药食两用中药-芡实的研究进展

林红强，王涵，谭静，吴福林，刘金平，李平亚，董庆海

（吉林大学药学院天然药物研究中心，长春 130021）

传统中药芡实为睡莲科（Nymphaeaceae）水生草本植物芡（Euryaleferox Salisb.）的干燥成熟种仁[1]，又名鸡头米、鸡头子等。始载于《神农本草经》，列为上品，性味甘平，具补脾、止泻、除湿、益肾固精之功效，素有“水中桂圆”的称号。芡实含有多种化学成分，包括营养成分以及黄酮类、甾醇类、多酚类等功效成分。现代药理学研究表明，芡实具有抗氧化、延缓衰老、降血糖、改善心肌缺血等药理作用，临床上对多种肾脏疾病以及慢性肠炎、遗精、中风后遗症等症状均具有较好的疗效，且作为食品被广泛食用。本文综述了芡实的化学成分、药理活性、临床应用以及食品开发的研究进展，旨在为其深入研究和开发利用提供参考。

1 分类

芡为睡莲科芡属唯一的物种，根据果实是否有刺，分为有刺种北芡和无刺种南芡2个变种。芡分布在我国南北各省的湖塘、沼泽等地区。北芡多为野生，其适应性强于南芡。

南芡别名苏芡，是芡的栽培变种，常见花色有紫花、白花、红花，地上部光滑无刺（除叶背外），植株个体较大，成龄叶直径为1.0～1.5 m，最大可达2.5 m，种子较小，近圆形，粳性，外种皮薄，品质中等，主产于湖南省、广东省、皖南及苏南一带，常用作食品并出口。

北芡别名刺芡、野芡，是芡野生或栽培的品种，常见花色有紫花、白花，地上部全身密生刺，植株个体较小，成龄叶直径为0.7～0.8m，最大可达2m，种子较大，近圆形，糯性，外种皮较厚，品质优，主产于山东省、皖北及苏北一带，常用于药用[2]。

2 化学成分

2.1 营养成分

2.1.1 碳水化合物 碳水化合物是芡实中最主要的营养物质，其中淀粉所占比重最大（≥70%），其含量随成熟过程呈不断上升趋势[3]；还原性糖类含量随种子的成熟逐渐降低[4]。此外，可溶性成分在体内可被吸收利用，故可作为机体所需能量和膳食纤维较理想的来源。

2.1.2 矿质元素 矿质元素对调节机体代谢和生长发育具有重要作用。丁利君等[5]对潮州芡实中的K、Na、Ca、Mg、Cu、Zn、Mn、Fe、Ni、Pb、Cd 等元素进行了测定，结果表明，有害元素Pb、Cd的含量较低，其余必需元素含量较高；另报道了20个产地芡实中26种无机元素的含量，发现均富含Na、Mg、P、K和Ca等常量元素以及Mn、Fe、Zn和Al等微量元素，重金属及有害元素含量均符合中国药典的限量标准[6]。

2.1.3 蛋白质 芡实中含有丰富的醇溶蛋白、清蛋白、谷蛋白和球蛋白等蛋白质[7]，粗蛋白含量可达9.72%；芡实蛋白中氨基酸种类较多，且含量远高于必需氨基酸标准含量[8-9]，提示芡实是一优质的膳食蛋白来源。北芡成熟种仁中蛋白质含量以及必需氨基酸、甜味和鲜味氨基酸含量均高于南芡成熟种仁[10-11]，说明北芡在营养和口感上均更优质。

近年来，芡实中蛋白质成分的提取方法研究也取得了较多成果。李湘利等[12]采用微波辅助碱溶酸沉法提取蛋白质，得到最佳提取条件：提取温度40℃、pH 11.5、微波功率400 W、提取时间10 min，在此条件下提取率可达61.45%。该研究将有助于对芡实蛋白质理化性质和功能性质方面的研究。

