代用茶辣木叶降血糖作用及其在功能食品开发上的应用前景

刘均，李强，谭蓉*

（1.中华全国供销合作总社杭州茶叶研究院，浙江杭州310016；2.浙江省茶资源跨界应用技术重点实验室，浙江杭州310016）

糖尿病是一种糖代谢异常性疾病，长期高血糖容易造成肾脏等多脏器衰竭，因此控制血糖尤为重要。随着科学的进步与发展，药物治疗愈发有效但尚不能治愈，且长期服用药物容易引起呕吐、腹泻等不良反应。中药是中华文明的瑰宝，从药用植物中萃取有效成分用于治疗糖尿病是当前的重点研究方向之一。国产青钱柳、栀子、桑叶等已经证实具有降血糖作用[1-3]。辣木（Moringa oleifera，MO）是一种原产于印度，广植于热带地区的植物资源，研究表明其具有降糖降脂功效[4]。2012年，我国将辣木叶（Moringa oleifera leaf，MOL）纳入新食品原料管理，标志着MOL在我国食品及功能食品上应用准入。代用茶（Herbal tea）[5]是指采用由国家行政主管部门公布的可用于食品的植物芽叶、花及花蕾、果（实）、根茎等为原料开发的供人们饮用的产品。随着大健康产业的蓬勃发展，“健康”消费已成为主流消费趋势，以MOL与国产药食两用或新食品原料联用配伍开发具有特定功效的健康食品或者代用茶茶饮具有广阔的前景。MOL中富含蛋白质、多糖等营养物质以及多酚、黄酮等功能活性成分，文章主要围绕MOL对血糖的影响研究，分别从MOL及其不同溶剂提取物降血糖作用机制研究，MOL降血糖功能活性物质基础研究，MOL消费特点及毒理安全性研究、MOL配伍在降血糖功能食品或者代用茶茶饮开发上的应用研究等方面作如下整体性综述。

1 MOL及其提取物降血糖作用研究进展

1.1 MOL

MOL影响并改善糖脂代谢平衡。唐大轩等[6]研究发现3.0 g/kg和6.0 g/kg MOL可以显著降低高脂Ⅱ型糖尿病模型大鼠的血糖值，降低总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）含量，增加高密度脂蛋白胆固醇（HDLC）含量。PARWANI等[7]研究发现MOL可以抑制α-葡萄糖苷酶和脂肪酶活性，并且即使经过食品加工高温处理对酶活性的不利影响仍然较小。人群试验结果也表明口服MOL可以降低糖尿病病人和Ⅱ型糖尿病肥胖病人的血糖值[8-9]，表明其具有调脂降糖作用。

MOL影响并增强抗氧化水平，减轻胰岛素抵抗，促进胰岛素分泌。SHAAT等[10]研究发现在高脂饲料中添加5%~10%MOL可以显著降低链脲佐菌素（STZ，35 mg/kg BW）与高脂饮食联合诱导的糖尿病模型兔的血糖值、胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）和丙二醛（MDA）含量，增加总抗氧化能力（TAC）和过氧化氢酶（CAT）及其mRNA的表达。ANTHANONT等[11]研究发现口服4 g MOL可以促进健康人胰岛素的合成分泌，显著增加胰岛素AUC值和胰岛素曲线下面积 （AUC）/葡萄糖AUC的比值，提高胰岛素分泌率，表明MOL是一种潜在的治疗糖尿病的药物。

1.2 辣木叶水提取物（AEMOL）

AEMOL影响并调节糖脂代谢平衡。ADISAKWATTANA等[12]研究发现AEMOL中含有45.21±0.96 mg没食子酸当量/g的总酚、15.39±0.58 mg儿茶素当量/g的总黄酮和4.90±0.20 mg儿茶素当量/g的缩合鞣质含量，可以特异性地抑制肠蔗糖酶活性，IC50值为0.78±0.21 mg/mL，对胰腺α-淀粉酶和胆固醇酯酶也有轻度抑制作用。WASHIM等[13]研究发现100 mg/kg AEMOL可以显著抑制Ⅰ和Ⅱ型糖尿病大鼠α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性，提高酵母细胞的TAC、葡萄糖耐量和葡萄糖摄取速率。LUANGPIOM等[14]研究发现100、200和300 mg/100 g BW AEMOL可以显著提升正常小鼠和糖尿病小鼠血糖耐受力。SUGUNABAI等[15]研究发现口服AEMOL 90 d可以降低糖尿病患者血糖值、HbA1c、TC、TG和LDL-C值分别降低22.1%、20.4%、14.22%、39.49%和17.66%。200~400 mg/kg BW AEMOL显著降低糖尿病大鼠血浆胆固醇、TG和LDL-C值[16-17]，表明口服AEMOL可以减轻糖尿病患者的血脂失衡。此外，镉是一种剧毒金属，如诱发糖尿病等，CHATTERJEE等[18]研究发现100 mg/kg BW AEMOL可以降低镉暴露大鼠的TC、TG、HDL-C和LDL-C含量。

