胡高爽，高山，王若樺，雷明，何亞芳，劉蔚棱，高麗曉

（河北科技大學生物科學與工程學院，河北 石家莊 050018）

沙棘（Hippophe rhamnoids Linn.）為灌禾目胡頹子科沙棘屬，能夠在干旱貧瘠及鹽堿地等極端土壤環(huán)境下生長，是一種可以防治水土流失、減輕風沙危害的生態(tài)植物。我國沙棘林地面積居于世界首位，占全球沙棘總面積的90%以上，廣泛分布于陜西、河北、甘肅、內(nèi)蒙等20多個省區(qū)。沙棘的根、莖、葉、花、果實中均含有豐富的生物活性成分，但研究相對缺乏，因而導致這種極具開發(fā)價值的作物沒有被充分利用。本文對沙棘活性成分的營養(yǎng)特點、提取方法以及營養(yǎng)保健功能進行綜述，旨在為沙棘深加工產(chǎn)品的研發(fā)提供借鑒。

1 沙棘活性物質研究現(xiàn)狀

1.1 沙棘黃酮研究現(xiàn)狀

1.1.1 沙棘黃酮簡介

沙棘中黃酮類化合物主要包括：異鼠李素、槲皮素、楊梅素和山奈酚4種苷元類化合物[1-2]。沙棘中不同部位的黃酮含量存在較大差異，在沙棘葉中總黃酮含量為2.24%，果肉中總黃酮含量為0.95%，果渣中總黃酮含量為0.89%，果皮中總黃酮含量為0.51%，籽中總黃酮含量為0.31%[3]。其中沙棘葉中異鼠李素、槲皮素的含量較低，而山奈酚的含量較高。而沙棘果肉黃酮中異鼠李素的含量較高（70%左右）。沙棘籽黃酮中主要是以山奈酚為主，含量能夠達到總黃酮含量的31.5%。在根、莖中黃酮類化合物含量比較少。

1.1.2 沙棘黃酮提取方法

沙棘黃酮提取方法主要包括溶劑提取法、超聲波輔助提取法、微波/光波提取法、酶輔助提取法等。樊旭等[4]采用溶劑回流提取技術通過響應面優(yōu)化沙棘黃酮的提取工藝得到最佳提取條件：乙醇體積分數(shù)90%，提取 3次，料液比 1∶60（g/mL），提取溫度 80℃，在該條件下黃酮提取率為2.67%。Zhou等[5]建立乙酸乙酯-甲醇-正丁醇-水為溶劑（9∶1∶0.5∶9，體積比）一步快速逆流色譜法分離純化沙棘籽渣中黃酮類苷類化合物的有效方法。該方法簡便、高效，可用于鼠李籽渣中黃酮類苷類化合物的制備分離。Cui等[6]采用低共熔溶劑與微波輔助萃取技術相結合實現(xiàn)沙棘中黃酮化合物的富集提取，總提取率能夠達到傳統(tǒng)溶劑提取方法的1.32倍～2.40倍。Li等[7]以離子液體為溶劑并采用超聲波/微波輔助蒸餾提取 （deep eutectic solvents-microwave-assisted extraction，DES-MAE）技術，對沙棘葉黃酮類物質進行有效提取分離。

