無花果主要功能成分及其生物活性研究進(jìn)展

張衛(wèi)平，李新生，曲東，張芳婷

（1.陜西理工大學(xué) 生物科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 漢中 723000；2.陜西省資源生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 漢中 723000；3.寶雞市金臺(tái)區(qū)食品藥品安全檢驗(yàn)檢測中心，陜西 寶雞 721000）

無花果（Ficus carica L.）植物為桑科（Moraceae）榕屬多年生落葉小喬木果樹，在我國屬于珍稀小眾水果樹種，適應(yīng)性強(qiáng)，南北方地區(qū)均有種植，新疆南部尤多，山東、四川、江浙為主種植區(qū)域。其病蟲害少，產(chǎn)量高，果、葉、莖、根、皮均含有多種功能成分，是一種非常適合功能性食品開發(fā)的生物資源。

無花果果實(shí)是一種保健果品，葉子也是一種傳統(tǒng)中藥材。其果實(shí)和葉中均含有多種營養(yǎng)成分和大量酚類、酮類、醛類、酸類、萜類、香豆素類等功能性成分[1]。已有文獻(xiàn)報(bào)道，其多糖、黃酮、多酚類、香豆素類功能成分具有抗氧化、抗癌、抑菌、降血糖、降血脂、殺蟲、消炎、降血壓、增強(qiáng)免疫、緩解疲勞等生物活性和藥用療效。隨著人們生活水平的不斷提升，消費(fèi)理念轉(zhuǎn)變和消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí)，功能性食品和保健食品開發(fā)已成為食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要方向，無花果營養(yǎng)和醫(yī)藥保健功能成分的綜合開發(fā)利用，也受到產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注[2]。

本文查閱了近年國內(nèi)外無花果營養(yǎng)與功能成分、檢測分析方法、生物活性與產(chǎn)品開發(fā)等方面文獻(xiàn)資料，對(duì)無花果功能成分和生物活性研究領(lǐng)域的最新進(jìn)展進(jìn)行歸類整理和系統(tǒng)梳理。重點(diǎn)對(duì)無花果多糖、黃酮、多酚類、香豆素類功能成分研究進(jìn)展比對(duì)分析，并對(duì)其抗氧化、抗癌、降糖、降脂、抑菌等生物活性進(jìn)行詳細(xì)闡述，以期為無花果資源綜合利用、功能性食品和醫(yī)藥保健品開發(fā)提供參考。

1 無花果功能成分

1.1 黃酮和多酚類化合物

無花果果實(shí)和葉子中均含有豐富的黃酮和多酚類化合物。果實(shí)顏色越深，其總黃酮和總酚含量越高，深色果實(shí)總多酚含量約2.02 mg/g，綠色果實(shí)僅0.74 mg/g，部分品種總酚含量高達(dá)（5.25±0.35）mg/g[3]。在提取果實(shí)中的總黃酮時(shí)，超聲酶輔助結(jié)合雙水相萃取法（ultrasonic enzyme -assisted combined with aqueous two -phase extraction，UEAATPE）效果相對(duì)較好，提取率是酶輔助萃取法（enzyme-assisted aqueous two-phase extraction，EAATPE）的1.13 倍、超聲輔助萃取法（ultrasonic-assisted aqueous two-phase extraction，UAATPE）的1.21 倍、雙水相萃取法（aqueous two-phase extraction，ATPE）的1.27 倍、索氏萃取法（soxhlet extraction，SE）的2.43 倍[4]。

比較果實(shí)和葉子中總黃酮和總多酚，發(fā)現(xiàn)無花果葉子中黃酮和多酚含量高于果實(shí)，目前在葉子中鑒定分離出的黃酮類化合物達(dá)34 種，多酚類化合物21 種，鮮葉中總黃酮含量為11.67～19.83 mg/g，總多酚含量為42.89～58.70 mg/g[5]，與銀杏葉總黃酮相當(dāng)，是一種很好提取總黃酮的原材料。李洪亮等[6]利用氯化膽堿和丙三醇（物質(zhì)的量比1:2）作低共熔溶劑，葉中總黃酮提取率可達(dá)27.9 mg/g。一次性提取果實(shí)中的黃酮和多酚時(shí)，徐蔓[7]用60%乙醇作溶劑，黃酮含量達(dá)8.47 mg/g，多酚為1.74 mg/g。張錦華等[8]對(duì)提取工藝進(jìn)一步優(yōu)化，采用乙醇體積分?jǐn)?shù)60%、超聲溫度51 ℃、超聲時(shí)間52 min、料液比1∶45（g/mL）的條件，總黃酮和多酚提取量分別為（20.89±0.57）mg/g 和（2.72±0.37）mg/g。

