洋蔥生物活性物質(zhì)的研究進(jìn)展

1、洋蔥生物活性物質(zhì)的研究進(jìn)展劉良科, 趙麗娟(懷化學(xué)院生命科學(xué)系,湖南懷化 418008摘 要:洋蔥含有含硫化合物、甾體皂苷、黃酮類化合物和多糖等活性物質(zhì),具有抑菌消炎、抗癌、抗血小板凝集、抗氧化、降血糖和降膽固醇等多種生理功能 綜述洋蔥中的生物活性物質(zhì)及其生理功能的研究進(jìn)展關(guān)鍵詞:洋蔥; 生物活性物質(zhì); 生理功能中圖分類號(hào):Q946 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-9743(200905-0055-04收稿日期:2009-02-26基金項(xiàng)目:湖南省教育廳項(xiàng)目(07C503作者簡(jiǎn)介:劉良科(1963-,男,湖南會(huì)同人,懷化學(xué)院教授,主要研究植物分子細(xì)胞遺傳學(xué)和植物資源利用洋蔥(Allium

2、cepa L ,別名玉蔥、圓蔥、蔥頭,為百合科(Liliaceae蔥屬(Allium 多年生草本植物 洋蔥原產(chǎn)于西南亞,其栽培歷史悠久,20世紀(jì)初才在我國(guó)大量栽培 洋蔥以其豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和獨(dú)特的辛香風(fēng)味而成為大眾蔬菜,同時(shí)又有藥用和保健價(jià)值 洋蔥含有含硫化合物、甾體皂苷、黃酮類化合物和多糖等活性物質(zhì),具有抑菌消炎、抗癌、抗血小板凝集、抗氧化、降血糖和降膽固醇等多種生理功能 本文對(duì)洋蔥的生物活性物質(zhì)及其生理功能進(jìn)行綜述1 洋蔥的生物活性物質(zhì)1 1 含硫化合物含硫化合物主要存在于揮發(fā)油中,從中已鑒別出60多種含硫化合物,主要成分有16種,主要分為硫醚類(R-Sn-R、硫醇類(R -SH、硫代亞磺酸

3、酯類R-S-S (O-R、硫代磺酸酯類R-S (O 2-S -R和噻酚類等雜環(huán)化合物,其中R 基因?yàn)榧谆?、丙基、丙烯基和烯丙基?硫化物中主要是二硫化物和三硫化物1,2,其中二硫化丙烷含硫量占洋蔥總含硫量的80%-93%,是洋蔥主要香味來(lái)源31 2 類黃酮化合物類黃酮化合物主要存在于鱗莖中,在葉和皮中少量存在,主要有黃酮類、黃酮醇類和花色素類等 目前Lytn 等人4從洋蔥中分離出9種類黃酮化合物 黃酮類主要有5,7,4 三羥黃酮、3,5,7,3 ,4 ,5 六羥黃酮以及黃酮糖苷等5 黃酮醇類有山柰酚、槲皮素及它們與葡萄糖組成的單糖苷、二糖苷和多糖苷6 花色素類主要是由花青素、花葵素與葡萄糖組成

4、的葡糖苷 Fossen 等首次在洋蔥中發(fā)現(xiàn)了2種天竺葵素衍生物和花青素3,5一二葡萄糖苷,而花色苷在糖3 位被糖或酸取代的化合物在蔥屬以外的植物中未見(jiàn)報(bào)道71 3 苯丙素酚類化合物苯丙素酚類化合物主要存在于洋蔥的鱗莖中,根和葉中微量存在,主要有咖啡酸、阿魏酸、芥子酸、鄰羥基桂皮酸、對(duì)羥基桂皮酸等單體及其衍生物8 1 4 甾體皂甙類化合物甾體皂甙類化合物絕大部分存在于洋蔥的鱗莖中,主要有螺甾烷醇、呋甾烷醇與D-葡萄糖、L-鼠李糖等組成的單糖苷至多糖苷 糖鏈多在配基的C 3-OH 上成苷,當(dāng)苷中糖單元超過(guò)3個(gè)時(shí),糖鏈多呈分支結(jié)構(gòu)91 5 含氮化合物含氮化合物主要有含硫氨基酸(如S-甲基半胱氨酸亞砜

