■敖長金

（內(nèi)蒙古自治區(qū)高校動物營養(yǎng)與飼料科學重點實驗室，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學動物科學學院，內(nèi)蒙古呼和浩特010018）

沙蔥（Allium mongolicumRegel），學名蒙古韭，蒙古語中被稱為“胡穆利”，廣泛分布于我國新疆北部、甘肅、寧夏、陜西、內(nèi)蒙古中西部荒漠草原和沙地[1]，其營養(yǎng)價值高，風味獨特，富含蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)和維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，并含有多糖、黃酮類化合物和精油等多種活性成分[2]。研究發(fā)現(xiàn)，采用不同提取方法可獲得沙蔥中不同的活性成分，水提法獲得的主要活性成分為多糖，醇提法主要獲得黃酮類化合物，蒸餾法主要獲得精油，但不同方法獲得的沙蔥提取物均具有抗菌、抗腫瘤、抗氧化、抗炎和免疫調(diào)節(jié)[3-7]等生物功能。本文針對沙蔥中的不同生物活性成分，分別從其提取方法、活性物質(zhì)組成、抗氧化能力、抗炎能力和免疫調(diào)節(jié)能力等方面進行綜述。

1 沙蔥多糖

1.1 沙蔥多糖的提取及主要活性成分

多糖（polysaccharides）是由10個以上的單糖分子通過糖苷鍵連接組成，其分子結構復雜[8]。多糖的單糖組成、分子量、鏈構象、糖苷鍵的類型和位置以及硫酸鹽的含量等因素都對它的生物活性具有一定影響[9-10]，如β-葡聚糖能夠表現(xiàn)出很強的免疫調(diào)節(jié)活性，是因為它的三重螺旋結構具有較高的剛度，可以更好的被免疫細胞受體所識別[11]。近年來，由于植物多糖的安全性和潛在的抗氧化、抗炎和免疫調(diào)節(jié)等生物活性已經(jīng)引起了世界范圍內(nèi)很多科學家的注意。

在沙蔥多糖提取過程中，首先將沙蔥粉與乙醇按1∶8的比例進行脫脂，脫脂完成后采用熱水浸提法提取[12]，獲得含有蛋白質(zhì)的粗多糖溶液。然后再通過分離純化等步驟去除大分子蛋白質(zhì)和小分子雜質(zhì)等非糖組分，從而獲得單一多糖組分[13]。段偉偉等[14]采用Sevage法和三氯乙酸法去除沙蔥粗多糖中的蛋白質(zhì)，并觀測了蛋白的去除率和多糖的損失率，結果表明，Sevage法除蛋白率為43.82%，多糖損失率為4.67%；三氯乙酸法除蛋白率為87.33%，多糖損失率為55.59%。扈瑞平[15]采用sephadexg-100凝膠柱層析法、硅膠薄層層析（TLC）和高效液相（HPLC）、核磁共振分別測定了沙蔥多糖的分子量、單糖組成和糖鏈的主要連接方式，發(fā)現(xiàn)沙蔥多糖是由D-葡萄糖、L-鼠李糖和D-半乳糖構成的分子量為5.89×104的雜多糖，其糖鏈的主要連接方式為α-Glc（1→4）、[α-Glc（1→4）-]n和端基α-Rha。

