食藥同源植物火麻的研究策略范文
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摘要：食藥兩用植物火麻具有優良的植物油（火麻油）和植物蛋白（火麻蛋白），全身是寶，在食品、醫藥和工業用品行業具有巨大的市場開發潛力。隨著大健康產業的發展，火麻蛋白系列的產品必將越來越深入我們的生活。國內外對火麻方面的研究報道比較豐富、研究方向多，但是缺少對火麻研究報道進行全面系統的總結分析。本文通過查閱國內外對火麻研究的文獻報道，綜述食藥兩用植物火麻的最新研究進展，找出火麻發展的不足并提出開發策略。要實現火麻產業經濟，需要建立有優質的種質資源圃、健全高產優質栽培技術及火麻加工、銷售體系，并對其化學成分和營養生理功能機制進行深入研究，才能促進火麻實現產業化、規?；涂沙掷m化的發展。
關鍵詞：火麻;食藥兩用;研究進展;開發策略
引言
火麻（CannabissativaL.subsp.sativa），又名大麻、線麻、胡麻、野麻；為一年生?？拼舐閷僦绷⒉荼局参颷1]。火麻是一種優質的植物資源，我國種植火麻的主要省份有廣西、云南、安徽、山西等；其中最著名的是廣西“長壽之鄉”巴馬產的火麻?；鹇樽迅缓S富的蛋白質、不飽和脂肪酸、亞麻酸、維生素及礦物質等人體必須的微量元素[2]；其蘊含的α-亞麻酸經過人體代謝，可以產生被譽為“植物腦黃金”的兩種物質：二十二碳六稀酸（EPA）和二十碳五稀酸（DHA），因此火麻籽是世界醫學界確認的主要長壽綠色食品之一，其火麻油被巴馬人們稱之為“長壽油”或“長壽麻”?；鹇槿矶际菍殻芴崛∝S富的火麻蛋白、火麻油和火麻纖維，在食品、醫藥和工業用品行業都具有巨大的市場開發潛力。文獻資料表明，大部分的研究者對火麻的研究主要集中在對火麻籽油[3]、火麻蛋白的提取工藝[4.5]、活性成分[6]及藥理作用機理[7]的研究上；少數文獻是對火麻栽培技術和火麻產品副加工的研究。雖然國內外對火麻方面的研究報道比較豐富、研究方向多，但是缺少全面系統的火麻研究總結分析。鑒于此，本綜述通過查閱國內外對火麻研究的文獻報道，全面綜述食藥兩用植物火麻的最新研究進展，擬結合前人的研究，從栽培生產-成分研究-產品研發-市場推銷的產業鏈的模式來分析、總結目前火麻研究的缺點和不足，并對火麻今后研究的方向進行探討和展望，以期為火麻資源開發利用提供一定借鑒作用。
1火麻的食用價值
1.1火麻仁在《周禮》中“麻”即為五谷之一。火麻仁，即是火麻的種子，其性平、味甘，善于潤燥，又補中益氣，久服康健不老[1]?；鹇槿室云洫毺貎炠|的理化營養品質，是國家衛生部公布的食藥兩用植物資源之一；在廣西著名“長壽之鄉”巴馬，火麻是當地居民的主要食物，人們用火麻做出各式各樣的美食：火麻粥、火麻薺菜湯、火麻豆腐、火麻雞湯等?，F在科學研究發現，火麻仁含有豐富的不飽和脂肪酸、油酸、卵磷脂、維生素、蛋白質等[2]，其中不飽和脂肪酸占90%以上，而亞油酸占不飽和脂肪酸的50%～60%，必需脂肪酸α-亞麻酸（能夠轉化成EPA和DHA）占20%～30%?；鹇槿实闹笑?6型與ω-3型不飽和脂肪酸的比例為3:1，被世界衛生組織（WHO）和聯合國糧農組織（FAO）認定具有最佳平衡比率，該比例與人體正常代謝所需比例一致，對人體健康最佳[8]。
