-32和NB-39细胞凋亡,并在高浓度对正常体细胞也没有细胞毒作用[10];也有实验发现黄色当归醇通过激活半胱氨酸蛋白酶caspase-3活性促进肿瘤细胞凋亡。以上研究结果说明查尔酮可能具有潜在抗神经细胞瘤和白血病活性[11]。

在动物实验中,4-羟基德里辛和黄色当归醇可以通过阻止血管内皮细胞与毛细血管生成因子结合、减少毛细血管样管道形成抑制血管新生的活性[12]。4-羟基德里辛还能增加荷瘤小鼠淋巴细胞CD4+、CD8+和自然杀伤细胞(Natural killer cell,NK)数量,提高针对肿瘤细胞的细胞免疫,从而抑制小鼠肺癌细胞的增殖和转移[12-13]。在荷肝癌细胞的小鼠中,查尔酮能够降低肝癌细胞增殖细胞核抗原(PCNA)和凋亡相关蛋白BCL-2表达水平,提高半胱天冬酶和凋亡蛋白BAX表达水平,降低肝癌细胞增殖活性,降低瘤体质量[14-16]。

1.2 改善血糖

明日叶中查尔酮类化合物可能是改善血糖的有效成分之一,其作用机制十分复杂,包括调节细胞因子表达、调节细胞分化、促进细胞对葡萄糖摄取、调节胰岛素受体相关基因表达、抑制胰岛细胞凋亡等。

查尔酮能够提高人前脂肪细胞中脂联素基因表达,从而促进脂联素的分泌,可能有助于代谢综合症的治疗[17],4-羟基德里辛和黄色当归醇通过作用于AMPK和MAPK通路,可抑制前脂肪细胞向脂肪细胞的分化,且其具有类胰岛素样作用,能够促进脂肪细胞对葡萄糖的摄取[18-19]。查尔酮、4-羟基德里辛和黄色当归醇都能通过增加肝脏和肌肉细胞细胞膜上的葡萄糖转运蛋白GLUT2和GLUT4的水平,提高肝脏和肌肉细胞摄取2-脱氧葡萄糖的能力,降低空腹血糖和胰岛素水平[17,19-20]。在动物实验中,明日叶提取物显著降低高果糖膳食大鼠血糖水平、胰岛素水平和血胰岛素稳态模型指数,以及血总胆固醇和游离脂肪酸水平,对大鼠肝细胞进行分析发现明日叶提取物能够促进乙酰辅酶A氧化酶1,中链乙酰辅酶A脱氢酶、ATP绑定膜转运子和脂蛋白A1的基因表达,从而改善高果糖膳食大鼠的胰岛素抵抗和高血清甘油三酯[21]。还有研究发现四羟基德里辛和黄色当归醇能够降低KK-A自发糖尿病小鼠血糖水平,缓解烦渴症状[18],口服含150.6mg/g 4-羟基德里辛和146.0mg/g黄色当归醇的明日叶提取物,可抑制小鼠口服葡萄糖后的急性高血糖[22]。在2型糖尿病模型小鼠中,服用明日叶查尔酮组血糖、胰岛素、丙二醛、氧化型低密度脂蛋白水平均低于模型对照组,其胰腺病理切片显示胰岛细胞损伤轻于模型对照组,其机理可能是查尔酮能够上调胰腺细胞Bcl-2蛋白的表达,下调Bax蛋白的表达,并改善胰岛细胞的抗氧化应激能力[23-25],查尔酮还能够上调糖尿病模型小鼠肝细胞磷脂酰肌醇激酶PI3K、肝细胞胰岛素受体(InsR)和胰岛素受体底物-2(IRS-2)的mRNA表达,减轻胰岛素抵抗[26-27]。此外查尔酮能减低血清内皮素-1和钙黏蛋白水平,可能有助于缓解高血糖导致的血管并发症[28]。

1.3 改善血脂

明日叶中的查尔酮类和香豆素类化合物具有改善血脂的作用,但作用机制尚缺乏研究。其中黄色当归醇可降低自发性高血压大鼠的血清LDL(低密度脂蛋白)、VLDL(极低密度脂蛋白)、游离脂肪酸水平,并减少肝脏甘油三酯和总胆固醇水平,但对血清高密度脂蛋白(HDL)没有影响,4-羟基德里辛有抑制自发性高血压大鼠收缩压升高的作用[29-30]。含雷塞匹亭的饲料可降低自发性高血压脑卒中大鼠肝脏中甘油三酯水平,并提高血清中的高密度脂蛋白(HDL)水平,进行肝mRNA表达分析发现微粒体甘油三酯转运蛋白和脂肪细胞分化因子减少[30-32]。