AEMOL影响提升抗氧化水平和抗炎性能力。AEMOL中含有丰富的多酚物质，每100 g AEMOL中含有3550±100 mg没食子酸当量的多酚，MOKHTAR等[19]研究发现AEMOL可以有效清除DPPH自由基，IC50值为0.32 mg/mL，显著降低STZ（70 mg/kg BW）糖尿病大鼠胰腺MDA含量，增加胰腺超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性[20]。JAISWAL等[21]研究发现经正常和糖尿病大鼠体内试验表明200 mg/kg AEMOL冻干粉可显著增强SOD、CAT、谷胱甘肽-s-转移酶活性。AZEVEDO等[22]研究发现100 mg/kg AEMOL可以显著降低糖尿病皮肤创伤大鼠血糖值，显著降低肿瘤坏死因子（TNF-α）、白介素-1β（IL-1β）和白介素-6（IL-6）含量，并显著提高组织病理学评分，促进糖尿病皮肤创伤大鼠伤口愈合。

AEMOL改善胰岛素抵抗，保护胰腺、肝脏和肾脏等重要脏器与增加抗氧化能力和提高免疫耐受有关。STZ诱导的糖尿病模型鼠主要表现为血糖、TG、TC含量以及肝脏丙酮酸羧化酶基因的表达量显著增加，但肝脏脂肪酸合成酶基因的表达量显著降低，经200 mg/kg或250 mg/kg BW AEMOL处理后具有逆转上述指标变化并修复肝脏和胰腺组织损伤作用[23-24]。另外，可以促进胰腺β细胞胰岛素分泌，增强基础和胰岛素介导的脂肪细胞、肌肉和肝细胞对葡萄糖的摄取消耗量[19]。TUORKEY等[25]研究发现100 mg/kg AEMOL可以显著降低四氧嘧啶诱导糖尿病模型小鼠的HOMA-IR值，增加TAC，降低血肌酐和尿素氮水平，增加CD69细胞比例及INF-γ含量。

AEMOL影响神经、肌肉及卵巢活动。CUDIAMAT等[26]研究发现在迷宫测试实验中250~750 mg/kg AEMOL对小鼠记忆力影响小，但造成海马神经元轻微损伤。AEMOL可以抑制乙酰胆碱介导的蛙骨骼肌收缩和腹直肌收缩，表明其可以影响神经活性作用[27]。AMELIA等[28]研究发现250 mg/kg BW AEMOL可以显著降低多囊卵巢综合征胰岛素抵抗大鼠的胰岛素水平以及显著改善并促进卵巢卵泡的形成。

1.3 辣木叶乙醇提取物（EEMOL）

EEMOL影响并调节糖脂代谢及提升机体抗氧化水平。EEMOL中富含多酚、黄酮类物质，每克EEMOL中约含有7.10±0.02 mg没食子酸当量的多酚，98.20±0.60 mg芸香苷当量的黄酮，35.20±0.07 mg抗坏血酸当量的抗氧化能力，而且其对过氧化氢的清除能力要显著强于维生素E[29]。研究发现250~500 mg/kg EEMOL可以显著降低STZ诱导糖尿病模型大鼠的血糖值、体重、血清TC和TG含量[30]，300 mg/kg EEMOL可以显著降低自发型肥胖型糖尿病大鼠的谷草转氨酶（AST）及肝脏MDA含量，增加肝脏SOD活力和总谷胱甘肽（GSH）含量，表明其能减轻糖尿病大鼠肝脏炎性损伤、脂质沉积及氧化损伤[31]。对比发现AEMOL和EEMOL均能够显著降低血糖水平，但AEMOL比EEMOL降血糖效果更强，处理14 d后血糖分别降低了45.2%和33.7%[32]，表明水溶剂比乙醇溶剂浸出效果更好。

