莊雨涵，王榮，杜茜

（南京師范大學(xué)泰州學(xué)院 化學(xué)與生物工程學(xué)院，江蘇泰州 225300）

海棠是蘋果屬（Malus）多種植物和木瓜屬（Chaenomeles）幾種植物的通稱與俗稱[1]，通常蘋果（Apple）的果實(shí)直徑大于5 cm，而海棠（Crabapple）的果實(shí)直徑小于5 cm[2]。木本海棠廣泛分布在歐洲、亞洲和南美洲[3-4]，我國擁有非常豐富的海棠資源，擁有最多的蘋果屬植物種數(shù)和特有種種數(shù)，是世界海棠的多樣性中心。木本海棠的花、果實(shí)和葉片等器官中富含多種活性物質(zhì)，具有抗菌消炎、抗疲勞、抗氧化以及降血糖等作用[5-15]，常被制成保健茶和保健飲料等飲品[16]。

本文綜述了木本海棠植物體內(nèi)所含類黃酮、類胡蘿卜素、氨基酸、酚類、單寧類、有機(jī)酸和多糖等生物活性物質(zhì)的研究進(jìn)展，為拓展海棠種質(zhì)資源及海棠功能性產(chǎn)品研發(fā)提供一定的參考。

1 主要活性物質(zhì)

1.1 類黃酮

類黃酮化合物（Flavonoids）又名生物類黃酮化合物（Bioflavonoids），廣泛存在于高等植物的根、莖、葉、花、果實(shí)等組織與器官中，其中許多花、果實(shí)和葉片的顏色是由類黃酮所形成的[17]。

目前，從蘋果屬植物中鑒定出的類黃酮類化合物有70 種，木本海棠中的類黃酮化合物主要包括花色苷、黃酮醇、二氫查爾酮、黃烷醇和二氫黃酮醇等[18]。

李娜[19]以119 個(gè)觀賞海棠品種作為研究對(duì)象，并利用光譜測定法進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)海棠各品種葉片中均含有花色苷，花色苷含量是影響海棠葉片呈色的重要原因之一。王耀峰等[20]對(duì)湖北海棠葉片中總黃酮提取工藝進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)使用乙醇浸提法效果最佳，所提取的總黃酮含量達(dá)到4.5720%。湯努爾·瓦力拜[21]以三葉海棠的綠色、黃色和紅色系葉片為實(shí)驗(yàn)材料，利用紫外分光光度計(jì)法和高效液相色譜法檢測了色素種類與含量，發(fā)現(xiàn)綠色葉片總黃酮含量為45 364.01 mg/kg，紅色葉片總黃酮含量為57 254.28 mg/kg，三葉海棠葉片中的色素有花色苷。張往祥等[22]利用UV-2450 紫外-可見分光光度計(jì)和Unispec-SC 光譜分析儀的反射光譜指標(biāo)測定發(fā)現(xiàn)海棠花內(nèi)富含花色苷，粉色系的B2 子色系在大蕾期色彩紅艷，花色苷含量為0.090 mg/g。劉小微[23]以4種果肉顏色不同的海棠果實(shí)和紅富士蘋果作為材料，分析了黃酮的種類與含量，發(fā)現(xiàn)紅果肉海棠總黃酮含量為（24 559.51±161.79）mgRE/100 g，紅麗海棠總黃酮含量為（17 537.89±194.15）mgRE/100 g。

1.2 類胡蘿卜素

類胡蘿卜素廣泛合成于所有光合生物中，在光合生物光合器官中，類胡蘿卜素與葉綠素都是光合成與光保護(hù)必需色素；在非光合器官中，則發(fā)揮抗氧化、清除自由基等生物活性[25]。

