沙棘的研究開發評述及其重要意義
綜述
作者：劉勇 廉永善 王穎莉 李旻輝 肖培根
[摘要]沙棘Hippophae rhamnoides 是我國西部地區最具代表性的經濟作物之一，生物多樣性廣泛，資源蘊藏量豐富。自20世紀80年代起，沙棘作為我國保健品開發和生態保護的重點得到廣泛地開發利用，該方麵研究取得了令世人矚目的成績。目前，沙棘作為重要的經濟作物和生態保護的先鋒樹種仍有重要的意義。該研究僅對沙棘的化學結構，藥理活性和臨床應用研究及產品開發做一評述，對沙棘研究開發麵臨的問題提出一些建議，進行研究前景展望，促進沙棘資源的進一步研究開發，提高我國沙棘綜合開發效益，為建設小康社會服務。
[關鍵詞]沙棘；化學成分；藥理活性；臨床應用；產品開發；生態保護
沙棘Hippophae rhamnoides，胡頹子科， 灌木或喬木，又名酸醋柳、黑刺、酸刺、其察日嘎納（蒙名）、達普（藏名）、吉汗（維吾爾名）等[1]，廣泛分布於我國華北、西北、東北、西南等地區，有“天然維生素寶庫”、“營養保健來源”、“改善生態環境先鋒”、“神果奇樹”等美稱，是我國西部地區最具代表性的一種經濟植物，為我國內蒙古、陝西、遼寧等省市帶來了巨大的經濟效益。沙棘產業的蓬勃發展是由於我國沙棘產業開發具有以下幾方麵的優勢。
我國是最早記述沙棘藥用價值的國家，早在1 000多年前的唐代，藏醫經典著作《四部醫典》就有詳盡的關於沙棘療效和配伍的記述；1977年沙棘被首次載入《中華人民共和國藥典》，獲得中藥材的法定地位，此後各版藥典均有收錄；其次由於我國沙棘屬植物生物多樣性最為豐富，資源蘊藏特別廣泛，從1985年開始，在政府的倡導下，沙棘被作為加速黃土高原和西部地區醫藥保健品開發和國土治理的重點，在西部地區得到推廣利用，其開發規模是古今中外所少有的。而且，我國在沙棘開發利用方麵作出的努力得到了國際同行的肯定，德國生藥權威H. wagner教授在他的最新學術著作中對這方麵已有詳細的評述[2]。本研究對近年來沙棘的研究開發和存在問題做出的評述，並提出一些建議和看法。
1生物多樣性
沙棘屬植物廣泛分布於歐亞大陸寒溫帶地區，南起喜馬拉雅山山脈南坡的尼泊爾、錫金，北至大西洋沿岸的挪威，東抵中國東北地區，西達南歐西班牙[3]。沙棘屬植物為高度可變的類群，其分類一直存在較大爭議。1753年，Linnaeus建立沙棘屬[4]，1908年，Servettaz認為沙棘屬有1個種3個亞種；1971年，Rousi重新修訂了這3個亞種，並添加了7個新的亞種；1998年廉永善等把沙棘屬分為6個種，12個亞種；2002年，Swenson等根據沙棘的分子生物學及形態學研究把沙棘屬植物劃分為7個種，11個亞種[5-6]，其中中國分布7個種，7個亞種，因此我國是沙棘屬植物的類群分化中心，原始類群中心和起源中心[7]。中國沙棘亞種H. rhamnoides Subsp. sinensis Rousi在國內分布最廣，主要分布在西北、華北和東北各省（區），是市場流通的藥品，食品等沙棘產品的原材料[8]。
2化學成分
沙棘含有的化合物種類多達百種以上，這些物質包含了人體必需但又不能自身合成的氨基酸、維生素、微量元素、生育酚、類胡蘿卜素、多酚、黃酮等其他一些對身體有益的脂肪酸等活性物質[9-10]。其中，黃酮類化合物在沙棘葉中含量最高，維生素、長鏈醇、酯類、甾醇類、五環三萜類化合物、揮發性單萜烯等在沙棘油裏含量較高[11]。這些化合物對人體的健康非常重要。現歸結沙棘的化學成分如下。
