葵花籽活性成分及生理功能研究进展

胡 超，杨 陈，黄凤洪

(中国农业科学院油料作物研究所/油料脂质化学与营养湖北省重点实验室，武汉 430062)

葵花籽活性成分及生理功能研究进展

胡 超，杨 陈*，黄凤洪*

(中国农业科学院油料作物研究所/油料脂质化学与营养湖北省重点实验室，武汉 430062)

向日葵是我国重要的油料作物之一，本文综述了葵花籽中的生物活性成分及其主要生理功能，为高效利用葵花籽，开发葵花籽相关保健食品和药品提供科学依据。

葵花籽；活性物质；生理功能

葵花籽是向日葵的果实，是一种传统的休闲零食，也是食用油的主要原料之一，它与菜籽、大豆和花生并称为世界四大油料经济作物[1]。我国向日葵的种植面积在世界范围内位居第四，种植面积约为1 000万km2，主要分布在西北部地区。葵花籽的产量高达250万t/年，其中属新疆和内蒙古的产量最高。近年来，人们的生活水平不断地提高，市场对植物油脂的需求也不断增加，据不完全统计，在我国，仅葵花籽油每年的消耗量就高达80万～90万t[2]。

根据不同用途，葵花籽可分为食用型、中间型和油用型三种。其中，油用型葵花籽油脂的含量高达30%～40%，是优质食用油的主要原料，食用价值较高。葵花籽油相较于其他食用油，营养成分远高于其他食用油，不饱和脂肪酸的含量高达85%，其中有60%以上的是亚油酸[3]。亚油酸是人体必需的脂肪酸之一，在动物油脂资源中含量较少，因此，葵花籽油作为一种保健型的烹调油，受到消费者的广泛青睐。葵花籽中蛋白质含量约为30%，其在籽粕中含量达40%左右[4]。这些植物蛋白具有较高的营养价值，是人体摄入蛋白质重要的来源之一。除此之外，葵花籽中还含有绿原酸、磷脂、膳食纤维、各种维生素及微量元素等生物活性物质，这些物质除了能提供人体正常新陈代谢所需的元素外，还具有抗氧化、清除自由基、消炎、预防各种慢性疾病和癌症、提高人类免疫力等作用[5-7]。

当前葵花籽主要用来生产葵花籽食用油，其次通过炒制加工来生产休闲食品。葵花籽加工过程中产生的大量饼粕通常被直接丢弃或者生产动物饲料，使得葵花籽中大量的生物活性物质没有被充分开发和利用，造成了资源的巨大浪费。本文综述了葵花籽中主要的生物活性物质的特性和生理功效作用，对避免葵花籽生产加工过程中资源浪费，开发葵花籽高附加值产品奠定理论基础，提高葵花籽产业的经济效益有一定意义。

1 葵花籽中的生物活性物质

1.1 亚油酸

葵花籽中的亚油酸占不饱和脂肪酸的60%以上[8]。自然界中的共轭亚油酸主要来源于反刍动物脂肪和牛奶产品中，葵花籽等植物中含有极少量的共轭亚油酸。但由于葵花籽含有大量的亚油酸，因而在工业中可用来生产制备共轭亚油酸[9]。目前，提取植物油料中的脂肪酸方法较多，例如压榨法、萃取法和溶剂提取法等，还可以采用超临界CO2法。亚油酸的提取主要采用水酶法，它在机械破碎的基础上，采用植物细胞相关的降解酶，使油脂释放，该方法提取的产物无需精炼，并提高了提取效率[10]。

1.2 绿原酸

绿原酸存在于自然界中许多植物中，如咖啡豆、金银花、杜仲等，不同植物中绿原酸的含量不同。与其他植物相比，葵花籽中含有较多的绿原酸(约3%)，占总酚类化合物的70%，去油后的葵花籽饼粕中的绿原酸更高达4%[11]。

国内外研究得到的绿原酸提取方法较多，例如溶剂提取法、超声波提取法、微波提取法和生物酶解法等。Nawaz H.等[12]研究提出采用超滤膜提取的方法纯化乙醇提取后的绿原酸粗产品。田江惠等[13]研究在乙醇萃取法的基础上结合超声波提取葵花籽饼粕中的绿原酸，通过工艺优化提取的条件，最终得到的提取率高达4.17%。