無花果黃酮、多酚主要存在于鮮葉中，目前研究主要集中在提取方法及提取量方面，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類多，關(guān)于不同品種、不同季節(jié)鮮葉中的成分與含量研究相對(duì)較少，對(duì)葉子中黃酮、多酚的成分結(jié)構(gòu)及其獨(dú)特生物活性方面的研究也不夠系統(tǒng)，且利用無花果葉提取制備黃酮和多酚產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)方面也鮮有研究，這可能是影響無花果資源高值化利用開發(fā)的原因之一。

1.2 香豆素類化合物

香豆素類化合物是無花果的天然植物抗毒素，具有抗癌、護(hù)肝、抑菌、降血糖等功能活性。目前已檢測出的香豆素類就有近100 種，其中果實(shí)和葉子中共有18 種[9]。深色品種果實(shí)中香豆素含量比淺色的高，而同一品種在成熟過程中一些成分會(huì)揮發(fā)和轉(zhuǎn)化，其成分與含量也會(huì)出現(xiàn)差異。此外，干燥方法不同，對(duì)果實(shí)中香豆素成分、含量和生物活性均有影響，真空干燥和真空冷凍干燥對(duì)香豆素成分損失具有顯著影響，康明等[10]發(fā)現(xiàn)僅熱風(fēng)干燥的干果中可檢測到補(bǔ)骨脂素。

葉子中香豆素類化合物含量高于果實(shí)，其中佛手柑、補(bǔ)骨脂和傘形花內(nèi)酯3 種香豆素含量相對(duì)較高。葉子中補(bǔ)骨脂苷、補(bǔ)骨脂素和佛手柑內(nèi)酯含量分別達(dá)到9.20、23.66、4.96 mg/g；香豆素類含量占葉提取揮發(fā)油的51.46%，補(bǔ)骨脂素高達(dá)10.12%[9]。不同產(chǎn)地、不同采收期無花果葉子中香豆素類（傘形花內(nèi)酯、補(bǔ)骨脂素和佛手柑內(nèi)酯）含量存在顯著差異，其中新疆不同地區(qū)7 月的葉子中傘形花內(nèi)酯為0.200～0.926 mg/g、補(bǔ)骨脂素為4.120～20.126 mg/g、佛手柑內(nèi)酯為1.330～4.106 mg/g[11]。在葉子中提取香豆素時(shí)，采用離子液體（ionic liquid，IL）-酸性pH 雙水提取法（aqueous two phase systems，ATPS） 可使補(bǔ)骨脂酸-葡萄糖苷轉(zhuǎn)化為補(bǔ)骨脂素，此時(shí)補(bǔ)骨脂素得率高，可達(dá)31.22 mg/g[12]。天然表面活性劑聯(lián)合微波輔助提取法制備的香豆素穩(wěn)定性、抗氧化性和防蟲害效果會(huì)更好。

1.3 無花果多糖

多糖是無花果主要功能活性成分之一。果實(shí)的成熟度越高，多糖含量越高，干果中多糖含量約6.49%，葉子中含量高達(dá)12.58%，目前分離鑒定的單組分無花果多糖主要有多糖FCPS-1、FCPS-2、FCPS-3，此外還分離出2 種粗多糖FCPW50 和FCPA50[13]。其多糖具有很好的抗氧化性，可提高溶菌酶活性、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性和白細(xì)胞的吞噬能力，增強(qiáng)免疫力、促進(jìn)腸道蠕動(dòng)、延緩衰老。無花果多糖主要是通過增強(qiáng)淋巴細(xì)胞增殖力、修復(fù)損傷組織來提高免疫力和抑制腫瘤[14]。

無花果葉多糖的提取方法較多，主要有熱水回流浸提法、超聲波輔助提取法、微波輔助提取法、酶提取法、超臨界CO2萃取法、超聲微波協(xié)同提取法、熱水-超聲輔助提取法和亞臨界水提取法等。不同提取方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，多糖得率也有較大差異。無花果葉多糖主要提取方法見表1。

表1 無花果葉多糖主要提取方法Table 1 Main extraction methods of polysaccharide from leaves of Ficus carica L.

