无花果主要功能成分及其生物活性研究进展

张卫平，李新生，曲东，张芳婷

（1.陕西理工大学 生物科学与工程学院，陕西 汉中 723000；2.陕西省资源生物重点实验室，陕西 汉中 723000；3.宝鸡市金台区食品药品安全检验检测中心，陕西 宝鸡 721000）

无花果（Ficus carica L.）植物为桑科（Moraceae）榕属多年生落叶小乔木果树，在我国属于珍稀小众水果树种，适应性强，南北方地区均有种植，新疆南部尤多，山东、四川、江浙为主种植区域。其病虫害少，产量高，果、叶、茎、根、皮均含有多种功能成分，是一种非常适合功能性食品开发的生物资源。

无花果果实是一种保健果品，叶子也是一种传统中药材。其果实和叶中均含有多种营养成分和大量酚类、酮类、醛类、酸类、萜类、香豆素类等功能性成分[1]。已有文献报道，其多糖、黄酮、多酚类、香豆素类功能成分具有抗氧化、抗癌、抑菌、降血糖、降血脂、杀虫、消炎、降血压、增强免疫、缓解疲劳等生物活性和药用疗效。随着人们生活水平的不断提升，消费理念转变和消费结构升级，功能性食品和保健食品开发已成为食品产业发展的一个主要方向，无花果营养和医药保健功能成分的综合开发利用，也受到产业界和学术界的广泛关注[2]。

本文查阅了近年国内外无花果营养与功能成分、检测分析方法、生物活性与产品开发等方面文献资料，对无花果功能成分和生物活性研究领域的最新进展进行归类整理和系统梳理。重点对无花果多糖、黄酮、多酚类、香豆素类功能成分研究进展比对分析，并对其抗氧化、抗癌、降糖、降脂、抑菌等生物活性进行详细阐述，以期为无花果资源综合利用、功能性食品和医药保健品开发提供参考。

1 无花果功能成分

1.1 黄酮和多酚类化合物

无花果果实和叶子中均含有丰富的黄酮和多酚类化合物。果实颜色越深，其总黄酮和总酚含量越高，深色果实总多酚含量约2.02 mg/g，绿色果实仅0.74 mg/g，部分品种总酚含量高达（5.25±0.35）mg/g[3]。在提取果实中的总黄酮时，超声酶辅助结合双水相萃取法（ultrasonic enzyme -assisted combined with aqueous two -phase extraction，UEAATPE）效果相对较好，提取率是酶辅助萃取法（enzyme-assisted aqueous two-phase extraction，EAATPE）的1.13 倍、超声辅助萃取法（ultrasonic-assisted aqueous two-phase extraction，UAATPE）的1.21 倍、双水相萃取法（aqueous two-phase extraction，ATPE）的1.27 倍、索氏萃取法（soxhlet extraction，SE）的2.43 倍[4]。

比较果实和叶子中总黄酮和总多酚，发现无花果叶子中黄酮和多酚含量高于果实，目前在叶子中鉴定分离出的黄酮类化合物达34 种，多酚类化合物21 种，鲜叶中总黄酮含量为11.67～19.83 mg/g，总多酚含量为42.89～58.70 mg/g[5]，与银杏叶总黄酮相当，是一种很好提取总黄酮的原材料。李洪亮等[6]利用氯化胆碱和丙三醇（物质的量比1:2）作低共熔溶剂，叶中总黄酮提取率可达27.9 mg/g。一次性提取果实中的黄酮和多酚时，徐蔓[7]用60%乙醇作溶剂，黄酮含量达8.47 mg/g，多酚为1.74 mg/g。张锦华等[8]对提取工艺进一步优化，采用乙醇体积分数60%、超声温度51 ℃、超声时间52 min、料液比1∶45（g/mL）的条件，总黄酮和多酚提取量分别为（20.89±0.57）mg/g 和（2.72±0.37）mg/g。

无花果黄酮、多酚主要存在于鲜叶中，目前研究主要集中在提取方法及提取量方面，由于其结构复杂、种类多，关于不同品种、不同季节鲜叶中的成分与含量研究相对较少，对叶子中黄酮、多酚的成分结构及其独特生物活性方面的研究也不够系统，且利用无花果叶提取制备黄酮和多酚产业化关键技术方面也鲜有研究，这可能是影响无花果资源高值化利用开发的原因之一。

1.2 香豆素类化合物

香豆素类化合物是无花果的天然植物抗毒素，具有抗癌、护肝、抑菌、降血糖等功能活性。目前已检测出的香豆素类就有近100 种，其中果实和叶子中共有18 种[9]。深色品种果实中香豆素含量比浅色的高，而同一品种在成熟过程中一些成分会挥发和转化，其成分与含量也会出现差异。此外，干燥方法不同，对果实中香豆素成分、含量和生物活性均有影响，真空干燥和真空冷冻干燥对香豆素成分损失具有显著影响，康明等[10]发现仅热风干燥的干果中可检测到补骨脂素。