1.2 沙蔥多糖的抗氧化作用

在動物生長過程中，日糧營養(yǎng)水平和環(huán)境等因素的改變使動物機體內(nèi)活性氧（reactive oxygen species，ROS）或活性氮（reactive nitrogen species，RNS）增多[16]，機體氧化和抗氧化水平失衡，參與細胞信號轉導途徑的正常機制受到破壞，細胞發(fā)生功能性障礙，最終導致癌癥、纖維化和高血壓等疾病的發(fā)生[17]。多糖是很多藥物的活性成分之一，能夠增強抗氧化酶活性，清除機體內(nèi)過多的自由基，抑制脂質(zhì)過氧化，保護生物膜，從而達到抗氧化和抗衰老的作用[8]。王麗思[18]分別在體外和體內(nèi)兩個方面驗證了沙蔥多糖的抗氧化活性，體外抗氧化試驗結果表明，沙蔥多糖濃度為1 mg/mL時，抑制羥自由基（·OH）能力最強，濃度為5 mg/mL時清除超氧陰離子（O2-·）的能力最強；體內(nèi)試驗結果表明，對小鼠灌胃400 mg/kg體重沙蔥多糖后可顯著提高其血清、肝臟、腎臟和心臟中抗氧化酶活力，并降低丙二醛（MDA）含量。宋巴達瑪?shù)萚19]和宋麗霞[20]在舍飼肉羊日糧中添加0.03%、0.06%、0.09%和0.12%的沙蔥多糖，發(fā)現(xiàn)沙蔥多糖能顯著提高肉羊血清中超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）、過氧化氫酶（CAT）活性和總抗氧化能力（T-AOC）并降低MDA含量，且呈劑量和時間依賴性。

多糖的抗氧化作用機制可能包括：①多糖可以通過捕獲脂質(zhì)過氧化鏈式反應中產(chǎn)生的ROS，從而減少脂質(zhì)過氧化反應鏈長度，阻斷或減緩脂質(zhì)過氧化的繼續(xù)進行，達到對ROS的清除作用；②通過與產(chǎn)生ROS所必需的金屬離子發(fā)生絡合作用，對ROS起到間接清除作用。多糖環(huán)上的-OH可與產(chǎn)生的OH·等所必需的金屬離子（如Fe2+、Cu2+等）絡合，使其不能產(chǎn)生啟動脂質(zhì)過氧化的OH·或使其不能分解脂質(zhì)過氧化產(chǎn)生的脂過氧化物，從而抑制ROS的產(chǎn)生；③多糖可通過提高SOD、GSH-Px等抗氧化酶的活性，從而發(fā)揮抗氧化作用[21]。沙蔥多糖抗氧化作用的具體機制尚無法明確，有待于進一步研究。

1.3 沙蔥多糖的免疫調(diào)節(jié)作用

巨噬細胞是機體天然抵抗力的一種重要效應細胞，在先天性和適應性免疫反應中可發(fā)揮吞噬、呈遞抗原和分泌細胞因子等作用[22]。激活的巨噬細胞具有較強的吞噬和胞飲作用，可以參與機體特異性和非特異性免疫反應[23]。近年來，很多人嘗試將多糖作為一種潛在的免疫調(diào)節(jié)劑，通過激活巨噬細胞來達到免疫調(diào)節(jié)作用。王麗思[18]研究表明，濃度為100μg/mL的沙蔥多糖對小鼠腹腔巨噬細胞作用24 h時具有較好的激活作用。張興夫[24]每天在小鼠日糧中添加75 mg/kg體重沙蔥多糖可顯著提高其巨噬細胞的吞噬能力，增強小鼠NK細胞對YAC-1的殺傷作用。NK細胞是機體天然存在的非特異免疫殺傷細胞，NK細胞活性提高可使其對T淋巴細胞的應答性增強，從而提高機體非特異性免疫能力[25]。

當機體受到病理刺激或損傷刺激時，巨噬細胞會產(chǎn)生大量生物活性分子，包括一氧化氮（NO）、ROS以及細胞因子如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白介素-1（IL-1）和白介素-6（IL-6）等來防御病原體入侵[26]。細胞因子是免疫和非免疫細胞釋放的細胞間信號蛋白，通過誘導細胞分化和增殖，從而在控制整個生物體內(nèi)穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用[27]。免疫調(diào)節(jié)劑誘導巨噬細胞合成細胞因子的能力是評估其能否增強先天免疫活性的方法之一。有研究表明，沙蔥多糖能夠增強ConA對脾淋巴細胞和巨噬細胞分泌細胞因子的誘導作用，從而提高小鼠和肉羊血清中IL-2、IL-6和TNF-α含量[15，27]。T淋巴細胞受到抗原或有絲分裂素如ConA等刺激后，開始分泌IL-2，而IL-2又進一步促進T淋巴細胞的增殖分化，IL-2同樣對其他重要的免疫細胞如B淋巴細胞、單核巨噬細胞、NK細胞等的功能具有調(diào)節(jié)作用[28]。TNF-α可以激活巨噬細胞而增強各種功能反應減少其他炎癥和免疫調(diào)節(jié)介質(zhì)的表達[29]。

