薏苡仁的营养组成与现代药理研究进展

付敬菊，董 学，钟方晓，李晓宇✉

（山东省中医药研究院，山东 济南 250014）

薏苡仁为禾本科植物薏苡（Coix lacrma-jobiL.var. mayuen（Roman.）Stapf）的成熟干燥种仁，又名薏仁、苡仁、六各米、胶念珠和菩提子等。有“生命健康之禾”之称[1]。主产于河北、河南、四川、贵州、福建、云南等省区。中医学认为薏苡仁的性味甘淡、凉，归胃、脾、肺经，具有清热消痛、健脾利水渗湿、止泻排脓等功效，主要用于水肿、小便不利、脾虚泄泻等疾病的治疗。现代药理学研究结果表明，薏苡仁具有抗肿瘤、提高机体免疫力、降血糖、抗炎镇痛、调节血脂代谢等多重药理作用。薏苡仁在治疗宫颈癌、肺癌和消化道肿瘤中发挥的重要药理活性在临床中也得到了证实，如由李大鹏院士研发的康莱特注射液为薏苡仁油制剂，作为肺癌、肝癌、胃癌等疾病的治疗或辅助治疗得到了广泛应用[2]。日本民间也一直把薏苡仁视为保健、滋补、沐浴和润肤的珍贵佳品[3]。近年来，薏苡仁因含有丰富的营养物质[4]，逐渐广泛地被应用于薏苡仁饼干、薏米酒及薏苡仁乳酸饮料等食品工业。由此可以表明薏苡仁具有很好的食用作用以及医疗保健作用。基于此，对薏苡仁的营养成分及提取工艺和药理作用进行综述，以期为薏苡仁更为深入的实验研究和进一步的资源应用开发提供信息参考。

薏苡仁中主要的营养成分为不饱和脂肪酸类、酯类、黄酮类、糖类及甾醇类等。在这些成分中，酯类是首次被发现具有抗肿瘤活性的成分，也是最受研究学者关注及相关报道最多的化学成分物质。康莱特注射液（KLT）已经在中国的临床上得到广泛应用，该注射液中的有效成分酯类就是从薏苡仁中所提取出的。早在1961年，就有日本学者认为从薏苡仁中分离出的薏苡仁酯是具有抗肿瘤作用的活性成分。薏苡仁抗癌活性成分中的油脂性成分经过 TLC 法、GC及GC-MS分析法分析被确定为甘油三酯，其平均相对分子质量为870.97，十六碳烷酸、十八碳烷酸、十八碳一烯酸、十八碳二烯酸为其脂肪酸残基。

1.1 脂肪酸及酯类

伍明江等[5]采用乙酸乙酯为提取溶剂，并以浸提次数和浸提时间以及溶剂用量作为影响提取工艺的因素，将薏苡仁酯的提取得率作为考察指标，利用正交实验优化薏苡仁酯的提取工艺，确定最佳的提取工艺为10倍用量的乙酸乙酯溶剂，浸提2次，每次浸提16 h，最终薏苡仁酯的提取得率为4.35%。

巩晓杰等[6]将薏苡仁分为种壳、种皮、种仁三个部分进行提取部位考察，选择乙醇、丙酮、乙酸乙酯和二氯甲烷 4种溶剂进行提取溶剂考察，将薏苡仁粉碎后过20、60、100目筛进行粉碎粒度考察，结果表明，薏苡仁种仁中酯类化学物质组的含量最多，丙酮提取酯类有效物质成分的含量最高，薏苡仁粉碎粒度越小，提取率越高。采用正交实验法分别对溶剂的用量以及提取时间和提取次数进行单因素考察，并将薏苡仁中酯类化学组的提取含量作为考察指标运用高效液相色谱法进行分析，确定最佳的提取工艺为以6倍量的丙酮溶剂提取30 min，提取1次。

