藥食同源植物-蔥(Allium fistulosum)種植物的研究進展

李瑩，于冰，楊尚軍，高德海*，牟艷玲*

(1.山東省醫學科學院藥物研究所，山東第一醫科大學，山東 濟南 250062；2.山東省醫學科學院&山東省藥物研究院，山東第一醫科大學，山東 濟南 250062)

藥食同源植物蔥(Alliumfistulosum)隸屬百合目百合科蔥屬(Allium)，鱗莖單生，圓柱狀，全國各地廣泛栽培，國外也有栽培[1]。蔥種植物含有豐富的微量元素及氨基酸[2-4]，一般作蔬菜食用，其鱗莖與種子亦入藥。近年來，國內外學者對蔥種植物進行了深入研究，研究發現蔥含有多種活性成分，主要包括：揮發油及含硫化合物類化合物、甾體皂苷類、黃酮類、豐富的微量元素、氨基酸及脂肪酸等。藥理活性方面蔥種植物具有消除蔬菜中亞硝酸鹽[5]、誘導分化和凋亡人胃癌細胞 MGC2803[6]、抑制腫瘤細胞增殖[7-8]、防治非酒精性脂肪肝[9]、降血脂[10-11]、增強免疫[12]等功能。本文對該種植物的化學成分進行綜述，為下一步開展該種植物的研究提供參考。

1 大蔥中所含化學成分

1.1 揮發油及含硫化合物類 大蔥具有獨特、濃郁的香辛氣味，而這種特有氣味主要來源于揮發油中的含硫化合物，含硫化合物是蔥種植物的特征成分。

大蔥揮發油[13]主要包括不飽和脂肪醛、脂肪酮、萜烯類化合物、揮發性無機化合物等。有機含硫化合物[14]主要為噻吩衍生物、噻烷衍生物及鏈狀硫醚。此外，還包含二十碳以下的烷、醇、醛、酮、酯等成分。

Nohara等[7-8]從大蔥的丙酮提取物中分離出新的穩定含硫化合物onionins A1、onionins A2、onionins A3、welsonins A1、welsonins A2，化學結構為3，4-二甲基-5-(1E-丙烯基)-四氫噻吩-2-亞磺酸-硫氧化物。Fukaya等[15]從蔥的丙酮提取物中分離出3個含硫化合物，kujounins A1和A2以及allium sulfoxide A1，kujounins A1和A2化學結構為具有三個環和一個縮醛結構，并且作為具有二硫化物和單糖的復雜化合物。Allium sulfoxide A1具有來源于大蒜素的硫雜環戊烷骨架。同年，Fukaya等[16]從新鮮蔥白的丙酮提取物中，分離得到了4個在7位側鏈上有甲基二硫化物或丙基二硫化物的多環新化合物(分別命名為kujounins A3、B1、B2、B3)和2個在2-和5-位具有甲氧基和甲基亞砜部分的兩個新的硫雜環戊烷類化合物(allium sulfoxide A2和A3)，化學結構式見圖1。

圖1 化學結構式

1.2 甾體皂苷類 甾體皂苷是蔥種植物中的一大類生物活性成分，主要為異螺甾烷醇、螺甾烷醇、呋甾烷醇、膽甾烷與D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L鼠李糖以及L-阿拉伯糖等組成的單糖苷至多糖苷，糖鏈多在配基的C-3-OH上成苷，當苷中糖單元超過3個時，糖鏈多呈分支結構。日本學者[17]從大蔥中分離出幾種新的膽甾糖苷，為22(s)-羥基膽甾醇的單糖鏈至三糖鏈糖苷。其中，單糖鏈皆在C-16-OH上成苷。有少數雙糖鏈及三糖鏈還在C-1及C-3-OH上成苷。

來威等[18]從大蔥種子中分離出6種新的呋喃甾烷皂苷，命名為fistulosaponins A～F，3種已知的呋喃甾烷醇皂苷和七種已知的芳香化合物。Zolfaghari等[19]從大蔥中分離得到了9種皂苷，其中4個新的皂苷命名為fistulosaponins G、H、I和J。Fistulosaponins G和I被分離成在一種平衡的兩個異構體，結構式見圖2。

fistulosaponins A:R1= O,R2=R3=Rha

1.3 黃酮類 蔥中黃酮類成分母核類型主要為黃酮醇類和花色素類。黃酮醇類多為山柰酚、槲皮素與葡萄糖組成的單糖苷至四糖苷。而花色苷主要由花青素、天竺葵苷配基、芍藥苷配基等與葡萄糖或脂肪酸組成。近年來，發現許多花色苷酰基部分的脂肪酸除了乙酸，還有石炭酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、蘋果酸。