5、、S-烯丙基半胱氨酸亞砜和S-丙基半胱氨酸亞砜等10、蛋白氨基酸、生物堿以及核苷酸等 1 6 多糖洋蔥鱗莖和葉中含有多糖A 和多糖B;Schnabl 等人11從洋蔥表皮的水溶液中分離出幾種多糖:木糖,樹(shù)膠醛糖,半乳糖和葡萄糖1 7 前列腺素類及其它成分前列腺素(Protagla ndins,PG是一類具有很強(qiáng)生物活性的激素類化合物 前列腺素類主要含有前列腺素A 1(PGA 1、PGA 2、PGB 1、PGE 1和PGF 1 等 花蕾、花粉含有少量的胡蘿卜素,此外,洋蔥中還含有少量的Ca 、Mg 、P 、Fe 、Zn 、Cu 和Co 等元素122 洋蔥的生理功能2 1 抗病原微生物新鮮洋蔥汁中蒜

6、素類化合物的活性使其具有適度的殺菌作用,蒜素和二硫化合物可以與類似半胱氨酸的、具有-SH 的化合物相互反應(yīng),阻止其與蛋白結(jié)第28卷第5期懷化學(xué)院學(xué)報(bào) Vol 28 No 52009年5月JOURN AL OF HUAIHUA U NIVERSITYM ay ,2009合,這種反應(yīng)可以抑制細(xì)菌繁殖13 Maidment等14對(duì)洋蔥等12種蔥屬植物作了對(duì)比研究,發(fā)現(xiàn)洋蔥中含硫化合物的抑菌活性最強(qiáng) Ka mini等15對(duì)洋蔥作抗菌活性研究時(shí)發(fā)現(xiàn),含硫化合物能有效地抑制革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌,同時(shí)認(rèn)為洋蔥中的硫化物對(duì)消化道的細(xì)菌也有選擇性抑制作用 桂蜀華等人16的研究表明,鮮洋蔥脂溶性部位對(duì)表皮絮

7、狀癬菌、紅色毛癬菌、石膏樣小孢子菌等皮膚淺表癬菌具有抑菌活性 龍絳雪等17的研究表明,洋蔥揮發(fā)油對(duì)釀酒酵母,白假絲酵母、新生隱球菌、黑曲霉、青霉等真菌的生長(zhǎng)有較強(qiáng)的抑制作用,其機(jī)理可能是洋蔥揮發(fā)油中的甲基烯丙基硫化物對(duì)真菌的鯊烯環(huán)氧化酶起抑制作用,從而阻斷了由角鯊烯合成素角固醇的過(guò)程,造成角鯊烯在細(xì)胞內(nèi)積累和細(xì)胞膜上角固醇的缺乏 角鯊烯在細(xì)胞內(nèi)積累可導(dǎo)致細(xì)胞死亡,而角固醇的缺乏則導(dǎo)致細(xì)胞膜不完整,使細(xì)胞內(nèi)重要物質(zhì)泄漏,生理代謝受阻而死亡 研究人員還發(fā)現(xiàn),洋蔥提取物有抵抗口腔病毒的作用132 2 抗癌Franca等18報(bào)道了洋蔥中含烯丙基的硫化物是預(yù)防乳腺癌的保護(hù)因子之一,能有效地抑制胃癌、食道

8、癌和結(jié)腸癌,這些硫化物抑制癌細(xì)胞DNA模板的形成與復(fù)制是通過(guò)調(diào)節(jié)致癌因子的代謝酶來(lái)實(shí)現(xiàn)的 這些含烯丙基的硫化物還能誘導(dǎo)早幼粒白血病細(xì)胞HL-60細(xì)胞分化為粒細(xì)胞,從而有益于白血病的治療 Atrrep 等19從洋蔥中首先分離鑒定出具有抗癌等作用的前列腺素A1(PG A1 Walle等20認(rèn)為洋蔥中的槲皮素糖苷具有預(yù)防癌癥的作用 二烯丙基二硫,S-烯丙基半胱氨酸及S-甲基半胱氨酸等有機(jī)硫化合物已被證實(shí)可以抑制導(dǎo)致結(jié)腸癌和腎癌的致癌物質(zhì)21 洋蔥富含酚類和黃酮類等抗癌化學(xué)物質(zhì),這些物質(zhì)具有顯著的抗癌作用,它們通過(guò)清除自由基、抑制損害正常細(xì)胞的活性物質(zhì),從而有效抑制肝癌和結(jié)腸癌細(xì)胞生長(zhǎng)22 2 3 抗