淋巴細胞是由機體淋巴器官生成的一種白細胞，能夠參與機體免疫，當受到抗原、有絲分裂原以及細胞間信號分子等的刺激后，活化的細胞膜表面受體，經(jīng)Ca2+或cAMP信號轉導途徑，引起細胞增殖[30]。包美艷等[31]研究表明，150～250μg/mL沙蔥多糖可促進淋巴細胞增殖，并增加淋巴細胞內(nèi)NO含量。NO被認為是由巨噬細胞產(chǎn)生的一種重要的信號傳導介質(zhì)，參與細胞凋亡的調(diào)控以及對微生物和腫瘤細胞的宿主防御[28]，故刺激巨噬細胞分泌NO可促進巨噬細胞的活化。趙飛艷等[32]發(fā)現(xiàn)，綿羊外周血淋巴細胞被活化后，50～250μg/mL濃度的沙蔥多糖可不同程度地促進γ-干擾素（IFN-γ）、信號轉導和轉錄激活因子（STAT1）mRNA的表達，從而提高機體免疫作用。IFN-γ是由活化的T淋巴細胞在誘導劑的作用下產(chǎn)生的，可激活巨噬細胞產(chǎn)生殺傷力，對免疫系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用。STAT1是具有激酶活性的蛋白質(zhì)，可連接多種細胞膜受體與選擇性效應器，在細胞因子調(diào)節(jié)網(wǎng)絡中起著重要作用[33]。

2 沙蔥黃酮類化合物

2.1 沙蔥黃酮的主要活性成分

黃酮類化合物（Flavonoids）是多數(shù)蔥屬植物（如洋蔥、大蒜和沙蔥）中的次生代謝產(chǎn)物，廣泛存在于植物的根、葉、花和種子等不同部位。根據(jù)其母核基本結構可分為黃酮醇、黃酮、黃烷酮、黃烷醇、花青素、異黃酮、二氫黃酮醇和查爾酮等8類[34]。薩茹麗[35]采用超聲波提取法和纖維素酶解法對沙蔥中總黃酮提取最佳工藝進行探索，兩種方法的最佳提取工藝如表1所示，其中超聲波提取法較纖維素酶解法用時短，得率高。趙春艷[36]使用超聲波提取法對沙蔥中總黃酮進行提取，使用不同濃度乙醇進行洗脫，并對其進行成分鑒定，結果如表2所示，隨著乙醇濃度的提高，沙蔥黃酮中活性成分的種類減少。

表1 沙蔥總黃酮兩種提取工藝[35]

表2 不同乙醇洗脫組沙蔥黃酮的主要成分[36]

