香菜的有效成分提取、功能及應(yīng)用研究進(jìn)展

劉艷紅，張蓮蓮，陳云，張曉玙，劉生杰,2

(1.阜陽(yáng)師范大學(xué) 信息工程學(xué)院，安徽 阜陽(yáng) 236000；2.阜陽(yáng)師范大學(xué) 生物與食品工程學(xué)院，安徽 阜陽(yáng) 236000)

香菜(coriander)又名芫荽、鹽荽、香荽等，目前在我國(guó)東北、江蘇、山東、安徽等地均有栽培。香菜作為一種調(diào)味蔬菜，含有黃酮類、多酚類、揮發(fā)油、維生素、蘆丁和綠原酸等有效物質(zhì)，具有較高的藥用和食用價(jià)值。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)香菜的有效成分提取分析、功能及應(yīng)用開(kāi)發(fā)等方面進(jìn)行了深入的研究，并取得了一定的進(jìn)展。本文匯總了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于香菜的最新研究進(jìn)展及開(kāi)發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀，以期為香菜的進(jìn)一步研究提供理論參考。

1 香菜的有效成分及提取

目前，國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)了香菜中含有黃酮類、精油、多酚類、綠原酸和蘆丁等有效成分物質(zhì)，并對(duì)香菜中有效成分的提取方法進(jìn)行了改進(jìn)和比較。

1.1 黃酮及其提取方法

黃酮是一種很強(qiáng)的抗氧劑，可以抑制炎性生物酶的滲出，加快傷口愈合和止痛，改善血液循環(huán)，有效清除體內(nèi)的氧自由基。與其他果蔬中的黃酮含量相比，香菜中的黃酮含量較低。因此，提取方法的選擇及提取工藝參數(shù)的優(yōu)化對(duì)香菜中黃酮類化合物的提取尤為重要。

劉恒蔚等[1]比較了熱回流提取和超聲波輔助提取兩種方法對(duì)香菜黃酮提取量的影響。結(jié)果表明，熱回流提取法比超聲波輔助提取法獲得的黃酮提取量高0.43 mg/g，若超聲波輔助提取前浸泡2 h，則與熱回流提取量基本持平。但由于超聲波輔助提取具有成本低、污染小、提取時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)，因此超聲波輔助提取法相對(duì)較優(yōu)。劉韜等[2]采用微波輔助提取法提取香菜中的黃酮，黃酮得率達(dá)1.31%。賈洪信[3]采用乙醇回流法提取香菜中的總黃酮，總黃酮提取量達(dá)22.4 mg/g，且對(duì)羥自由基和超氧自由基均有良好的清除作用。劉蕓等[4]研究了酶法輔助超聲波提取香菜莖葉中的總黃酮，總黃酮提取量為2.15 mg/g。張珍等[5]采用乙醇熱浸提法提取香菜根中的總黃酮，其提取量高達(dá)0.1691 mg/g。

1.2 精油及其提取方法

天然的植物精油有殺菌、抗炎、愈合等作用，對(duì)人體的皮膚系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化器官、骨骼與肌肉、內(nèi)分泌系統(tǒng)和女性生殖系統(tǒng)都有益。香菜中的精油使香菜具有特殊的芳香氣味和重要的藥理功能。

廖曉峰等[6]通過(guò)超聲波提取法提取香菜莖葉中的精油，得率高達(dá)0.285%，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)香菜精油對(duì)模擬胃液條件下的亞硝酸鹽有清除作用。A?men[7]通過(guò)添加纖維素酶、半纖維素酶及其二元混合物(纖維素酶∶半纖維素酶為1∶1)對(duì)香菜籽中精油的提取工藝進(jìn)行改進(jìn)，并對(duì)蒸餾過(guò)程中產(chǎn)生的高附加值植物化學(xué)物質(zhì)(脂肪酸和酚類)的殘留副產(chǎn)物進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)酶預(yù)處理可以在不改變精油成分的情況下實(shí)現(xiàn)更好的回收率。添加纖維素酶或二元混合物(纖維素酶∶半纖維素酶為1∶1)，香菜精油的提取率分別提高44.2%和40%。同時(shí)香菜籽水蒸餾殘?jiān)泻袪I(yíng)養(yǎng)品質(zhì)較高的油脂和相當(dāng)數(shù)量的多酚類物質(zhì)，且通過(guò)DPPH、FRAP和細(xì)胞抗氧化劑活性測(cè)定顯示出穩(wěn)定的抗氧化劑活性。