1.1.3 沙棘黃酮功能研究現(xiàn)狀

近年來，科研工作者針對沙棘黃酮在抗氧化、促進創(chuàng)面愈合、調(diào)節(jié)血脂、抗高血壓、免疫調(diào)節(jié)等方面的作用進行了詳細研究。Pandurangan等[8]采用改進的Algar-Flynn-Oyamada方法，對沙棘黃酮中的多羥基和區(qū)域甲基化黃酮-3-醇類化合物進行合成。測定沙棘提取物、分離產(chǎn)物和多種黃酮-3-醇的抗氧化活性，結果發(fā)現(xiàn)沙棘黃酮中沒食子酸是最有效的抗氧化劑和輻射保護劑。Gupta等[9]探討沙棘黃酮局部給藥對大鼠皮膚創(chuàng)面愈合的影響。結果發(fā)現(xiàn)沙棘黃酮能促進創(chuàng)面愈合，改善創(chuàng)面收縮速度，縮短創(chuàng)面上皮化時間，顯著提高羥脯氨酸（26.0%）和己糖胺（30.0%）含量。王振寧等[10]通過建立高血脂小鼠動物模型，進行體內(nèi)評價實驗，結果發(fā)現(xiàn)沙棘黃酮在血脂代謝方面有較好的緩解作用。Pang等[11]研究通過觀察沙棘籽渣總黃酮對慢性蔗糖喂養(yǎng)大鼠胰島素和血管緊張素II水平的調(diào)節(jié)作用，探討其抗高血壓作用及其作用機制。結果表明，沙棘籽渣黃酮的抗高血壓作用大多是通過改善胰島素敏感性和阻斷血管緊張素信號通路來實現(xiàn)的。Hou等[12]研究發(fā)現(xiàn)沙棘黃酮能夠上調(diào)細胞因子IL-1α，IL-2，IL-7，IL-15，CSF-2，CSF-3，MCP-1，MIG，IFN-γ，TNF-α 和 TNF-β 的表達，下調(diào) IL16，MIP-1β，CX3CL-1和MIF的表達，還可以上調(diào)JAK-STAT通路STAT1和STAT5的磷酸化水平。結果表明，沙棘黃酮能夠刺激NK92-MI細胞，激活并增強NK92-MI細胞的細胞毒性，具有免疫增強劑的潛力，可作為功能性食品和藥物治療的有效成分。

1.2 沙棘多糖研究現(xiàn)狀

1.2.1 沙棘多糖

沙棘多糖是由葡萄糖、果糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖和鼠李糖組成的中性多糖，其中可溶性糖含量較低，約為8%到15%，葡萄糖和果糖的含量較高，占到總糖含量的80%。沙棘不同部位含有的多糖量不同，沙棘果中多糖量最多，沙棘果皮中次之，沙棘葉中多糖含量最少。不同時期的多糖含量也不同，對沙棘果而言，在果實成熟期，多糖含量最多，而對于沙棘葉則在展葉期和果實成熟期的多糖含量較多[13]。

1.2.2 沙棘多糖提取方法

多糖的提取方法有多種，主要包括溶劑浸提法、酶輔助提取法、微波輔助提取法、超聲波輔助提取法、酸堿提取法、超臨界流體萃取法、閃式提取法等[14-15]。楊宏志等[16]對比5種方法對沙棘多糖的提取效率，發(fā)現(xiàn)提取量的順序為熱水提取法＞超聲波輔助法＞酶法-超聲波協(xié)同萃取法＞酶法＞微波輔助法，綜合考慮試驗成本等其他因素，發(fā)現(xiàn)采用熱水提取法80℃下進行40 min，提取的多糖含量為102.36 mg/g，超聲波輔助法60℃下提取20 min，提取多糖含量為88.09 mg/g。因此，該研究認為超聲波輔助法是針對沙棘多糖最優(yōu)的提取方法。趙宏等[15]用閃式提取器進行提取，結果發(fā)現(xiàn)提取率要高于傳統(tǒng)煎煮法，而且提取時間只用110 s。因此，目前提取率較高的是閃式提取法和超聲波-微波協(xié)同法，但前者可在常溫約20℃下操作，能較大限度保護有效成分，并了縮短提取時間，具有更好的應用前景。此外，Wei等[17]探討微波輔助萃取技術對沙棘多糖的提取效果的影響，結果表明最佳提取條件為微波功率 600 W，提取時間 6 min，液料比 10 ∶1（mL/g），提取溫度85℃。同時，該研究還分析微波功率對沙棘多糖抗氧化活性的影響，發(fā)現(xiàn)微波功率為600 W時，促進了沙棘多糖抗氧化活性的釋放。