Parvu等[20]發現未水解的大蔥中含有阿魏酸、異槲皮苷、槲皮苷、槲皮醇、山柰酚及其衍生物，水解大蔥后得到對香豆酸、芥子酸衍生物。

1.4 其他成分 蔥種植物中還包含苯丙素酚類化合物、脂肪酸等。研究表明[21]蔥中脂肪酸主要成分為：棕櫚酸、油酸、亞油酸、硬脂酸、花生酸、二十三烷酸、二十四烷酸、11-eiadecanoic add、behenic。

蔥中苯丙素酚類化合物主要有：N-對羥基桂皮酰酪胺、N-反式阿魏酰酪胺、對羥基掛皮醛、鄰羥基桂皮酸、芥子酸、N-(順式對桂皮酰基)酪胺、丁香苷、胡蘿苷等。

蔥子[22-23]中分到13個化合物,分別鑒定為2,3,4,5,6-五羥基己酸、1,4-二羥基-2-甲氧基苯、S-順式-烯丙基-L-半胱氨酸、S-反式-烯丙基-L-半胱氨酸、反-異扁柏脂素、β-谷甾醇、腺苷、壬二酸、阿魏酸、香草酸、對羥基苯甲酸甲酯、(R)-(+)-2-羥基-3-苯基丙酸、對羥基苯甲酸。

2 大蔥的現代藥理藥效作用

對蔥的研究始于20世紀，國內外學者對其藥理作用已進行了大量研究。現代化學及藥理研究表明大蔥的功效主要具有抗癌、抗基因突變、抗菌、抗氧化、保護心血管、降血壓、提高人體免疫和防止衰老等功能。

2.1 大蔥的抗菌作用 蔥中的硫化物具有抗菌活性。研究發現，大蔥的總提取物[24]對細菌中的白色葡萄球菌具有抑制作用，大蔥皂苷[25]對大腸桿菌和糞腸球菌有一定的抑制作用，且抑制效果沿著測試濃度的梯度持續增加。

Zhai等[26]使用革蘭陽性菌(枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、產氣莢膜梭菌、四聯球菌、耐甲氧西林金黃色葡萄球菌)和革蘭陰性菌(大腸桿菌)的評估了大蔥莖中分離的16種次級代謝產物的生物學特性，臨床藥物左氧氟沙星、紅霉素、鏈霉素、四環素、氨芐青霉素為陽性對照。有5個化合物表現出了良好的抑菌活性。Talaromycolides A(化合物1)(MIC=12.5 μg·mL-1)對產氣莢膜梭菌的抑制活性比紅霉素、鏈霉素、四環霉素、氨芐青霉素更強。Talaromycolides A(MIC=6.25 μg·mL-1)對枯草芽孢桿菌的抑制作用與四環素相似，比左氧氟沙星、氨芐青霉素和鏈霉素更強。Talaromycolides B(化合物2)(MIC=12.5 μg·mL-1)比紅霉素和氨芐青霉素對巨大芽孢桿菌的活性強，talaromycolides B(MIC=25 μg·mL-1)比紅霉素、氨芐青霉素和鏈霉素對大腸桿菌的活性強。Talaromycolides C(化合物3)(MIC=25 μg·mL-1)對產氣莢膜梭菌的抑制作用顯著優于紅霉素、鏈霉素、阿克霉素、氨芐青霉素。2-hydroxyradiclonic acid(化合物11)(MIC=12.5 μg·mL-1)對大腸桿菌有明顯的抗菌活性。(Z)-3-Phenylpropenal(化合物5)(MIC=3.13 μg·mL-1)對枯草芽孢桿菌的抗菌活性強于左氧氟沙星、鏈霉素、阿克霉素和氨芐青霉素。沒有任何化合物顯示任何明顯的生長抑制耐甲氧西林金黃色葡萄球菌。

2.2 大蔥的抗腫瘤作用 蔥屬植物中甾體皂苷具有抗腫瘤作用，主要表現在抑制腫瘤生長和細胞毒作用。韓正高等[27]觀察到在體外培養的HeLa細胞株中加入大蔥液后HeLa細胞株出現變形破損及死亡。李曉軍等[6]發現大蔥粗提物對體外培養的人胃癌細胞具有抑制其生長增殖,誘導其分化和凋亡的作用。Pan等[28]研究發現大蔥中的槲皮素-4′-O-葡萄糖苷對HepG2細胞產生顯著的生長抑制作用，但在pc3和ht29細胞中抑制作用較弱。