對(duì)近年來(lái)分析發(fā)現(xiàn)的香菜揮發(fā)油的化學(xué)成分進(jìn)行了匯總，見(jiàn)表1。

表1 香菜揮發(fā)油的化學(xué)成分分析Table 1 The chemical composition analysis of volatile oils in coriander

1.3 多酚及其提取方法

香菜中含有多酚類物質(zhì)，多酚的抗氧化功能可以預(yù)防心血管疾病、癌癥、衰老等由氧化損傷引起的慢性疾病，還可以有效降低高脂肪食品所產(chǎn)生的衍生物對(duì)人體健康的影響。

1.4 其他有效成分及其提取方法

香菜中還含有綠原酸、蘆丁等其他有效成分。邵紅等[19]采用超聲輔助提取香菜中的綠原酸，其提取率達(dá)到2.384%。陳志紅等[20]采用熱回流提取香菜中的蘆丁，蘆丁提取量高達(dá)4.2551 mg/g。李丹等[21]研究比較了水蒸氣蒸餾、索氏提取和超聲萃取3種方法對(duì)香菜根中揮發(fā)性成分的提取效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)超聲萃取法的提取率最高且用時(shí)最短。

對(duì)香菜中以上幾種有效成分及提取方法的最佳提取工藝參數(shù)、提取量和提取時(shí)間進(jìn)行了匯總和比較，見(jiàn)表2。

表2 香菜中各有效成分不同提取方法及提取效果比較Table 2 The comparison of different extraction methods and extraction effects of active ingredients in coriander

2 香菜的功能

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者對(duì)香菜的功能及作用機(jī)制不斷進(jìn)行深入研究，發(fā)現(xiàn)香菜提取物具有抗氧化、抑菌、抗腫瘤、抗焦慮、抗糖尿病和抑制鉛沉積等功能。

2.1 抗氧化功能

盧冬梅等[22]采用水煮制法提取香菜有效成分，發(fā)現(xiàn)香菜具有顯著的抗氧化活性，且隨著香菜提取液濃度和乙醇提取液中總黃酮濃度增加，羥自由基的清除能力增強(qiáng)。劉蕓采用AB-8型大孔樹(shù)脂富集純化香菜總黃酮，結(jié)果表明香菜黃酮提取物清除DPPH·自由基的EC50(半最大效應(yīng)濃度值)為1.5 mg/mL。韓瀠儀等[23]通過(guò)福林酚法、凝膠電泳、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼法和氧化自由基吸收能力法分別檢測(cè)了香菜的多酚含量，香菜對(duì)DNA和蛋白質(zhì)的氧化損傷保護(hù)，香菜自由基清除率和香菜的抗氧化能力。結(jié)果表明，香菜及其提取物具有抗氧化性，對(duì)DNA和牛血清蛋白的損傷保護(hù)作用顯著，對(duì)DPPH·自由基的清除能力較強(qiáng)，香菜提取物的氧化自由基吸附能力也較強(qiáng)。劉暢等[24]研究表明香菜莖葉和籽的水提物對(duì)秀麗隱桿線蟲(chóng)體內(nèi)抗氧化活性的影響，并對(duì)其作用機(jī)制進(jìn)行了探究。結(jié)果表明，香菜籽和莖葉的水提物均能清除秀麗隱桿線蟲(chóng)體內(nèi)活性氧自由基，能降低秀麗隱桿線蟲(chóng)氧應(yīng)激狀態(tài)下的死亡率，對(duì)氧化衰老相關(guān)的IIS信號(hào)通路上daf-2和daf-16的基因表達(dá)量影響顯著。