1.2.3 沙棘多糖功能評價研究現(xiàn)狀

目前針對沙棘多糖的研究主要集中在抗氧化活性、保護肝臟、降血糖、抗炎等方面。Wang等[18]研究發(fā)現(xiàn)沙棘果多糖提取物能夠通過激活Nrf-2/HO-1-SOD-2信號通路，對乙酰氨基酚誘導的小鼠肝毒性起到保護作用。此外，Zhang等[19]研究沙棘漿果多糖（sea-buckthorn berry polysaccharide，SP）對四氯化碳（CCl4）肝毒性的保護作用及其機制。結果表明，SP預處理能夠顯著降低丙氨酸轉氨酶、天冬氨酸轉氨酶、總膽紅素（治療組）的水平，同時增加前白蛋白的水平（PALB），增加超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶活動，增加谷胱甘肽的水平，并降低丙二醛（MDA）含量，證明SP預處理能通過抗氧化和抗炎作用保護肝臟免受CCl4誘導的損傷。Yuan等[20]探究沙棘多糖對糖尿病小鼠的降糖、抗炎作用，結果與Guo等[21]的研究結論一致，表明沙棘多糖具有較好的降血糖抗炎作用。

1.3 沙棘脂肪酸研究現(xiàn)狀

1.3.1 沙棘脂肪酸

沙棘中脂肪酸含量較高，目前沙棘果油中已鑒定出11種不同的脂肪酸：肉豆蔻酸（C14：0）、棕櫚酸（C16：0）、棕櫚油酸（C16：1 n-7）、六癸酸（C16：2 n-7）、硬脂酸（C18：0）、油酸（C18：1 n-9）、順式-伐木酸（C18：1n-7）、亞油酸（C18：2n-6）、亞麻酸（C18：3 n-3）、花生酸（C20：0）和二十烷醇（C20：1 n-9）。沙棘成熟的種子約含有8%～20%的油，干燥的果肉（果肉和果皮）大約含有20%～25%的油。這些油主要是甘油三酯形式的不飽和脂肪酸、植物甾醇和維生素A和維生素E。沙棘果油中不飽和脂肪酸含量高達66.92%，單不飽和脂肪酸為53.71%，多不飽和脂肪酸為13.21%，且沙棘果油中的C16脂肪酸比例明顯高于C18脂肪酸[22-25]。

1.3.2 沙棘脂肪酸提取方法

目前針對沙棘脂肪酸提取方法主要包括分子蒸餾、尿素包埋、索氏提取、超聲波輔助提取和CO2超臨界提取等。王振宇等[26]探討索氏提取、超聲波輔助提取和CO2超臨界提取3種方法對大果沙棘果渣脂肪酸成分的影響，發(fā)現(xiàn)不同提取方法得到的沙棘油的脂肪酸成分之間有很大差別，索氏提取針對多不飽和脂肪酸的提取效果最好，占總脂肪酸的37.32%，而超臨界CO2對十六烷酸的提取效果較好。高山等[27]采用尿素包埋-分子蒸餾復合法提取沙棘果油中的棕櫚油酸，在單因素試驗的基礎上采用響應面分析法優(yōu)化提取工藝參數(shù)。結果表明，尿素包埋和分子蒸餾兩步法提取沙棘果油中的棕櫚油酸最佳條件為：尿素包埋法，尿素底物比為 1.98∶1（g/g），溶劑與底物比為4.03 ∶1（mL/g），包埋時間為12.15 h。分子蒸餾法，進料速度0.84 mL/min，刮膜速率116.02 r/min，蒸餾溫度99.75℃。最佳優(yōu)化條件下棕櫚油酸含量顯著提高能夠達到72.19%。

1.3.3 沙棘脂肪酸功能研究現(xiàn)狀

研究表明，沙棘脂肪酸對血糖調(diào)節(jié)、保護視網(wǎng)膜有積極影響。Gao等[28]證實沙棘果油提取物能夠通過對PI3K/Akt信號通路緩解糖尿病大鼠的胰島素抵抗作用，改善胰島素抵抗活性。Bouras K等[29]揭示沙棘籽油對高血壓性視網(wǎng)膜病變有明顯的保護作用。此外，棕櫚油酸近些年來在一些慢性疾病如糖尿病和一些炎癥中具有明顯的治療作用[30-31]，已經(jīng)引起國內(nèi)外人們的廣泛關注。而沙棘果油中含有豐富的棕櫚油酸成分，因此，開展沙棘果油脂肪酸的功能性研究將是未來的研究趨勢。