2.2 沙蔥黃酮的抗氧化作用

蔥屬植物中的黃酮類化合物大部分具有酚羥基結構，其中碳2，3位雙建和4位羰基以及3位或5位羥基使黃酮具有一定的抗氧化活性[37]。薩茹麗等[38]對沙蔥不同部位的黃酮含量進行了測試分析，發(fā)現(xiàn)沙蔥葉黃酮含量（4.891 mg/g）顯著高于沙蔥花（2.144 mg/g）和沙蔥莖稈（1.921 mg/g），并且沙蔥葉黃酮的抗氧化能力也顯著高于沙蔥花和沙蔥莖稈。木其爾等[39]在肉羊日糧中添加33 mg/kg的沙蔥總黃酮30 d后，肉羊血清、肝臟和脾臟中的抗氧化酶活性顯著提高，MDA含量顯著降低。MDA是脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物，它不僅將活性氧轉化為活性脂質(zhì)分解產(chǎn)物，而且還放大了活性氧的作用，導致細胞損傷[40]。沙蔥總黃酮降低肉羊血清和組織中MDA含量可能是由于其C6-C3-C6的結構，這類結構具有很強的供氧和供電子能力，能夠有效清除機體內(nèi)過多的自由基，保護機體免受脂質(zhì)過氧化物的損傷[39]。趙亞波[41]和張艷梅[42]研究了沙蔥黃酮對Diquat誘導的小尾寒羊氧化應激是否具有緩解作用，結果表明：與對照組相比，沙蔥黃酮可顯著提高血清和肝臟中抗氧化酶活性，降低MDA含量，降低肝臟NF-κB和誘導型一氧化氮（iNOS）的基因表達，提高了肝臟中線粒體ATP酶、線粒體呼吸鏈復合物Ⅱ和線粒體膜電位水平。線粒體膜電位的變化會導致在線粒體內(nèi)膜上的跨膜質(zhì)子梯度改變而影響ATP酶合成ATP的效率，線粒體ATP合成及細胞內(nèi)的ATP含量均會受到影響，最終導致細胞凋亡或壞死。綜上所述，肉羊在正常或氧化應激狀態(tài)下，沙蔥黃酮均可提高其抗氧化能力，使機體組織和器官免受或減輕由ROS造成的氧化損傷。

2.3 沙蔥黃酮的免疫調(diào)節(jié)和抗炎作用

淋巴細胞的增殖能力可以很好的評判機體細胞免疫水平，T淋巴細胞在免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要作用[43]。當T細胞受到非特異性有絲分裂原（如PHA和ConA）或特異性抗原刺激后，可出現(xiàn)細胞體積增大，代謝旺盛，蛋白和核酸合成增加并能進行分裂，成為淋巴母細胞，即淋巴細胞的轉化和增殖，其轉化和增殖狀態(tài)與機體細胞免疫呈正相關[44]。薩茹麗等[45]在體外淋巴細胞培養(yǎng)過程中添加不同濃度的沙蔥黃酮，發(fā)現(xiàn)沙蔥黃酮可增加淋巴細胞增殖率，提高IFN-γ的mRNA表達，并呈劑量依賴性。木其爾等[46-47]發(fā)現(xiàn)肉羊日糧中添加33 mg/kg的沙蔥黃酮可促進肉羊外周血淋巴細胞轉化，促進細胞分裂，提高細胞凋亡率；提高IL-2、IL-4、IL-6、IFN-γ、TNF-α和STAT1的基因表達；對IL-1β、IL-6、TNF-α、IFN-γ和STAT1的蛋白表達有顯著促進作用。腸道免疫是機體面對外源抗原和毒素的第一道屏障[48]。陳圣陽等[49]研究了沙蔥黃酮對肉羊腸道免疫的影響，發(fā)現(xiàn)沙蔥黃酮可使肉羊空腸和回腸中β-防御素-1（sBD-1）基因以及空腸和十二指腸中β-防御素-2（sBD-2）基因的相對表達量顯著提高。β-防御素是由6～8個半胱氨酸殘基組成的抗菌肽，當外源微生物入侵時，淋巴細胞遷移至上皮表面，上皮細胞分泌β-防御素、免疫球蛋白和細胞因子，來保護和修復小腸屏障，從而提高機體的非特異性免疫[50]。