2.2 抑菌功能

香菜對(duì)細(xì)菌有著明顯抑制效果，可以有效抑制或殺滅大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、黑曲霉、釀酒酵母、粉紅單端孢和霍亂沙門(mén)氏菌等致病微生物。盧冬梅等[25]研究發(fā)現(xiàn)100%香菜汁對(duì)大腸桿菌的抑制作用較強(qiáng)，95%香菜乙醇提取液對(duì)大腸桿菌無(wú)明顯抑制作用。李煜彬[26]研究發(fā)現(xiàn)香菜莖提取液和葉提取液均有抑菌作用，且香菜莖提取液對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、黑曲霉和釀酒酵母的抑菌圈直徑分別比香菜葉提取液對(duì)4種微生物的抑菌圈直徑大，表明香菜莖提取液的抑菌效果比香菜葉提取液的抑菌效果好。段斌[27]研究發(fā)現(xiàn)水提香菜精油對(duì)T.roseum(粉紅單端孢)有明顯的抑制效果，對(duì)ABTS·自由基也有良好的清除作用。李偉研究發(fā)現(xiàn)香菜籽精油對(duì)黑曲霉的抑制作用最強(qiáng)，對(duì)枯草芽孢桿菌、大腸桿菌和白色葡萄球菌的抑菌性次之。劉蕓等[28]研究發(fā)現(xiàn)香菜黃酮對(duì)枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠膿桿菌、黑曲霉均有抗菌活性，但是對(duì)釀酒酵母無(wú)效。Kubo I等[29]研究了香菜揮發(fā)性化合物對(duì)霍亂沙門(mén)氏菌的抗菌活性及可能的抑菌機(jī)理，發(fā)現(xiàn)香菜鮮葉中的脂肪族(2E)-烯烴和烷烴對(duì)霍亂沙門(mén)氏菌具有殺菌活性，(2E)-十二烯醛(C12)對(duì)該食源性細(xì)菌的殺菌效果最好，其次是(2E)-十一烯醛(C11)，且這些α，β-不飽和醛在任何生長(zhǎng)階段都對(duì)霍亂沙門(mén)氏菌有殺菌作用，(2E)-十二烯醛比(2E)-己烯醛對(duì)霍亂沙門(mén)氏菌具有更強(qiáng)的殺菌活性，這主要是由于分子中不飽和醛亞基的親水性和烷基部分的疏水性之間的平衡，兩親性(2E)-十二烯醛抗沙門(mén)氏菌的可能性機(jī)制很大程度上歸功于它們的非離子表面活性劑性質(zhì)。

2.3 抗腫瘤功能

香菜提取物可以影響腫瘤細(xì)胞的基因表達(dá)，抑制細(xì)胞的入侵和遷移，減少菌落形成，對(duì)實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸癌脂質(zhì)代謝的有害影響具有保護(hù)作用。

Levent等[30]研究了香菜提取物對(duì)前列腺癌細(xì)胞PC-3和LNCaP的基因表達(dá)、生存能力、菌落形成、遷移和侵襲的影響。在24 h時(shí)，PC-3和LNCaP細(xì)胞的半數(shù)最大抑制濃度(IC50)分別為2，5 mg/mL。香菜提取物可導(dǎo)致PC-3細(xì)胞中Akt和Bcl-2以及LNCaP細(xì)胞中Akt的表達(dá)顯著降低，而p53、caspase-9、caspase-10、PTEN、DR5、TRADD、PUMA和NOXA的表達(dá)升高。DR4在LNCaP細(xì)胞中表達(dá)增加，但在PC-3中不增加，APAF和BID在PC-3中表達(dá)增加，但在LNCaP細(xì)胞中不增加。結(jié)果表明，香菜提取物在抑制細(xì)胞入侵和遷移的同時(shí)，減少了菌落的形成，細(xì)胞遷移在PC-3中受到阻礙，但在LNCaP細(xì)胞中沒(méi)有。Chithra V等[31]研究了香菜籽對(duì)1，2-二甲基肼(DMH)誘導(dǎo)的大鼠結(jié)腸內(nèi)癌脂質(zhì)指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，與香菜喂養(yǎng)組相比，DMH對(duì)照組的膽固醇濃度和膽固醇/磷脂比值顯著降低。與DMH給藥組相比，香菜喂養(yǎng)組大鼠的糞便干重、糞便中性甾醇和膽汁酸顯著增加。香菜喂養(yǎng)組糞便中膽汁酸含量較高可能是由于香菜吸收了較少的水溶性膽汁酸。因此，香菜被證明可以減少膽汁酸在回腸的吸收，影響膽汁酸的腸肝循環(huán)，對(duì)實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸癌脂質(zhì)代謝的有害影響具有防護(hù)作用。

