沙棘类胡萝卜素研究进展

王启林,袁木荣

(青海伊纳维康生物科技有限公司,青海 西宁 810000)



沙棘类胡萝卜素研究进展

王启林,袁木荣*

(青海伊纳维康生物科技有限公司,青海 西宁 810000)

摘要沙棘具有多种重要的生理功能，其果实中含有丰富的类胡萝卜素，因类胡萝卜素显著的生物活性，沙棘类胡萝卜素研究成为近年的热点，综述沙棘类胡萝卜素目前的研究进展，并对其后续研究进行展望。

关键词沙棘；类胡萝卜素；组成分布；生物活性；研究应用

类胡萝卜素为生物学上极重要的化合物，属于脂溶性色素[1]，广泛存在于高等植物、藻类及光合细菌的光合系统中[2]，目前，已有700多种类胡萝卜素被分离和鉴定出来[1]。类胡萝卜素不仅是重要的天然色素，而且具有多种重要的生物学活性，寻找富含类胡萝卜素的生物资源一直是研究的热点，作为药食两用的沙棘，因其果实中类胡萝卜素含量极高[3]，加之其含有的种类丰富的其他活性物质，近年来备受关注。本文将以沙棘类胡萝卜素组成、分布与含量、功能活性、研究应用等方面作为出发点，对沙棘类胡萝卜素的研究过程进行简要阐述。

1 沙棘类胡萝卜素组成

沙棘果中含18种类胡萝卜素，有文献报道[4]，从沙棘中提取出的9种类胡萝卜素，其中5种分别鉴定为α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、番茄红素、顺式番茄红素、玉米黄素。目前已知的沙棘类胡萝卜素分别包括：α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素、隐黄质、β-玉米黄质、月亮黄质、番茄红素、顺式番茄红素、玉米黄素等，其中，具有维生素A源活性的类胡萝卜素有β-胡萝卜素、γ-胡萝卜素、隐黄质、β-玉米黄质和月亮黄质。占沙棘果中18种类胡萝卜素的48%，活性最强的维生素A源为β-胡萝卜素和隐黄质，占维生素A源的5%[5]。

2沙棘类胡萝卜素分布与含量

沙棘类胡萝卜素主要存在于果实中，果皮、果汁、种子及果渣中均有分布，国内用高效液相色谱法测出[6]，每100 克种子油中β-胡萝卜素含量为4845 mg，果渣油中含187 mg，果汁油中含67.2 mg。据文献记载[7]，阿塞拜疆产的沙棘每100 g果实中含总胡萝卜素4.5 mg，果汁中含2 mg，干燥果渣中含40 mg，沙棘油中含168～215 mg，另有文献报道[8]，从沙棘果皮中测得胡萝卜素含量为233 mg/100g，比果肉含量高64 mg/100g。本实验室对沙棘果皮进行了β-胡萝卜素测定，测得果皮中β-胡萝卜素含量为150～180 mg/100g之间，含量较高。

3沙棘类胡萝卜素功能活性

类胡萝卜素是沙棘果实中重要的功能成分之一，除作为维生素A前提物质外，还具有清除自由基、增强免疫力和预防癌症等功效[9]。因此，类胡萝卜素的药用价值和保健作用对沙棘综合开发利用意义重大。

3.1着色剂及维生素A源

沙棘果实所含的类胡萝卜素，其含量和组成不仅决定了沙棘果实外观色泽和商品性，也是转化为维生素A的重要的前体物质。

维生素A是人体中一种必须的微量营养素，具有维持视功能，促进细胞分裂，提高免疫功能，促进胚胎发育的功能[10]。而类胡萝卜素是一种重要的维生素A来源，尽管自然界中已经发现的类胡萝卜素达700多种，但是仅有10%的类胡萝卜素能够提供维生素A[11]。沙棘果实所含的类胡萝卜素中，1分子β-胡萝卜素能提供2分子的维生素A，其余的如α-胡萝卜素、γ-胡萝卜素、玉米黄素、隐黄质等只能提供1分子的维生素A[12]。人体摄入生的β-胡萝卜素可以较多的贮存在肝脏中，根据需要逐步转化成维生素A，不会引起过量维生素A产生的毒害，从而对体内的维生素A缺乏起到补充作用[13]。