2.1.4 其他营养成分 芡实富含维生素，其中VC含量与辣椒、芫荽等蔬菜中的含量相当；VE的含量也较为丰富，且-生育酚＞ +-生育酚＞ -生育酚[13]，为芡实的临床应用提供理论依据；此外，芡实中亚麻酸与亚油酸总含量＞60%[14]，为其营养价值研究提供了科学依据。

2.2 功效成分

2.2.1 甾醇类化合物 Zha等[15]从芡实中分离并鉴定了葡糖基甾醇类化合物：24-甲基胆甾-5-烯基-3-O-吡喃葡糖苷（1）、24-乙基胆甾-5-烯基-3-O-吡喃葡糖苷（2）和24-乙基胆甾-5,22E-二烯基-3-O-吡喃葡糖苷（3），推测该类成分可能是活性物质；此外，还分离得到木脂素苷异落叶松树脂醇-9-O--D-吡喃葡萄糖苷（4）[10]。各化合物结构见图1。

图1 芡实中甾醇类化合物1～4的结构Fig.1 The structures of sterols 1-4 from E.ferox seeds

2.2.2 黄酮类化合物 黄酮类化合物为主要功效成分。紫花苏芡、刺芡的黄酮含量分别为1.86和1.74mg/g[16]。Song 等[17]从芡实中分离得到 5,7,4′-三羟基-二氢黄酮（5）。李美红等[18]分离出 5,7,3,4,5′-五羟基二氢黄酮（6）。各化合物结构见图2。

图2 芡实中黄酮类化合物5、6的结构Fig.2 The structures of flavonoids from E.ferox seeds

2.2.3 环肽类化合物 该类化合物在体内有较高的生物利用度[19]。从芡实中分离并鉴定的环二肽化合物主要为环（苯丙-丝）（7）、环（丙-脯）（8）、环（苯丙-丙）（9）、环（脯-丝）（10）[2,18]。各化合物结构见图 3。

图3 芡实中环肽类化合物7～10的结构Fig.3 The structures of cyclic peptide compounds 7-10 from E.ferox seeds

2.2.4 倍半新木脂素类化合物 由苯丙烯或烯丙苯氧化聚合形成的三聚体新木脂素类化合物即为倍半新木脂素[20]。Song等[17]从芡实中分离得到3种该类型化合物，命名为芡实素euryalins A-C（11～13）。各化合物结构见图4。

图4 芡实中倍半新木脂素类化合物11～13的结构Fig.4 The structures of sesquineolignan compounds 11-13 from E.ferox seeds

2.2.5 脑苷脂类化合物 脑苷脂类化合物为内源性生物活性物质，广泛存在于植物、动物及海洋生物等组织细胞膜中，含量低但生物活性多样[21]。赵守训等[22]从芡实中分离出N--羟基-顺-十八烯酰神经鞘氨醇的1-O--吡喃糖苷及其反式异构物（14～15）。Row等[23]从芡实中分离鉴定了2个新型脑苷脂类化合物：[(2S,3R,4E,8E,2'R)]-1-O-(-glucopyranosyl)-N-(2'-hydroxydocosanoyl)-4,8-sphinga-dienine)（16）和[(2S,3R,4E,8E,2'R)]-1-O-(-glucopyranosyl)-N-(2'-hydroxytetracosanoyl)-4,8-sphingadienine]（17）。各化合物结构见图5。

图5 芡实中脑苷脂类化合物14～17的结构Fig.5 The structures of cerebroside compounds 14-17 from E.ferox seeds

2.2.6 酚类化合物 采用高效液相色谱法从芡实中鉴定出焦性没食子酸（18）、没食子酸（19）、绿原酸（20）等酚类成分，推测含量较高的化合物18和19可能是主要活性成分；芡实壳中的酚类化合物主要包括没食子酸、绿原酸、表儿茶素（21）和芦丁（22）等成分且含量较高，具有较好的抗氧化活性[24-25]。各化合物结构见图6。