1.4 沙棘維生素研究現(xiàn)狀

1.4.1 沙棘維生素

沙棘中含有豐富的維生素，被譽為“維生素寶庫”。目前研究發(fā)現(xiàn)，沙棘中含有豐富的類胡蘿卜素、維生素B、維生素C、維生素E、維生素P、維生素K。沙棘維生素C的含量是橘子的15倍，約為695 mg/100 g。同種維生素在沙棘的不同部位含量也有很大差別，其中維生素C在沙棘果實中含量為1 430 mg/100 g，沙棘葉中含量為159 mg/100 g，沙棘籽中含量為132 mg/100 g，由此得出沙棘果實中維生素含量最高。而類胡蘿卜素在沙棘果實中含量為34.1 mg/100 g，沙棘葉中含量為13.9 mg/100 g，沙棘枝中含量為0.186 mg/100 g，沙棘籽中含量為1.88 mg/100 g，類胡蘿卜素在沙棘果實中含量最高[22，32]。

1.4.2 沙棘維生素提取方法

沙棘中維生素提取分析方法包括微波法、毛細管氣相色譜法、高效液相色譜法等。李洋等[33]探究不同微波條件對提取沙棘中的類胡蘿卜素的影響。結果表明，用丙酮作提取劑，微波功率為300 W，提取時間為40 s，料液比為 1 ∶15（g/mL），提取級數(shù)為三級時，提取效果最好。沈琪等[34]研究沙棘籽油中脂肪酸成分，建立毛細管氣相色譜法測定沙棘籽油中維生素E含量的方法。發(fā)現(xiàn)建立以毛細管氣相色譜法測定沙棘籽油中維生素E含量的方法，靈敏、準確、重復性好，可作為沙棘籽油中維生素E的含量測定方法。

1.4.3 沙棘維生素功能研究現(xiàn)狀

目前，針對沙棘中維生素功能的研究主要集中在維生素C、維生素E和類胡蘿卜素研究中。其中維生素C在抑制血小板活化（尤其是血小板聚集），降低膽固醇濃度和血壓，提供抗氧化活性方面表現(xiàn)出積極作用[35-36]。沙棘中的維生素E可用于保護化學性肝損傷，防治胃潰瘍[37]，此外還可用于防止細胞膜脂質過度氧化，延緩衰老過程，并可有效預防動脈硬化等。

1.5 沙棘蛋白研究現(xiàn)狀

1.5.1 沙棘蛋白

沙棘蛋白質中氨基酸種類豐富，含有人體必需的8種氨基酸，其中酪氨酸（18.3%）和谷氨酸（16.8%）含量最高，色氨酸（0.31%）含量最低。沙棘蛋白中氨基酸總量為83.41%，其中必需氨基酸總量為67.57%，接近完全蛋白。沙棘蛋白在葉、果肉、種子中均有分布，其中種子的蛋白質含量最多，為24.4%左右，沙棘葉中的蛋白質含量可達10%～25%，沙棘果肉中的蛋白質含量為2.89%[20，38-39]。

1.5.2 沙棘蛋白提取方法

目前，針對沙棘中的蛋白質提取研究主要有酸沉堿提法、酶法提取等。Yuan等[20，38]采用堿溶酸沉法提取沙棘蛋白并分別探討沙棘蛋白對鏈脲佐菌素誘導的糖尿病小鼠腸道微生物群落的影響，以及對鏈脲佐菌素誘導的糖尿病ICR小鼠糖代謝的影響。崔淼等[40]以沙棘籽粕為原料，首先采用堿提酸沉法提取沙棘籽蛋白，然后用堿性蛋白酶對堿提殘渣中蛋白質進行酶法提取，通過堿、酶兩步法提取后，沙棘籽蛋白總提取率能夠達到73.86%。

1.5.3 沙棘蛋白功能研究現(xiàn)狀

Yuan等[20，38]研究發(fā)現(xiàn)沙棘蛋白可以改善鏈脲佐菌素誘導的糖尿病小鼠的胰島素抵抗，抑制相關基因的表達，上調(diào)AMPK/SIRT1通路的激活。同時沙棘蛋白還可以調(diào)節(jié)2型糖尿病小鼠腸道微生物多樣性。此外，逄治飛[41]研究沙棘籽粕抗氧化肽的制備及活性水平。結果表明試驗所用沙棘籽粕的最佳蛋白提取工藝條件為：提取時間 50 min，pH 12，料液比 1∶12（g/mL），提取溫度50℃，酸沉pH 4.0，在該條件下沙棘籽粕蛋白的含量能夠達到88.03%。而且該研究制備的沙棘籽粕抗氧化肽具有較高的抗氧化活性。

