苜蓿中的生物活性成分及其研究进展

苜蓿中的生物活性成分及其研究进展

摘要 苜蓿中含有叶蛋白、皂苷、多糖、黄酮类化合物、膳食纤维、香豆素等生物活性成分，综述了苜蓿中的这几类主要生物活性成分的研究进展，并提出在从事苜蓿的生产、应用研究中，应充分重视苜蓿生物活性成分的营养保健功能和药用功能的研究，以提高苜蓿的应用价值。

关键词 苜蓿；生物活性成分；研究进展

近年来，越来越多的研究表明，苜蓿的茎、叶中含有包括矿物营养素在内的50多种营养物质及未知生长因子，其营养成分比其他植物丰富许多，被称为万能植物。紫花苜蓿富含优质膳食纤维、食用蛋白、氨基酸、多种维生素（包括VB、VC、VE）、10种有益的矿物质以及皂苷、黄酮类、类胡萝卜素、酚醛酸等生物活性成分。

苜蓿由于营养成分丰富，作为良好的天然植物资源受到重视。紫花苜蓿（Medicago sativa L.）资源的开发利用已成为我国经济杂草资源开发领域内有良好发展前景的项目，国内外对紫花苜蓿的保护和开发利用也已越来越受到人们的关注和重视。随着对苜蓿研究的进一步深入，苜蓿提取物的应用日益引起了人们的重视。目前，苜蓿叶蛋白、苜蓿皂苷、苜蓿多糖等提取物的研究已成为苜蓿研究的热点。

1苜蓿叶蛋白

对苜蓿蛋白质的食用价值研究主要集中在叶蛋白方面。英国20世纪80年代就在苜蓿叶蛋白的基础上提出可直接食用的苜蓿叶蛋白（Edible Alfalfa Leaves

Protein，简称EALP）。贺玉薇等（2003）在第2届中国苜蓿发展大会上提出，苜蓿叶蛋白是从青绿茎叶中提取的富含蛋白质的浓缩物，其成分为：蛋白质50%～65%，脂肪15%～30%，灰分0.5%～1.5%，碳水化合物5%～20%，粗纤维0.5%～1.5%。苜蓿叶蛋白含有18种氨基酸（包括8种人体必需氨基酸），且组成均匀，基本符合联合国粮农组织推荐的成人氨基酸模式，尤其富含赖氨酸，含量高达5.6%~7.4%，对我国以谷物为主食的膳食结构，可以有效补充赖氨酸。E A Fasakin（1999）报道，苜蓿叶蛋白中的胡萝卜素和叶黄素含量比谷类叶子中分别高20～30倍和4～5倍。谭增权等（2005）利用直接加热法提取了不同生育期的苜蓿叶蛋白，并对其进行了营养价值评价，结果显示，苜蓿叶蛋白较适合少年的需要，其中初花期叶蛋白的营养价值最高。刘青广等（2005）应用模糊识别法和氨基酸比值系数法，以鸡蛋蛋白质为标准蛋白，以WHO/FAO氨基酸参考模

式为评价标准，对苜蓿叶蛋白营养价值进行了全面评价，并与4种叶蛋白进行对照比较，结果表明：苜蓿叶蛋白中总氨基酸含量为56.30%～70.54%，蛋白质中氨基酸种类齐全，必需氨基酸（EAA）占总氨基酸量的40.00%～40.60%，第一限制性氨基酸为赖氨酸，氨基酸比值系数为78.52～85.76，其叶蛋白营养价值高，是一种值得开发利用的优质植物蛋白。

1.1叶蛋白提取

苜蓿是最重要的提取叶蛋白的原料植物，1hm2苜蓿茎叶可提取2 750~3

805kg蛋白质，比大豆高1.8倍，主要氨基酸比大豆多67%。在工艺提取中，苜蓿叶蛋白的产量远远超过籽实蛋白的产量。从苜蓿叶子中分离叶蛋白，在国外有着悠久的历史，法国就拥有商业性生产规模最大的苜蓿公司。苜蓿中叶蛋白不仅含量高、提取时易分离，而且机能性好（即其保水性、乳化性、胶质形成性）、溶解性好，易加工。但苜蓿叶蛋白在食品中的应用研究才刚刚开始。

叶蛋白生产通常包括汁液提取、蛋白絮凝与分离、纯化以及干燥等工艺流程。其中絮凝最为关键，絮凝方法不同可将叶蛋白提取分为：加热法、有机溶剂法、盐析法、酸碱法、碱提膜过滤法、发酵法。此外，还有超滤法、电渗析浓缩法、结晶和重结晶法、生物酶法等，但都不成熟，处于探索阶段。