2.1黃酮 沙棘富含黃酮類成分，現已從沙棘植物中分離到49個黃酮類化合物（6個黃酮苷元、8個黃酮單糖苷、6個黃酮芸香糖苷、11個黃酮3，7-二糖苷、8個黃酮三糖苷、8個酰化黃酮糖苷類及2個黃烷-3-醇類），大部分以異鼠李素、槲皮素、山柰酚為母核，糖原為：葡萄糖、鼠李糖、槐糖等[12-14]。沙棘各部位黃酮種類及組成、比例因產地、品種、采摘時間而異，但主要存在於沙棘果實和沙棘葉中。並且，果實中黃酮種類多於沙棘葉，而沙棘葉黃酮含量高於果實[15]。正是因為這些豐富的黃酮類化合物，沙棘才具有了如治療心腦血管疾病（心肌缺血、心肌再灌注損傷、血栓）、抗癌、抗氧化、抗衰老、降血脂、降血糖、心髒保護等藥理作用[16-18]。
2.2多酚 沙棘含有30餘種多酚類化合物，它們主要以沒食子酸、兒茶素為母核。這些多酚類化合物具有抗氧化、保護細胞、保護心髒及促進傷口愈合等作用[19]。同時，沙棘漿果和沙棘葉中含有沒食子酸、芥子酸、龍膽酸、鞣花酸、水楊酸、咖啡酸、肉桂酸、原兒茶酸、對羥基苯甲酸等有機酸[13，20]。
2.3維生素 沙棘有維生素“源”植物的美稱，富含維生素C，E，維生素A原，B族維生素，維生素K，P，F等。中國沙棘維生素C質量分數位於所有沙棘品種之首，可達25 mg·g-1，維生素E的質量分數達1.62～2.55 mg·g-1，高於其他沙棘品種的總均值1.60 mg·g-1[11，20-21]。沙棘中豐富的維生素C和維生素E可以起到顯著的抗衰老，抗氧化作用。
2.4脂類 沙棘種子和沙棘果肉分別含有16%～18%，4.7%～8.2%的油脂，包含了大部分易被人體吸收的豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、棕櫚烯酸、油酸、亞油酸、亞麻油酸、花生酸等不飽和脂肪酸[22]。沙棘果實類脂的含量約占果實總質量的0.5%左右，包含有卵磷脂、腦磷脂、磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油、磷脂酸等100多種脂質[23]。
2.5其他活性成分 人們已從沙棘果實中提取出60多種揮發性成分，主要包括已酸乙酯、3-甲基丁酸甲酯、3-甲基丁烷酸等[24]。另外，沙棘葉和沙棘漿果含有豐富的三萜類，甾醇類化合物以及多種人類需要的常量與微量元素，例如鉀，鈉，鈣，錳，鍶等[13，20，25-27]。目前人們已從沙棘中分離得到9個三萜類化合物、18個甾醇類化合物。雖然，甾醇的含量會隨生長時間和提取方法而異，但一般情況下，種子、鮮果漿和全漿果的總甾醇量分別為1 200～1 800，240～400，340～520 mg·g-1，種子和果漿總甾醇中的穀甾醇量分別為57%～76%和61%～83%[12，20，25]。沙棘果肉中還含有以天門冬氨酸為主的18種氨基酸，並且包含了8種人體必需氨基酸[28]。沙棘油中含有13種單羥基氨基酸、4種雙羥基氨基酸，7種單、雙和三環氧酸[29]。
3藥理活性及臨床應用
沙棘的藥性早在唐朝的《四部醫典》和清朝的《晶珠草本》中有記載，20世紀50年代，沙棘油在前蘇聯得到廣泛的臨床應用，如今沙棘藥品得到全麵開發，這都有力地證明了沙棘具有廣泛的臨床應用價值。現將沙棘的藥理活性與臨床應用概括如下。
