无花果全株化学成分及药用价值研究进展

胡雪梅,李金平,游 勇,罗芳耀,罗静红,唐月明,肖仁杰,高 佳*

(1.四川省农业科学院农产品加工研究所,成都 610066;2. 四川省威远县无花果科学研究所,四川 威远 642450;3. 四川金四方果业有限责任公司,四川 威远 642450)

无花果(FicuscaricaLinn)是桑科榕属植物,因其果形似馒头,南方多称为“木馒头”。《本草纲目》记载无花果是“不花而实”,其实不然,无花果不仅有花,而且数量很多,其花隐藏在可食用的“球状果”中,人们平时吃的“无花果”其实是由花蕊和花托等发育形成的复果[1]。无花果营养丰富,功能强大,有“天堂圣果”,“抗癌斗士”和“21世纪人类健康的守护神”等美称[2-4],其富含糖类、多酚、果胶、维生素等有效化学成分,具有抗菌杀虫、抗肿瘤、降血糖、降血脂等诸多特性[5-6]。不仅无花果的果实对人体有益,无花果的根、叶都具有丰富的药用成分和保健功能,已被广泛用于食品产业和中药产业[7]。

1 无花果品种介绍

无花果品种多样,常见品种有波姬红、日本紫果、金傲芬等,近年来我国陆续引进或改良产生的新疆早黄、青皮、布兰克瑞、美利亚、芭劳奈等,为无花果产品多样化发展注入了活力[8-9]。芭劳奈为夏、秋果兼用品种,单果重40～110g,果肉可溶性固形物含量约18%,成熟果可达20%,肉质为粘质、甜味浓、糯性强,有丰富的焦糖香味,含糖量高,外观美丽,果实品质优[9]。波姬红产自美国,夏秋果兼用,以秋果为主,果皮鲜艳,为条状褐红或紫红色,果肋较明显,果柄短,果长卵圆或长圆锥形,秋果平均单果重60～90g,最大单果重110g。果肉微中空,浅红或红色,味甜,汁多,可溶性固形物含量16%～20%,品质极佳[10]。布兰瑞克原产于法国,为夏秋果兼用品种,以秋果为主;夏果呈倒圆锥型,6月上旬成熟,成熟时果皮淡绿黄色,单果质量可达100～140g;秋果呈倒圆锥形或倒卵形,成熟期始于8月中下旬,9～10月为成熟盛期,果形不正,多偏向一侧,成熟时果皮为黄褐色、果肉红褐色,单果质量40～60g[9-11]。日本紫果产自日本,成熟果呈深紫色,果肉鲜艳红色,春果重量可达近百克,夏秋果在50～60g左右,味甘甜,品质极上,呈亮紫色,极为艳丽美观,耐贮藏结果早,特丰产,抗寒性强,耐旱耐涝。是鲜食加工兼用优良品种[10]。金傲芬,原产于美国,为夏秋果兼用品种,秋果为主。呈为卵圆形,果颈明显,果柄0.9～1.8cm,单果质量80～100g,成熟时,果皮呈金黄色、有光泽[9-10]。青皮,夏秋果实兼用品种。果实为扁圆或倒圆锥形,成熟时果皮为黄绿色、果肉淡紫色,夏果单果,质量80～100g,秋果单果质量40～60g。果面平滑,果皮韧性大,可溶性固形物含量约18%,汁多,风味佳,鲜食加工均可[9]。美利亚产自土耳其,为夏秋兼用果,呈卵圆或倒圆锥形,果径5～6.5cm,单果重70～110g,熟时果皮金,皮薄,光亮,果肉褐黄或浅,微中空,汁多,味甜,风味佳,品质优良[9-10]。新疆早黄分布于南疆各地,果实大,扁圆形,两端平,平均果重53.3g,最大果重69g。完全成熟后果皮呈黄色,有白色椭圆形果点,果肉呈淡黄色,肉质柔软,味甜,品质中上[10]。

2 无花果各部位的化学成分

作为一种药食两用的典型水果,无花果营养成分丰富,具有较高的食用价值和药用价值[10]。根据美国农业部国家营养数据库的数据显示,每100g无花果含有水分79.11g、热量309.47 kJ、碳水化合物

图1 典型无花果品种

19.18g、糖分16.26g、膳食纤维2.9g、蛋白质0.75g、脂肪0.30g、维生素C 2 mg,且无花果果实中含有的氨基酸多达18种[8]。现代医学研究证明,无花果果实及其叶、枝的汁液含有多种抗肿瘤成分,有一定的抗癌作用[13]。研究表明无花果的不同部位营养成分也存在显著的差异,例如,苯甲醛和硒在叶中的含量最高,枝提取物中含量次之,果实中含量较少;果实中蛋白质含量最高,枝、叶次之;多糖的含量与其相对分子质量及无花果的不同部位有关[3,14]。可见,无花果的果实、枝、叶均具有一定的食用和潜在药用价值。综合开发利用无花果各个部位对于开发无花果药用功效以及功能性食品具有重要意义。