1.6 沙棘多酚研究現(xiàn)狀

1.6.1 沙棘多酚

沙棘中含有豐富的多酚類化合物，包括沒食子酸、兒茶素、對香豆素、阿魏酸、蘆丁、山奈酚-3-O-葡萄糖苷、異鼠李酸-3-O-葡萄糖苷和槲皮素，其中以咖啡酸含量最高，其次是原兒茶酸、沒食子酸，沙棘果實中的結合態(tài)多酚占總酚酸成分的80%[42-43]。

1.6.2 沙棘多酚提取方法

沙棘多酚化合物的提取方法主要有溶劑提取、超聲輔助萃取法、微波輔助加熱法等。崔米米等[44]采用有機溶劑提取自由態(tài)多酚，酸或堿水解沙棘殘渣提取結合態(tài)多酚。王偉鏵等[45]采用超聲波輔助萃取技術，通過星點設計-效應面法對沙棘果多酚提取工藝進行優(yōu)化。此外，Asofiei等[46]采用微波輔助提取法提取多酚類化合物，結果表明在90℃的溫度下，使用溶劑/原料比為20∶1（mL/g）和50%的乙醇作為萃取溶劑，可以得到最佳的提取結果。但考慮到多酚熱穩(wěn)定性差的特點，Asofiei等[42]又開發(fā)了一種新型半連續(xù)微波小型反應器從沙棘葉中提取多酚的方法，與傳統(tǒng)萃取法相比能耗顯著降低。

1.6.3 沙棘多酚功能及研究現(xiàn)狀

Attri等[47]采用體外模擬腸道模型，研究富含多酚的沙棘漿果汁對結腸微生物組成和多樣性的影響。結果表明，沙棘多酚對乳酸菌、擬桿菌、普氏桿菌和雙歧桿菌等有益菌群均有促進作用，還增強降主動脈結腸抗氧化活性。Maheshwari等[48]研究沙棘葉富酚組分對大鼠CCl4誘導的氧化應激的抗氧化和保肝作用。結果表明，沙棘葉富酚組分具有強大的抗氧化活性，可以防止生物分子的氧化損傷，而且對CCl4誘導的肝臟氧化損傷具有顯著的保護作用。Guo等[49]采用體外模擬消化法測定沙棘果實的酚類物質、抗氧化劑和抗增殖性能，研究結果證明，沙棘具有生物活性化合物，能夠潛在地預防慢性疾病，可以作為一種功能性的水果來源。

1.7 沙棘甾醇研究現(xiàn)狀

1.7.1 沙棘甾醇

沙棘甾醇主要成分為β-谷甾醇，廣泛存在于沙棘籽及其果肉所提取的沙棘油中[50]。

1.7.2 沙棘甾醇提取方法

目前，針對沙棘中甾醇提取方法的研究較少，但研究前景大。薛延團等[50]采用皂化法從沙棘籽油中提取沙棘粗甾醇，經(jīng)無水乙醇反復重結晶獲純化沙棘甾醇，其含量能夠達到84.5%。并對其降血脂功能進行評價，結果表明沙棘甾醇可明顯修復損傷的肝細胞結構，減少細胞質內(nèi)脂滴。龔晨等[51]以沙棘籽油為研究對象，對皂化法制備甾醇粗制品的工藝條件進行優(yōu)化，利用重結晶法和大孔吸附樹脂法對甾醇粗制品進行精制和純化。結果表明，制備甾醇粗制品的最佳工藝條件為：料液比 1 ∶17.5（g/mL）、溶劑 50%KOH∶無水乙醇配比1∶12.5（體積比）、皂化時間1.5 h、皂化溫度90℃。利用重結晶法對甾醇粗制品進行精制，可得到β-谷甾醇含量為91.41%的甾醇精制品，再經(jīng)大孔吸附樹脂純化能夠得到β-谷甾醇純度為93.54%的產(chǎn)品。