由表1 可以看出，超聲微波協(xié)同和亞臨界水提取法明顯優(yōu)于其它方法，具有得率高、速度快、無污染的優(yōu)點(diǎn)。

提取的無花果粗多糖脫色和清除雜蛋白主要有三氯乙酸法、Sevag 法和酶-Sevag 法。三氯乙酸法易使多糖降解，且殘留的三氯乙酸會(huì)帶來安全問題；Sevag法最為常用，但有多糖損失大、活性差和色素多等缺點(diǎn)；酶-Sevag 法相對(duì)較好，除蛋白效果佳，溶劑使用量下降。脫色常用離子交換樹脂法和H2O2氧化法，其中H2O2氧化法應(yīng)用較廣，脫色效果好，但易破壞多糖結(jié)構(gòu)，從而影響提取率；采用D301 樹脂在pH3～5 時(shí)脫色效果最佳，但有溶劑殘留。在色素少、不黏稠時(shí)，應(yīng)用離子交換樹脂法效果比較好。郭潤妮等[22]單獨(dú)利用大孔吸附樹脂AB-8 也較好地實(shí)現(xiàn)脫色。多糖的結(jié)構(gòu)和活性不僅受提取方法、脫色、脫蛋白等工藝影響，還受干燥方法的影響。鄭峰等[23]通過對(duì)提取物進(jìn)行熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥、真空干燥、噴霧干燥和微波干燥試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)真空冷凍干燥法提取物多糖的保留率高，對(duì)DPPH 自由基清除能力最強(qiáng)。

現(xiàn)有研究主要在多糖結(jié)構(gòu)、提取分離與生物活性方面，而有關(guān)不同品種、不同干燥方法的多糖結(jié)構(gòu)和含量及其生物活性間的差異等研究不夠深入，無花果目前主要以食用果實(shí)為主，對(duì)葉子中多糖的研究尚處于起步階段，可能由于無花果尚未列入藥食同源目錄，影響了其綜合開發(fā)利用。

2 無花果生物活性

2.1 抗氧化

無花果果實(shí)與葉子中多糖、黃酮、多酚類化合物均具有抗氧化活性。通過比較不同顏色無花果果實(shí)多糖和黃酮、多酚提取物的總抗氧化性發(fā)現(xiàn)，深色品種FRAP 和DPPH 自由基清除能力比淺色平均分別高1.8 倍和2 倍[24]，其中，3-O-（鼠李糖基-吡喃葡萄糖基）-7-O-（吡喃葡萄糖基）-槲皮素、異木糖苷和蘆丁這3種黃酮類化合物的抗氧化性最明顯，這與深色品種總黃酮類、總酚類和多糖含量高有關(guān)。對(duì)多糖進(jìn)行三氯乙酸法除蛋白、AB-8 樹脂除色素純化發(fā)現(xiàn)，抗氧化性與其濃度呈正相關(guān)，對(duì)超氧陰離子自由基清除效率高達(dá)75%。不同干燥方法對(duì)其抗氧化活性影響顯著，傳統(tǒng)陰干法抗氧化性和抗炎性更好。最新抗氧化研究發(fā)現(xiàn)，總原花青素在淺色品種中含量較高，原花青素中的酚羥基數(shù)量多，且具有一定抗氧化性，因而淺色品種對(duì)ABTS 陽離子自由基清除能力較深色品種好[3]。

表2 為近年來無花果果實(shí)與葉子抗氧化能力的比較分析。

表2 無花果果實(shí)與葉子總抗氧化能力比較分析Table 2 Comparative analysis of total antioxidant capacity of Ficus carica L.and its' leaves

由表2 可以看出，無花果多糖、黃酮、多酚類具有很好的抗氧化活性，葉子比果實(shí)的抗氧化性更強(qiáng)，這與葉子比果實(shí)中多糖、黃酮、多酚類化合物含量高的結(jié)果相一致。目前，均通過體外實(shí)驗(yàn)研究無花果功能成分抗氧化性，鮮有動(dòng)物驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，尚未建立理想的藥理作用模型。關(guān)于不同成分在體內(nèi)消化代謝機(jī)理、過程路徑、次級(jí)代謝產(chǎn)物等研究較少，化合物合成過程和結(jié)構(gòu)修飾等分子作用機(jī)理和途徑尚不明確。

2.2 抗癌

癌癥是現(xiàn)代人類面臨的一項(xiàng)重大疾病，無花果富硒，含有香豆素類、呋喃類、芳香類和大環(huán)萜類等多種抑腫瘤抗癌活性成分，抗癌效果顯著[31]。無花果的抗癌活性一直是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，研究者對(duì)無花果不同品種、部位和提取方法的抗癌功效進(jìn)行了大量研究，表3 為近年來有關(guān)無花果抗癌活性研究情況。

表3 無花果抗癌活性研究情況Table 3 Study on anticancer activity of Ficus carica L.

