林檎生物活性功能研究進展及飼用開發價值※

●劉 巖 錢關澤 （聊城大學生命科學學院 山東 聊城 252059）

林檎為薔薇科蘋果屬的落葉喬木，按照《中國植物志》的分類，目前我國有2種林檎，分別是臺灣林檎（Malus doumeri）和尖嘴林檎（Malus melliana），主要分布在福建、廣西、江西、湖南、云南、貴州及臺灣等省份及地區[1]。在廣西、湖南等省份以及個別少數民族地區有利用林檎葉制作茶飲的習俗，可將之作為一種新型的功能型飲料。其葉片中含有蛋氨酸、蘇氨酸、維生素C、維生素E等多種營養成分，此外還含有黃酮類、三萜類、皂苷、甾醇類和有機酸等多種化學成分。大量研究表明，林檎葉具有抗氧化、降血壓、保護肝臟、提高免疫力等多種作用，而且對某些細菌真菌也有很好的抑制作用，因此對林檎的深度開發利用具有廣闊的生產應用前景[2-6]。

1 林檎資源分布

依據中國科學院植物研究所等標本館林檎標本記錄繪制的分布圖顯示，臺灣林檎主要呈西南—華南—華東的橫向連續分布，主要分布在越南中部，中國西南、華南、華東以及臺灣地區，臺灣林檎分布北界已達江蘇南京地區，最西在云南省新平縣，最南達到越南昆蒿，最東在我國臺灣島[7]。中國東南地區的浙江、江西、福建、廣東分布的數量較多，西南地區分布數較少。而尖嘴林檎的分布比較分散，記錄較少，主要分布在江西、浙江、福建、廣東北部、湖南東部，以及安徽黃山，生長在海拔700～2400 m的山地混交林中或山谷溝邊[1]。

2 林檎中的生物活性物質

2.1 黃酮類

臺灣林檎在廣西一帶又稱大果山楂，含有黃酮類、二氫查耳酮類、黃酮苷類、少量橙酮類等營養物質，其中黃酮類含量是山楂的兩倍多[8]。詳見表1。

2.2 三萜類

臺灣林檎中含有的三萜類化合物，包括熊果酸、齊墩果酸、檸檬酸等，如表2所示。

表2 臺灣林檎中含有的三萜類化合物

2.3 酚類及酚酸類

臺灣林檎中含有的酚類及酚酸類化合物，如表3所示。

表3 臺灣林檎中含有的酚類及酚酸類化合物

2.4 氨基酸和多糖

中醫認為臺灣林檎是一種藥食同源的植物，其中含有大量氨基酸和多糖，具有較高的營養價值和保健作用[25]。目前從果實中檢測到17種氨基酸，林檎酒中檢測到17種游離氨基酸；其中包括8種人體必需氨基酸，另外β型吡喃糖苷構型的多糖也存在于臺灣林檎中[26-27]。

2.5 維生素及微量元素

臺灣林檎中含有少量的維生素B1、B2、B6[26]，維生素C[22，26，28]、維生素E[22，28]等，此外還含有多種微量元素如Fe、Mg、Ca、Zn[22，24]、K[22，24]、Se[29]等。