上述研究通过对提取溶剂及薏苡仁提取部位、粉碎粒径、溶剂用量进行考察，使薏苡仁脂肪酸及酯类成分的提取工艺研究更为全面可靠，以便于为后续相关的实验研究提供参考。

1.2 多糖类

罗云云等[7]运用 Box-Behnken中心组合实验设计方法及响应面（RSM）分析法基于前期的单因素实验和正交实验，将薏苡仁多糖的提取得率作为响应值，并绘制响应面图及等高线图对薏苡仁中多糖成分提取的影响因素进行回归分析，优化薏苡仁中多糖成分的提取工艺。在 92 ℃的提取温度下水浸提取75 min，料液比为5∶1（g/L）为薏苡仁多糖提取的最佳工艺条件，此方法操作简便、合理可行。

张洋婷等[8]采用微波辅助提取法来提取薏苡仁中的多糖成分，并在油脂抗氧化的实验中表明，薏苡仁多糖成分对豆油、芝麻油、猪油和葵花籽油都具有明显的抗氧化作用。刘想[9]利用微波、超声波辅助酶解提取的方法来提取薏苡仁中的多糖成分。并在单因素考察实验的基础上，经响应面优化分析法确定了薏苡仁多糖的最佳提取工艺。在46.4 ℃的酶解温度，在205 W的超声波功率下超声25 min，在615 W的微波功率下微波4 min，经3次重复实验验证得到薏苡仁粗多糖成分的得率为17.97%。与超声波提取法和淀粉酶提取法进行比较，多糖成分的提取率分别高出10.69%和12.36%。

利用微波、超声波辅助酶解提取的方法来提取薏苡仁中的多糖成分对比水浸提取法，具有提取成本低廉，提取率较高，节约提取时间，提取条件温和等显著优点。

1.3 黄酮类

李志[10]利用超声波辅助乙醇提取薏苡仁中的总黄酮，并通过响应面分析法进行提取工艺优化，基于单因素考察实验结果，以乙醇的体积分数、超声功率、超声时间、料液比作为影响因素，设计四因素三水平来进行实验，并以薏苡仁中总黄酮的得率作为响应值来进行响应面分析。确定在250 W的超声功率下超声40 min，乙醇体积分数为85%，料液比为1∶25（g/mL）的条件下提取工艺最佳，薏苡仁中总黄酮的提取得率达到0.53%，与0.57%的响应面所建模型的预测值基本吻合。薏苡仁中总黄酮成分对DPPH自由基具有较好的清除效果，呈现较强的抗氧化能力，清除作用及抗氧化能力的活性强度与薏苡仁中总黄酮的质量浓度呈明显的量效关系。对DPPH自由基的清除率在薏苡仁总黄酮质量浓度为 12（mg/mL）时达到最大值91.1%。

1.4 糖蛋白

武皓等[11]采用在碱性条件下的半胱氨酸盐酸盐溶液来提取薏苡仁蛋白，并对影响薏苡仁蛋白提取得率的因素条件进行考察实验，选择浸提的温度、浸提的时间以及料液比和浸提 pH作为因素条件来设计四因素三水平的正交实验，通过分析各个因素条件对薏苡仁蛋白提取得率的影响以及各个因素条件之间的交互作用。确定在 40℃的温度下浸提4 h，料液比为1∶20，浸提pH为 10是提取薏苡仁中水溶性蛋白的最佳提取工艺，此工艺简便可行。浸提温度与料液比以及浸提温度与浸提时间之间的交互作用会明显降低薏苡仁蛋白的浸提得率。

杜晓旭[12]利用热水浸提法来提取薏苡仁中的糖蛋白，通过二次回归旋转组合实验统计的方法在前期单因素实验的基础之上对薏苡仁糖蛋白的提取工艺进行优化，确定最佳的薏苡仁糖蛋白提取工艺条件为：在 56 ℃的提取温度下提取5 h，料液比为1∶25。最终薏苡仁糖蛋白的提取得率达到3.6%。并进一步通过薏苡仁糖蛋白的体外抗氧化实验结果来表明薏苡仁中的糖蛋白成分具有较强的还原能力，并对Fe2+诱导的脂质过氧化反应有明显的抑制作用，可以清除羟自由基、DPPH自由基和超氧阴离子，且对自由基的总还原能力和清除能力随着薏苡仁糖蛋白的质量浓度增大而增强。