1.3 活性肽

生命活动中的各种过程如细胞分化、生殖传代、生物节律、防御免疫、抗衰防老等均与活性多肽密切相关[14]。葵花籽中蛋白质含量约为30%，葵花籽蛋白的氨基酸组成平衡优良，各人体必需氨基酸含量均高于WHO/FAO的标准水平。近年来，葵花籽蛋白水解产物—活性多肽，其营养价值和生理功能受到广大学者的关注。刘平伟等[15]利用双酶法水解葵花籽分离蛋白制备葵花蛋白肽，并探讨各因素对肽含量和水解度的影响，最终确定了葵花蛋白肽制备的最佳酶解条件。

1.4 膳食纤维

葵花籽中膳食纤维的含量较多，主要是水溶性的多糖物质。目前，国内外关于植物中的膳食纤维研究较多的有大豆、燕麦、玉米等，葵花籽中膳食纤维的提取和特性研究正处于起步阶段。褚盼盼等[16]以葵花粕为材料，采用传统水提醇沉法，最终确定了水溶性膳食纤维的最佳提取工艺及其理化性质。臧延青等[17]以葵花籽壳为原料，通过正交试验优化工艺条件提取水溶性膳食纤维，并对其体外抗氧化性进行探究。张喜峰等[18]通过单因素与二次回归正交旋转组合相结合优化葵花籽中水溶性多糖的提取方法，最终得到多糖得率为7.1%。

1.5 维生素

葵花籽中含有丰富的维生素，包括生育酚(维生素E)、硫胺素(维生素B1)、叶酸(维生素B11)及其他维生素。葵花籽中含有α、β、γ和δ四种维生素E的不同异构体。其中α生育酚的活性最高，葵花籽中α亚型生育酚的含量不仅高于其他三种同分异构体的含量，而且高于其他生育酚来源作物的含量，例如核桃、花生油、大豆、蛋黄和胡萝卜等。

葵花籽中含有较为丰富的天然叶酸，另外，葵花籽中也含有其他多种维生素，例如维生素A1、维生素B1、维生素B2、维生素B3等，这些天然的维生素有益人体健康。

1.6 磷脂

植物来源的磷脂较多，例如菜籽、玉米和葵花籽等。植物中的磷脂常与多糖、蛋白质等结合的形式存在，游离存在的磷脂较少。一些产地的葵花籽油中磷脂含量达1%左右[19-20]。葵花籽中磷脂主要有卵磷脂、肌醇磷脂、脑磷脂和磷脂酸四种，其中前两者的含量略高于大豆磷脂[21]。

国内外研究的提取磷脂类物质的方法包括有机溶剂法、膜分离、无机盐复合沉淀、柱色谱法和超临界二氧化碳萃取法等。在实际生产中，通常采用有机溶剂法和柱色谱结合法，前者得到中等纯度的磷脂产品，后者得到高度纯度产品。Cabezas D M[22]和Hollo，J.等[23]研究利用乙醇溶剂提取葵花籽磷脂产品，并得到最佳工艺优化条件。

1.7 微量矿物质元素

葵花籽中含有丰富的人体必需的微量矿物质元素，包括铁、硒、锌、磷、镁、和铜等。

2 葵花籽活性成分的生理功效

2.1 抗氧化性

葵花籽中的很多活性成分都具有不同程度的抗氧化能力。维生素E是公认的最常见的天然的抗氧化剂，常用于营养品和护肤品中。另外，葵花籽中的维生素E与微量元素硒在机体内具有协同作用[24]，它们共同构成了细胞膜的两道抗氧化防线。葵花籽中的绿原酸也是一种优良的天然的抗氧化剂。胡宗福等[25]研究了三种不同的活性氧与不同浓度绿原酸之间的关系，结果显示，绿原酸对这三种活性氧均具有清除能力，并且自由基清除效率与绿原酸浓度成正剂量效应。

越来越多植物源活性肽被发现和分离，它们通常具有一定抗氧化、降血压和调节免疫的作用。董聪等利用葵花籽粕蛋白粉为原料，采用双酶酶解葵花籽粕蛋白得到了具有抗氧化活性的多肽，在一定条件下，葵花籽多肽对超氧阴离子自由基和羟基自由基清除能力分别为68.06%、50.12%。

2.2 抗癌症

绿原酸是一种细胞癌变的抑制剂，它能抑制细胞氧化应激反应和细胞癌变过程中的中间产物，也能抑制一些致癌物活化酶等。Kasai H等[26]表明，绿原酸能降低小鼠8-羟基脱氧鸟苷水平，该物质是由氧自由基形成的致癌物质。绿原酸也能诱导慢性粒细胞性白血病细胞凋亡，还能抑制唾液腺瘤细胞和鳞状细胞癌细胞的生长[27]。姚素艳等[28]用绿原酸处理人鼻咽癌细胞株CNE-1，发现绿原酸可以诱导提高抑癌基因的表达水平，从而减少细胞周期蛋白的表达量，降低该细胞株的端粒酶活性。