3.2预防光损伤和抗氧化功能

β-胡萝卜素是沙棘果实所含类胡萝卜素的主要成分之一，它是一种很强的抗氧化剂，能高效淬灭单线态氧和清除体内自由基的不良反应，对免疫反应系统有保护作用，可降低癌症的发病率[9-14]。

叶黄素和玉米黄素具有预防光损伤和抗氧化功能。临床研究发现[15]，叶黄素做为视网膜黄斑的组成色素，其摄入可以提高黄色斑的色素含量，并且能够提高AMD(年龄相关性黄斑变性)病人的视力，还能消除自由基，预防白内障[16]；吸收蓝光，防止对眼睛的损伤[17]。最新的一项研究显示[18]，叶黄素还可明显改善长期荧屏光暴露者的视功能。

总之，沙棘果实中类胡萝卜素分子结构所含的多个共轭双键，能够减少自由基对细胞遗传物质和细胞膜损伤，阻止光氧化和脂质氧化，从而延缓衰老。

3.3增强免疫及抗癌功能

近年来，不少文献报道了类胡萝卜素在增强免疫及抗癌方面的作用， 沙棘果肉油中富含胡萝卜素和类胡萝卜素[19]，因此，沙棘可作为提取类胡萝卜素的资源补充。不仅可以使类胡萝卜素来源多元化，也可以使沙棘有效部位得到充分利用。

类胡萝卜素增强免疫的功能主要体现在以下几个方面：一，类胡萝卜素能增加免疫系统中B细胞的活力，从而消灭外援入侵的病原体；二，类胡萝卜素能提高CD4细胞的能力，能协助B细胞产生抗体；三，类胡萝卜素能增加嗜中性白血球的数目，使其能分泌降解细菌的酶；四，类胡萝卜素能增加自然杀伤细胞的数目，已消除机体内感染的细胞或癌细胞[20]。

类胡萝卜素的抗癌机制一方面是由于其抗氧化功能，因为类胡萝卜素能够清除对DNA产生损伤的活性氧，另一方面可能是由于其具有细胞间隙连接通讯的功能。细胞间隙连接是细胞间的连接通道，这个通道的作用是用来交换营养分子和信号分子，在癌症的发生过程中，会导致connexin蛋白的表达受阻，而类胡萝卜素可促进connexin蛋白的表达，进而起到抗癌的作用[12]。

3.4其他作用

沙棘中含有的类胡萝卜素种类丰富，除具有维生素A源活性、抗氧化、增强免疫、抗癌等活性外，还具有预防心血管疾病的功能。此外，类胡萝卜素家族的叶黄素和玉米黄素对皮肤有保护作用[21]；β-隐黄质在促进骨健康和预防骨质疏松症方面具有独特的功能[22]。

4研究及应用

综合近几年的文献及专利，沙棘的开发利用多集中在沙棘油类、黄酮、原花青素、蛋白、果粉、膳食纤维及芽茶等方面，对沙棘类胡萝卜素开发利用甚少，仅有的几项研究主要针对以下几个方面展开。

4.1不同品种沙棘中类胡萝卜素含量差异研究

邹德喜等[23]利用改进的类胡萝卜素提取方法并结合分光光度法对10个品种的沙棘果实中的β-胡萝卜素含量进行了测定，以期筛选出类胡萝卜素(β-胡萝卜素为主)含量较高的优良沙棘品种，为沙棘类胡萝卜素开发和遗传育种提供参考。

研究结果发现10个品种的β-胡萝卜素含量有很大差异。Raffo等人[24]的研究显示沙棘果实中的类胡萝卜素含量与品种、产地以及成熟程度有很大关系。由此证明，品种对类胡萝卜素含量影响很大，沙棘育种时应该结合当地环境因素，筛选适宜的沙棘品种。