叶子中香豆素类化合物含量高于果实，其中佛手柑、补骨脂和伞形花内酯3 种香豆素含量相对较高。叶子中补骨脂苷、补骨脂素和佛手柑内酯含量分别达到9.20、23.66、4.96 mg/g；香豆素类含量占叶提取挥发油的51.46%，补骨脂素高达10.12%[9]。不同产地、不同采收期无花果叶子中香豆素类（伞形花内酯、补骨脂素和佛手柑内酯）含量存在显著差异，其中新疆不同地区7 月的叶子中伞形花内酯为0.200～0.926 mg/g、补骨脂素为4.120～20.126 mg/g、佛手柑内酯为1.330～4.106 mg/g[11]。在叶子中提取香豆素时，采用离子液体（ionic liquid，IL）-酸性pH 双水提取法（aqueous two phase systems，ATPS） 可使补骨脂酸-葡萄糖苷转化为补骨脂素，此时补骨脂素得率高，可达31.22 mg/g[12]。天然表面活性剂联合微波辅助提取法制备的香豆素稳定性、抗氧化性和防虫害效果会更好。

1.3 无花果多糖

多糖是无花果主要功能活性成分之一。果实的成熟度越高，多糖含量越高，干果中多糖含量约6.49%，叶子中含量高达12.58%，目前分离鉴定的单组分无花果多糖主要有多糖FCPS-1、FCPS-2、FCPS-3，此外还分离出2 种粗多糖FCPW50 和FCPA50[13]。其多糖具有很好的抗氧化性，可提高溶菌酶活性、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性和白细胞的吞噬能力，增强免疫力、促进肠道蠕动、延缓衰老。无花果多糖主要是通过增强淋巴细胞增殖力、修复损伤组织来提高免疫力和抑制肿瘤[14]。

无花果叶多糖的提取方法较多，主要有热水回流浸提法、超声波辅助提取法、微波辅助提取法、酶提取法、超临界CO2萃取法、超声微波协同提取法、热水-超声辅助提取法和亚临界水提取法等。不同提取方法各有优缺点，多糖得率也有较大差异。无花果叶多糖主要提取方法见表1。

表1 无花果叶多糖主要提取方法Table 1 Main extraction methods of polysaccharide from leaves of Ficus carica L.

由表1 可以看出，超声微波协同和亚临界水提取法明显优于其它方法，具有得率高、速度快、无污染的优点。

提取的无花果粗多糖脱色和清除杂蛋白主要有三氯乙酸法、Sevag 法和酶-Sevag 法。三氯乙酸法易使多糖降解，且残留的三氯乙酸会带来安全问题；Sevag法最为常用，但有多糖损失大、活性差和色素多等缺点；酶-Sevag 法相对较好，除蛋白效果佳，溶剂使用量下降。脱色常用离子交换树脂法和H2O2氧化法，其中H2O2氧化法应用较广，脱色效果好，但易破坏多糖结构，从而影响提取率；采用D301 树脂在pH3～5 时脱色效果最佳，但有溶剂残留。在色素少、不黏稠时，应用离子交换树脂法效果比较好。郭润妮等[22]单独利用大孔吸附树脂AB-8 也较好地实现脱色。多糖的结构和活性不仅受提取方法、脱色、脱蛋白等工艺影响，还受干燥方法的影响。郑峰等[23]通过对提取物进行热风干燥、真空冷冻干燥、真空干燥、喷雾干燥和微波干燥试验，发现真空冷冻干燥法提取物多糖的保留率高，对DPPH 自由基清除能力最强。

现有研究主要在多糖结构、提取分离与生物活性方面，而有关不同品种、不同干燥方法的多糖结构和含量及其生物活性间的差异等研究不够深入，无花果目前主要以食用果实为主，对叶子中多糖的研究尚处于起步阶段，可能由于无花果尚未列入药食同源目录，影响了其综合开发利用。