吕鹏[13]将脱脂后的薏苡仁粉作为实验原料，选择浸泡的温度和浸泡时间以及浸泡 pH作为实验的考察因素，通过在不同条件下的浸泡来研究不同浓度的半胱氨酸盐酸盐溶液对薏苡仁中蛋白溶出度的影响，确定在45 ℃的温度下，pH为5.0以及浓度为 0.4%的半胱氨酸盐酸盐的溶液中预处理15 h为有利于薏苡仁蛋白溶出的最佳预处理条件。与高温α-淀粉酶法和真菌淀粉酶法提取薏苡仁中蛋白的工艺进行比较，薏苡仁中蛋白提取效果较好的是高温α-淀粉酶法提取，且薏苡仁中蛋白的提取含量达到了 60.8%，其中淀粉的残留量是 14.1%，真菌淀粉酶水解淀粉提取的薏苡仁蛋白中淀粉的残留量较高，导致薏苡仁蛋白提取的效果不佳。

上述不同的工艺研究结果表明，半胱氨酸盐酸盐溶液提取法对比热水浸提法提取薏苡仁中的糖蛋白，前者更有利于薏苡仁蛋白溶出，其提取得率受浸提的温度、浸提的时间以及料液比和浸提pH的影响。

1.5 薏苡仁油

刘帅等[14]利用微波辅助提取法对薏苡仁中薏苡仁油成分的提取工艺进行了研究。基于单因素考察实验，通过响应面分析法对薏苡仁油的提取工艺进行优化。结合单因素实验结果和响应面实验结果，薏苡仁油提取的最佳工艺条件为60 ℃的提取温度、1∶12.39（g/mL）的料液比，在621 W的功率下微波提取 920 s，其提取得率达到9.31%±0.10%，与预测值相接近。王青霞等[2]以分别来自我国北部和中部及南部的脱皮和未脱皮的8种薏苡仁作为实验原料，并对薏苡仁油脂中的脂肪酸及甘油酯、生育酚等成分进行了比较分析，首次发现了(3α，5α)-豆甾-3-醇和 25-羟基-24-甲基胆固醇、(3α)-豆甾-7，24(28)-二烯-3-醇。薏苡仁油中还含有较丰富的不饱和脂肪酸，具有较大的开发潜力。

薏苡仁糠为薏苡仁加工的副产物，其含有超过20%（w/w）的油脂，殷敏侠[15]以薏苡仁糠油的游离油得率为指标，对水剂法和乙醇水提法及水酶法进行了比较，得出乙醇水提法提取薏苡仁糠油得率最高的结论。在考察薏苡仁粉碎方式对薏苡仁糠的粒径以及薏苡仁细胞中油脂和蛋白分布的影响实验基础上，对薏苡仁糠油乙醇水提法的提取工艺进行了单因素实验研究，确定30 um的粉碎粒径、30%的乙醇体积分数、1∶5（w/v）的料液比、提取溶液pH为7、在50 ℃的温度下提取2 h为薏苡仁糠油提取的最佳工艺，游离油的得率达到 71.44%±0.82%，渣相含油量为22.72%±0.74%，乳状液含油量为2.98%±0.43%，水相含油量2.86%±0.15%。

张静美等[16]将来自地热河谷地区的薏苡仁作为研究对象，在60 ℃的温度下提取50 min，超声功率为100 W、料液比为1∶2.5（m/v），以无水乙醇为提取溶剂的最佳提取工艺条件下对薏苡仁油进行提取并进行抗肿瘤活性测定，薏苡仁油的提取得率达到7.68%±0.12%，经该提取工艺提取得到的薏苡仁油对人乳腺癌细胞、结肠癌细胞、人肝癌细胞、人肺癌细胞、人早幼粒白血病细胞这5种肿瘤细胞具有明显的抑制作用，为薏苡仁油抗肿瘤保健植物油的进一步开发与利用提供理论基础。微波辅助提取法较无水乙醇提取薏苡仁油，具有提取时间短、提取得率高的特点，从时间及成本等方面考虑微波法提取薏苡仁油值得推广采用。

