天然香辛料中的植物化学物及其生理活性研究进展

眭红卫，许睦农

(武汉商学院，武汉 430056)

天然香辛料中的植物化学物及其生理活性研究进展

眭红卫，许睦农*

(武汉商学院，武汉 430056)

天然香辛料在世界各国有着悠久的使用历史，我国的香辛料资源尤为丰富。研究发现：天然香辛料中含有酚类、萜类、含硫化合物、生物碱等植物化学物质，它们不仅赋予植物特殊的辛香气味，而且被证实具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗癌、抗病毒等多种生理活性。对香辛料中的植物活性成分进行归纳综述，旨在为开发香辛料在保健、医疗、功能食品等领域的应用提供参考。

天然香辛料；植物化学物质；生理活性

香辛料主要来自各种自然生长植物的果、茎、叶、皮、根等，具有浓烈的芳香味、辛辣味，在世界各国有着悠久的使用历史。目前，世界上已知的天然香辛料多达500 种，1997 年经国际标准化组织(ISO)确认并列入标准的香辛料达110 种，其中列入我国国家标准GB/T 12729.1-2008《香辛料和调味品名称》的品种有68 种[1]。中国饮食文化的灿烂丰富和中餐烹饪的博大精深，与香辛料的使用是密不可分的。在我国，常用的香辛料有八角、茴香、胡椒、花椒、高良姜、肉桂、豆蔻、草果、白芷、丁香、孜然、砂仁、生姜、大蒜等。在这些天然植物香料中含有丰富的植物化学物质，不仅赋予了植物特殊的辛香气味，用于食品加工能增强和改善食品的风味；而且香辛料中的这些植物化学物质被证实具有多种生理活性，使其在发挥抗癌、抑菌等保健作用方面受到越来越多的关注和研究。

1 香辛料中的植物化学物质

植物化学物质是植物性食物中除已知必需营养素以外的一类生物活性物质的总称，这类化学物质属于植物的次级代谢产物，是生物进化过程中植物维持其与周围环境相互作用的生物活性分子。目前，人们在香辛料中发现的植物化学物主要有酚类、萜类、含硫化合物、生物碱等。

1.1 酚类及其衍生物

酚类化合物包括了一类有益健康的化合物，其共同特性是分子中含有酚的基团。香辛料植物中的酚类化合物有酚酸、黄酮类、香豆素、木脂素等，见表1。

表1 香辛料植物中的酚类化合物

续 表

1.2 萜类及其衍生物

萜类化合物是由甲戊二羟酸衍生而成的，基本碳架多具有2个或2个以上异戊二烯单位结构特征的不同饱和程度的衍生物。香辛料中的天然萜类化合物种类繁多，根据其结构可分为单萜、倍半萜、二萜、三萜等，它们大多具有挥发性，是香辛料精油中的主要成分，见表2。

表2 香辛料植物中的萜类化合物

1.3 含硫化合物

含硫化合物主要存在于葱、蒜类香辛植物中，如大蒜内含硫成分多达30余种，其中主要的活性物质有二烯丙基一硫化物(DAS)、二烯丙基二硫化物(DADS)、二烯丙基三硫化物(DATS)及S-丙烯丙基巯基半胱氨酸(SAMC)、S-烯丙基-L半胱氨酸亚砜(SACS，即蒜氨酸) 和S-烯丙基半胱氨酸(SAC)等[21]。

1.4 生物碱

目前已在多种天然香辛料中发现了生物碱成分，如辣椒中的辣椒碱；胡椒中的胡椒碱、胡椒林碱、辣椒碱和胡椒油碱A，B，C等；花椒中发现的生物碱有茵芋碱、香草木宁、帕洛平、青椒碱等以及花椒酰胺类物质如花椒素、异花椒素、双氢花椒素、四氢花椒素、α-山椒素、β-山椒素等，它们是花椒麻味的呈味成分，同时具有生理活性[22]。