鄭恬靜等[26]以王族海棠（Malus royalty）和光輝海棠（Malus radiant）秋季（8—10 月）成熟葉片為試驗(yàn)材料，發(fā)現(xiàn)類胡蘿卜素的含量變化導(dǎo)致了光輝海棠葉色的變化。龔洪泳等[27]以34 個(gè)海棠（Malus spp.）品種為試驗(yàn)材料，用光譜法與溶液法測定了葉片中類胡蘿卜素的含量，發(fā)現(xiàn)類胡蘿卜素絕對(duì)含量與相對(duì)含量擬合的相關(guān)系數(shù)為R2=0.999 4。湯努爾·瓦力拜等[28]以三葉海棠的綠色、黃色和紅色系的葉片為材料，利用紫外可見分光光度法和高效液相色譜法對(duì)色素進(jìn)行了定性定量檢測，發(fā)現(xiàn)三葉海棠葉片中的色素有類胡蘿卜素。韓玲玲等[29]以包頭地區(qū)引種的6 個(gè)海棠品種為試材，采用比色法測定了海棠葉片的色素，發(fā)現(xiàn)葉片內(nèi)含有類胡蘿卜素。李玲等[30]利用紫外可見分光光度計(jì)、薄層層析色譜法、高效液相色譜儀二極管陣列檢測器（HPLC-DAD）鑒定了王族海棠葉片色素，發(fā)現(xiàn)王族海棠葉片內(nèi)含有類胡蘿卜素。裘靚[31]以77 個(gè)觀賞海棠品種為實(shí)驗(yàn)材料，采用光譜法和高效液相色譜測定發(fā)現(xiàn)海棠的花瓣中含有類胡蘿卜素。

1.3 氨基酸

氨基酸是人生命活動(dòng)中不可或缺的重要基礎(chǔ)物質(zhì)，也是影響色、香、味等品質(zhì)指標(biāo)的重要因素之一[32-34]。某些必需氨基酸的種類、含量及相互比例往往決定著植物果實(shí)中蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值。

王海英等[35]測定了變?nèi)~海棠（Malus toringoides）和花葉海棠（Malus transitoria）葉片和果實(shí)中的蛋白質(zhì)和氨基酸含量，發(fā)現(xiàn)變?nèi)~海棠的蛋白質(zhì)含量為25.16%，花葉海棠的蛋白質(zhì)含量為27.50%，二者果實(shí)中都含有l(wèi)7 種氨基酸，其中包括7 種必需氨基酸。關(guān)愛年等[36]利用氨基酸自動(dòng)分析儀，分析了12 種果樹砧木種子，發(fā)現(xiàn)黃海棠中含有較多的氨基酸。張計(jì)育[37]以湖北海棠為試驗(yàn)材料，發(fā)現(xiàn)其中含有較多的氨基酸。云金虎等[38]采集15 個(gè)海棠品種的嫩芽并制作成海棠葉茶，利用全自動(dòng)氨基酸分析儀檢測了其中游離氨基酸的含量和種類，發(fā)現(xiàn)15 個(gè)海棠品種葉茶都含有17 種氨基酸，游離氨基酸的總量為655.12 ～3 059.69 mg/100 g，必需氨基酸占氨基酸總量的8.49%～37.53%。

1.4 酚類

多酚是植物資源中含量較高的活性物質(zhì)，影響著動(dòng)物的代謝和生化過程。王瑩[39]以茶山海棠的春、夏、秋葉為研究對(duì)象，分別以自然沖泡法和磨碎浸提兩種方式采用分光光度法測定多酚類的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，發(fā)現(xiàn)茶山海棠的多酚類質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.51%～1.55%。劉小微[23]以4 種不同果肉顏色的海棠果實(shí)和紅富士蘋果作為試驗(yàn)材料，發(fā)現(xiàn)海棠果實(shí)單體酚含量都高于蘋果。王猛[40]以16 個(gè)蘋果屬的海棠品種為試驗(yàn)材料，分析了這些海棠的花、葉、果實(shí)中的抗氧化活性成分，發(fā)現(xiàn)海棠中的主要酚類物質(zhì)有根皮苷、綠原酸、香草酸和蘆丁。李嬡等[41]測定了4 種海棠果實(shí)提取物的總多酚含量為405.99 ～663.30 mgGAE/100 g，發(fā)現(xiàn)5 種果實(shí)多酚提取物中單體酚主要有原花青素B1、原花青素B2、兒茶素、表兒茶素等。李楠等[24]以14種海棠果實(shí)為材料，發(fā)現(xiàn)多酚含量為62.96 ～87.86 mgGAE/100 g 鮮質(zhì)量，其中貼梗海棠多酚含量最高。張磊[43]采用了反相高效液相色譜法測定了19 個(gè)蘋果屬（品）種葉片、花瓣和果實(shí)中酚類物質(zhì)的含量和組成，在19 個(gè)蘋果屬（品）種不同器官中一共檢測到了17 種酚類物質(zhì)。

