火麻仁的药理作用研究进展及开发应用策略＊

张际庆，夏从龙，段宝忠，董林林＊＊

（1.大理大学药学院 大理 671000；2.中国中医科学院中药研究所 北京 100700）

火麻仁始载于《神农本草经》[1]，是桑科大麻属植物大麻（CannabissativaL.）的干燥成熟果实[2]，有果皮保护[3]。火麻仁在中国被用作食物、药物至少有3000年的历史[4]，具有抗衰老[5]、预防便秘、促进心血管健康、调节机体免疫力的作用，同时能够治疗皮肤和胃肠道疾病[6]，已经被国家卫生健康委员会列为药食同源类中药材[7]。大麻素有使人致幻成瘾的风险[8]，不过，短期或长期摄入火麻仁，尿液中无法检测出大麻素[9]。而且，火麻仁作为一种药食同源的传统中药材，具有丰富的药理活性和极高的营养价值。本研究通过总结火麻仁的主要活性成分及其药理作用，提出了其在药品、食品、保健品、化妆品领域的研究与开发策略，为火麻仁的综合利用与开发提供科学依据。

1 火麻仁的主要活性成分

火麻仁含有丰富的营养物质和天然活性成分。火麻仁含有20%-25%的蛋白质、20%-30%的碳水化合物以及10%-15%的纤维，富含矿物质[10,11]。火麻仁含油量高达35%，在火麻仁油中还发现了中间体脂肪酸，如亚麻酸（Gamma linolenic acid，GLA）和硬脂酸（Stearidonic acid，SDA），油籽作物中，只有火麻仁中含有这些长链多不饱和脂肪酸，具有调节免疫系统、凝血、调节神经递质、胆固醇代谢和构成脑、视网膜膜磷脂等的功能[12]。火麻仁蛋白由大约65%的麻仁球蛋白和33%的麻仁白蛋白组成[13]，富含所有必需氨基酸[14]。火麻仁中含有不同类型的肽，具有抗氧化、抗高血压和抑制葡糖苷酶活性的作用[15-17]，并且含有丰富的天然抗氧化剂[18]、三烯醇、植物甾醇、磷脂、胡萝卜素[19-22]、多酚类化合物[23,24]。大麻二酚（Cannabidiol，CBD）不具有成瘾性，是研究最多的大麻素之一，具有抗炎、抗菌、镇痛、抗癫痫、抗精神病和抗惊厥的功效[25-26]，同时，它还是一种有效的抗氧化剂，有学者推测火麻仁油的生物活性很大程度上受到CBD含量的影响[27]。火麻仁还含有大量的木脂素酰胺，具有抗炎、抗肿瘤和保护心脏的活性[6,28,29]（表1）。

表1 火麻仁主要活性成分及其药理作用

2 火麻仁在医药领域的应用与开发

火麻仁能够降低慢性疾病发生风险，包括癌症、神经退行性疾病、脂质代谢相关疾病、皮肤病和胃肠道疾病[45,46]。越来越多的研究发现，火麻仁在应对神经退行性疾病方面具有很好的疗效，同时具有抗神经炎的活性。此外，火麻仁在调节肠道功能等方面表现突出，值得进行更加深入的研究与开发（表2）。