由表3 可以看出，無花果對(duì)骨髓性白血病、S180肉瘤、淋巴肉瘤、肺癌、咽喉癌、食道癌、乳腺癌、胰腺癌、膀胱癌、直腸癌、胃癌、肝癌、宮頸癌和艾氏腹水癌等均有顯著抑制作用，其多種活性成分通過相互協(xié)調(diào)，阻止和破壞了癌細(xì)胞蛋白酶的合成，實(shí)現(xiàn)抑制腫瘤細(xì)胞增殖并促使其凋亡。提取溶劑對(duì)功能成分的抗癌活性也具有一定影響，甲醇提取物對(duì)人乳腺癌MDAMB-231 細(xì)胞抗癌活性顯著高于水提物。

傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)經(jīng)常利用無花果進(jìn)行癌癥的預(yù)防和治療，其抗癌機(jī)理尚不完全清楚，最初認(rèn)為苯甲醛是其抗癌的主要成分，近年研究發(fā)現(xiàn)，其實(shí)苯甲醛只是增效劑，抗癌活性可能與無花果乳膠中的活性酶有關(guān)[37]。浙江中醫(yī)藥大學(xué)對(duì)部分癌癥患者以無花果為主藥進(jìn)行輔助食療，取得一定療效。目前美國和日本等國家已將無花果及其產(chǎn)品定位為天然抗癌食品。

目前研究多在無花果功能成分對(duì)各類癌癥的防治效果方面，有關(guān)各成分在改變細(xì)胞周期、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、體內(nèi)代謝過程中酶體系的基因調(diào)控、表達(dá)機(jī)理、抑制細(xì)胞增殖等方面研究略顯不足。合成抗癌藥物毒副作用大，無花果急性經(jīng)口半數(shù)致死量LD50大于10 g/kg，因此對(duì)人非常安全，且提取物對(duì)消化道無副作用[39]。開展無花果抗癌毒理藥理學(xué)試驗(yàn)，建立合理有效的評(píng)價(jià)模型，篩選出高效無毒抗癌藥效成分，設(shè)計(jì)綠色高效的提取分離純化方法，進(jìn)行功能性保健食品和顯著抗癌藥物研發(fā)，將成為今后研究的主要方向。

2.3 抑菌

無花果抑菌性功能成分主要為補(bǔ)骨脂素和香檸檬內(nèi)脂，尤其補(bǔ)骨脂素抑菌性非常顯著，而葉子是補(bǔ)骨脂素主要來源。無花果葉子的水提和甲醇提取物均對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌顯示出高抗菌活性，提取的葉精油幾乎對(duì)所有受試菌均具有很高的抗菌活性[36]，尤其是對(duì)革蘭氏陽性菌，可降低抗生素最低抑菌濃度（minimum inhibitory concentration，MIC），對(duì)革蘭陰性桿菌和酵母菌的抑菌效果也非常顯著，其中濃度為1.0 mg/L的補(bǔ)骨脂素溶液對(duì)分生孢子萌發(fā)的抑制率為69.3%；5.0 mg/L 時(shí)抑制率超過95%[40]。另外，5.0 mg/L 的補(bǔ)骨脂素溶液可使染病黃瓜幼苗葉片病情得到緩解和遏制[41]。

2.4 調(diào)節(jié)血糖、血脂

無花果多糖和黃酮、多酚類化合物均具有降血糖、降血脂功效。無花果多糖可提高溶菌酶活性、SOD 活性和白細(xì)胞的吞噬能力，促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，排出體內(nèi)有害物質(zhì)，降低膽固醇，抑制血糖上升[42]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為，關(guān)鍵酶抑制作用是最新治療疾病方法，如無花果黃酮、多酚類對(duì)α-葡萄糖苷酶、酪氨酸酶具有較強(qiáng)抑制作用，可降血糖、減少色素沉淀[43]。糖尿病小鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，提取物可激活肝臟細(xì)胞蛋白激酶（adenosine 5’-monophosphate-activated protein kinase，AMPK），減少肝糖異生，降低血糖[44]。多糖可刺激胰島細(xì)胞，引起糖代謝關(guān)鍵酶活性發(fā)生改變，促進(jìn)胰島素的分泌，來實(shí)現(xiàn)降血糖，25 mg/mL 多糖溶液對(duì)α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性抑制率達(dá)52.61%和46.48%，可顯著降低II型糖尿病小鼠的血糖水平[45]。200 名糖尿病患者臨床實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，每次10 g 果葉粉，持續(xù)30 d，比對(duì)空腹血糖、餐后血糖和糖化血紅蛋白等生化指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)組血糖水平顯著下降[46]。無花果中含有大量蛋白質(zhì)分解酶、脂肪酶、超氧化物歧化酶、水解酶等多種酶類，這些酶類可分解體內(nèi)脂肪，減少在血液中的堆積，起到降血脂、預(yù)防心腦血管疾病的功效。其葉和枝中黃酮、多酚類成分可促進(jìn)甘油三酯、總膽固醇下降，在治療高血脂方面功效顯著，高血脂大鼠實(shí)驗(yàn)中，無花果粗提物（多酚類）明顯降低了總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇水平[47]。