1.5 單寧類

單寧是一類在紫外線光區(qū)有強(qiáng)烈吸收能力的天然物質(zhì)，海棠中的單寧能夠有效地抑制酪氨酸酶活性，可用于食品保鮮及皮膚美白等方面。

王蕊[44]以海棠果為試驗(yàn)材料，發(fā)現(xiàn)海棠果單寧由縮合單寧和水解單寧共同組成。張亮[45]采用柱色譜來分離化合物，分析了昆明山海棠單寧的化學(xué)成分。蓋瑞等[46]以48 個(gè)雜交海棠株系的果實(shí)為試驗(yàn)材料，測定了海棠果實(shí)的單寧含量，發(fā)現(xiàn)單寧含量最高可達(dá)到蘋果的33.4 倍。韓偉等[47]研究分析了貼梗海棠扦插后插穗內(nèi)部單寧的含量，發(fā)現(xiàn)單寧含量先上升后下降。謝瓊等[48]公布了FD 顯色分光光度法測定新疆海棠果中單寧的測定方法。許曉崗等[49]以垂絲海棠（Malus halliana）和楸子（Malus prunifolia）的生根過程為研究內(nèi)容，選取不同插穗類型、不同時(shí)期的生長枝插穗以及不同芽位生長枝插穗，并測定其單寧含量。

1.6 有機(jī)酸

海棠中富含有機(jī)酸，可補(bǔ)充人體的細(xì)胞內(nèi)液，從而具有生津止渴的效果，此外還具有促進(jìn)消化的作用。

王文元等[50]研究分析了15 個(gè)觀賞海棠品種的8 個(gè)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)有機(jī)酸含量為第1 主成分的主要代表。穆茜等[51]以揚(yáng)州市江都區(qū)國家種質(zhì)資源圃中主栽的16 個(gè)海棠品種果實(shí)為試材，對(duì)其進(jìn)行聚類分析，發(fā)現(xiàn)海棠成熟果實(shí)中有機(jī)酸積累以蘋果酸為主。薛玉梅等[52]采用中和法測定了不同產(chǎn)地木瓜中有機(jī)酸的含量，含量最低為3.33%。賈旭梅等[53]以2 年生垂絲海棠苗為試材，通過盆栽澆灌Hogland 營養(yǎng)液的方法，模擬5 種不同濃度鹽堿復(fù)合脅迫對(duì)其光合色素、光合參數(shù)、葉綠素?zé)晒鈪?shù)及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)有機(jī)酸在100 mmol/L 濃度下達(dá)到峰值，脯氨酸可作為評(píng)價(jià)垂絲海棠耐鹽堿能力的有效指標(biāo)。

1.7 多糖

多糖廣泛存在于動(dòng)植物及微生物中，具有多種生物活性，包括改善便秘、調(diào)節(jié)腸道菌群和增強(qiáng)免疫等功效，且具有一定的體外促凝血活性，可作為一種潛在的止血藥。