2.4 抗焦慮功能

Latha K等[32]采用高架十字迷宮模型，并將瑞士白化病小鼠作為實(shí)驗(yàn)焦慮動(dòng)物模型，與對(duì)照組相比，200 mg/kg的水提物通過(guò)增加張開(kāi)雙臂的時(shí)間和張開(kāi)雙臂進(jìn)入的百分比而顯示出抗焦慮作用，50，100，200 mg/kg的水提物顯著降低了自發(fā)活動(dòng)和神經(jīng)肌肉的協(xié)調(diào)性。結(jié)果表明香菜水提物具有劑量依賴性抗焦慮活性。

2.5 抗糖尿病功能

Gallagher A M等[33]采用葡萄糖吸收的體外透析模型，研究了10種植物水提取物(50 g/L)在26 h孵育期內(nèi)對(duì)葡萄糖從透析管外移動(dòng)的影響。其中香菜提取物(50 g/L)明顯抑制葡萄糖擴(kuò)散，26 h的平均外源葡萄糖濃度為(6.4±0.2) mmol/L，香菜和桉樹(shù)提取物在抑制葡萄糖運(yùn)動(dòng)方面的效果比龍舌蘭提取物低32%～37%。與對(duì)照組相比，香菜提取物降低了試管內(nèi)葡萄糖濃度，對(duì)葡萄糖運(yùn)動(dòng)有明顯的抑制作用，且呈濃度依賴性。該研究還表明植物粘性成分具有降血糖特性可能是因?yàn)闇p少胃腸道葡萄糖對(duì)流和擴(kuò)散，植物在體內(nèi)的降血糖活性可能與可溶性成分增加肌肉中葡萄糖攝取和新陳代謝或刺激胰島素分泌的能力有關(guān)。

2.6 抑制鉛沉積功能

曾慶祝等[34]對(duì)小鼠注射醋酸鉛溶液，并將香菜水溶性提取物灌入小鼠胃部，連續(xù)喂養(yǎng)10 d后，香菜水溶性提取物導(dǎo)致小鼠肝、腎組織中的鉛含量下降，對(duì)鉛積累有著明顯的抑制作用。因此，香菜中某種物質(zhì)可以與鉛螯合，對(duì)鉛中毒起到抑制作用。

續(xù) 表

續(xù) 表

續(xù) 表

3 香菜的應(yīng)用開(kāi)發(fā)

隨著對(duì)香菜活性成分及其功能的不斷深入研究，香菜的食用和藥用價(jià)值不斷被挖掘。香菜和香菜籽在食品工業(yè)中越來(lái)越多地用作調(diào)味品，以增加各種商業(yè)食品的風(fēng)味，例如利口酒、茶、肉制品和醬菜等。還有學(xué)者將香菜加入到傳統(tǒng)菜肴大煮干絲和紅酸湯中，香菜的特殊香氣既能祛除肉類的腥膻味，起到祛腥膻、增味道的獨(dú)特功效，又能刺激汗腺分泌，促使機(jī)體發(fā)汗透疹，具有顯著的發(fā)汗清熱透疹的功能，還具有促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)、開(kāi)胃醒脾的作用[35-36]。此外，在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中，香菜和香菜籽因其藥用特性而得到認(rèn)可，已被用于治療各種疾病，如痙攣、胃神經(jīng)痛、痢疾、消化不良和頭暈[37-39]。香菜和香菜籽活性成分的不同制劑已被研究應(yīng)用到抗菌劑[40]、抗癌藥、抗氧化劑[41-42]和抗糖尿病藥。近幾年，香菜的應(yīng)用開(kāi)發(fā)又取得了一定的研究進(jìn)展，香菜及其提取物和香菜籽及其提取物被研發(fā)作為飼料添加劑、食品添加劑和重金屬吸附劑等。