1.5 其他植物化学物成分

常用香辛料中的其他植物化学物质还有八角、白芷、花椒、茴香中的茴香脑；八角、花椒、茴香中的爱草脑；肉豆蔻中的肉豆蔻醚；胡椒中的胡椒醛；肉桂中的肉桂醛、肉桂酸、肉桂醇；孜然中的枯茗醛、枯茗酸等，它们大多为脂肪族或芳香族类化合物，是香辛料挥发油成分，具有独特的辛香气味。

2 香辛料中植物化学物质的生理活性

上述植物化学物质，不仅赋予了香辛料植物特别的风味，同时还表现出多方面的生理活性。尤其是香辛料中主要含有的酚类和萜类等功能性成分，除了具有显著的抗氧化、抗菌活性外，还具有抗炎、抗癌、抗病毒以及降压、降糖和降脂等功能。

2.1 抗氧化活性

香辛料中含有各种酚类化合物，抗氧化活性是酚类最为重要的生物活性；香辛料精油中的萜烯类也具有较强的抗氧化活性。香辛料成分的抗氧化性主要是通过清除自由基、螯合金属离子和还原能力来实现的。香辛料提取物中总多酚含量与抗脂质氧化能力(P<0.05)和DPPH 自由基清除能力显著相关(P<0.05)；DPPH 自由基清除能力与还原能力显著相关(P<0.05)[23]。

2.2 抗菌活性

香辛料植物的抗菌活性很早就被人们认识，一直以来对香辛料中抗菌物质的研究从未间断。香辛料的抗菌功能主要与其精油含量有关，香辛料精油中的萜类以及脂肪族、芳香族挥发性成分是香辛料中主要的抗菌物质。大量的研究表明：丁香酚、肉桂醛、大蒜素、α-松油烯、α-蒎烯等精油成分对多种细菌和真菌具有一定抑制或杀灭作用，且多种成分共存时可提高各成分单独使用时的抗菌效果；其抑菌作用机理多种多样，主要通过降解细胞壁、破坏细胞质膜、破坏膜蛋白、胞内成分渗出、胞质凝结、分子主动运输力损耗等来实现[24]。

2.3 抗炎活性

关于香辛料中植物化学物质的抗炎活性，国内外研究人员也做了深入研究。化合物的抗氧化活性和抗炎活性往往具有相关性，香辛料中大量存在既有抗炎活性，又具有抗氧化活性的化合物。有研究显示：在香辛料中广泛存在的木脂素类、酚酸类以及黄酮类成分槲皮素等，均显示出抗炎活性，其抗炎作用主要通过抑制TNF-α，NF-κB，iNOS等炎症因子活性或促进抗炎因子NAG-1生成活性来实现[25]。对肉桂抗炎机理的研究表明：其热水提取物有较强抗炎活性，抗炎活性成分主要为肉桂醛及其衍生物，主要通过抑制NO生成而发挥抗炎作用。