2.1 无花果果实的化学成分

无花果果实的营养成分主要有:碳水化合物、蛋白质和氨基酸、脂类、矿物质和维生素、类胡萝卜素和有机酸以及酚类化合物[10]。其中丰富的多糖、多酚、矿物质、维生素、无机元素等营养成分具有抗氧化、抗炎、抗菌等多种生理活性,可作为功能食品原料进行深度加工。

无花果干果的多酚含有多酚羟基、C-H、羰基、芳香族环骨架、糖苷键等物质,最典型的就是黄酮类、木质素(Lignosulfonate)、香豆素(Coumarin)、生物碱等代谢物[12]。其中,类黄酮、酚酸等次生代谢物具有抗氧化、消炎、抗癌。抗菌等功效[15]。无花果果实含糖量高且丰富,主要包括单糖、双糖和多糖,其含量占无花果干重的44.0%～74.3%[16]。单糖主要以葡萄糖为主,双糖主要以蔗糖为主,多糖主要以果胶和中性多糖为主[10]。从中提取的有效成分多糖通过提高小鼠吞噬细胞的功能,增加抗体形成的细胞数,从而提升增强小鼠的免疫能力[17]。同时,无花果中提取的多糖具有增强超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化酶(MDA)活性的能力[18]。陈霞等发现无花果多糖具有明显的增强鲫鱼非特异性免疫功能的作用,已经用于日粮开发功能性食品[19]。品种间的的营养成分和无机元素存在显著的差异,如水分、可溶性糖、蛋白质、总酸、Ca、Fe、Cu等。波姬红含有丰富的蛋白质、Ca和Zn等微量元素,日本紫果中的总酸和Na含量较高,蛋白质、维生素C和Ca偏低。布兰瑞克中有高含量的可溶性糖、Fe和Cu等微量元素[8-9]。

2.2 无花果叶的化学成分

通过对无花果叶的成分分析研究表明,主要有香豆素类、檀香萜醇类、黄酮类、苯甲醛、糖类(单糖、二糖及多糖)、单宁(多元酚化合物)、SOD、微量元素、维生素C[20]。除此之外,无花果叶中还存在氨基酸、果胶、树脂、蛋白质等其他成分[21]。目前,通过高效液相色谱已经鉴定出无花果叶主要的化合物有补骨脂素(Psoralen)、佛手柑内酯(Bergapten)、伞形花内酯(Umbelliferone)、邻苯二甲酸二丁酯(Dibutyl phthalate)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(Di-2-Ethylhexyl phthalate-D4)、3,4-环氧补骨脂素(3,4-Epoxide psoralen)、3,4-环氧-5-甲氧基补骨脂素(3,4-Epoxide-5-methoxy psoralen)[20,22]。苏卫国等[23]采用分光光度计的方法检测出了无花果各部位的黄酮类物质含量,其顺序是嫩枝 >鲜叶 >干叶 >果实,鲜叶中黄酮的含量约是果实的6倍。无花果叶中苯甲醛含量约为51.10 mg/g[23-24]。无花果叶中还含有人体必需的微量元素如:Sr、Mn、Fe、Cu、Zn、Cr、Ni、Se、Co,其中以Fe、Zn含量最高,Mg、Ca含量也极高[25-26]。

2.3 无花果根的化学成分

无花果根具有丰富的化学成分和药理作用,相关人员已经鉴定出其根中含有香豆素、三萜及其皂苷类成分,进一步采用UV、IR、1H-NMR、13C-NMR、MS等光谱技术鉴定其化学成分[27]。从无花果根乙醇提取物的石油醚萃取部分分离得到两种化学物质,经波谱分析鉴定为β-谷甾醇(β-sitosterol)、羽扇豆醇(Lupeol);从乙酸乙酯萃取部分分离得到3种化学物质,鉴定为补骨脂素(Psoralen)、香柠檬内脂(Bergapten)以及胡萝卜苷(Daucosterol)等化合物[28]。

3 无花果的药用价值

①抗氧化作用:无花果富含的多糖具有增强抗氧化酶活性和清除自由基的作用,黄酮类物质具有清除羟自由基(·OH)和氧自由基(O2·)的作用[18]。②抗肿瘤作用:无花果所含的苯甲醛可以抑制小鼠Ehrlich肿瘤的增长,芳香化合物的苯环结构使得癌细胞蛋白质合成受到抑制,皂苷化合物(化合物Ⅰ:22-Cyclopentyloxy-22-Deisopentyl-5-Olefin-3β-Hydroxyfuran sterol)和糖苷化合物(化合物Ⅱ:1α-5O-[2′-(2′-Methyl, 5-Isopropyl, 3′-Olefin - Dihydrofuran)]-β-Dlactoside)可以有效抑制人体胃癌细胞和结肠癌细胞的活性;同时,维生素、脂溶性物质以及微量元素等也具有很强的抗肿瘤活性[29]。这些物质能够抑制癌细胞的蛋白质合成,致使其失去营养而坏死,但对正常细胞不产生毒害作用[30]。③抗菌、抗病毒作用:从无花果根、茎、叶和果实中分离出的真菌代谢产物可以有效抑制金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、大肠杆菌(Escherichiacoli)的生物活性[31]。④降血糖、降血脂作用:无花果叶水提取物在动物及体外细胞模型中均对血糖、血脂产生一定的影响[3]。