1.2火麻蛋白工業上企業主要將高溫壓榨脫油之后的火麻渣料作為動物飼料來處理，沒有充分、高效地加以利用火麻的剩余價值，極大地浪費了植物蛋白資源[9]?；鹇橹械鞍踪|含量為20%～30%，其中麻仁球蛋白占65%，白蛋白占35%，是一種優良的植物蛋白[10]?；鹇榈鞍字芯哂懈吆康闹ф湴被?，精氨酸含量高于一般植物蛋白；而且不含寡聚糖，不似大豆那樣易導致胃脹和反胃?；鹇榈鞍孜兜狼逍孪愦?，美味可口，人體更易消化和吸收，優質的特性使火麻蛋白成為保健食品的首選。
1.3火麻油火麻油，即火麻籽經壓榨所得的油料，是唯一能夠溶解于水的油料[11]。作為綠色保健、可食用的油料作物，火麻油油色清亮，味道極香，為調料首選佳品。桂西北石山地區的居民將其作為保健食品長期食用，對慢性神經炎、便秘等疾病有一定療效，而且還有養心益血、延年益壽之功效。在1999年考察調研巴馬火麻后，聯合國糧油調查署向全世界特別推薦巴馬火麻油為“最有開發價值的植物油”，加上巴馬長壽村的效應，火麻油成為極具市場潛力的高端植物油[12]。
2火麻的藥理價值
火麻作為傳統食藥同源的植物，含有豐富的不飽和脂肪酸、油酸、亞麻酸(LA)、蛋白質、氨基酸、卵磷脂、礦物質及生物活性成分如谷甾醇、萜類化合物、VA、VE、VB1、VB2、植物甾醇等；豐富優良的營養物質代表著火麻具有多種多樣的藥理作用。
2.1具有抑制心血管系統疾病發生的作用火麻中含有豐富的α-亞麻酸。α-亞麻酸具有降低血壓、降低血脂、抗血小板聚集、抑制血栓形成等多種生理作用，大量的研究發現膳食中添加α-亞麻酸可以預防和治療多種心血管疾病。陳成[13]發現，火麻仁多不飽和脂肪酸和蛋白水解物具有抑制血管緊張素轉化酶（ACE）活性的功能。其試驗結果表明多不飽和脂肪酸對ACE的IC50值介于亞油酸和油酸之間，火麻油是通過3種不飽和脂肪酸來抑制ACE的活性；當加入不同濃度多不飽和脂肪酸（PUFA）之后，Km和Vmax均減小，表明PUFA對ACE屬于反競爭性抑制類型，PUFA主要通過形成PUFA-ACE-底物復合物來使血管緊張素轉化酶失活。說明火麻中豐富的脂肪油和蛋白質經消化水解均可以抑制ACE的活性。
2.2具有抗氧化和抗衰老作用火麻籽油是一種新型的功能油脂，火麻籽油及其提取物均具有抗氧化和抗衰老的作用。專家學者開展許多火麻油脂的抗氧化活性研究，如Alek-sander[14]對火麻籽油、南瓜籽油、大豆油、菜籽油等9種冷榨油的總酚含量及1,1-二苯基-2-硝基苯肼（DPPH）清除率進行分析比較，結果發現總酚含量最高的是火麻籽油及南瓜籽油，而且火麻籽油的DPPH清除能力在9種冷榨油中最強；許春芳等[15]對火麻總酚及單體酚類（兒茶素、柚皮苷及黃豆苷元等）進行檢測，并對總酚含量、總黃酮含量與DPPH、自由基（ABTS+•）清除能力和抗氧化能力（FRAP）還原能力進行相關性研究，結果表明總酚含量和總黃酮含量越高，其DPPH清除能力FRAP的還原能力越強，相互之間呈顯著正相關。