2.4 抗癌活性

美国国立癌症研究院曾经报道：植物的单一成分、香辛料的精油或油树脂、功能性色素及生理活性已明确的植物化学物质成分是用于预防癌症临床研究的较好食品素材[26]。

研究表明：白芷中的香豆素类能抑制毒霉素-L在大鼠体内产生的诱导恶病质样表现，从而遏制癌症的发生和进展；大蒜中的含硫有机化合物可通过影响致癌物代谢、诱导肿瘤细胞凋亡、影响细胞周期以及抗氧化和免疫调节等机制抑制肿瘤细胞的增殖；从丁香中分离得到倍半萜β-石竹烯氧化物、α-葎草烯等能增加谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性， GST是细胞抗损伤、抗癌变的主要解毒系统成分；肉豆蔻挥发油及肉豆蔻醚对结肠癌细胞株的体外增长也有显著抑制作用；白豆蔻精油(主要成分为各种萜烯)在模拟人体胃环境中对亚硝酸钠有明显的清除作用，从而降低亚硝酸钠毒性，降低发生癌变的风险；高良姜等中的姜黄素可以通过诱导肿瘤细胞的凋亡来抑制多种癌细胞的增殖[27]；胡椒碱有抗肿瘤转移的作用，可抑制B16F-10黑色素瘤诱导的肺转移，明显减少肿瘤的形成，延长荷瘤小鼠存活期[28]；肉桂中的肉桂酸可使肺腺癌A549细胞增殖抑制、细胞分裂指数降低、软琼脂集落形成减少、分化型细胞数明显增多，证明其对肺腺癌A549细胞有明显的增殖抑制作用及较强的非细胞毒的诱导分化作用；生姜中的6-姜酚可明显抑制Dat-lon's淋巴腹水瘤细胞和人淋巴细胞生长[29]；丁香、桂皮、良姜、红花椒和香叶等因酚类含量高抗氧化能力较强，能显著降低酱牛肉中致癌物杂环胺的含量[30]。

临床研究中，氧化损伤和发炎一直被认为是癌症和其他慢性病(如糖尿病、高血压、阿兹海默症等)的根本原因。因此，凭借香辛料的抗炎性、抗氧化性和抗肿瘤性，香辛料或其生物活性成分不仅能单独地或共同地降低癌症风险，还对致癌物质的生物活化有直接的抑制作用[31]。

2.5 抗病毒活性

研究发现：香辛料中的多种植物化学物质还具有抗病毒活性，如姜黄素类可以抑制单纯疱疹病毒HSV-1的活性[32]，也可以抑制泛素-蛋白酶体系统中柯萨基病毒的复制[33]，还可抑制HIV-1慢性感染了的HIV-1LTR活性和病毒的复制[34]；丁香酚在体外和小鼠体内都对单纯疱疹病毒HSV-1和HSV-2具有抗病毒作用[35,36]；大蒜中的含硫化合物对烟草花叶病毒有一定的抑制作用[37]。

2.6 其他生理活性

香辛料中的植物化学物质除了具有上述生理活性外，还表现出在其他方面的活性作用，如丁香酚、辣椒碱、胡椒碱、槲皮素、姜黄素、肉桂醛和有机硫化物等具有刺激消化、抗血小板聚集、抗动脉粥样硬化和降血脂等作用[38]；肉豆蔻中的香豆素类化合物表现出一定的降压活性；肉桂中的羟甲基查尔酮具有降糖活性[39]；八角、茴香等多种香辛料中含有的茴香脑具有雌性激素样活性等[40]。

3 结语

我国的香辛料资源相当丰富。目前香辛料主要作为天然调味料用于食品的烹饪加工中，对其深加工利用还远远不够。了解香辛料中的功能活性成分，进而研究其分离提纯技术，从香辛料中筛选出高效、经济、安全的天然活性植物化学物质，用于保健、医疗、功能食品等行业领域，前景广阔，意义重大。

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Research Progress on Phytochemicals in Natural Spices and Their Physiological Activities

SUI Hong-wei, XU Mu-nong*

(Wuhan Business University, Wuhan 430056, China)

Natural spices are widely used all over the world for a long history and China is rich in spices resources. The phytochemicals including phenolics, terpenoids, sulfides and alkaloids are found in natural spices; they not only have special spicy flavor, but also have a variety of physiological activities such as antioxidation, anti-bacteria, anti-inflammatory, anti-cancer and anti-viral. Summarize the plant bioactive components in natural spices, aiming to provide references for developing the utilization of spices in the fields of medicine, health care and functional food.

natural spices; phytochemicals; physiological activities

2016-11-15 *通讯作者

湖北省教育科学规划课题(2015GB143)；武汉商学院校级重点课题(2015Z002)

眭红卫(1968-)，女，副教授，研究方向：食品营养与安全；

许睦农(1959-)，男，讲师，研究方向：烹饪原料学。

TS202.3

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.05.040

1000-9973(2017)05-0176-05