3.1 无花果果实的药用价值

无花果巨大的药用价值主要与其组织或果实中丰富的内源菌及内源菌产生的代谢产物相关。无花果根、茎、叶及果实中均含有丰富的内源菌,包括具有发酵性能的酵母菌和具有抑菌性能的真菌[32]。通过对无花果果实中的内生菌分离筛选出的酵母菌可以作为无花果果酒发酵的优良菌株ZJUY2[33]。研究人员已经从无花果的果实中分离出多种强抑菌活性的内生菌;其中,多数内生菌对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、志贺氏菌、黑霉菌以及大肠杆菌等食源性致病菌具有较强的抑菌活性,同时,在内生菌菌株分离提取出的胞外蛋白也具有明显的抑菌能力[32-34]。因此,无花果果实具有丰富的食用和药用价值,其开发应用将具有更广阔的前景。前人的研究已经充分论证了无花果中的多种化学物质和营养成分具有丰富的药用价值,其中颜色较深的无花果成熟果实的营养价值和药用成分更高。无花果果实中特定的活性成分的功能如下:①黄酮类化合物能调节身体机能,清除心血管自由基,诱导肿瘤细胞死亡,高含量黄酮类化合物能修护机体组织,促进新陈代谢[35]。②粗纤维能加强肠胃蠕动,促进食物的消化与吸收,具有润肠通便的效果[36]。③补骨脂素是有的植物雌激素样作用,可以调节雌激素受体,同时还具有抗肿瘤、抗骨质疏松、抗氧化以及保护心血管等类雌激素活性[37]。④活性多糖可以刺激免疫活性,增强网状内皮系统吞噬肿瘤细胞的作用,促进淋巴细胞的转化,激活T细胞和B细胞,从而促进抗体的形成[38]。

3.2 无花果叶的药用价值

无花果叶的提取物可通过调节炎症因子、抑制胰岛B细胞损伤和凋亡,促进糖代谢以及改善糖尿病的并发症而起到治疗糖尿病的作用。无花果叶片中含有的多糖可以诱导人体胃癌细胞SGC-7901细胞凋亡基因表达,抗凋亡基因和周期基因表达受抑,细胞活性氧上升,抑制细胞增殖,促进细胞凋亡[6]。总体而言无花果叶提取物主要有以下作用:①具有较强的体外清除自由基活性,也具有清除羟自由基(·OH)和氧自由基(O2·)[3];②降低糖刺激下胆固醇含量,减少高胆固醇血症,尤其是餐后的高胆固醇血症[39];③对革兰阳性和革兰阴性球菌或杆菌均有良好的抑菌效果,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、蜡状芽孢杆菌等多种细菌均具有显著抑制作用[40]。花果叶提取液经口灌胃法(IG)最大耐受量试验,结果发现当剂量为7.82g /(kg·d)(25倍于临床剂量)时,未见动物死亡,说明口灌胃法基本无毒性。但是,通过给动物空腹注射高剂量的无花果叶的水溶性成分会存在一定的毒性[29]。综上,无花果药用价值研究还存在诸多的研究空白。

3.3 无花果根的药用价值

目前,对无花果根的开发应用较为匮乏,其药用价值还存在大量的研究空白。通过一些民间无花果根的药用方式,归纳出无花果根主要有一下功能:清热解毒,散瘀消肿,主治肺热咳嗽,咽喉肿痛,痔疮,痈疽,瘰疠,筋骨疼痛[27]。无花果根通过熏蒸的方式可以用于收提肛门,有治疗痔疮的作用,并取得显著疗效[41]。同时,无花果根中黄酮类提取物中黄酮含量较高,且通过黄酮提取物制成的制剂有助于开发具有增强免疫作用的食品、保健食品或药品[42]。无花果树在我国资源丰富,对无花果叶、根在临床治疗方面进一步研究,其开发应用具有更广阔的的前景。

4 小结

无花果的功能价值非常符合现代人的保健需求,具有广泛的食品开发市场前景。目前,无花果加工产品种类较少,主要集中在无花果果实的食品加工,对于无花果叶、茎和根的开发与研究较为匮乏,鲜果的采后的贮藏流通也面临挑战。此外,对于无花果各部位活性成分的种类及含量还有待深入研究,其活性机理与药用价值的关系有待进一步探索。因此,无花果未来的研究方向和重点主要包括:①创新采后处理与冷链流通技术,延长无花果采后供应链。②无花果果实、叶、茎和根的各部位活性成分数据库的建立。③无花果活性成分与功能价值的关联研究。④无花果休闲食品和功能食品的开发。⑤无花果营养成分的高效利用。综上,为无花果的药食两用提供理论依据,扩大对无花果全株的产品开发利用,助力产业发展。