吴万灵等（2006）以水为提取溶剂，对热絮凝法提取苜蓿中叶蛋白的工艺参数进行优化，得出综合考虑的优化工艺参数为：温度90℃、pH值6、打浆时间3min、加水倍量2.5，此条件下蛋白提取率为33.1%，叶蛋白中叶黄素质量分数为1 200μg/g。阎娥等（2006）采用不同浓度的硫酸铵和不同组合的酸化、碱化方法，提取苜蓿叶蛋白研究发现：用不同浓度硫酸铵对苜蓿汁液处理，随着浓度的增加蛋白沉积量随之增加，用30%的硫酸铵苜蓿叶蛋白沉积最多；采用加热、加醇复合处理效果比单一酸碱处理效果好；优化处理组分析表明采用30%硫酸铵提取苜蓿叶蛋白效果最好。李秀花等（2006）通过对紫花苜蓿和洋槐叶蛋白进行不同方法的提取比较试验，结果表明酸化处理叶蛋白的产量和粗蛋白的含量、粗蛋白的提取率和胡萝卜素含量均显著高于碱化处理和直接加热处理。用乙醇作提纯剂对进一步提高叶蛋白中粗蛋白含量效果显著，而且90%乙醇的提取效果最好。洋槐叶LPC产量明显低于紫花苜蓿。

1.2叶蛋白的应用

苜蓿中矿质元素全面而丰富，例如苜蓿富含铁，常食能改善人群铁营养状况；富含钙元素和磷元素，可促进骨骼和体格发育，该现象已在动物试验中得到了证明；锌元素的含量也高；苜蓿芽中还含有较多的硒元素。苜蓿中维生素种类全面且含量丰富，例如VA、VD、VK，特别是VK的含量甚高，有凝血作用和抗坏血病的功效。

沈小燕（2002）通过对体重为150g左右的生长期Wistar大鼠进行试验，得出苜蓿叶蛋白可提高高脂血症大鼠血浆GSH-Px（谷胱甘肽过氧化物酶）、SOD活力，降低脂质过氧化产物的含量，表明苜蓿叶蛋白具有一定的抗脂质过氧化作

用；具有降低高脂日粮对血浆TC（胆固醇）、TG（甘油三酯）含量的作用，血浆LDL-CHO（低密度脂蛋白胆固醇）含量显著下降，血浆HDL-CHO（高密度脂蛋白胆固醇）含量略有上升，表明苜蓿叶蛋白可以调节血脂，增加血红蛋白含量的，且增加的幅度与添加ALP比例有关。薛林等（2006）对苜蓿提取叶蛋白后的副产品——残渣和棕色液的营养成分进行了分析，结果表明，残渣的营养价值与青稞（草）、大麦秆、小麦秆和玉米秸秆基本相当，可作为饲料直接饲喂家畜，同时还可以加工成草饼、草粉、草粒或草块等或进行青贮处理作为青贮饲料；其次，残渣中含有丰富的纤维素，可提取膳食纤维素，开发试制膳食纤维产品。棕色液中氨基酸比较齐全，含有动物必需的氨基酸，可以直接供牲畜饮用，同时也可以作为肥料用来浇灌农作物。

2苜蓿皂苷

苜蓿皂苷是从苜蓿中提取的具有独特生物学性质的活性物质，是由糖中羟基或非糖类化合物的羟基以缩醛链（苷链）脱水缩合而成的环状缩醛物，其结构为五环三萜烯类化合物（胡明等，2006）。苜蓿中皂苷含量为2%~3%（张春梅，2005）。国内外学者对苜蓿中皂苷的提取、分离、鉴定及定性定量分析报道较多。

2.1苜蓿皂苷的提取

何云（2005）报道，苜蓿中皂苷的含量并不是稳定不变的。试验证明，3个不同品种的苜蓿在发芽时的皂苷浓度从1.55%到7.27%不等，皂苷的含量在发芽后迅速升高，在发芽后第8天达到稳定。秦孟根等（1999）报道紫花苜蓿不同部位其总皂苷含量明显不同，种子和全草中的皂苷含量为2.2%左右，根茎中为1.5%左右。由此可见，苜蓿皂苷含量在不同品种及同一品种不同部位都有很大的差异，且同一品种、同一部位的皂苷含量也不是稳定不变的，其随着生长周期的变化发生改变。

皂苷的提取方法可分为水浸法和有机溶剂萃取法2种。水浸法可提取含10%~40%皂苷的浆料，而有机溶剂萃取法主要用于制备高纯度的皂苷粉末。吴芬等（2006）以紫花苜蓿为主要对象，建立了利用皂苷元特征显色测定苜蓿总皂苷含量的定量方法。以香草醛－高氯酸为显色剂，冰醋酸为溶剂，使皂苷元显色，用分光光度法在波长为560nm处测定苜蓿皂苷元的含量。