2.6 其他

此外，臺灣林檎中還含有生物堿、皂苷、鞣質[30]、紅色素[31]以及茋類化合物銀松素[10]等物質。

3 林檎中生物活性物質的活性機能

3.1 抗氧化作用

大量研究表明，林檎的抗氧化作用主要是由其含有的黃酮類、酚類物質以及維生素C和E等共同發揮作用。近年來國內外對黃酮類物質的研究已有諸多報道，研究內容也比較深入，主要集中于對其抗氧化活性以及對清除活性氧、羥自由基能力的研究。有研究認為吡喃酮3位羥基、2位不飽和碳原子及4碳上的羰基結構與其抗氧化活性密切相關，也有研究認為黃酮類化合物獨特的化學結構使其具有抑制脂質過氧化的作用[32-33]。盧靜[34]對林檎中富集純化的總黃酮進行了實驗，研究表明，林檎葉中純化的總黃酮清除DPPH（1,1-Diphenyl-2-Picrylhydrazyl，1,1-二苯基苦基苯肼）自由基以及對鐵離子還原能力明顯增強，與對照組維生素C相比具有顯著的抗氧化活性。酚類物質發揮抗氧化作用的機制可闡述為其可作為供氫體與環境中的活性氧結合，經還原反應降低環境中的氧含量，同時清除自由基，防止自由基引發的生物大分子損傷。也有學者認為細胞質中的可溶性酚（PHE）和黃酮類物質能夠與離子結合，從而保護細胞免受離子誘發的氧化損傷，進而降低毒害作用[35-36]。馮濤[37]等利用35株野生新疆野蘋果的葉片進行了總抗氧化能力測試，進而分析了抗氧化能力與多酚含量的相關性，測定了DPPH抑制率、鐵還原抗氧化力（ferric reducing-antioxidant power，FRAP）、Trolox等價抗氧化力（Trolox equivalent antioxidant capacity，TEAC）、羥基自由基清除率以及超氧自由基清除率5個指標。結果表明，不同蘋果品種酚類物質的種類及含量均不相同，其中以原花青素（Pas）、根皮苷（Phlorizin glucoside）、楊梅黃酮（Myricetin）、沒食子酸（Gallic acid）、咖啡酸（Caffeic acid）、肉桂酸（Cinnamic acid）等含量較高，總酚含量與總抗氧化能力相關性最高，且相關系數達極顯著水平，與前人研究結果一致[38-40]。對林檎葉中不同提取物體外清除·OH自由基的能力以及對動物肝臟勻漿脂質過氧化抑制作用的研究表明，林檎葉提取物對·OH自由基的清除作用達70%以上，且在一定范圍內，隨著質量濃度的升高·OH自由基清除率也呈上升趨勢；對動物肝勻漿脂質過氧化的抑制作用的結果表明，乙醇提取乙酸乙酯溶解組的質量濃度為0.52 g/mL時對過氧化抑制率最高，達70.11%[41]。由此可見，黃酮類、酚類化合物是林檎葉中發揮抗氧化作用的重要物質。

3.2 防霉抑菌

在廣西、湖南一帶，居民用熱水沖泡林檎葉制成茶飲，放置幾天不腐不餿，以林檎葉加水熬煮的汁液浸泡糍粑，可以保存數月不變質[42]。對此學者研究發現林檎葉浸提液具有天然防腐功效[43]。有學者研究了不同林檎葉提取物對細菌和真菌抑制的作用，平板法測定結果顯示對金黃色葡萄球菌、枯草桿菌等革蘭氏陽性菌抑制作用較強，對大腸桿菌等革蘭氏陰性菌細菌抑制作用較弱，對黃曲霉和黑曲霉抑制作用較強，而對青霉和酵母抑制作用弱，對假絲酵母、根霉和毛霉沒有表現出抑制作用；在食品防腐測定實驗中，林檎葉提取液處理組與對照開水處理組相比，食品中的細菌總數和芽孢桿菌數量要低得多，由此證明了林檎葉提取液對豬肉、茄子、豆腐等食品有一定的抑菌防腐作用[6]。對林檎葉中發揮防霉作用物質的研究也比較深入，有研究通過化學定性反應和光譜分析得出結論，尖嘴林檎葉內抑菌防霉物質為皂苷和單寧，而黃酮類無抑菌效果[43]。另有定性分析結果顯示，林檎葉中主要抑菌活性的成分為黃酮類化合物[44]。也有報道指出，林檎葉和果實中含有大量葉酸（Folicacid），葉酸具有很強的抗菌作用，是一種理想的抗菌劑[45]。林檎葉表現出的良好抗菌效果應是以上幾種物質協同作用的結果，對林檎葉提取物的研究可以向天然無毒副作用抗菌劑方向發展，便于其能更好地服務于我們的生產生活。

以上大多數研究都是采用林檎葉作體外抑菌試驗，有一定優點但也具有一定局限性，而體內抗菌實驗不僅能反映藥物對細菌的直接抑制作用，更能反應藥物對機體非特異性免疫的影響，還能反映藥物到達感染部位的能力。有研究對小白鼠進行了體內抑菌的相關實驗，發現用40℃溫水浸泡24 h的林檎葉提取液抑菌效果最好，與其他溶劑提取物相比，水提取組和乙醇提取組抑菌作用較好，小鼠的死亡率最低，分別為37.5%和36.4%[46]。定性分析表明：水溶性提取液主要成分有糖、有機酸、氨基酸、單寧等化合物；乙醇提取物中主要成分為黃酮類、皂甙、有機酸、單寧等，該定性分析結果與前人報道的結果一致[43]。以上研究表明，林檎中的化合物在動物抗菌實驗中也能發揮良好作用，或有開發為抗菌獸藥的潛能，有利于進一步實現林檎資源的生態利用。