2.5 其它生物活性

無花果葉中的香豆素類（如香檸檬內(nèi)酯與補(bǔ)骨脂素）、β-谷甾醇、黃酮類等活性成分還具有鎮(zhèn)靜、催眠作用，其中β-谷甾醇是多種鎮(zhèn)靜催眠作用藥物的成分。給小鼠側(cè)腦室注射一定劑量無花果甲醇提取物，可導(dǎo)致其翻正反射喪失，證明無花果具有潛在的抗驚厥活性[48]。

無花果葉子中的呋喃香豆素類化合物也是一種毒素，具有殺蟲作用，在72 h 內(nèi)對(duì)線蟲的致死率可達(dá)到98.4%，提取物中的1-環(huán)己烷-6，7-二甲氧基-1，4-二氫萘對(duì)豆莢螟、豆蚜有驅(qū)避作用[49]。程?hào)|等[50]發(fā)現(xiàn)8.0 g/kg 體重劑量的無花果葉子雖不會(huì)影響動(dòng)物進(jìn)食，但可造成肝中毒，影響吸收，出現(xiàn)肝臟增大、細(xì)胞變性、肝細(xì)胞壞死等病理學(xué)變化。李嘉等[51]通過大鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)骨脂素代謝途徑是水合、還原、氧化及谷氨酰胺結(jié)合。因此，作為藥物使用時(shí)要注意，不宜長期大劑量使用，長期接觸補(bǔ)骨脂素也會(huì)造成一定程度的肝中毒損傷，導(dǎo)致丙氨酸、谷氨酸、甘氨酸、絲氨酸、尿素、葡萄糖-丙氨酸等代謝紊亂[52]。

3 總結(jié)與展望

近年來，國內(nèi)外研究者在無花果營養(yǎng)成分和主要功能成分多糖、香豆素類、黃酮、多酚類化合物的分離鑒定和提取方法、生物活性檢測和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方面開展了大量的基礎(chǔ)性研究工作，驗(yàn)證了無花果的抗氧化、抗癌、抑菌、降血糖、降血脂、殺蟲、消炎、降血壓、增強(qiáng)免疫、緩解疲勞等方面的多種生物活性和藥用療效，也進(jìn)行了簡單的資源開發(fā)利用研究，無花果的生物學(xué)活性已經(jīng)得到普遍認(rèn)可。就目前研究進(jìn)展來看，無花果主要還是以果實(shí)鮮食為主，主要集中在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，但其葉子生物活性研究的廣度、深度和開發(fā)利用仍顯不足。

目前無花果抗氧化、抗癌及抑菌等生物活性研究多在品種、成分及提取方法方面，有關(guān)不同功能成分和提取方法在改變細(xì)胞周期、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、體內(nèi)代謝過程中酶體系的基因調(diào)控、表達(dá)機(jī)理、體內(nèi)消化代謝機(jī)理、過程路徑、次級(jí)代謝產(chǎn)物、抑制細(xì)胞增殖、化合物進(jìn)行合成和結(jié)構(gòu)修飾等分子作用機(jī)理和途徑等方面的研究不足。

無花果主要功能成分黃酮、多酚和香豆素類在葉中含量較高，具有多種生物活性和藥理學(xué)特性，功能成分比較復(fù)雜，目前研究主要在其成分及提取方法方面。關(guān)于不同品種、季節(jié)鮮葉中的成分含量研究相對(duì)較少，鮮有開展葉子綜合提取中試化方面的研究。無花果的莖葉資源相較果實(shí)更加豐富，每年進(jìn)行修剪后基本被丟棄，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，綜合利用不足，因此要加強(qiáng)研究莖葉資源的綜合開發(fā)利用。

開展毒理藥理學(xué)試驗(yàn)，篩選出高效低毒抗癌藥效成分，設(shè)計(jì)綠色高效的提取分離純化方法，建立合理有效的評(píng)價(jià)模型，進(jìn)行無花果副產(chǎn)物活性功能成分的代謝調(diào)控機(jī)理研究和功能性保健食品與天然抗癌藥物研發(fā)，是未來無花果的研究方向。