在另一项动物实验中,高脂饲料喂养的健康雄性大鼠饲料含明日叶(叶及榨汁)者,肝脏总重和肝脏胆固醇较对照组少,肝脏中抗氧化酶过氧化氢酶和谷胱甘肽还原酶水平较高,但血清甘油三酯和总胆固醇与对照组没有差异[33]。

1.4 改善心、脑血管健康

明日叶中查尔酮类化合物有助于改善心脑血管健康,其可能的机制为抑制血管平滑肌收缩、抑制炎症反应、抗血小板聚集等。明日叶根中的黄色当归醇、4-羟基德里辛、黄色当归醇B,E和F可抑制苯肾上腺素诱导的大鼠主动脉环收缩,以黄色当归醇B的活性最强,可能通过抑制细胞内游离钙离子升高等途径抑制血管平滑肌的收缩功能[34]。黄色当归醇E能够抑制兔子血小板中外源性花生四烯酸的代谢,参与抗血小板凝集和减轻脑血栓的形成[35]。黄色当归醇D能够通过抑制核转录因子-κВ(NF-κB)活性降低猪主动脉内皮细胞常规和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)导致的内皮素分泌,从而抑制血管内皮细胞炎症反应[36]。

1.5 抗炎

查尔酮类和香豆素类化合物是明日叶中研究较多的抗炎成分,通过调节细胞因子相关基因表达、调节受体活性等机制发挥抗炎作用。从明日叶叶片中分离的一系列查尔酮类化合物能够在MG-63细胞中抑制肿瘤坏死因子-α介导的白介素-6升高,从而抑制炎症反应[37]。明日叶的正己烷部位可显著抑制脂多糖诱导的细胞炎症反应,包括抑制NO和前列腺素E2生成、TNF-α分泌、一氧化氮合成酶iNOS和环氧酶-2 COX-2的mRNA及蛋白表达。其机制是提取物作通过抑制MAPK和NF-κB通路下调了iNOS和COX-2基因产物的表达[38]。异补骨脂查尔酮可通过调节iNOS表达抑制鼠巨噬细胞的炎症反应[39]。黄色当归醇和4-羟基德里辛可抑制脂多糖诱导的巨噬细胞炎症反应,其机制是降低了DNA与转录因子AP-1的结合活性[40]。明日叶中的香豆素类物质丝立尼亭可通过降低高亲和性Ig-E受体Fcε RI活性,减少磷脂酶Cг1的磷酸化和丝裂原P38激活的蛋白激酶,抑制IgE介导的肥大细胞的激活,因此可能有助于预防过敏性炎症[41]。

1.6 减肥

现有研究结果并不支持明日叶具有减肥功效。在高脂饲料中添加明日叶(叶及榨汁)的健康雄性大鼠体重与不添加者没有差异[33],另一实验中给予饲喂高脂饲料的大鼠同时给予明日叶粉末,其肾周脂肪、血清甘油三酯水平仍高于对照组,体重变化、血胆固醇水平、附睾周围脂肪和肝脏脂肪则没有显著差异;但食用明日叶粉末的大鼠粪便重量和胆汁酸含量都高于对照组,这可能是由于明日叶富含膳食纤维的缘故[42]。在KK-A自发糖尿病小鼠中进行的实验也没有发现明日叶根提取物具有减重的作用[18]。

1.7 改善神经系统功能

明日叶中黄色当归醇、4-羟基德里辛和木犀草素都具有抗抑郁作用。其中黄色当归醇通过抑制多巴胺β-羟化酶活性抑制单胺氧化酶A和单胺氧化酶B，其活性与异烟酰异丙肼相当； 4-羟基德里辛是单胺氧化酶B的选择性抑制剂；木犀草素效果优于4-羟基德里辛和黄色当归醇，是最具有潜力的抗抑郁功能成分[43]。

有动物实验发现明日叶能缓解莨菪碱造成的小鼠记忆损伤,逆转海马区细胞环磷酸腺苷反应结合蛋白的磷酸化过程和脑源性神经因子的减少,可能有助于缓解阿尔茨海默症造成的学习和记忆障碍[44]。