2.2苜蓿皂苷含量的测定

目前对苜蓿皂苷的分析方法有分光光度计法、薄层色谱法、液滴逆流层析法、气象色谱法和薄层广度法，其中分光光度计法设备要求不高，应用较广泛，一般在560nm处测定吸光值（卢成，2005）。

常用的皂苷含量测定方法有薄层法、比色法、重量法等，其中重量法由于操作简单、不需要获得苜蓿皂苷纯品而在生产中应用较普遍。

苜蓿皂苷含量测定早期使用最多的是利用皂苷具有溶血作用的特性，以溶血指数计算，这种方法的问题在于不能排除植物样品中其他具有溶血作用成分的干扰，Jurzysta（1979）对该方法进行了改进，在20世纪90年代被用于苜蓿育种中品种皂苷的评价；另外，根据苜蓿皂苷的抗真菌功能，用绿色木霉（Trrichoderma

virid）作为供试菌，以对供试菌的抑制率作为含量指标，然而，据Oleszek（1996）报道苜蓿皂苷对绿色木霉的抑制活性与糖苷键的位置有关，其中soyasaponinⅠ对绿色木霉没有抑制活性，因此该方法也有一定的局限性。高微微（2006）等建立了比色法测定苜蓿总皂苷的含量，对选定方法的精确性、重复性、稳定性及回收率进行测试，结果表明，该方法简便易行，而且精确性、重复性、稳定性均较好。

2.3苜蓿皂苷的应用

皂苷是苜蓿中的主要次生代谢产物之一，也是苜蓿中重要的生物及药理活性物质。在对苜蓿自身生长及对环境的适应力方面，苜蓿皂苷具有抗草食性昆虫、抗真菌及自毒作用；在对人及动物的作用方面，苜蓿皂苷具有降血脂、促进胆固醇排泄、减轻动脉硬化、降低低密度脂蛋白（―坏‖胆固醇）含量、提高血清高密度脂蛋白含量、镇痛、抗炎及抗癌作用；同时，苜蓿皂苷可作为天然的食品添加剂，具有增味、发泡、抗氧化等作用。另外还有抗营养作用等对动物生长不利的方面。系统地研究这类成分的含量情况及其影响因素，不仅对苜蓿生产及病虫害防治具有重要意义，也是合理利用苜蓿的重要基础。

Malinow（1981）用苜蓿皂苷饲喂猴子发现，苜蓿皂苷能降低血清中的胆固醇含量却不改变高密度脂蛋白的浓度，降低了肠道内胆固醇的吸收。William（1980）报道，皂苷在哺乳动物正常的消化道中不被吸收，能与胆固醇结合生成不溶于水的复合物，增加胆固醇的排泄，减少胆固醇在肠道的吸收，因而具有降低血清中胆固醇含量的作用。试验结果还表明，适量的苜蓿皂苷对肉仔鸡生产性能、胴体品质等都有积极的作用。Bosler等（1997）发现，用40mg/kg皂树属皂苷混合在基础日粮中饲喂雄性和雌性羔羊，与对照组相比平均日增重显著增加，但重量增长不同，雌性羔羊增加的少。近几年，我国科学家对苜蓿皂苷的研究也取得了一定成绩，李寿臣等（2004）报道，苜蓿皂苷能阻断胆汁酸肝肠循环，促进胆固醇自体内排出；能促进内皮细胞释放氮氧代谢产物，阻止动脉粥样硬化形成，使动脉粥样硬化斑块消退。张勇、林东康等（2006）报道，摄入的苜蓿皂苷同胆固醇形成的复合物，有助于降低鸡的血浆胆固醇含量。饲喂含胆固醇的饲草也可以降低皂苷的抑制生长作用，因为许多皂苷同胆固醇形成不溶性复合物。胡明等（2006）选用内蒙古细毛羯羊分别饲喂4种不同水平苜蓿皂苷的日粮（0g/d、8g/d、16g/d、32g/d）。通过研究发现，日粮中添加不同水平苜蓿皂苷对绵羊氮平衡及生产性能有影响，在本试验条件下，日粮中补添苜蓿皂苷8g/d、16g/d时，绵羊氮沉积及日增重效果较好；苜蓿皂苷添加量为8g/d的效果优于16g/d添加量；当苜蓿皂苷添加量为32g/d时，对绵羊各项指标改善不大。作为新型绿色饲料添加剂，苜蓿皂苷对反刍动物瘤胃原虫数、瘤胃收缩及发酵、瘤胃微生物蛋白合成