表2 火麻仁中活性物质的作用机制或通路

2.1 神经疾病

火麻仁对于神经退行性疾病以及神经炎症具有显著的药理活性。小胶质细胞是神经组织内特有的免疫细胞，通过释放神经营养因子，执行其宿主防御功能。然而，持续的小胶质细胞激活会产生过量的促炎介质，它们会加速神经退行性疾病的发生过程并导致神经损伤。Rodriguez-Martin等[31]用碱性蛋白酶对火麻仁蛋白进行水解，得到的蛋白水解物（HPHs）具有清除自由基和抗氧化的活性，同时体外细胞实验鉴定了两种具有生物活性的火麻蛋白水解物：HPH20A和HPH60A下调了LPS刺激的BV-2小胶质细胞肿瘤坏死因子α（Tumor necrosis factor Alpha，TNFα）和IL-1 mRNA的转录水平；此外，HPH20A和HPH60A上调了抗炎细胞因子IL-10的基因表达，首次证实了火麻蛋白水解物可以改善神经炎症及炎症状态。克罗酰胺是火麻仁中木脂素酰胺的代表，已被报道具有抗炎作用，克罗酰胺可能是神经退行性疾病中抑制神经炎症的潜在药物。Luo等[37]研究表明，克罗酰胺能显著抑制LPS诱导的Tolllike受体4（Toll Like Receptor 4，TLR4）和 髓 样 分 化 因 子88（Myeloid differentiation primary response 88，MyD88）的表达，抑制IL-6和TNFα的分泌，降低LPS介导的IL-6和肿瘤坏死因子的mRNA水平。Zhou等[6]从火麻仁中分离鉴定了一种新的木脂素酰胺和一种新的香豆蔻酰氨基糖苷衍生物，这些化合物具有抗LPS诱导的BV-2小胶质细胞炎症的活性。Wang等[39]研究了苯丙酰胺（Coumaroylaminobutanol glucopyranoside，CLG）的神经保护作用及其机制：CLG通过NF-κB和Nrf-2信号通路抑制炎症反应和氧化应激，并以浓度依赖的方式降低促炎性细胞因子水平；CLG降低了ROS的产生，刺激了Nrf-2信号通路。SIRT1可能是神经退行性疾病治疗新疗法的重要药物靶点，能够促进其表达的活性物质可能成为抗衰老的候选药物，而从火麻仁乙酸乙酯提取物中分离出的新海胆灵A能够促进HEK293细胞系SIRT1的表达[38]。此外，乙酰胆碱酯酶（Acetylcholinesterase，AChE）的生理功能是维持动物体内神经递质乙酰胆碱（Acetylcholine，ACh）的稳态循环[49]，乙酰胆碱酯酶是一个重要的治疗靶点，高水平的乙酰胆碱酯酶活性会导致乙酰胆碱过度降解，从而破坏正常的神经传导，减少对大脑正常信号的传递[50]，这种酶的过度活性是神经退行性疾病（如阿尔茨海默症）的致病因素[47]。Malomo等[30]通过酶解火麻仁蛋白得到的蛋白多肽对乙酰胆碱酯酶的活性具有很强的抑制作用。因此，在治疗慢性神经性疾病方面，火麻仁具有很大的药物开发潜力。

2.2 肠道疾病

火麻仁在治疗和预防便秘、调节肠道微环境方面效果显著。慢性便秘是老年人常见的疾病，火麻仁富含膳食纤维（28%）[42]，可以改善老年人的慢性便秘。火麻仁丸作为中药通便剂已有1000多年的历史，日本老年医学会将火麻仁丸作为治疗老年慢性便秘的首选药物之一。有报道显示[41]，1名患有阿尔茨海默病和慢性便秘的88岁男性患者，在使用含有氧化镁和番泻叶提取物的泻药无效之后，使用了火麻仁丸，解决了便秘问题。Jurgoński等[48]通过比较火麻仁和脱脂火麻仁对高脂饮食的大鼠后肠功能、抗氧化状态和脂质代谢的影响，发现2种不同形式的火麻仁均能够增加盲肠短链脂肪酸的浓度、改善大鼠的抗氧化状态；食用脱脂火麻仁可减少肝脏甘油三酯的积累，降低血浆胆固醇浓度，增加了PPARs在肝脏中的表达。李根林等[1]对小鼠进行高、中、低不同剂量的火麻仁油给药，火麻仁油显著改善了模型动物的结肠病理变化，不同浓度的火麻仁油均可优化D-半乳糖致衰老小鼠模型的肠道菌群结构，改善肠道微生态环境。因此，火麻仁可作为润肠通便药物进行开发和使用。

2.3 心血管疾病

火麻仁还具有很好的心脏保护作用。已经从火麻仁中分离出抗氧化和抗高血压的肽，火麻仁中的甾醇及其衍生物（谷甾醇，樟脑甾醇，环芳香烃醇）和生育酚也会影响脂质代谢[43]。有报道显示[42]，食用火麻仁在缺血后再灌注期间具有显著的心脏保护作用。ω-3家族的多不饱和脂肪酸，可以通过诱导肝脏和骨骼肌中的脂肪酸氧化和抑制肝脏脂质合成来改善脂质代谢[33]。而且，火麻仁中中ω-6和ω-3多不饱和脂肪酸的比例是最佳的（3:1），有益于心血管健康[45]。