在正常生理狀況下，細胞分泌的細胞因子參與機體固有和適應性免疫應答調(diào)節(jié)，也可以直接殺傷靶細胞或介導細胞凋亡，促進損傷組織的修復，參與細胞間的正調(diào)控[51]。然而當機體被微生物入侵時，多種細胞因子在短期內(nèi)快速分泌，超出機體免疫調(diào)節(jié)范圍，造成局部炎癥反應，損傷機體組織和器官[52]。炎癥是機體發(fā)生損傷、感染和應激時的一種復雜的生理和病理反應[9]。王特日格樂等[53]研究表明，沙蔥總黃酮通過抑制NF-κB信號通路降低脂多糖L(LPS)誘導的巨噬細胞炎癥模型中的TNF-α、IL-1β、IL-6和iNOS的mRNA表達，并提高IL-10含量，從而達到抗炎效果。王翠芳[54]在前期研究中發(fā)現(xiàn)，水洗脫組和35%、55%、75%乙醇洗脫組四種沙蔥黃酮均具有抗炎活性，但55%乙醇洗脫組沙蔥黃酮具有較強的抗炎活性，因此，在后續(xù)試驗中對55%乙醇洗脫組沙蔥黃酮的抗炎機制進行了研究。結果發(fā)現(xiàn)，55%乙醇洗脫組沙蔥黃酮可顯著降低LPS誘導的小鼠腹腔巨噬細胞中MyD88基因及蛋白水平表達，抑制IκB-α、p65、ERK1/2、JNK及p38的磷酸化水平。MyD88是下游NF-κB信號通路與MAPK信號通路的激活因子，對下游及整個通路具有傳導和激活的作用[55]。ERK1/2、JNK及p38是MAPK的主要家族蛋白，ERK1/2可以對LPS誘導的反應產(chǎn)生應答，并上調(diào)促炎性細胞因子及iNOS的表達，此外，LPS誘導巨噬細胞中NO、TNF-α的產(chǎn)生，同樣受p38和JNK的調(diào)節(jié)作用[56]。綜上所述，55%乙醇洗脫組沙蔥黃酮通過調(diào)控MyD88-NF-κB/MAPK信號轉導通路，抑制NF-κB功能亞基p65的核移位，進而抑制NF-κB的活化，減少促炎性細胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6及炎癥介質(zhì)NO的分泌，從而達到抗炎效果。

3 沙蔥精油

精油（Essential oils）是存在于植物中的一種揮發(fā)性油狀物質(zhì)，具有一定芳香性[57]。烏仁張嘎[58]采用水蒸氣蒸餾法對沙蔥精油進行提取，并利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法分析了主要活性成分；沙蔥精油的得率為0.46%，其主要成分為二甲基三硫醚、二烯丙基二硫化物、1-甲基-3烯丙基三硫醚、二甲基四硫醚、二烯丙基三硫醚、甲基烯丙基二硫醚、二-2-丙烯四硫化醚等含硫化合物；并發(fā)現(xiàn)沙蔥精油對大腸桿菌、沙門氏菌和金黃色葡萄球菌具有一定的抑制作用，呈劑量依賴性。目前，課題組僅對沙蔥精油的成分和抑菌功能進行初步探索，關于其抗氧化、抗炎和免疫調(diào)節(jié)等生物功能還有待于進一步深入研究。

4 小結

隨著研究的不斷深入，沙蔥不同類型提取物的生物活性功能已經(jīng)逐步探明，證實了沙蔥多糖和沙蔥黃酮的抗氧化、抗炎和免疫調(diào)節(jié)活性以及沙蔥精油的抑菌特性，為其作為一種綠色的新型飼料添加劑提供了堅實的理論依據(jù)。但是，仍有一些問題限制沙蔥提取物的進一步開發(fā)和應用，如：①關于沙蔥多糖抗氧化的機理尚不清晰；②對于沙蔥精油的生物學功能有待于進一步研究；③沙蔥提取物提取過程復雜且成本較高，運用到實際生產(chǎn)會提高生產(chǎn)成本，建議優(yōu)化提取工藝或采用化學合成方法合成主要活性物質(zhì)。