近年来，亚油酸在预防癌症方面的生理功效受到科研工作者的广泛关注。有研究显示，共轭亚油酸在小鼠前胃肿瘤、皮肤肿瘤以及结肠肿瘤的形成过程中起到一定抑制作用。华伟等[29]研究发现，近年来随着乳制品的消费增加，乳腺癌患病的概率也随之减少，这是由于乳制品中的亚油酸具有抗癌功效。曹树稳等[30]研究发现，亚油酸的异构体(10，12-CLA)对人乳腺癌细胞(MCF-7，MDA-MB-231)和大鼠乳腺癌细胞(F3Ⅱ)均具有较强的抑制性。

膳食纤维虽然不被人体消化和吸收，但也具有一定的抗癌作用。流行病学研究者发现，膳食纤维能有效地降低结肠癌发病概率。膳食纤维的抗癌作用机制可能是由于膳食纤维不被消化，并且在体内能吸水膨胀，从而减少了粪便停留时间，因此降低了致癌物质的浓度[31]。另外，膳食纤维的主要成分—多糖，是肠道细菌发酵底物，它们发酵的产物也能抑制癌症基因的表达。也有研究表明，可溶性膳食纤维的摄入能有效地降低绝经前妇女乳腺癌发生风险[32]。这可能是因为膳食纤维能吸附游离的雌激素，并增加人体排便量，降低体内雌激素的水平，从而起到了一定的预防乳腺癌作用。

2.3 抗动脉粥样硬化和降血脂

亚油酸能延缓动脉粥样硬化形成，是由于其参与机体脂质代谢过程。有研究表明，定期给动脉硬化模型的喂养定量的亚油酸，结果显示，实验组血液中总胆固醇、甘油三酯、LDL-C浓度明显低于对照组，并且实验组动脉硬化样损伤程度也显著地低于对照组[33]。

绿原酸能减少脂肪的积累，降低血脂水平。王建辉等[34]对高血脂小鼠模型定期用绿原酸灌胃，同时定量给予高脂膳食，结果显示，小鼠血清中总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇等浓度水平明显降低，冠心指数和动脉硬化指数也显著降低。

膳食纤维也在降血脂和预防心血管疾病中发挥非常重要的作用。大量的动物实验证实，从植物中提取的天然膳食纤维具有降血脂能力。Glore SR等[35]综述了可溶性纤维比不可溶性纤维具有更大的降血脂能力，并且前者能显著地降低LDL-C水平。

磷脂是动植物不可或缺的基本成分，同时也具有调节血脂的能力，它能显著地降低人体甘油三酯、胆固醇等水平。李芳生等[36]研究证实，针对45～65岁的男女职工及退休人员的临床试验表明，检测服用大豆磷脂合剂前后测试者血液中甘油三酯、总胆固醇和动脉硬化指数等，结果显示，服用磷脂组出现降脂效果。由于磷脂分子本身具有双重特性，即亲水性和亲脂性，因此它能结合脂肪类物质，减少血管内壁上胆固醇的沉积，因而能有效清除部分动脉粥样硬化斑块，延缓疾病进一步恶化，降低心血管类疾病的发病几率。

2.4 降血糖

可溶性膳食纤维的另一个功效是降低机体血糖。由于膳食纤维降低食物在体内停留时间，特别是碳水化合物，并抑制消化酶活性，这些物质未被充分的消化和吸收，使血液中葡萄糖的浓度并未增加，另一方面膳食纤维由于体积较大，其中含有的碳水化合物与肠道的接触面积降低，影响了胰岛素的感受性。大量的研究证实，可溶性的膳食纤维能有效地降低血糖水平、影响胰岛素敏感性、维持体内葡萄糖稳态。Post RE等[37]对15项研究进行Meta分析发现，2型糖尿病患者增加含膳食纤维饮食，能有效地降低血液中空腹血糖和糖化血红蛋白水平。

葵花籽中的绿原酸具有降低血糖的功效。Andrade-Cetto A等[38]研究显示，给糖尿病小鼠模型给予定量绿原酸提取物，在3个小时内，测得实验组小鼠血糖水平与对照组(给予格列本脲提取物)两者无统计学差异，说明绿原酸可能影响血糖水平，具有降低血糖功效。

2.5 调节机体免疫力

亚油酸能有效促进淋巴细胞增殖，也能增强淋巴细胞和巨噬细胞的活性。Yamasaki M等[39]研究发现，共轭亚油酸促进CD8+T细胞的分化增殖，增强细胞免疫效力，同时影响抗体的分泌，加速免疫系统的炎症反应。