4.2沙棘浆果成熟过程类胡萝卜素变化

郭海等[25]对3种浆果成熟过程中的糖、有机酸、黄酮醇和类胡萝卜素组分变化进行了研究，结果显示3个品种类胡萝卜素组成主要是玉米黄素、β-胡萝卜素和β-隐黄系，作为沙棘浆果呈现亮丽橙色的主要色素，在实验阶段，3种类胡萝卜素伴随着成熟其浓度逐渐上升直到成熟。

4.3沙棘类胡萝卜素分离制备研究

李刚发明了1项利用沙棘果皮油富集β-胡萝卜素的专利[26]。该专利利用皂化法纯化富集沙棘果皮中的β-胡萝卜素，最终得到的棕红色油状液体中β-胡萝卜素含量为1 250 mg/100 g，利用皂化法富集后的β-胡萝卜素含量比富集前提高约10倍，该专利具有加工原料丰富、成本低的优势。随后李刚的另1项名为“一种从沙棘果实中制备沙棘黄色素的方法”的专利[27]利用沙棘果皮富集沙棘黄色素，该专利以沙棘皮渣为原料，以简便实用的提取工艺制备黄色素，使沙棘皮变废为宝，大大提高了沙棘的利用价值。刘宝沛[28]等发明了1项利用沙棘油制备沙棘油粉的专利，该专利应用麦芽糊精将沙棘油进行包埋制成沙棘油粉，不仅能够使沙棘果油中的类胡萝卜素稳定性增加，利于保存，而且也解决了因沙棘油特殊味道，不易直接服用的问题，同时利用此法制成制剂，也扩大了制剂范围。王静[29]等对沙棘果实的黄色素进行研究，结果发现，提取沙棘黄色素时宜选用极性小的溶剂作为提取溶剂，对其稳定性研究发现，沙棘黄色素的稳定性影响因素有酸碱性、直射阳光、温度及部分金属离子。因此，提取时应尽量避免上述影响因素存在。

4.4沙棘类胡萝卜素产品开发与应用

目前市场是已存在的包含沙棘类胡萝卜素成分的沙棘类产品主要为沙棘籽油、沙棘果油，沙棘全果油以及与油类相关的胶囊及微胶囊等，沙棘籽油富含维生素、黄酮、脂肪酸、氨基酸及其他微量元素等，具有“维生素宝库”的美称，具有调节新陈代谢、提高机体免疫力、抗肿瘤、抗衰老、健脑益智等功效[30]；沙棘果油及全果油中存在着含量较高的类胡萝卜素、维生素E以及多种不饱和脂肪酸，具有营养、保健、治疗三重功效，在心血管系统、消化系统及美容方面疗效显著[31]。

5展望

中国作为世界上沙棘资源的最大拥有国，沙棘种植面积约为260多万公顷，占世界沙棘资源储量的95%以上，同时由于近年来大面积的连片人工种植，这为沙棘资源的产业化利用奠定了良好的基础[32]，也为沙棘产品的开发提供了有利的先决条件。沙棘果实作为类胡萝卜素分布的主要部位，在生产过程中一般只收集果实中果油及籽油部分，而忽视了沙棘类胡萝卜素的另一个存在部位—沙棘果皮，多半将其作为生产废渣丢弃，未能好好利用。因此，为防止资源浪费，减少环境压力，并能使活性部位充分利用，采用沙棘果渣、果皮提取类胡萝卜素，不仅能使类胡萝卜素来源更加扩大，而且能够使果皮、渣类变废为宝，经济效益巨大。

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The Study Progress of Carotenoids in Sea-buckthorn

Wang Qilin，Yuan Murong*

[Tangut (China) Corporation Limited, Xining 810000, China]

AbstractSeabuckthorn has many important physiological functions，its fruit being rich in carotenoids.Because of carotenoids’ significant biological activity, seabuckthorn carotenoids research has become a hot spot in recent years. This paper summarizes the research progress of seabuckthorn carotenoids, and the future research was discussed.

Key wordsSeabuckthorn; carotenoids; composition and distribution; biological activity; research and application

收稿日期：2015-06-15

作者简介：王启林(1988—)，女，从事植物活性成分研究。

*通讯作者

doi：10.3969/j.issn.1006-9690.2016.01.011

中图分类号：S793.6

文献标识码：A

文章编号：1006-9690(2016)01-0037-03