9、血小板凝集洋蔥中的烯丙基二硫醚、甲丙二硫醚和丙硫醇等含硫化合物有抗血小板凝集的作用13 其作用機(jī)制可能是洋蔥中的硫代亞磺酸和其他含硫化合物可快速與血小板受體上的半胱氨酸殘基或其他與凝結(jié)有關(guān)的跨膜蛋白、細(xì)胞內(nèi)蛋白或血漿蛋白上游離的SH反應(yīng),從而抑制血小板凝集23 Yasujiro等24發(fā)現(xiàn)洋蔥中含有丙烯基的二硫醚、腺苷和蒜氨酸能抑制膠原蛋白誘發(fā)的血小板凝集和調(diào)節(jié)花生四烯酸代謝的作用 Jia-hue y Chen等25報(bào)道洋蔥原汁通過(guò)提高血小板中環(huán)腺苷酸的含量來(lái)抑制血小板凝集,并能抑制血小板中由二磷酸腺苷導(dǎo)致的鈣離子(Ca2+含量的升高和血栓素的形成2 4 降血糖作用1992年Sheela等10首

10、次從洋蔥中分離出具有降血糖作用的S-烯丙基半胱氨酸亞砜(SACS Mathew和Augusti26從新鮮洋蔥的油醚提取物中分離出兩部分降血糖物質(zhì) A和B部分分別具有同劑量抗糖尿病藥物甲糖寧效力的34%和97%,其中A部分含有抑制胰島素的因子硫醇,B部分含有二硫化合物及其氧化物 洋蔥降血糖的機(jī)理是洋蔥中的含硫氨基酸和二硫化物可以消耗膽固醇和脂類合成所必需的NADP H和含-SH 的酶,防止胰島素被破壞,從而起到降血糖的作用272 5 降血脂和膽固醇作用高脂血病是心血管疾病的主要危險(xiǎn)因素之一,尤其脂質(zhì)在血管內(nèi)膜沉積可導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化病變發(fā)生 饒進(jìn)軍等人28報(bào)道洋蔥提取物具有降低高脂血癥小鼠的膽固醇

11、和甘油三酯的作用 Seo等人29研究發(fā)現(xiàn)洋蔥中的S-丙基半胱氨酸可降低載脂蛋白B100的分泌,從而抑制脂蛋的合成和分泌 Yangi ts等30人發(fā)現(xiàn)環(huán)蒜氨基酸可以改變肝臟的脂類合成和分泌,降低膽固醇 于秀敏等31用洋蔥提取物喂養(yǎng)人工建立的高膽固醇、高血脂小白鼠模型,發(fā)現(xiàn)洋蔥提取物有顯著的降膽固醇和降血脂作用,且無(wú)毒副作用 Augusti等32報(bào)道了洋蔥中的烯丙基丙基二硫醚、甲丙二硫醚和丙硫醇等硫化物的降血糖、溶血纖等作用2 6 抗氧化作用洋蔥中類黃酮化合物由于含有酚羥基結(jié)構(gòu)而具有較強(qiáng)的抗氧化能力 Sac hiko等6認(rèn)為洋蔥的抗氧化作用是由于類黃酮化合物能抑制超氧陰離子的產(chǎn)生,同時(shí)認(rèn)為槲皮素中

12、的2,3位雙鍵和4位羰基以及3,5位羥基對(duì)洋蔥的抗氧化作用有十分重要的貢獻(xiàn) Iokuk 等33報(bào)道了洋蔥中的槲皮素4 -O- -葡糖苷和槲皮素3,4 -O- -二葡糖苷具有很強(qiáng)的抗氧化作用 James等34發(fā)現(xiàn)洋蔥中的槲皮素對(duì)脂質(zhì)膜的過(guò)氧化和低密度脂蛋白氧化有特異的抑制作用 Helen等人35發(fā)現(xiàn)洋蔥油具有抑制尼古丁所引起的氧化傷害,效果與VE相似 張強(qiáng)等36的研究表明,洋蔥多糖具有較強(qiáng)的還原能力,對(duì)超氧陰離子自由基、羥基自由基均有較好的清除作用,并在一定范圍內(nèi)對(duì)二者的清除作用呈現(xiàn)良好的量效關(guān)系 郭艷華等人37報(bào)道洋蔥色素對(duì)羥自由基和DPPH自由基均有一定的清除作用,其清除率分別達(dá)42 4%和