绿原酸也参与人体免疫功能调节。马力等[40]研究结果指出，通过将大鼠肠道淋巴细胞与绿原酸共培养后，培养物上清液中γ-干扰素和肿瘤坏死因子-α水平都有显著地升高，而对照组检测结果不显著。另外，研究学者也发现，绿原酸能提高部分抗体分泌水平，激活钙调磷酸酶信号通路，加强巨噬细胞功能[41-42]。

2.6 其他生理功效

绿原酸具有抗凝血、抗病毒、抗紫外、抗辐射和抗白血病等功效，此外，绿原酸也具有一定的消炎作用。绿原酸具有诸多的药理活性，并具有来源广、安全系数高的特点，目前已经被广泛地应用于医药食品等领域。膳食纤维近年来也受到广泛的关注，它在预防癌症、降低血脂和血糖方面具有显著作用，被称为第七大营养素，常应用于保健食品中。除此之外，它还具有改善记忆能力和调节情绪的功能。维生素和矿物质元素都是人体必需的微量元素，它们在人体内发挥多种不同的功效，维生素E除了具有抗氧化活性和提高免疫功能，它还参与生殖器官的成熟和功能等。磷脂具有重要的医用价值，它可以作为特定药物的载体，直接作用于病灶，特别是应用于抗癌药物的研制成为近年研究的热点。磷脂也被誉为“脑的食物”和“长寿因子”，卵磷脂提高大脑神经元递质浓度，即乙酰胆碱，提高人体记忆力，另外，它能延缓衰老，修复人体内生物膜，改善膜功能，增强细胞的新陈代谢。葵花籽中含有的微量元素硒与人体正常的新陈代谢密切相关，摄取不同种类微量矿物质元素有益于人类健康。

3 结论与展望

葵花籽中富含多种生物活性成分，它们具有抗氧化、抗肿瘤、降血糖、调节血脂和增强机体免疫力等生理功效。作为天然的膳食营养因子，它们对维持身体健康和预防各种疾病有重要作用，具有良好医用价值和广阔的开发前景。我国是葵花籽的种植、生产、加工、消费大国，充分利用葵花籽的活性营养成分来生产各种高附加值产品，不仅有效避免资源浪费，还能提高经济效益，促进葵花籽加工产业的升级。

当前，国内外学者围绕葵花籽的生物活性成分及其生理功能展开了一系列研究，并取得了许多重要成果，但是仍然有许多问题亟待解决。首先，葵花籽的活性成分研究主要集中在亚油酸和绿原酸上，对葵花籽中具有多种生理活性的短肽研究处于起步阶段，其化学特性和生理功能的研究需要进一步推进和深入。除此之外，葵花籽饼粕中含有大量的可溶性多糖，众多的研究报道表明，天然植物多糖通常具有多种生物活性，然而目前关于葵花籽多糖的功能特性的研究十分少见，多糖的分离提纯和化学组成分析鉴定技术有待进一步加强和提高。其次，葵花籽活性成分功能特性研究主要集中在体外抗氧化和抑制癌细胞增殖方面，其作用机制和分子机理的研究尚不明确，仍需要结合现代分子生物学检测及组学测序技术深入解析。同时针对抑制癌症和增强免疫力等重要生理功能亟需积极开展相关动物实验，探究其在体内的具体作用效果并解析其调节机制。这些科学研究的广泛深入和推进势必为现代葵花籽产业的升级改造，开发新型、高效葵花籽保健食品及药品提供重要的科学指导和理论依据。◇

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(责任编辑 李婷婷)

Research Progress on Bioactive Components and Physiological Functions of Sunflower Seeds

HU Chao，YANG Chen，HUANG Feng-hong
(Oil Crops Research Institute of Chinese Academy of Agriculture Sciences/Hubei Key Laboratory of Lipid Chemistry and Nutrition，Wuhan 430062，China)

The sunflower is an important oil crop in China.The bioactive compounds of sunflower and their physiological functions were summarized，which would provide theoretical basis and scientific direction for utilizating sunflower seeds more sufficiently and also for development of health-care food or medicine based from sunflower seeds.

sunflower seed；bioactivity compound；physiological function

中国农业科学院科技创新工程(项目编号：CAAS-ASTIP-2013-OCRI)；国家公益性科研院所专项资金项目(项目编号：1610172017009)。

胡超(1989— )，女，硕士，研究方向：天然产物活性。

*共同通信作者：杨陈(1987— )，女，博士，助理研究员，研究方向：植物活性成分功能；黄凤洪(1964— )，男，博士，研究员，研究方向：植物油脂与蛋白。