2 无花果生物活性

2.1 抗氧化

无花果果实与叶子中多糖、黄酮、多酚类化合物均具有抗氧化活性。通过比较不同颜色无花果果实多糖和黄酮、多酚提取物的总抗氧化性发现，深色品种FRAP 和DPPH 自由基清除能力比浅色平均分别高1.8 倍和2 倍[24]，其中，3-O-（鼠李糖基-吡喃葡萄糖基）-7-O-（吡喃葡萄糖基）-槲皮素、异木糖苷和芦丁这3种黄酮类化合物的抗氧化性最明显，这与深色品种总黄酮类、总酚类和多糖含量高有关。对多糖进行三氯乙酸法除蛋白、AB-8 树脂除色素纯化发现，抗氧化性与其浓度呈正相关，对超氧阴离子自由基清除效率高达75%。不同干燥方法对其抗氧化活性影响显著，传统阴干法抗氧化性和抗炎性更好。最新抗氧化研究发现，总原花青素在浅色品种中含量较高，原花青素中的酚羟基数量多，且具有一定抗氧化性，因而浅色品种对ABTS 阳离子自由基清除能力较深色品种好[3]。

表2 为近年来无花果果实与叶子抗氧化能力的比较分析。

表2 无花果果实与叶子总抗氧化能力比较分析Table 2 Comparative analysis of total antioxidant capacity of Ficus carica L.and its' leaves

由表2 可以看出，无花果多糖、黄酮、多酚类具有很好的抗氧化活性，叶子比果实的抗氧化性更强，这与叶子比果实中多糖、黄酮、多酚类化合物含量高的结果相一致。目前，均通过体外实验研究无花果功能成分抗氧化性，鲜有动物验证实验，尚未建立理想的药理作用模型。关于不同成分在体内消化代谢机理、过程路径、次级代谢产物等研究较少，化合物合成过程和结构修饰等分子作用机理和途径尚不明确。

2.2 抗癌

癌症是现代人类面临的一项重大疾病，无花果富硒，含有香豆素类、呋喃类、芳香类和大环萜类等多种抑肿瘤抗癌活性成分，抗癌效果显著[31]。无花果的抗癌活性一直是国内外研究的热点，研究者对无花果不同品种、部位和提取方法的抗癌功效进行了大量研究，表3 为近年来有关无花果抗癌活性研究情况。

表3 无花果抗癌活性研究情况Table 3 Study on anticancer activity of Ficus carica L.

由表3 可以看出，无花果对骨髓性白血病、S180肉瘤、淋巴肉瘤、肺癌、咽喉癌、食道癌、乳腺癌、胰腺癌、膀胱癌、直肠癌、胃癌、肝癌、宫颈癌和艾氏腹水癌等均有显著抑制作用，其多种活性成分通过相互协调，阻止和破坏了癌细胞蛋白酶的合成，实现抑制肿瘤细胞增殖并促使其凋亡。提取溶剂对功能成分的抗癌活性也具有一定影响，甲醇提取物对人乳腺癌MDAMB-231 细胞抗癌活性显著高于水提物。

传统医学和现代医学经常利用无花果进行癌症的预防和治疗，其抗癌机理尚不完全清楚，最初认为苯甲醛是其抗癌的主要成分，近年研究发现，其实苯甲醛只是增效剂，抗癌活性可能与无花果乳胶中的活性酶有关[37]。浙江中医药大学对部分癌症患者以无花果为主药进行辅助食疗，取得一定疗效。目前美国和日本等国家已将无花果及其产品定位为天然抗癌食品。

目前研究多在无花果功能成分对各类癌症的防治效果方面，有关各成分在改变细胞周期、诱导细胞凋亡、体内代谢过程中酶体系的基因调控、表达机理、抑制细胞增殖等方面研究略显不足。合成抗癌药物毒副作用大，无花果急性经口半数致死量LD50大于10 g/kg，因此对人非常安全，且提取物对消化道无副作用[39]。开展无花果抗癌毒理药理学试验，建立合理有效的评价模型，筛选出高效无毒抗癌药效成分，设计绿色高效的提取分离纯化方法，进行功能性保健食品和显著抗癌药物研发，将成为今后研究的主要方向。

2.3 抑菌

无花果抑菌性功能成分主要为补骨脂素和香柠檬内脂，尤其补骨脂素抑菌性非常显著，而叶子是补骨脂素主要来源。无花果叶子的水提和甲醇提取物均对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌显示出高抗菌活性，提取的叶精油几乎对所有受试菌均具有很高的抗菌活性[36]，尤其是对革兰氏阳性菌，可降低抗生素最低抑菌浓度（minimum inhibitory concentration，MIC），对革兰阴性杆菌和酵母菌的抑菌效果也非常显著，其中浓度为1.0 mg/L的补骨脂素溶液对分生孢子萌发的抑制率为69.3%；5.0 mg/L 时抑制率超过95%[40]。另外，5.0 mg/L 的补骨脂素溶液可使染病黄瓜幼苗叶片病情得到缓解和遏制[41]。