Jung等[29]發現大蔥中的果聚糖具有抗甲型流感病毒的作用。

Arulselvan等[30]研究發現，將熱水蔥提取物以50 mg(干重)/kg體重口服給結腸癌小鼠模型(BALB/中國小鼠皮下接種的CT-26細胞)，可顯著抑制腫瘤生長，并提高試驗小鼠的存活率。在分子水平上，與載體對照處理的小鼠相比，蔥提取物抑制關鍵炎癥標記物COX-2和iNOS，并抑制已知參與腫瘤凋亡(凋亡指數)、增殖(細胞周期蛋白D1和c-Myc)、血管生成(血管內皮生長因子和缺氧誘導因子-1a)和腫瘤侵襲(基質金屬蛋白酶-9和ICAM-1)的各種細胞標記物的表達。

2.3 大蔥的抗氧化作用 Yaguchi等[31]測定了8個蔥單體添加系的抗氧化含量和抗氧化活性(MAL；FF+1A-FF+8A)。這個高抗氧化活性品系(FF+2A和FF+6A)表現出了高多酚積累的情況。說明，這些染色體(2A和6A)上具有與多酚生產上調相關的未知基因，因此，這些大蔥單體可以使抗氧化活性增加。

Zuo等[32]研究發現，大蔥種子提取物在體外具有潛在的抗氧化活性。

研究發現[33-34]，大蔥的水提物、醇提物和多糖均具有一定的抗氧化活性，其中乙醇提取物具有積極的糖化抑制和抗氧化活性，表明它們可能在針對衰老、糖尿病并發癥和氧化應激相關疾病方面發揮作用。

Chang等[35]研究發現，大蔥商品米酒提取物的DPPH自由基清除能力為90.2%～52.1%，IC50值為14.6～26.0 μg·mL-1。所有提取物對革蘭陽性菌(如枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌)和革蘭陰性菌(如大腸桿菌和綠膿桿菌)均表現出抗菌活性。

2.4 大蔥的降血脂作用 時昭紅等[9]研究發現：蔥白提取物可能通過降低血清中TG、TC的含量來改善脂肪在肝臟過度蓄積的狀態；降低肝臟中MDA、TNF-α的含量，提高SOD的活性，抑制脂質代謝終產物對肝臟的進一步損傷，使肝臟脂質代謝恢復到平衡的狀態，從而阻止脂肪肝的進一步發展。蘇曼曼等[10]研究發現提示大蔥總黃酮(TFAD)可通過調節脂質代謝，提高自由基清除酶活性、抵抗體內自由基及過氧化脂質，調節 PGI/TXA平衡，從而起到降低血脂，保護心血管系統，預防動脈粥樣硬化的作用。

國內外研究[11，36-37]發現，大蔥提取物可明顯降低蛋黃乳液誘發高脂血癥小鼠的血清 TG 水平，有助于改善肥胖和代謝失調。在HFD誘導的肥胖小鼠中，含有大蔥的提取物通過上調PPAR-γ、UCP-2和脂聯素的表達以及下調瘦素來改善脂質代謝。進一步研究發現[38]，AFE通過下調高脂飲食誘導肥胖小鼠脂肪組織中脂肪生成相關基因的表達來抑制脂肪大小、脂肪蓄積和血脂濃度。

Hwang等[39]研究發現大蔥的乙醇提取物可減緩非酒精性脂肪肝的發展，而大蔥的乙醇提取物可誘導肝臟的抗脂肪生成活性。

Choi等[40]探討了大蔥提取物(WOE)調節LDLR和PCSK9的作用機制。他汀類藥物介導PCSK9的反式激活，后者反過來通過LDL受體(LDLR)降解限制其降低膽固醇的效應。HepG2細胞在脂質缺乏的條件下使用補充脫脂血清的培養基培養(DLPS)。WOE(50、100、200和400 μg·mL-1)顯著減弱了DLPS介導的LDLR、PCSK9和SREBP2基因表達的增加。雖然WOE治療主要使DLPS介導的LDLR蛋白表達增加，但它劑量依賴性地顯著減弱了DLPS介導的PCSK9蛋白含量的增加。PCSK9的抑制與WOE介導的SREBP2的減少有關，但與HNF1α無關。WOE還劑量依賴性地降低PCSK9蛋白表達，否則伴隨他汀類藥物治療會顯著誘導PCSK9蛋白表達。WOE介導的PCSK9抑制有助于LDLR溶酶體降解抑制和隨后的LDLR蛋白穩定。山柰酚和對香豆酸通過抑制脂質耗盡的HepG2細胞中的PCSK9而有助于維持LDLR表達。