图6 芡实中酚类化合物18～22的结构Fig.6 The structures of phenol compounds 18-22 from E.ferox seeds

2.2.7 其他 芡实中的生育酚类化合物，一种为苯并二氢吡喃型二聚体，命名为ferotocodimer A（23）；另一种为螺型三聚体，命名为ferotocotrimer E（24）[26]。此外，还含有酰胺类、酯类等化合物[27-28]。各化合物结构见图7。

图7 芡实中其他类化合物23、24的结构Fig.7 The structures of other compounds 23、24 from E.ferox seeds

3 药理活性

3.1 降血糖

Wu等[29]利用四氧嘧啶诱导的高血糖小鼠探究了芡实多糖的降糖作用。结果发现，多糖成分可逆转模型小鼠体重减轻的症状，改善口服葡萄糖耐量，增加肝糖原含量和葡萄糖激酶（GCK）活性，调节肝脏中GCK的mRNA表达，并通过提高血清胰岛素水平来降低血糖；另外，芡实中的三萜类物质对胰岛素抵抗型糖尿病具有较好的治疗效果[30]。

此外，芡实中的2-羟基桦木酸-3-辛酸盐以及乙醇提取物均可控制链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠血糖，具有一定的保护胰腺、肝脏作用和抗氧化活性[31-32]。提示芡实可成为功能性食品或天然降血糖补充药物的潜在来源。

3.2 抗氧化

芡实壳乙醇提取物（EFSS）中的酚类化合物同样具有强抗氧化性、高自由基清除能力以及抑制脂质过氧化作用；可抑制pH升高并降低香肠产品在储存过程中脂质氧化的程度[24]。因此，EFSS也可作为天然抗氧化剂。

3.3 抗疲劳

芡实多糖能显著提高小鼠负重游泳时间，改善机体代谢情况，加速肝糖原分解，增加能量供应[35]。Wu等[36]研究发现，芡实酚醛提取物同样可以明显延长小鼠平均游泳时间。上述结果表明，芡实可能成为抗疲劳原料的来源。

3.4 抗神经细胞毒性

氧化应激与神经变形性疾病如阿尔茨海默病、帕金森氏病等密切相关。Mi等[37]研究发现，芡实己烷部分对由谷氨酸刺激的N18-RE-105神经细胞具有保护作用。芡实提取物可能成为神经元疾病潜在的化学治疗剂。

3.5 抗心肌缺血

芡实可降低大鼠心肌缺血再灌注损伤程度，改善缺血后心室功能，减小心肌梗塞面积，具有心脏保护作用，可能与调节清除活性氧（ROS）、硫氧还蛋白-1（Trx-1）及其相关蛋白-32(TRP32)的表达有关[38]。抗氧化、降血糖等药理作用也有助于缺血心肌的弹性恢复，起到一定的保护作用。

3.6 其他

芡实对糖尿病肾病（DN）的作用机制研究一直备受关注。研究发现，芡实可能是通过调节DN大鼠肾脏MMP-9及TIMP-1的表达、减少细胞外基质积聚而实现对肾功能的保护和延缓病程发展的作用[39]。Baek等[40]研究发现，芡实提取物可通过增加体内酪氨酸酶的溶酶体活性抑制黑色素的生成，且呈剂量依赖性，提示该提取物可能成为新型的皮肤美白剂。此外，芡实多糖对枯草杆菌、酿酒酵母、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等具有抑制作用[41]，为芡实多糖在医药领域的应用提供了理论支持。

4 临床应用

临床上常将芡实作为主药或者中药合剂，用于治疗肾炎蛋白尿、慢性肾炎、原发肾病综合征、慢性肾功能不全等肾脏疾病以及乳糜血尿、慢性肠炎、遗精、中风后遗症、早期糖尿病肾病等症[42-44]。临床上芡实的治疗效果与药理功效相一致，但对其作用机制研究尚不完善[45]，有待深入研究。