3.1保護心腦血管係統 傳統藏藥記載沙棘治療心血管疾病的曆史已有1 000多年之久，現代研究表明，沙棘及其沙棘提取物可以通過在缺血心肌組織中調節相關蛋白等作用表達對心腦血管係統起到滋養保護的作用[30-32]。沙棘各組分可降低膽固醇和甘油三酯，促進脂質代謝，清除自由基，達到預防和治療心腦血管疾病的目的[33]。沙棘油一方麵可以有效地降低血脂、抑製血栓形成、降低LDL的氧化作用，另一方麵可以滋養血管，改善血管功能[16，34-36]。沙棘總黃酮具有降血脂、降血糖作用，可以加強心肌收縮性、降低心肌耗氧量、減少總外周血管阻力、增加血管彈性，明顯減輕大鼠心肌再灌注損傷區超微結構的病理改變[37-38]。
3.2治療胃腸道疾病 沙棘中大量的氨基酸、有機酸、酚類化合物等可以抑製胃蛋白酶活性，減少遊離酸，對胃潰瘍、消化不良、腸炎等消化係統疾病有良好療效[39]。沙棘籽油治療反流性食管炎總有效率可達92%[40]。以沙棘葉為原料製成的沙棘百通茶具有消食化滯、活血散瘀的通便作用[41]。
3.3保護肝髒 沙棘籽油可明顯抑製四氯化碳、乙醇、對乙酰氨基酚所致的肝損傷，對抗肝丙二醛含量的升高，保護肝細胞膜[42]。沙棘衝劑治療小兒急性黃疸型肝炎，可有效改善乏力、惡心、黃疸、肝區叩痛、肝髒腫大等症狀，治愈率達100% [43]。另有研究表明，應用單磷酸阿糖腺苷（Ara-AMP）聯合沙棘衝劑治療慢性乙型肝炎36例，治療組HBsAg和HBeAg陰轉率（16.67%，66.67%），高於對照組（3.23%，19.35%），而且差異均有顯著性意義，同時減少了Ara-AMP的毒副作用[44]。另外，沙棘果實中豐富的有機酸和磷脂，維生素E及β胡蘿卜素等活性化合物可以促進肝髒代謝，降低抗生素和其他藥物的肝髒毒性，降低肝硬化患者體內的細胞因子IL-6，肝髒血清白蛋白，總膽汁酸，ALT，AST，透明質酸等，可明顯改善肝纖維化的狀況[45-47]。對於CCl4造成的肝損傷，沙棘可以增加小鼠的穀草轉氨酶（GOT）， 穀丙轉氨酶（GPT）， 堿性磷酸酶（ALP）及膽紅素的含量，維持血清中蛋白的水平，減少小鼠肝穀胱甘肽（GSH）的耗竭，降低MDA水平，保護肝髒[48]。
3.4抗腫瘤 沙棘提取物和單體化合物有很好的抗腫瘤活性。研究表明，沙棘果實乙酸乙酯、乙醇、水提取物具有抗結腸癌（Caco-2）和肝癌（HepG2）作用[49]；沙棘中豐富的維生素C，胡蘿卜素，香豆素、5-羥色胺、柚皮苷等抑製腫瘤的化合物可以有效地就減小癌變範圍，幹擾腫瘤生長[26-27]。沙棘果油可以抑製小鼠移植性腫瘤和艾氏腹水癌的發生[40]。沙棘汁可以阻斷致癌物二甲基亞硝胺在鼠體內合成，阻礙二甲基亞硝胺對機體的損傷[50]。
3.5抗氧化、免疫調節作用 沙棘中含有豐富的以異鼠李素、槲皮素、山柰酚為母核，糖元為葡萄糖、鼠李糖、槐糖等的黃酮類化合物，因此具有較強的抗氧化作用，尤其可以提高實驗性肝損傷小鼠肝髒的SOD活性[12-14，51]。有學者發現，沙棘的70%甲醇提取物和水提取物具有很強的抗氧化活性[52]。另外，沙棘中黃酮、維生素C及木質素類活性物質對特異性免疫、非特異性免疫具有增強作用，可以提高機體的免疫力[53]。
3.6其他作用 沙棘還具有抗輻射、抗突變能力[54-55]。沙棘黃酮類化合物具有促進血液循環、抗病毒、抗菌、消炎的作用[56-59]，可以單獨應用或作為免疫抑製劑與其他藥物配伍，治療急慢性氣管炎，急性病毒性呼吸道感染等呼吸道疾病[42，57]。沙棘還具有抗壓及生理調節等作用[60-61]。從沙棘漿果中提取的沙棘油還可以促進組織再生，對黏膜非常有益，如胃黏膜、十二指腸黏膜、生殖器黏膜及口腔黏膜[62-63]。
4沙棘的產品開發