另外，林金鶯等[16]通過酶解產物提高火麻仁粕的抗氧化性，試驗發現在抑制油酸過氧化體系中第5天開始酶解物對油酸的抑制效果優于α-生育酚，并且酶解物中游離抗氧化氨基酸高。α-亞麻酸干預血管緊張素Ⅱ（AngII）誘導的內皮細胞后可降低丙二醛（MDA）的增高，增加超氧化物歧化酶（SOD）、氧化氫酶（CAT）和一氧化（碳NO）的表達，顯著降低AngII誘導的內皮細胞凋亡的水平，說明α-亞麻酸可以抑制AngII誘導的內皮細胞凋亡作用[17]，從而緩解內皮細胞的凋亡速度，降低血壓，抑制高血壓病及其他心腎疾病的發生。2.3具有抗腫瘤和抗老年癡呆作用火麻可以分離得到大麻素多種，其中四氫大麻酚（THC）和大麻二醇（CBD）的含量最高。吳俊峰[9]通過連續濕磨、噴射蒸煮及膜超濾相結合的技術，可從變性火麻粕中提取出富含THC和CBD的高品質火麻蛋白。另外，研究發現THC和CBD均有一定的抑制腫瘤細胞的增殖、轉移或誘導其自噬或凋亡的作用。這兩種大麻素均能增加細胞間粘附分子（1ICAM-1）的表達從而提高肺腫瘤細胞對LAK細胞(淋巴因子激活的殺傷細胞)的易感性，最終導致腫瘤細胞的解體[18]。兩者聯合使用時比分別單獨使用對腫瘤的抑制效果更佳[19-20]。美國研究人員最新發現，大麻二酚有助于防止乳腺癌在機體擴散[21]。大麻二酚必須通過提取濃縮才能達到消滅腫瘤細胞的有效劑量，科研人員希望能通過此方法減輕化療帶來的嚴重副作用。CBD可通過調控神經細胞的凋亡，調控星形膠質細胞功能障礙，降低神經性炎癥，增加BDNF水平等機制恢復或部分恢復缺氧缺糖所導致的腦受損功能，對老年癡呆具有一定的抵抗作用[22]。
2.4具有抗疲勞和提高免疫作用火麻具有抗疲勞作用和提高免疫力的作用，而淋巴細胞CD4+/CD8+比值是反應機體免疫紊亂的敏感指標，當免疫功能受抑制時，CD4+下降，CD8+上升，CD4+/CD8+比值減少。沈峰等[23]研究發現，添加火麻仁蛋白的荷瘤小鼠脾臟系數并無明顯不同(P＞0.05)，并且可以改善荷瘤小鼠的免疫功能受抑制的狀態，免疫細胞CD4+上升，T淋巴細胞CD8+下降，CD4+/CD8+比值上升，可直接或間接誘導T細胞的活化，促進T細胞的增值，發揮抗腫瘤的作用，說明火麻蛋白具有增強免疫作用。李永進等[24]通過研究小鼠的相關免疫指標，發現火麻蛋白能明顯增強小鼠刀豆蛋白（Con）A誘導的脾淋巴細胞的轉化和遲發型變態反應，增加巨噬細胞的吞噬能力，進而增加小鼠抗疲勞和免疫能力。
2.5具有抗潰瘍和助消化作用張顏語[25]通過建立Wistar大鼠便秘模型，基于Toll樣受體（TLRS）通路研究火麻仁對大鼠便秘模型的影響，結果顯示火麻仁油能夠緩解便秘狀態、促進紊亂的腸道菌群恢復平衡，減輕模型動物的結腸炎性損傷，改善衰老及便秘模型動物血脂水平、提高免疫力。該結果表明火麻仁通過改善腸道菌群結構及調節TLRS信號通路的表達實現潤下通便、補中益氣的作用。張明發等[26]通過實驗研究表明，火麻仁有抑制胃腸推進運動，減少番瀉葉引起的大腸性腹瀉次數的作用，對便秘和腹瀉有雙向治療作用，且有良好的抗潰瘍作用和利膽作用。