1.6 淀粉、低聚糖

薛雅茹等[17]利用超声波辅助提取薏苡仁中的低聚糖成分并通过响应面分析法进行工艺条件优化，结合单因素实验结果，考察超声波功率及超声时间和料液比这三个因素对薏苡仁低聚糖提取得率的影响，确定70 ℃超声温度及450 W的超声功率下超声27 min，料液比为1∶33（g/mL）的提取工艺最佳，薏苡仁低聚糖的提取得率达到0.94%，与预测值相接近。与传统热水浸提法的提取工艺相比较薏苡仁低聚糖的提取得率提高了0.347%，为进一步的工业化生产提供了有利的依据。

尹婧等[18]利用超声协同微波法提取薏苡仁中的淀粉，分别考察影响薏苡仁淀粉提取率的提取温度及时间、微波功率以及料液比和NaOH 溶液的质量分数，利用响应面分析法确定出在 34℃的温度下及 134 W 的功率微波提取 150 min，0.30%的NaOH溶液质量分数及1∶9（g/mL）的料液比为最佳的提取工艺条件，经3次平行实验薏苡仁淀粉提取得率达到93.15%。

1.7 三萜类

李志等[19]将薏苡仁作为实验原料，通过超声浓缩的方法来提取薏苡仁中的三萜类化学物质，并通过紫外光谱法检测三萜化合物的含量。并以乙醇浓度、料液比、超声功率和浸提时间这四个影响薏苡仁三萜化合物提取的因素结合单因素实验进行正交实验，在95%乙醇浓度下及250 W的超声功率下超声60 min、料液比为1∶30（g/mL）的最佳提取工艺下薏苡仁三萜类化合物的提取得率达到18.86（mg/g）。超声波辅助法操作简便、经济可行、提取效率高，可有效提取薏苡仁中的三萜类化合物。

2.1 抗肿瘤作用

唐翠萍等[20]对薏苡仁提取液联合紫杉醇对MCF-7、MDA-MB-231人体外培养的乳腺癌细胞的化疗增效作用进行了探讨，试验结果显示，紫杉醇对人乳腺癌细胞的增殖及侵袭能力具有明显的抑制作用，薏苡仁抗肿瘤作用的机制与降低细胞CyclinD1及C-myc和VEGFmRNA以及蛋白的表达相关联，紫杉醇作用的增强与薏苡仁提取液的浓度有关，与对照组进行组间差异分析具有统计学意义（P＜0.05）。并且最新的研究结果表明薏苡仁的提取液能够明显的降低处于晚期的乳腺癌患者血清中的miRNA-21水平，并为进一步地研究薏苡仁提取液的抗癌机制及药物疗效方面提供客观有利的证据[21]。

薏苡仁提取液在临床上主要用于宫颈癌患者的联合放化疗，具备减毒增效的功能，与单纯的放化疗的治疗方法进行比较，具有控制癌症疼痛以及抵抗恶病质，改善宫颈癌患者的生存质量和增加患者体质量及延长患者生存期的优势[22]。

薏苡仁能够有效抑制雌二醇、孕酮及睾酮和皮质激素类物质的生物合成与分泌，具有抗卵巢癌和前列腺癌的作用[23]。薏苡仁油对人乳腺癌细胞（MCF7）、人早幼粒白血病细胞（HL-60）、结肠癌细胞（SW480）、人肺癌细胞（A549）、人肝癌细胞（SMMC7721）五种肿瘤细胞均具有明显的抑制作用[24]，薏苡仁油对呼吸及泌尿生殖系统肿瘤及消化系统肿瘤也具有明显的抑制作用。