目前，全國沙棘產品囊括了食品、藥品和化妝品在內的上百個品種，創造了巨大經濟效益。以沙棘的果實、種籽、枝葉為原材料的藥品、化妝品等具有抗紫外線、抗衰老、抗輻射、提高免疫力的功效[64]。
5沙棘的生態環境改造作用
沙棘生命力頑強、適應性強，具有廣泛的生態環境改造作用，是聯合國特用經濟林樹種，也是我國“三北防護林體係工程”林業生態工程建設的先鋒樹種。沙棘具有很強的防風固沙和抗風蝕的作用，每株沙棘的固沙保土麵積可達70～80 m2，同時，沙棘林可以有效地減少風速2～4倍，減少林內水分蒸發。另外，沙棘屬非豆科固氮植物，1公頃沙棘林地的根瘤可固氮180 kg，相當於375 kg尿素的肥力[65]。沙棘的根可以將不溶性有機質轉變為可溶有機質，在較短時間內把貧瘠土壤改造為較肥沃的土壤。
6討論與建議
沙棘作為傳統藥物使用，已有幾千年的曆史，唐朝的《四部醫典》和清朝的《晶珠本草》中均記載了沙棘的藥用價值。隨著科技的發展，人們已經從沙棘中分離出190多種化合物，大部分化合物具有很重要的藥理活性：如治療心血管係統疾病、治療胃腸道疾病、抗腫瘤、肝保護作用、抗氧化等。鑒於沙棘豐富的藥用及營養價值，沙棘已經被加工成一係列的產品，如藥物、食物、保健品和化妝品等[66]。
沙棘的研究與開發，深刻涉及到黨和政府一係列重要的方針政策：生態文明建設、資源可持續利用（高效利用與有效保護）、西部大開發、支援和發展“三農”（農業、農村、農民）、民族政策、全國的工業化、信息化、城鎮化、市場化和國際化等。總結半個世紀沙棘的研究與開發的經驗，雖然取得了巨大的成就，但綜合起來分析，還存在著“廣而不夠深、多而不夠強、散而不夠精”的不足。更為重要的是：尚未形成沙棘研究與開發的大“航母”，也尚未形成工-農-商-學-研-產的一條“產業鏈”。如何能夠把沙棘資源利用好，是黨的各項有關政策的最好體現。政府作為管理的主體，應該要重點關注和協調這些問題。
研究是發展的基礎，應該要很好地梳理，找到重點，如：優良品種的選育，野生沙棘果小，刺多，不利采收，因而選育果大，質優的品種，應在已有基礎上加速運用；沙棘葉的利用有廣闊的前景，特別是病毒感染的防治，其他如沙棘油對潰瘍的防治等均值得進一步深入。研究教學部門可以從沙棘油、沙棘果、沙棘葉、沙棘花粉及其與其他保健食品或茶品的配伍等繼續開展深入研究。在深入研究的基礎之上，乘西部地區招商引資的大好時機，將沙棘的農林繁育、工業生產、環境改造等各方麵形成一條產業鏈，政府部門可以從支農、扶貧、生態改造等各種渠道，給予資金和政策上的支持。以便吸引國內外有實力的企業來運作此項工作。
今後，沙棘的研究與開發，可圍繞下述問題請予以重要關注：首先，充分利用我國沙棘種類最多、分布最廣的優勢，根據產品需要，在沙棘的大麵積分布的地區（東北、西北、華北），選育優良品種，固定產品基地，將工廠和農戶聯係起來，保證高質量產品原料的生產；其次，各大高校、科研院所深入研究沙棘果實、種子、根莖、枝葉的化合物，並開展綜合利用，如從提過沙棘油的廢料中還可提取黃酮素；關注沙棘葉與沙棘花粉的研究與開發，將企業、工廠、農戶聯係起來，積極開發新的食品、藥品、保健品等，構建現代市場體係；最後，政府要構建沙棘宏觀調控體係來協調學校、科研院所、工廠、企業、農戶的關係，充分開發沙棘產品，汲取國外在這方麵的成熟經驗，開拓國際市場等，形成“產業鏈”。與此同時，要注重沙棘的生態可持續利用價值，增強沙棘作為生態產品的生產能力，推進荒漠化、石漠化、水土流失綜合治理，充分發揮沙棘的生態效益。