總之，這些發現表明，在脂蛋白缺乏的情況下，WOE通過降低SREBP2抑制PCSK9轉錄和蛋白表達，并且降低PCSK9進一步有助于LDLR降解的預防和LDLR蛋白的穩定。PCSK9抑制介導的WOE機制可能歸因于WOE中山奈酚和對香豆酸的作用。

2.5 蔥白水浸提液具有抑藻效果 2013年，周揚等[41]發現蔥白和蔥葉的水浸提液均有不同程度的抑藻效應。經 GC-MS 分析表明蔥白中化感物質主要為烯丙硫醇和環戊硫醇等。對烯丙硫醇和環戊硫醇的抑藻實驗表明，兩者對銅綠微囊藻均有很強的抑制作用。與同期對照組比，蔥白和蔥葉各浸提液不同濃度處理組的熒光強度均低于同期對照組，且隨著濃度的增大，降低明顯，但蔥白水浸提液的抑藻效果明顯好于蔥葉水浸提液，至第 5 天，蔥白水浸提液高濃度處理組(50 mL·L-1)的銅綠微囊藻幾乎完全死亡，其第 5 天的半抑制濃度為 12.7 mL·L-1，相當于每升1.27 g鮮重。

2.6 蔥提取物具有控制肥胖的作用 2018年Sung等[42]研究發現，對HFD喂養的小鼠口服大蔥乙醇提取物(AFE)和水提取物(AFW)后，降低了體重以及肝臟和脂肪組織重量和脂肪細胞大小。在用AFE而不是AFW治療的HFD喂養的小鼠中，血脂譜和脂聯素水平得到改善。然而，AFW和AFE都顯著減弱了HFD誘導的血清瘦素和胰島素樣生長因子1水平、AMPK肝臟表達和UCP2脂肪組織表達的變化。因此，蔥提取物具有控制肥胖的功能性食品材料的潛力。

2.7 大蔥根提取物可使來曲唑誘導的多囊卵巢綜合征中的卵巢功能恢復 Lee等[43]研究了利用來曲唑誘導的多囊卵巢綜合征(PCOS)大鼠，重點研究了使用蔥根提取物(AF;A.fistulosum)的草藥療法來改善卵巢功能。研究發現，使用蔥根提取物影響芳香酶的產生，增強雌激素類固醇的合成，從而恢復垂體-卵巢系統的雌激素反饋機制。

2.8 含有大蔥根水提取物(RAFR)的米粥具有抗炎活性化合物 2019年，Yang等[44]研究發現含有大蔥根水提取物(RAFR)的米粥可改善口服葡萄糖耐量，并防止了腿部骨密度和瘦體重的下降以及腹部脂肪量的增加，同時改善了腫脹和跛行分數，骨關節炎和正常肢體之間的正常體重分布，并提高了最大跑步速度。

機制研究發現，OVX-OA-RAFR降低了關節軟骨中基質金屬蛋白酶-1和基質金屬蛋白酶-13、腫瘤壞死因子-α、白細胞介素-1β和白細胞介素-6的基因表達。

總之，RAFR是治療骨關節炎癥狀的有效藥物，可用于骨關節炎誘導的更年期婦女的治療藥物。

2.9 蔥綠葉腔中的黏液具有增強自然免疫的作用 研究[45]發現蔥黏液增加了RAW 264細胞產生的腫瘤壞死因子(TNF-α)和單核細胞趨化蛋白(MCP-1)以及J774.1細胞產生的白細胞介素(IL)-12；然而，綠葉和蔥白的提取物沒有這種作用。對小鼠口服這種黏液通過增加腫瘤壞死因子-α和白細胞介素-12的產生和吞噬作用，進而增強了腹膜細胞的免疫功能。它還增強了脾細胞產生干擾素γ(IFN-γ)和自然殺傷(NK)活性。

這些結果表明口服大蔥黏液可以增強自然免疫的作用。

3 結論

蔥作為代表性藥食同源植物，活性成分豐富，種植廣泛，具有良好的開發價值。目前大多數成分研究主要集中在揮發油、含硫化合物及黃酮類化合物，對大蔥多糖、內生菌等成分缺乏全面、細致的研究。本文通過總結蔥種植物的化學成分，為今后的研究提供了研究方法，同時為蔥種植物的活性研究提供了參考依據。