EEMOL影响消化酶活性和肠道菌群平衡。王远等[33]采用响应面分析法优化微波辅助提取辣木叶总黄酮，得到纯度为764.49±25.17 mg/g MO黄酮，经体外抗氧化试验证实MO黄酮对α-葡萄糖苷酶有抑制作用，IC50值为4.18 mg/mL。对比分析MO籽、茎、花、叶和根等部位对消化酶和糖尿病的影响，相较于籽、茎、花和根，100~800 mg/kg EEMOL降血糖以及抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性作用最强，其次是MO种子[34]。研究发现0.6 g/kg EEMOL给药可以显著增加自发性糖尿病大鼠肠道菌群多样性，显著降低拟杆菌门、普雷沃氏菌科和普雷沃菌属丰度，显著增加厚壁菌门、乳杆菌门和乳酸杆菌属丰度[35]。表明其可以丰富肠道菌群多样性，改善肠道菌群物种结构和分布。

EEMOL影响摄食行为，保护胰岛和肝脏组织，改善胰岛素抵抗。CHINEDU等[36]研究发现250 mg/kg和500 mg/kg EEMOL可以显著降低STZ诱导糖尿病模型大鼠空腹血糖和胰岛素水平，显著增加HOMA-IR。150 mg/kg、300 mg/kg和600 mg/kg EEMOL可以显著降低自发型肥胖型2型糖尿病ZDF大鼠血清胰岛素、糖化蛋白和瘦素水平以及肝脏转氨酶水平，减少肝脏脂肪含量，增加肝糖原合成，保护胰岛细胞，还通过激活下丘脑胰岛素IRS-PI3K-AKT-Fox01信号通路，上调阿皮黑素原（POMC）蛋白表达，下调刺鼠基因相关蛋白（AgRP）增加黑皮素受体基因转录，进而促进促甲状腺激素释放激素的基因转录，抑制食欲素基因转录，从而抑制食欲，改善糖尿病“三多一少”的多食症[37]。

1.4 辣木叶甲醇提取物（MEMOL）

MEMOL影响糖脂代谢稳定，保护肝脏、肾脏等重要脏器与增强抗氧化、抗炎与抗应激反应有关。OLAYAKI等[38]研究发现300 mg/kg和600 mg/kg MEMOL可以显著降低四氧嘧啶 （120 mg/kg BW）诱导的糖尿病模型鼠TG、TC、LDL-C含量，显著增加糖原合成酶活性、HDL-C和糖原含量，表明其可以促进葡萄量摄取和糖原合成。OMODANISI等[39]研究发现250 mg/kg MEMOL可以显著降低STZ（55 mg/kg BW）诱导糖尿病模型鼠血糖值、肝脏重量和肝脏相对比重，以及降低肝脏中AST、ALT和ALP活性，和降低LDL-C和TC水平，增加肝脏抗氧化能力，还显著降低炎症因子IL-6、TNF-α和趋化因子MCP-1水平，并且肝脏组织病理学检查显示肝组织得到了改善。ELIZABETH等[40]研究发现250 mg/kg MEMOL显著降低STZ（55 mg/kg BW）诱导的糖尿病模型鼠血糖值，降低AST、谷丙转氨酶（ALT）、碱性磷酸酶、肝脏IL-6、单核细胞趋化蛋白-1和TNF-α含量，可以引起血清白蛋白和球蛋白增加，增加肾脏CAT、SOD、GSH-Px活性和GSH含量，降低MDA含量，表明其保护肝脏和肾脏与增强抗氧化水平和抗炎能力有关。线粒体电子传递链的改变是糖尿病相关的肝脏生物能下降的标志。MARÍA等[41]研究发现200 mg/kg MEMOL可以显著降低STZ（55 mg/kg）诱导的糖尿病模型鼠脂质过氧化水平和蛋白质碳基化水平，并增加所有复合物活性，但复合物II和IV活性未受影响，还通过复杂的IIII-IV途径可以消除耗氧量。MUZUMBUKILWA等[42]研究发现250和500 mg/kg MEMOL改善STZ（45 mg/kg BW）诱导的糖尿病模型鼠糖耐量受损和肝功能受损。SANGKITIKOMOL等[43]研究发现每千克MEMOL冻干粉中含有9307±364 mM水溶性维生素E当量的总抗氧化能力、218±1 mM没食子酸当量的总酚、286±12 mM槲皮素当量的黄酮，2.5~10.0 mg/mL的MEMOL可以抑制10%~45%的晚期糖基化终产物的形成，100~1000 mg/L可以显著降低HepG2细胞氧化损伤，以及显著下调HMG-CoAR、PPARα1和PPARγ基因的表达，表明其可以改善氧化损伤和抑制晚期糖基化终产物的形成进而对健康有益。