2.4 调节血糖、血脂

无花果多糖和黄酮、多酚类化合物均具有降血糖、降血脂功效。无花果多糖可提高溶菌酶活性、SOD 活性和白细胞的吞噬能力，促进肠道蠕动，排出体内有害物质，降低胆固醇，抑制血糖上升[42]。现代医学认为，关键酶抑制作用是最新治疗疾病方法，如无花果黄酮、多酚类对α-葡萄糖苷酶、酪氨酸酶具有较强抑制作用，可降血糖、减少色素沉淀[43]。糖尿病小鼠实验发现，提取物可激活肝脏细胞蛋白激酶（adenosine 5’-monophosphate-activated protein kinase，AMPK），减少肝糖异生，降低血糖[44]。多糖可刺激胰岛细胞，引起糖代谢关键酶活性发生改变，促进胰岛素的分泌，来实现降血糖，25 mg/mL 多糖溶液对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性抑制率达52.61%和46.48%，可显著降低II型糖尿病小鼠的血糖水平[45]。200 名糖尿病患者临床实验发现，每次10 g 果叶粉，持续30 d，比对空腹血糖、餐后血糖和糖化血红蛋白等生化指标，实验组血糖水平显著下降[46]。无花果中含有大量蛋白质分解酶、脂肪酶、超氧化物歧化酶、水解酶等多种酶类，这些酶类可分解体内脂肪，减少在血液中的堆积，起到降血脂、预防心脑血管疾病的功效。其叶和枝中黄酮、多酚类成分可促进甘油三酯、总胆固醇下降，在治疗高血脂方面功效显著，高血脂大鼠实验中，无花果粗提物（多酚类）明显降低了总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇水平[47]。

2.5 其它生物活性

无花果叶中的香豆素类（如香柠檬内酯与补骨脂素）、β-谷甾醇、黄酮类等活性成分还具有镇静、催眠作用，其中β-谷甾醇是多种镇静催眠作用药物的成分。给小鼠侧脑室注射一定剂量无花果甲醇提取物，可导致其翻正反射丧失，证明无花果具有潜在的抗惊厥活性[48]。

无花果叶子中的呋喃香豆素类化合物也是一种毒素，具有杀虫作用，在72 h 内对线虫的致死率可达到98.4%，提取物中的1-环己烷-6，7-二甲氧基-1，4-二氢萘对豆荚螟、豆蚜有驱避作用[49]。程东等[50]发现8.0 g/kg 体重剂量的无花果叶子虽不会影响动物进食，但可造成肝中毒，影响吸收，出现肝脏增大、细胞变性、肝细胞坏死等病理学变化。李嘉等[51]通过大鼠实验发现，补骨脂素代谢途径是水合、还原、氧化及谷氨酰胺结合。因此，作为药物使用时要注意，不宜长期大剂量使用，长期接触补骨脂素也会造成一定程度的肝中毒损伤，导致丙氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丝氨酸、尿素、葡萄糖-丙氨酸等代谢紊乱[52]。

3 总结与展望

近年来，国内外研究者在无花果营养成分和主要功能成分多糖、香豆素类、黄酮、多酚类化合物的分离鉴定和提取方法、生物活性检测和动物实验方面开展了大量的基础性研究工作，验证了无花果的抗氧化、抗癌、抑菌、降血糖、降血脂、杀虫、消炎、降血压、增强免疫、缓解疲劳等方面的多种生物活性和药用疗效，也进行了简单的资源开发利用研究，无花果的生物学活性已经得到普遍认可。就目前研究进展来看，无花果主要还是以果实鲜食为主，主要集中在基础研究领域，但其叶子生物活性研究的广度、深度和开发利用仍显不足。

目前无花果抗氧化、抗癌及抑菌等生物活性研究多在品种、成分及提取方法方面，有关不同功能成分和提取方法在改变细胞周期、诱导细胞凋亡、体内代谢过程中酶体系的基因调控、表达机理、体内消化代谢机理、过程路径、次级代谢产物、抑制细胞增殖、化合物进行合成和结构修饰等分子作用机理和途径等方面的研究不足。

无花果主要功能成分黄酮、多酚和香豆素类在叶中含量较高，具有多种生物活性和药理学特性，功能成分比较复杂，目前研究主要在其成分及提取方法方面。关于不同品种、季节鲜叶中的成分含量研究相对较少，鲜有开展叶子综合提取中试化方面的研究。无花果的茎叶资源相较果实更加丰富，每年进行修剪后基本被丢弃，资源浪费严重，综合利用不足，因此要加强研究茎叶资源的综合开发利用。

开展毒理药理学试验，筛选出高效低毒抗癌药效成分，设计绿色高效的提取分离纯化方法，建立合理有效的评价模型，进行无花果副产物活性功能成分的代谢调控机理研究和功能性保健食品与天然抗癌药物研发，是未来无花果的研究方向。