賈琳斐[54]以海紅果為試驗(yàn)材料，提取其中的海紅果多糖，并用現(xiàn)代分離技術(shù)進(jìn)行分離純化，獲得了均一組分多糖。衛(wèi)強(qiáng)等[55]在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用Box-Behnken 中心組合實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面分析法，研究了提取時(shí)間、超聲波功率、液料比對(duì)垂絲海棠葉多糖含量的影響，發(fā)現(xiàn)垂絲海棠葉多糖（超聲）還原Fe3+能力較強(qiáng)。王錦紅等[56]采用硫酸苯酚法，以無水葡萄糖為對(duì)照品，于485 nm 處測定吸光度，測定秋海棠藥材中多糖的含量，發(fā)現(xiàn)地下部分中多糖的含量最高，地上部位和全草含量較低。衛(wèi)強(qiáng)等[57]在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用Box-Behnken 中心組合實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面分析法，研究提取時(shí)間、微波功率、料液比對(duì)垂絲海棠花中多糖含量的影響，確立最佳提取工藝，發(fā)現(xiàn)微波輔助提取較常規(guī)提取具有效率高、時(shí)間短的優(yōu)勢。

2 主要功效

2.1 抗氧化

大量研究表明，海棠類黃酮、多糖、多酚和類胡蘿卜素在體內(nèi)外均有抗氧化能力。郭東艷等[58]以48只成年雌性大鼠為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)湖北海棠總黃酮對(duì)卵巢早衰大鼠卵巢及骨質(zhì)疏松具有一定的治療保護(hù)作用，其作用機(jī)制可能與體內(nèi)抗氧化能力、增強(qiáng)顆粒細(xì)胞內(nèi)雌激素受體的表達(dá)密切相關(guān)。賈琳斐[54]以海紅果為原料，對(duì)海紅果多糖進(jìn)行提取，并用現(xiàn)代分離技術(shù)進(jìn)行分離純化，發(fā)現(xiàn)海紅果粗多糖具有較強(qiáng)的還原能力。王汝華等[42]以冬紅海棠果實(shí)為試驗(yàn)材料，進(jìn)行了DPPH 和羥基自由基清除實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)酚類化合物具有很強(qiáng)的抗氧化活性，且冬紅海棠多酚對(duì)過氧化氫誘導(dǎo)的紅細(xì)胞氧化損傷有保護(hù)作用。李嬡[59]以西府海棠、朱砂海棠和王族海棠3 個(gè)海棠品種為試驗(yàn)材料，測定了其清除DPPH 及ABTS 自由基能力，發(fā)現(xiàn)其具有抗氧化能力。李楠[60]以10 種不同的野生型海棠果實(shí)為試材，發(fā)現(xiàn)海棠類胡蘿卜素物質(zhì)在體內(nèi)外均有抗氧化能力，在非光合器官具有抗氧化、清除自由基等特性[25]。

2.2 抗凝血

康文藝等[61]提取垂絲海棠花多糖進(jìn)行凝血試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)垂絲海棠花多糖具有一定的體外促凝血活性，可作為一種潛在的止血藥。崔麗麗[62]以垂絲海棠花為材料，鑒定出了7 個(gè)化合物，以活化部分凝血酶時(shí)間（APTT）、凝血酶原時(shí)間（PT）、凝血酶時(shí)間（TT）、纖維蛋白原（FIB）評(píng)價(jià)各部位和化合物抗凝血活性，發(fā)現(xiàn)垂絲海棠花70%乙醇總浸膏、40%甲醇部位、60%甲醇部位、甲醇部位和化合物17 均具有較好的體外抗凝血活性。肖莉等[63]采用小鼠扭體法、熱板法及斷尾出血時(shí)間（BT）、最大耐受量（MTD）測定法，發(fā)現(xiàn)盾葉秋海棠根莖乙醇提取物（ALE）具有顯著的鎮(zhèn)痛及抗凝血作用。