1.5 辣木叶乙酸乙酯提取物（EAEMOL）

EAEMOL治疗糖尿病与抗氧化、抗炎，改善胰岛素敏感性有关[44]。HIDAYATI等[45]研究发现12.5、25和50 mg/kg EAEMOL可以显著降低STZ（65 mg/kg）诱导的2型糖尿病大鼠血糖值、TC和LDL-C含量，显著增加骨骼肌和肝脏中GLUT4的表达，表明其可以提高GLUT4表达增强胰岛素敏感性。BAMAGOUS等[46]研究发现口服200 mg/kg BW EAEMOL还可以显著降低STZ（55 mg/kg）诱导的糖尿病模型鼠血糖值，促进胰岛素分泌，增强SOD、GSH-Px和CAT酶活性， 抑制IL-1、TNF-α和IL-6炎症因子表达，表明其糖尿病治疗效应与增强抗氧化水平和抑制炎症因子表达有关。

2 MOL降糖功能活性物质基础研究

辣木属于外来中药资源，从中医角度看，辣木叶性寒凉，味甘、苦，归肝、脾（或胃）经，可治疗脾虚痰湿类糖尿病[47]。借助实验室手段，可以更加客观地评估及评价MOL降血糖实际功效及影响机制。MOL中常量元素和微量元素含量十分丰富，采用粒子诱导x射线发射技术分析发现，MOL中存 在 不 同 含 量 的Cl、K、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Br、Sr等元素， 其中以Cl、K和Ca含量最高，Mn次之，Zn和Cr含量也较为丰富[48]，研究发现微量元素有助于改善糖尿病小鼠的糖脂代谢，与糖尿病治疗密切相关[49]。

MOL蛋白及多肽具有降糖效应。PAULA等[50]分离出一种MO蛋白，具有胰岛素样抗原表位作用，可能与降血糖有关。PAULO等[51]分离出一种MOL分离蛋白，具有与抗胰岛素抗体的凝集活性和交叉反应，可以增加CAT活性改善糖尿病小鼠氧化应激状态。ADERINOLA等[52]分离出一种MO多肽，具有清除自由基、羟基自由基、铁离子还原能力和金属螯合能力，也具有抑制血管紧张素转换酶作用，且抑制作用随分子量增大逐步增强。

MOL多糖、黄酮、多酚等功能活性成分具有降糖效应。CHEN等[53]分离得到3种不同分子量的多糖 （9.68×103、6.29×103、4.86×103kDa）， 均由木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖组成，其中小分子量多糖对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制作用强于大分子多糖。异槲皮苷作为MOL黄酮的主要成分，吉莉莉[54]研究发现异槲皮苷可以上调PI3K与Akt的表达量，激活PI3K/Akt通路，表明MOL黄酮和异槲皮苷通过抑制细胞凋亡、促进细胞增殖作用保护胰腺和肝脏。JIMOH[55]研究发现MOL多酚对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶有抑制作用，对Cu2+和Fe2+金属离子具有鳌合作用，表明MOL多酚物质在降血糖效应具有重要作用。

MOL中落叶松树脂醇、异硫氰酸酯等其他功能活性成分具有降糖潜在价值。储春霞等[56]从辣木韧皮部中分离出落叶松树脂醇和3-（α，4-二羟基-3-甲氧基苯甲基）-4-（羟基-3-甲氧基苯甲基）四氢映喃，研究表明其对α-葡萄糖苷酶有抑制作用。WATERMAN等[57]研究发现5%辣木浓缩液（含辣木属异硫氰酸酯）可以促进C57BL/6L小鼠脂肪堆积，改善糖耐量和胰岛素信号，同时能够降低血浆胰岛素、瘦素、抵抗素以及肝脏葡萄糖-6-磷酸酶（G-6-P）蛋白表达[4，57]。ZAINAB等[58]采用硅法（In-silico method）从MOL中筛选了蒽醌、2-苯基色门素（花青素）、铁杉单宁、谷糖甙（糖苷）和α-酚类甾体等5种植物化学物质，在靶向蛋白的活性结合口袋内可以有效结合，表明这5种化合物具有抗糖尿病价值。沙子珺等[59]通过文本挖掘与分子对接技术筛查发现MOL可以对症治疗肿瘤、糖尿病及消化系统疾病等相关疾病，分子对接结果表明12个潜在作用靶点及25个活性成分与MOL治疗上述疾病相关，而且调节机制可能与G蛋白偶联受体、炎症反应调节有关。