3.3 提高機體免疫力

胸腺與脾臟是機體內發揮免疫作用的器官，其中胸腺為初級淋巴器官，脾臟為次級淋巴器官，它們與機體的體液免疫、細胞免疫及非特異性免疫密切相關。林檎葉中含有黃酮類化合物、多糖、氨基酸、維生素及各種礦物質，這些成分能夠有效提高機體的免疫功能[46]。有研究以小鼠作為實驗對象進行了免疫器官重量測量實驗、小鼠常壓耐缺氧實驗以及小鼠碳粒廓清法實驗，探究了林檎葉中不同成分對機體免疫功能的影響。結果表明，水提取組比對照組的小鼠胸腺指數、脾臟指數均有明顯提高（P＜0.05），廓清指數和吞噬系數也有顯著差異（P＜0.05），能明顯提高小鼠對異物的吞噬能力其作用機理可能是由于林檎葉含有的維生素E和維生素C，其中維生素C能夠提高巨噬細胞的活性，促進T淋巴細胞分裂增殖；乙醇提取組比對照組小鼠的胸腺指數有顯著的增加（P＜0.05），且乙醇濃度增加對胸腺指數有極顯著的影響（P＜0.01），因此林檎葉的水提取物和乙醇提取物能從多方面提高小鼠的免疫功能[47]。

國外研究認為黃酮類化合物能夠作為潛在的天然生物反應改良劑進而影響機體免疫系統，提高機體免疫力，對血栓、心血管疾病及部分炎癥能夠起到預防作用[48]。在對小鼠免疫功能影響的研究中發現：林檎葉中黃酮類化合物含量占多酚類物質的60%以上。此外，林檎葉中含有的氨基酸、生物堿、維生素等也能改善小鼠免疫功能。分別測定以林檎葉提取物灌胃小鼠的脾指數、胸腺指數、碳粒廓清指數以及耐缺氧能力和耐高低溫能力，結果顯示，小鼠免疫功能的提高是多種活性物質共同作用的結果，其中葉片中的生物堿能提高小白鼠耐缺氧的時間。所以多酚類物質在提高免疫力方面起主要作用，具體作用機制還有待進一步探究[49]。

4 林檎飼用開發價值及開發潛能

近年來，隨著人們生活水平的提高，人們對畜禽產品需求由數量向質量轉變，因此對畜禽養殖中飼料品質的控制及養殖環節抗生素的應用提出了更高的要求。尤其是在2020年農業部實施“畜禽飼料減抗替抗、畜禽產品無抗”計劃后，根據農業部第194號和246號公告規定，自2020年1月1日起，禁止進口促生長類藥物飼料添加劑（中藥類除外）的生產和使用。另外，自2018年啟動實施獸用抗菌藥使用減量化行動，并對主要畜禽產品15大類79種獸藥殘留進行嚴格檢測。因此，開發無抗飼料或減抗、替抗飼料產品成為研究人員的研究熱點，一時間各類減抗、替抗產品層出不窮。林檎具有的防霉抑菌活性物質及其具有的防霉抑菌和提高免疫力作用為將其開發為減抗、替抗飼用產品提供了可能。動物體內因應激、炎熱或其他因素產生的自由基、活性氧、過氧化物是影響畜禽產品品質的關鍵物質，黃酮類化合物作為一種天然的抗氧化劑，其結構中包含的酚羥基可主動與自由基結合，能夠發揮抗氧化作用，而酚羥基的數目和位置決定了黃酮類化合物的抗氧化活性高低。另外，黃酮類化合物可直接捕獲反應鏈中的自由基，阻斷自由基的鏈反應，從而起到抗氧化的雙重作用，避免機體的氧化損傷，提高畜禽產品品質[50]。也有研究表明，黃酮類化合物可增強谷胱甘肽過氧化物酶（Glutathione peroxidase，GSH-Px）和谷胱甘肽還原酶（Glutathione reductase）的活性，進而發揮抗氧化作用[51]。綜上所述，林檎含有的黃酮等具有抗氧化的活性物質為其在養殖中應用，降低畜禽機體中過氧化物含量，提高畜禽產品品質提供了可能。