火麻仁对高血压也有很好的防治效果[51,52]。原发性高血压几乎占所有高血压病例的95%，是心血管疾病中的一大顽疾，生活方式干预已被证明可以预防高血压，饮食中增加蛋白质和生物活性肽的小剂量摄入都显示出降低血压的潜力[53,54]。火麻仁中的ω-3多不饱和脂肪酸可减少体内炎症和血管壁脂质堆积，起到降低血压的作用[34]。因此，火麻仁可以用于心血管疾病的预防和治疗。

2.4 其它疾病

火麻仁中的肽类及多糖也具有一定的生物活性。一些寡肽表现出抑制葡糖苷酶的活性，这表明火麻仁可以作为潜在的降血糖药物[42]。用碱性磷酸酶对火麻仁蛋白进行水解，得到了α-葡萄糖苷酶抑制活性（αglucosidase inhibitory activity，α-GIA）的水解产物，为生产新型α-葡萄糖苷酶抑制肽作为治疗高血糖的营养和功能性成分提供了绿色途径[17]。Wen等[35]研究发现火麻仁多糖HSP0.2上调了细胞内转录因子Nrf2的表达水平，抑制了Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-1（Kelch-like ECH-associated protein 1，Keap1）的表达水平，HSP0.2对IPEC-1细胞具有抗双氧水诱导的氧化应激的保护作用。除此之外，火麻仁已经被证明有效治疗青光眼[55]、癌症[21]、便秘[51]、高血压和高胆固醇[56]以及促进免疫调节[57]、改善皮肤病[58]、抗氧化和抗衰老的作用[59]。

3 火麻仁在食品领域的应用与开发

火麻仁是我国的传统中药材，它还具有药食两用的特点，在预防和治疗慢性便秘方面效果显著。随着人们对绿色健康生活的追求，以及对火麻仁的深入了解，越来越多的火麻仁产品呈现在人们面前（表3）。

表3 火麻仁相关产品及其特点

火麻仁可以作为功能性食品用于预防和治疗各种健康问题，如降低胆固醇和降血压[65]。火麻仁油通常冷压提取[66]，具有特有的绿色和坚果的味道[10]，含油量（25%-35%）高于大豆、橄榄和棉籽。火麻仁油多不饱和脂肪酸含量极高，包括亚油酸（56%）、亚麻酸（20%）、γ-亚麻酸（4%）和硬脂酸（2%）等[42]。不饱和脂肪酸参与了二十烷类化合物的合成，参与调节免疫系统[12]。同时，火麻仁具有最佳的ω-6/ω-3比例，火麻仁中的不饱和脂肪酸具有抗炎、抗心律失常和降血脂的功效，并且能够改善细胞膜功能[61]。所以，火麻仁油可以开发成一种高档食用油。火麻仁蛋白质含量丰富且优质，胆固醇含量很低，100克火麻仁可以达到每日推荐蛋白质需求的63%[67]。火麻蛋白中精氨酸的含量为12%，而其他大多数食品蛋白中精氨酸的含量不到7%，火麻蛋白具有良好的消化能力（88%-91%），优于大豆蛋白（71%）[64]，其必需氨基酸含量与大豆分离蛋白相近或更高[68]。因此，火麻仁可以用作许多食品的原料。

市场上已经出现了许多以火麻仁为原料的产品，包括饮料、高纤维面食（10%-20%火麻面粉）、蛋白粉、火麻蔬菜以及低脂肪含量的蛋糕和饼干[60]等。Nissen等[69]介绍了一种用乳酸菌、双歧杆菌等益生菌发酵的火麻仁商品饮料的新配方，这种饮料具有较强的益生元活性，能够促进益生菌生长和提高体内一些生物活性化合物含量，饮料中还存在不同的萜烯，具有促进肠道益生菌生长的作用。Mamone等[70]以火麻仁油提取后的滤饼为原料，采用快速、廉价的工艺获得了高纯度火麻面粉和火麻仁蛋白分离物，火麻蛋白分离物富集了近86%的蛋白，主要由麻仁球蛋白组成（占总蛋白的70%），火麻面粉和火麻蛋白分离物具有较高的消化率，火麻仁蛋白分离物还可以用来制作低过敏性的食物。Moon等[62]研究了一种火麻仁豆芽：在发芽第三天和第五天，总多酚、黄酮类化合物的含量在火麻仁豆芽中最高，研究还表明火麻仁豆芽的抗氧化活性高于种子。Frassinetti等[71]的研究结果表明，火麻仁种子和火麻仁豆芽对人体细胞有益。火麻仁衍生了一系列的产品：去壳种子、火麻面粉、蛋白粉、高纤维壳、火麻仁油、火麻蛋糕、坚果酱等，用于烹饪、烘焙，或生产加工食品、营养补充品等[3]。由于具有诱人的坚果味道，火麻仁也被添加到面包、饼干、酸奶、甜点、披萨、奶酪和饮料中[4]。火麻仁可用于生产家禽饲料，来生产富含必需脂肪酸的鸡蛋。添加火麻仁和火麻仁油可以增加蛋黄ω-3脂肪酸的含量。自由基可能导致氧化应激相关疾病，在家禽饲料配方中添加火麻仁还可以减少自由基的产生[72]。所以，火麻仁可以作为一种具有丰富营养的功能性食品进行全面地开发。