2.6其他作用火麻除了以上的藥理作用之外，還可以治療多種惡風水腫和女子月經不調?；鹇槿~揉碎后涂抹蚊蟲叮咬處有消毒、止癢的效果；甚至對婦女血崩帶下不止和難產、治瘀血和尿路結石等都有治療效果。另外，火麻仁油中的亞麻酸（GLA）對修復神經細胞，治療生理壓力、神經衰弱所引起的失眠，預防大腦神經元的流失很有效[27]。
3火麻副產品的研究
火麻是藥食兼用的作物，火麻仁可作為主要食物和醫藥產品加工原料，火麻植株表皮還是極具經濟價值的天然纖維材料[28]。近年來，國內市場上以廣西巴馬常春藤生命科技發展有限公司為代表，已經利用火麻為原材料進行深加工開發有火麻蛋白質粉、火麻軟膠囊、火麻湯料包以及寵物飼料等產品出售，另外人們還以火麻蛋白加工制成火麻湯、火麻菜、火麻豆腐、火麻奶等傳統食品[29]。在國外，在北美，市場上有火麻面包、華夫餅干、火麻啤酒、和火麻咖啡等火麻食品出售，人們對火麻類食品的需求越來越多，加拿大對火麻食品的進口額可高達4000萬美元[30]，這充分說明火麻食品具有廣闊市場前景。可以充分的肯定是，火麻蛋白系列的產品必將越來越深入我們的生活。4火麻栽培技術研究從文獻看出，目前對與火麻栽培技術的研究并不多，只是少數專家研究火麻高產栽培技術和套種栽培技術；而在石山區純種火麻，雄株占的比例相對較大，結實率也很低，產量比與玉米間套種的還低，雌雄株的比例嚴重制約了火麻產量[31-33]。在火麻栽種過程中溫度、密度、土質、土壤肥力都可以使雌雄株相互轉變，不能很好地控制火麻栽種的過程，會影響雌雄株比例，造成火麻結實率低、產量低，嚴重制約火麻產業化的發展。只有通過詳細的研究方案和方法，對火麻栽培過程中影響火麻雌雄株相互轉變的主要影響因子進行分析研究，并揭示主要影響因子及解決辦法，實現火麻標準化、規范化種植，才能發展火麻的陽光產業。
5開發策略
要實現火麻產業經濟，需要建立健全高產優質栽培技術及火麻加工、銷售體系?？偨Y歸納目前的研究不足處：（1）火麻的市場較為混亂，經常以纖維大麻充當藥用火麻銷售，而且火麻的產地較上世紀有很大變化，各個產地的火麻質量層次不齊，無法分辨優劣，急需建立種質遺傳圖譜，鑒定優良品種；（2）火麻的產地變化較大，大部分原產地優質的火麻淪為野生種，為了整個火麻產業的可持續發展，急需建立火麻的種質資源圃，可供科研工作者進行優良品種的選育；（3）火麻栽培技術是制約火麻產業化的一個短板，急需對火麻栽培技術進行攻關研究，為火麻可持續發展解決產量、產品、產業化的前提任務；（4）火麻附產品需要多樣化、商品化的研發，才能促使火麻產品的銷售?；鹇槿矶际菍殻羌瓤捎糜谑称?、又可用于藥品的食藥同源性原料，希望學者們對其化學成分和營養生理機制深入研究促進火麻實現產業化、規?；涂沙掷m化的發展。6展望隨著學者們對火麻的科學研究[34-35]不斷深入，火麻將不僅是大型蛋白基配料的地位，而且越發具有向功能性食品方面轉變的趨勢。隨著大健康產業的發展，火麻蛋白的未來發展勢必由以往的低附加值粗產品轉向具有高附加值的保健類產品，火麻蛋白系列的產品必將越來越走進我們的生活，火麻系列健康產品將有著廣闊的市場前景、社會發展及經濟效益。
作者：唐健民 韋霄 鄒蓉 高麗梅 熊雅蘭 熊忠臣 蔣運生 單位：廣西壯族自治區中國科學院廣西植物研究所