5 食品开发

“药、食同源”即“医、食同源，药、食同根”。芡实被列入“既是食品又是药品的物品名单”[46-47]，且在民间自古就有通过煮食芡实粥以补脾固肾的习俗。

郭玲玲等[48]综述了2017年以前以芡实为原料的食品开发研究现状，主要包括粮油制品、乳制品、饮品以及芡实香肠、罐头和八宝粥等[49-50]，其中，粮油制品包括粉条、茯苓芡实糕、蛋卷、饼干、非油炸方便面、酒酿月饼、药粥、麦片等，将芡实淀粉糊化后用粉皮制作机切丝机切成粉条，低温烘干即得粉条；糯米粉、芡实粉，用白糖水糊化后成团、成形、切糕、烘干、脱水制成茯苓芡实糕；将芡实粉、面粉、棕榈油等搅匀，用蛋卷生产机生产成蛋卷；以芡实粉、山药粉、核桃仁、花生油等为原料，每100 g饼干添加芡实粉25～30 g制成饼干；将芡实粉与其他辅料和匀后，照方便面制作程序进行包装制成非油炸方便面；以芡实、面粉、酿酒为原料，与辅料充分混合制得月饼馅以生产月饼；药粥由生姜、芡实粗粉、薏米、大米、山药、盐等熬制而成；将芡实超微粉碎后与燕麦粉、玉米粉、麦芽糖等经麦片制作工艺制作成麦片。乳制品包括奶粉和酸奶，芡实粗粉经温水浸泡、上笼隔水蒸后，加水磨浆、过筛，与核桃粉等混合、均质、喷雾干燥后制成奶粉；芡实浆与奶液混合，加糖量5.8%，接种量3.4%，发酵时间8.5 h，制成酸奶。饮品包括芡实饮料、果醋、保健茶、牛肉莲子芡实汤，芡实粉经糊化、酶解、加热、压滤、杀菌工艺等制成芡实饮料；成熟芡实打浆，加入细砂糖后进行乙醇发酵、醋酸发酵、均质、再杀菌、罐装、灭菌后制成果醋；将芡实、益智仁、菟丝子、韭菜子、金樱子烘干粉碎后，配以菊花粉制成保健茶；牛肉莲子芡实汤是以牛肉、黑豆、猪膀胱、莲子、芡实和黑枣为原料熬制而成。此外，将芡实打浆添加到肉馅中制成芡实香肠；将新鲜芡实经护色和预煮处理后，配以汤汁，灌装、杀菌制成芡实罐头；以芡实、银耳、糯米为主料，并辅以红豆、花生、薏仁、芸豆、莲子加工熬煮制成八宝粥。芡实食品不仅口味独特、营养丰富，而且具有多重功效，是祛病强身的佳品。

芡实食品开发工艺不断更新和发展，具有良好的市场前景，但目前，关于芡实品质特性与食品质量、功效的相关研究很少，故今后应加强探究芡实性质与功能存在何种关系的相关研究，为芡实的深入开发和研究提供理论依据。

6 小结与展望

作为“药、食两用”的中药材，芡实含有丰富的营养成分和功效成分，具有多种药理活性和良好的保健功能，被开发成各种产品，广泛应用于临床和市场。国内、外对芡实的研究有限，对芡实中化学成分、药理活性以及作用机制尚缺乏深入系统地研究，且其质量标准控制仍需提高,进而有必要对芡实进行更加深入系统的研究，如建立芡实的指纹图谱；鉴定找出其标志性成分，确保芡实的质量；探究芡实发挥药效的物质基础，对其入血成分、代谢产物等进行探索，从而阐明其化学成分及生物活性间的关系，使其更加有效地用于临床。故在今后的研究中应采用现代研究手段和技术，进一步精准辨识其功效成分、扩大其药用范围、明确其作用机制，以进一步提高芡实的药用和食用价值，促进其在食品和医药领域的应用。