1.8 抗氧化

从明日叶茎部的甲醇提取物的乙酸乙酯部位分离出的三种黄色的查尔酮类物质xanthokeisminsA-C表现出对超氧化物的清除活性,黄色当归醇B亦有这一活性[45]。明日叶中的黄酮类化合物对羟基自由基有较强的清除能力[46]。

1.9 其他

黄色当归醇和4-羟基德里辛对革兰阳性菌如藤黄微球菌有抗菌活性。4-羟基德里辛对青枯病菌、枯草芽孢杆菌和表皮葡萄球菌有抗菌活性[47]。也有研究发现明日叶提取成分具有抗流感病毒和护肝作用[48-49]。明日叶中的膳食纤维能通过增加大鼠排泄含有高浓度胆汁酸的粪便提高肠胃健康[42]。

2 毒理学及安全性评价

按照卫生部颁布的食品安全性毒理学评价程序和方法的相关要求,对明日叶的毒性进行第一、二阶段的检测和研究发现,Ames实验、微核实验、小鼠精子畸形实验及骨髓细胞染色体畸变实验等多项致突变实验结果均为阴性,明日叶的潜在遗传毒性作用较小。在30d喂养实验中,亦未见明日叶对动物的生长发育、血液学指标、生物化学指标及病理学指标产生明显影响,提示其较长期作用于机体不会产生明显毒性作用,亚慢性摄入的危险性较小[50]。

明日叶水提物和醇提物对新西兰大白兔眼睛的急性刺激实验结果表明100mg的两种提取物对眼睛无不良刺激[51]。对新西兰大白兔和豚鼠皮肤的刺激实验表明,这一剂量亦没有引起急性的光毒性及其他皮肤刺激反应[52]。

3 食品中的应用领域

目前明日叶被用于饲料、功能饮料、代茶饮等领域。日本用明日叶饲喂奶牛和母鸡,可提高牛奶、鸡蛋的产量和维生素含量。功能食品则有日本的含明日叶的蔬菜饮料和酸奶,台湾的明日叶精力汤,以及大陆电商渠道出售的产品,包括明日叶粉末、茶包、酒后茶、大润茶、通茶、功能饮料等。

4 总结与展望

明日叶主要功能成分为查尔酮、香豆素和黄酮类化合物,体外实验和动物实验结果显示明日叶提取物,例如黄色当归醇、4-羟基德里辛、异补骨脂素查尔酮等,具有一定的抗癌、降低血糖血脂、改善胰岛素抵抗、促进心血管健康、以及抗炎、抗氧化、抗菌等功效。虽然有一些研究对明日叶及其成分的作用机制进行了探讨,但结果尚远不足以形成一致的科学结论。毒理实验结果显示明日叶亚慢性和遗传毒性以及皮肤刺激性较小。目前已有一些以明日叶为原料的食品和保健品面市并引起了消费者的关注,但关于明日叶的临床研究尚缺乏,明日叶对人体的作用以及量效关系还不清楚。为了明确明日叶在人体的作用机制和量效关系,更好支持明日叶功能食品的研发,还需进行进一步研究。

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Research progress in health benefits of Ashitaba

YI Zhe,YING Jian,WANG Chun-ling

(Food Nutrition and Health Research Institute Co.,Ltd.,Beijing 100020,China)

The herb Ashitaba is considered as a diuretic,nourishing,digestion promoting,and infection preventing agent in Japanese tradition. The main effective components in Ashitaba were chalcones,coumarins and flavonoids etc.invitroand animal experiments suggested that Ashitaba had certain health benefits such as anti-cancer,regulating blood lipid and serum glucose,improving cardiovascular health,anti-inflammatory,antibacterial,antioxidant,etc. As requirement of life quality grows,Ashitaba and its function of preventing chronic diseases have gain consumers’ attention. This paper reviewed the main functional components,health benefits,safety and application of Ashitaba,and provided a scientific basis for products development.

Ashitaba;angelica keiskei;health benefit;chronic diseases

2014-06-30

衣喆(1983-),女,博士,研究方向:功能成分,人群营养与疾病。

中粮集团基础研发项目。

TS201.1

A

1002-0306(2015)07-0372-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.07.070