1.7.3 沙棘甾醇功能及研究現(xiàn)狀

目前針對沙棘甾醇功能研究也還比較少。薛延團等[52]除了對沙棘甾醇的降血脂功能進行評價，還采用Schall烘箱貯藏法，研究沙棘甾醇對油脂的抗氧化作用。結果表明，沙棘甾醇對大豆油和豬油都具有一定的抗氧化作用，對大豆油和豬油氧化的抑制率在6.56%～33.43%，隨劑量的增加其抗氧化強度逐步提高，呈正相劑量依賴效應，對豬油氧化的抑制率高于大豆油，約為大豆油的1.4倍～1.6倍。此外，薛延團等[53]還探討沙棘甾醇抗油脂氧化的作用，并與維生素C、維生素E、二丁基羥基甲苯、β-胡蘿卜素、β-谷甾醇和豆甾醇的抗油脂氧化作用相比較，并將沙棘甾醇與維生素C或二丁基羥基甲苯復配，研究它們的協(xié)同抗油脂氧化作用。結論表明沙棘甾醇具有明顯的抗油脂氧化作用，其抗氧化強度隨著劑量的增加而明顯遞增，呈正向劑量依賴效應?？褂椭趸膹姸龋壕S生素C＞二丁基羥基甲苯＞維生素E＞沙棘甾醇＞豆甾醇＞β-胡蘿卜素＞β-谷甾醇。沙棘甾醇與維生素C或二丁基羥基甲苯復配具有協(xié)同增效的能力，尤以沙棘甾醇與維生素C復配比為1∶2（g/g）時效果最為顯著。

2 展望

目前，成熟的沙棘產(chǎn)品主要包括沙棘食品、沙棘調(diào)味品和沙棘飲料類，例如沙棘餅干、沙棘果醬、沙棘果汁、沙棘茶和沙棘香檳等。沙棘日化類，例如沙棘面霜、沙棘香皂等。沙棘油類，例如沙棘籽油、沙棘果油和沙棘全油等。沙棘保健品類，沙棘黃酮粉、沙棘黃酮復合膠囊等。這些針對沙棘產(chǎn)品的開發(fā)多局限于初加工階段，今后的深加工需要注重如下幾方面的研究。

首先，生物活性物質是沙棘的主要價值所在，進一步研究活性物質提取和功能性評價將是值得研究的一個方面。然而由于品種、生長條件及部位的差異，沙棘生物活性成分的含量和提取難度也會出現(xiàn)差異。因此，以不同沙棘原材料為研究對象，開發(fā)活性物質提取方法，并進行量效及構效評價，將能夠更好地發(fā)揮沙棘營養(yǎng)保健及藥用價值。

其次，還應該提高沙棘資源的利用程度。目前，沙棘加工技術較為薄弱，很多果渣和籽渣大都棄置不用，造成了資源的浪費。研究發(fā)現(xiàn)沙棘渣中含有大量的多糖、黃酮類化合物、維生素等，可提取開發(fā)多種高附加值的產(chǎn)品。加強沙棘綜合利用，可更好地提高沙棘產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟效益。而且沙棘多生長于高原山區(qū)，其采摘較為困難，發(fā)展新型的種植和采摘技術也將是促進沙棘產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方面。

最后，沙棘提取物的食用安全研究還剛剛起步。雖然沙棘作為傳統(tǒng)藥材已被世界各地人們廣泛應用，但其提取物的毒理學評價還不夠深入。在此方面的工作將為沙棘產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定安全健康基礎。

3 結論

現(xiàn)有的研究已經(jīng)表明沙棘具有很高的營養(yǎng)和保健價值，可應用在食品、藥品、保健品、化妝品等多個領域。但因沙棘基礎研究還不充分，造成這一優(yōu)質資源未被充分利用。因此，以沙棘為對象，本著經(jīng)濟效益和生態(tài)效益并重，種植和加工協(xié)調(diào)，深加工和粗加工相結合，基礎和應用互補的原則，開發(fā)沙棘高效高值綜合利用技術，將具有非常廣闊的前景。

本文針對沙棘不同部位活性物質的研究與開發(fā)情況進行了總結和闡述，并對其研究趨勢作一展望，旨在為沙棘的系統(tǒng)化研究提供借鑒。