3.1 用作飼料添加劑

香菜籽粉和香菜粉可作為飼料添加劑添加到飼料中，能提高動(dòng)物的整體生長(zhǎng)性能、免疫和抗氧化基因的表達(dá)。

Ayman等[43]研究了在肉雞的飼料中分別添加0%、0.1%、0.2%、0.4%的香菜籽粉對(duì)雞和雞肉的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在0.4%的添加量下，可提高肉雞的整體生長(zhǎng)性能參數(shù)，改善大部分胴體性狀，減少有害回腸菌的數(shù)量，提高經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)血液學(xué)參數(shù)也無(wú)不利影響。Roghieh等[44]探討了香菜對(duì)斑馬魚(yú)生長(zhǎng)、抗氧化、免疫相關(guān)基因以及血清和粘膜免疫參數(shù)的影響。在飼料中分別添加0，5，10，20 g/kg香菜粉，處理8周，結(jié)果表明，食用香菜粉顯著增加了斑馬魚(yú)的黏膜免疫參數(shù)(總免疫球蛋白、蛋白酶、溶菌酶活性)，提高了免疫和抗氧化基因的表達(dá)。Shaimaa等[45]研究了在不接觸免疫毒性金屬鉛的情況下，在飼料中添加香菜籽粉和香菜提取物對(duì)尼羅羅非魚(yú)部分免疫功能的影響。結(jié)果表明，香菜籽粉和香菜提取物的膳食補(bǔ)充不僅顯著增強(qiáng)尼羅羅非魚(yú)的免疫功能、血清溶菌酶、一氧化氮、殺菌活動(dòng)和相對(duì)表達(dá)1L-1β的方式，還可以改善鉛誘導(dǎo)免疫抑制效應(yīng)。此外，在補(bǔ)充了香菜籽粉和香菜提取物的飼料中，鉛導(dǎo)致的魚(yú)類死亡率和魚(yú)類肌肉組織中的鉛殘留水平顯著降低。

3.2 用作食品添加劑

由于香菜精油具有顯著的抗氧化性和抑菌活性，因此香菜可以作為食品的天然抑菌劑和抗氧化劑被開(kāi)發(fā)研究。Branislav等[46]研究了香菜精油作為天然的食品添加劑對(duì)煮熟的豬肉香腸的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)加入5種不同濃度的香菜精油(0，0.075，0.100，0.125，0.150 μg/L)后，可以有效地提高豬肉香腸的加工質(zhì)量，延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架壽命。徐向前等[47]在秋葵飲料中分別加入0.5%、1.0%、3.0%、5.0%和7.0%的香菜根提取液，結(jié)果表明，加入香菜根提取液使得秋葵飲料中的菌落總數(shù)≤100 CFU/mL，大腸菌群≤3 MPN/dL，且金黃色葡萄球菌、志賀氏菌、沙門(mén)氏菌未被檢出。

3.3 用作重金屬吸附劑

王華[48]用酸性甲醛改性劑將香菜改性后，發(fā)現(xiàn)改性香菜對(duì)鉛離子的吸附作用增加。同時(shí)在固液比1∶20、改性時(shí)間120 min、改性溫度60 ℃和香菜粒徑160目的改性條件下，對(duì)鉛離子的去除效果最佳。崔泉濤等[49]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)鉻初始濃度為15 mg/L時(shí)，在攪拌速度為250 r/min、香菜粒徑為90目和pH值為3的條件下吸附60 min，六價(jià)鉻的去除率達(dá)到98.2%。以上研究為香菜及其提取物在生態(tài)環(huán)境重金屬凈化方面的應(yīng)用提供了新的思路。

4 總結(jié)與展望

香菜作為一種具有特殊芳香氣味的草本植物，具有較高的食用和藥用價(jià)值，具有廣泛的應(yīng)用前景。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)香菜的研究多集中在栽培技術(shù)、有效物質(zhì)的提取、功能及作用機(jī)制等方面，并取得了一定的研究進(jìn)展。但是，對(duì)香菜中有效物質(zhì)提取方法還有待改進(jìn)和優(yōu)化，以期實(shí)現(xiàn)有效成分提取的規(guī)模化和工業(yè)化；對(duì)香菜深加工產(chǎn)品的應(yīng)用開(kāi)發(fā)相對(duì)較少，未來(lái)可以加強(qiáng)香菜深加工產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，充分開(kāi)發(fā)香菜潛在的調(diào)味產(chǎn)品和保健產(chǎn)品，提高香菜食用價(jià)值和藥用價(jià)值的利用率，提高香菜的附加值，拓寬香菜的應(yīng)用渠道。