3 MOL消费习惯与毒性安全性评价

MOL在世界很多地方具有饮食和药用消费习惯，但目前关于MOL毒理安全性结论方面仍未完全统一。 在消费习惯方面，UMAR等[60]和POPOOLA等[61]以尼日利亚地区为对象，调查发现该地区MOL主要以食品、医药、饲料、胶、凝血剂等7种主要方式使用，其中前两种是最主要的，如用于制作沙拉、治疗糖尿病的药物，使用最多的是主要为MOL和辣木籽。在毒理安全性方面，研究发现MOL可以清除DPPH自由基，对BRINBD11和3T3F442A脂肪细胞、L6肌肉细胞和张氏肌细胞无毒副作用[19]。反之，研究发现EEMOL对BGC-823和HeLa细胞有一定的（中度）细胞毒性活性[62]；AEMOL处理对迷宫测试实验中小鼠的记忆力并没有明显影响，但引起海马神经元受损[26]；MOL不改变大鼠的日常行为，不显著改变肾脏的相对质量，但MOL处理后体重轻微下降，组织学检查显大鼠肾脏囊腔间隙增宽，AST、ALT、血清尿素水平均显著增加，表明其对肾脏有损伤作用[63]。

4 MOL在降血糖配伍食品开发上的应用研究

MOL与丁香罗勒、番石榴、扁桃斑鸠菊、大蕉、茶等复配改善健康干预能力。EFIONG等[64]研究发现500 mg/kg BW MOL和丁香罗勒乙醇提取物可以显著降低STZ（40 mg/kg）诱导的糖尿病大鼠血糖值，在降糖上两者无协同性，但两者联用促血脂稳定效果更优。邵国强等[65]研究发现1.8 g/kg辣木黑茶可以显著降低糖尿病大鼠血糖值，显著降低高脂血症大鼠血清TC、TG、LDL-C含量。JAYAMOL等[66]研究发现100μg/mL MOL和番石榴1:1混合提取物对猪α-淀粉酶的抑制率为72.08%，IC50值为10.9μg/mL，而单用100μg/mL MOL抑制率为70.59%，IC50值为27.974μg/mL，单用100μg/mL番石榴抑制率为71.23%，IC50值为9.883μg/mL，表明两者联用抑制作用增强。另外，GODWIN等[67]研究发现500 mg/kg BW MOL和扁桃斑鸠菊单独或者联用处理显著降低了血清ALT、AST和ALP含量以及体重；联用显著降低血糖水平，表明两者联合具有更强护肝降糖作用。还有，MO与其他天然植物复配不仅可以增强抗糖尿病效应，还可以有助于增强膳食营养，KARIM等[68]研究发现MO添加可以降低大蕉粉的吸水能力、容重、膨胀性和糊化性能，降低了大蕉粉的水合作用和膨胀力，同时增加蛋白质含量以及Ca、Mg、K、Na和Fe含量，降低了粗灰分和脂肪含量，表明MO可以改善膳食营养。

MOL发酵等其他途径增强MOL健康机能干预能力。JOUNG等[69]研究发现MOL发酵液可以降低高脂饮食肥胖小鼠的肝脏重量和肝脂肪沉积，改善葡萄糖耐受力，上调了与肝脂质代谢有关的基因表达；降低股四头肌肌肉中内质网应激（ER）、氧化应激和脂肪毒性；降低肝脏、附睾脂肪组织和四头肌中促炎细胞因子mRNA的表达量，且作用效果强于MOL不发酵组，表明MOL发酵液健康机能干预作用更强。将MOL鲜叶按照红茶和绿茶的加工工艺分别制成MOL红茶和MOL绿茶，可以有效去除MOL的青味和辛辣味，改善口感并保留MOL的营养功效[70-71]。

5 存在的问题与展望

研究表明MOL及其提取物可以通过调节血脂平衡，提高机体抗氧化水平和抗炎能力，影响消化酶活性和肠道菌群生态平衡，保护胰腺、肝脏和肾脏等重要脏器等改善糖尿病综合征及其并发症。MOL及其不同溶剂提取物均有降糖作用，作用效果存在一定差异，其具体主成分差异及功效机制尚需系统研究；MOL安全性方面尚无一致性结论仍需进一步开展毒理学安全性评价和剂量学估算研究，同时需要强化MOL降血糖靶向研究和临床人群试验研究；MOL配伍在功能食品或代用茶茶饮上的应用开发及功效研究尚处于起步阶段，MOL辛辣涩口需要加强辛辣涩味成因分析并在生产工艺上进行创新研制，改善产品口感和风味，还需要进一步开展MOL与药食两用或新食品原料配伍在功能食品或代用茶茶饮上应用开发，丰富产品形式和内涵，并加强实际功效评价研究。