13、58 2% 洋蔥中含有微量元素硒,硒是一種抗氧化劑,它的特殊作用是能使人體產(chǎn)生大量谷胱甘肽,谷胱甘肽的生理作用是輸送氧氣供細(xì)胞呼吸,增強(qiáng)細(xì)胞活力和代謝能力,具有抗衰老的功效 2 7 對(duì)呼吸系統(tǒng)的作用Dorsc h等人38從洋蔥中提取的活性成分硫代亞磺酸酯和 -亞硫?；蚧锞哂衅酱饔?通過(guò)抑制由環(huán)加氧酶和脂氧合酶所介導(dǎo)的包括啟動(dòng)二十烷類代謝、導(dǎo)致支氣管阻塞等反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn) 洋蔥含有至少3類天然化學(xué)物質(zhì),可以治療哮喘 這是由于洋蔥可以抑制組胺的活性,而組胺是一種會(huì)引起哮喘過(guò)敏癥狀的化學(xué)物質(zhì) Dorsc h等人的研究還表明,在洋蔥組織降!56!懷化學(xué)院學(xué)報(bào) 2009年5月解和受到機(jī)械損傷時(shí)所產(chǎn)生的

14、硫代亞磺酸脂可以抑制花生四烯酸代謝途徑且能抗哮喘2 8 對(duì)亞硝酸鹽的清除作用N-亞硝基化合物是目前所知最強(qiáng)的化學(xué)致癌物之一,業(yè)已研究的近300種亞硝基化合物中約有90%具有致癌性,亞硝酸鹽是合成亞硝基化合物的前體物質(zhì)之一 劉世民39研究表明,洋蔥對(duì)亞硝酸鹽有較強(qiáng)的清除能力,這可能是洋蔥中的Vc和環(huán)蒜氨酸硫化物等物質(zhì)共同作用的結(jié)果2 9 緩解骨質(zhì)疏松癥據(jù)最新研究報(bào)告指出,洋蔥中有一種能緩解骨骼損失的化合物 研究人員發(fā)現(xiàn)最有可能降低骨質(zhì)損失的是一種叫GPCS的多肽 他們從新生大鼠中分離得到一些骨細(xì)胞,并用甲狀腺激素刺激骨質(zhì)損失,然后讓一些處理的細(xì)胞接觸GPCS,與未接觸GPCS的細(xì)胞相比,用GPC

15、S處理能顯著抑制骨骼礦物質(zhì)(包括鈣的流失 雖然GPCS對(duì)人的作用還有待于進(jìn)一步的確證研究,但目前的研究已經(jīng)顯示出吃洋蔥可能有助于預(yù)防骨質(zhì)的流失和骨質(zhì)疏松癥402 10 其他作用洋蔥還有治療壞血病、重金屬中毒、皮膚潰瘍、便秘、防治咳嗽、咽喉腫痛、感冒、痢疾和降壓、鎮(zhèn)痛、利尿、發(fā)汗、松弛平滑肌等功能11,12,41凡事皆有度 洋蔥有益,但也決非不分清皂黑白,多多益善 洋蔥性辛辣,易耗氣傷津,燥火生濕,同時(shí),洋蔥揮發(fā)性較強(qiáng),易產(chǎn)生氣體,食用過(guò)量會(huì)產(chǎn)生脹氣和排氣,給人造成不快 因此食用洋蔥不可過(guò)量,一般以每天吃一個(gè)洋蔥為宜,肺胃有熱及體虛、目昏者慎用 食用時(shí),以有一定辛辣味為宜,不應(yīng)加熱過(guò)久3 展望洋

16、蔥營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高,是一種集營(yíng)養(yǎng)、醫(yī)療和保健于一身的特色蔬菜,在歐美被譽(yù)為蔬菜皇后# 近多年,洋蔥市場(chǎng)發(fā)展迅速,世界洋蔥產(chǎn)量?jī)H次于西紅柿,約占世界蔬菜總量的10%42 但我國(guó)人均消費(fèi)量較少,還有待于進(jìn)一步推廣 在洋蔥研究方面,做得較好的主要是日本、印度、德國(guó)和美國(guó)等國(guó)家 目前對(duì)洋蔥的研究主要集中在含硫化合物上,黃酮類化合物、前列腺素類和氨基酸類等的研究還有待進(jìn)一步加強(qiáng),對(duì)洋蔥的深入研究將會(huì)為降血糖、降血脂、抗血栓、抗菌抗癌等天然藥物的開(kāi)發(fā)利用提供新的材料 總之,對(duì)洋蔥的積極消費(fèi),將為人們的健康作為更大的貢獻(xiàn);對(duì)洋蔥中生理活性成分及其生理功能的應(yīng)用研究將開(kāi)辟新藥開(kāi)發(fā)的新途徑參考文獻(xiàn):1Jirovet

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