4 火麻仁在保健品及化妆品领域的应用与开发

火麻仁含有丰富的营养物质，含有人体必须的氨基酸，蛋白质含量极高，且具有抗炎、抗菌、抗氧化、抗衰老的功效，可以用来生产蛋白补充剂、肠道调节剂、火麻乳制品等保健品及火麻乳液、润肤油、精华液等化妆品（表4）。

表4 火麻仁保健品和化妆品及其特点

火麻蛋白具有较好的体外抗氧化活性[68]，可以作为天然抗氧化剂的膳食来源，促进健康和预防疾病[73]。Cai等[36]通过小鼠实验证明火麻仁油、蛋白质和木脂素酰胺具有抗衰老作用，同时能够改善能量代谢。Jurgoński等[48]研究表明，火麻仁可以作为补充剂，定期食用可以减轻与失衡的饱和脂肪酸饮食相关的疾病。火麻仁提取物还显示出强大的抗氧化和抗衰老作用，同时能够改善药物引起的小鼠学习和记忆障碍[40]。因此，火麻仁是制备功能性食品和营养保健品的优质原料。

火麻仁油中所含有的不饱和脂肪酸，特别是LA、LNA和GLA，可以改善细胞膜的功能[10]，因此火麻仁也是化妆品原料的理想选择。火麻仁油能够提高皮肤内的超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）的活性和肌肤含水量[32]。火麻仁具有抗菌、抗炎和抗脂肪生成的作用，Jin等[44]研究了火麻仁正己烷提取物对痤疮丙酸杆菌引发的炎症和脂肪生成的作用：火麻仁正己烷提取物处理痤疮丙酸杆菌感染人永生化角质形成细胞后，iNOS、COX-2、NO和前列腺素的表达降低，还下调了痤疮丙酸杆菌感染诱导的AP-1的反式激活，并通过调节AMPK和AKT/FoxO1信号转导来调节炎症和脂质合成，而且其能够促进胶原合成。因此，火麻仁可以用来治疗痤疮，同时其抗菌、抗炎、抗脂肪生成和促进胶原合成的特性可以用于制作化妆品。

5 展望

火麻仁具有极高的营养价值以及抗炎、抗氧化、抗衰老等多种药理活性，可以用于生产保健品、化妆品。火麻仁的活性成分包括肽类、不饱和脂肪酸、多糖、大麻二酚、木脂素酰胺、新海胆灵A、生育酚等，在预防和治疗慢性便秘、治疗痤疮等方面具有显著的疗效，在对抗神经疾病、保护心血管、调节脂质代谢、降血压等方面也具有一定的药用潜力，应当进行更加深入的研究，挖掘其在预防和治疗神经系统疾病、心血管系统疾病的潜力。火麻仁含有的多肽、木脂素酰胺、克罗酰胺、苯丙酰胺能够在治疗神经退行性疾病以及对抗神经炎症方面发挥作用，有望通过临床试验使其在患者的治疗过程中作为辅助药物或推荐饮食来使用。火麻仁还调节多种细胞过程，如能量代谢、细胞周期进展等，这可能是其成为长寿食物的原因。随着人们对中药疗效的认可以及保健意识的增强，药食同源类药材及相关产品将会走进更多消费者的视线，火麻仁涉及药品、食品、保健品、化妆品等诸多领域，其相关产品具有广阔的市场，应当通过更加深入的基础研究以及新产品研发，来提高火麻仁的社会价值和经济效益。