2.3 抗腫瘤

研究表明海棠多酚類物質(zhì)在體內(nèi)外均有抗腫瘤能力。劉小微[23]以4 種果肉顏色不同的海棠果實(shí)（亞當(dāng)海棠、西府海棠、紅麗海棠和海紅果）和紅富士蘋果作為試驗(yàn)材料，發(fā)現(xiàn)4 種海棠果實(shí)和紅富士蘋果中5 種醇提物對(duì)人結(jié)腸癌細(xì)胞SW480、食管癌細(xì)胞CaEs-17、胃癌細(xì)胞BGC-803 等都具有不同程度的抑制細(xì)胞增殖的作用。當(dāng)達(dá)到最佳濃度時(shí)，其抑制率可以達(dá)到70%左右。其中，紅果肉海棠（亞當(dāng)、紅麗）對(duì)腫瘤細(xì)胞的毒性作用強(qiáng)于黃果肉海棠（海紅果、西府海棠），紅富士蘋果對(duì)腫瘤細(xì)胞的毒性作用最低。

2.4 其他生物活性

研究表明，海棠單寧物質(zhì)在體內(nèi)外均有抑制酪氨酸酶活性能力，可用于食品保鮮及皮膚美白等方面。王蕊[44]以海棠果為材料，發(fā)現(xiàn)海棠果單寧是一種混合單寧，由縮合單寧和水解單寧共同組成，能夠有效地抑制酪氨酸酶活性。

另外，研究表明海棠單寧物質(zhì)在體內(nèi)外均有耐鹽、清除亞硝酸鹽能力。王瑩[39]以茶山海棠的春、夏、秋葉為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)夏葉具有更強(qiáng)的清除亞硝酸鹽的效果。

3 展望

我國木本海棠資源豐富，全國各地均有分布，尤其是該屬植物中如湖北海棠、垂絲海棠（M. halliana）等少數(shù)幾個(gè)品種還是我國的特有品種。然而國內(nèi)外對(duì)于木本海棠的研究多集中于其種質(zhì)資源與觀賞特性，研究其活性物質(zhì)也僅集中于少數(shù)幾個(gè)品種上。因此，為提高木本海棠種質(zhì)資源的利用率，從中尋找具有良好生物活性的化學(xué)成分，創(chuàng)制生物活性物質(zhì)含量高的海棠種質(zhì)，并利用海棠活性物質(zhì)的各種功效研究出海棠功能性產(chǎn)品，有必要對(duì)該植物的其他品種進(jìn)行系統(tǒng)的研究分析，建議當(dāng)前應(yīng)從以下3 個(gè)方面著手研究。

3.1 海棠果實(shí)加工利用

海棠果實(shí)中含有較高的多糖、花青素、類黃酮物質(zhì)以及人體必需氨基酸?；ㄇ嗨睾皖慄S酮物質(zhì)具有很強(qiáng)的抗氧化能力，多糖類在食品加工等方面具有良好的作用，還可以作為乳化劑等[64]。因此，對(duì)海棠果實(shí)進(jìn)行加工利用，制成果醬、水果罐頭和果汁等，能夠?yàn)楣δ苄蕴烊痪G色植物開辟一條新的途徑。

3.2 嫩葉制茶

茶是世界三大飲料之一，作為一種保健飲料深受人們的歡迎。目前，市面上已經(jīng)開發(fā)少數(shù)品種海棠嫩葉制茶。如云金虎等[38]采集海棠嫩芽并制作成海棠葉茶，其必需氨基酸占氨基酸總量的8.49%～37.53%。

3.3 花香純露的制備

環(huán)境污染極易造成皮膚干燥和老化，自由基及其誘導(dǎo)的氧化反應(yīng)也是導(dǎo)致衰老和某些疾病的重要因素。目前在美容化妝領(lǐng)域使用合成抗氧化劑已非常普遍，但研究發(fā)現(xiàn)合成抗氧化劑有潛在的生物毒副作用。芳香植物中存在天然抗氧化物質(zhì)，可高效清除體內(nèi)自由基，因此從天然藥用植物中尋找合適的抗氧化劑已成為研究熱點(diǎn)。海棠花瓣中含有類黃酮、花色苷等物質(zhì)，具有較好的抗氧化作用，制備海棠純露可以應(yīng)用于化妝品、保健品、日常生活用品等諸多方面，因此具有較高的商業(yè)價(jià)值。