2.2 提高机体免疫力作用

在薏苡仁中具有提高机体免疫力作用的主要成分是在薏苡仁中提取出的 KLT 和 薏苡仁多糖（coixan）等成分。在有关实验研究中发现，在服用薏苡仁之后，CD57–、CD3+、CD16+和CD56+细胞的百分比显著升高，表明薏苡仁可以有效地升高外周血细胞毒性淋巴细胞的数量以及增强机体的免疫功能[25]。通过用环磷酰胺复制出的小鼠免疫力低下模型进行试验，结果显示coixan可以有效地提高腹腔巨噬细胞的吞噬指数和吞噬百分率，并进一步促进相关淋巴细胞的转化，具有显著的免疫兴奋作用。据相关报道，复制Lewis 肺癌模型后的C57小鼠，腹腔注射KLT 14天后，利用 ELISA试剂盒对小鼠外周血中的IL-1和 IL-6以及 TNF-α的活性进行测定，并得出 KLT具有杀灭肿瘤细胞作用的同时也具有保护机体免疫器官及增强免疫功能作用的结论。

2.3 降血糖及调节血脂代谢作用

在薏苡仁水溶性提取物的研究中发现，coixan对小鼠具有明显的降血糖作用[26]。与不同的给药途径及剂量进行比较发现，coixan降血糖的作用与其给药的剂量和途径有相关性，并认为coixan降血糖作用的实现是通过影响某些环节的胰岛素受体后糖代谢以及抑制肝糖原的分解、肌糖原的酶解和糖异生。在进一步的研究中发现，coixan抑制四氧嘧啶性糖尿病发生的机制主要是通过提高机体内的超氧化酶歧化酶活性及保护 β细胞。

用链左霉素诱导的糖尿病模型下的SD大鼠，在服用薏苡仁后血糖浓度及甘油水平和总胆固醇三酰呈显著降低的趋势，同时低密度脂蛋白和极低密度脂蛋白的浓度也显著降低，证明薏苡仁对血糖及血脂的代谢具有重要的调控作用。在临床试验中也发现薏苡仁的醇提物与降糖消渴胶囊进行比较疗效更佳[27]。在对高脂饮食诱导的肥胖大鼠试验中，薏苡仁的提取物能够调控大鼠脑内神经内分泌的活性，薏苡仁是否对肥胖具有靶向治疗的作用机制还尚不明确。

2.4 抗炎镇痛及抑制骨质疏松作用

薏苡仁抗炎镇痛作用温和[28]，主要镇痛的活性成分是薏苡仁中提取的薏苡素，又称为薏苡酰胺。骨质疏松症的特点是由于骨重建不平衡而导致骨量和质量降低。Yang R S等[29]使用去卵巢小鼠模型研究了薏苡仁对骨质疏松症的影响。用薏苡仁（小鼠饮食中的10%和30%薏苡仁）或薏苡仁水提取物（0.3 g/kg/d）饲养去卵巢小鼠4周。并在一些试验中，使用原代大鼠成骨细胞来探索薏苡仁对骨质疏松症的可能机制。结果发现，去卵巢小鼠的体重略有增加，子宫重量明显减少，但不受薏苡仁治疗的影响。且薏苡仁饮食（30%）和薏苡仁提取物可显著逆转去卵巢小鼠骨碱性磷酸酶活性、钙含量和骨密度的下降。此外，薏苡仁提取物以剂量依赖的方式促进成骨细胞增殖。薏苡仁提取物还增加了成骨细胞中增殖细胞核抗原和磷酸化细胞外信号调节激酶（ERK）1/2的蛋白表达。ERK抑制剂PD98059通过薏苡仁提取物显著逆转了增加的成骨细胞增殖。综上所述，这些发现表明薏苡仁可以有效缓解去卵巢小鼠的骨质疏松状态。薏苡仁能够通过ERK调节的信号通路增加成骨细胞的增殖。由此可进一步开发为预防骨质疏松的健康食品。

近些年来，有关薏苡仁化学物质的提取以及抗肿瘤等药理活性的研究都取得了重要的进展，并为进一步地提取薏苡仁中的化学成分和药理活性的研究提供可靠的参考。目前有关薏苡仁化学成分的研究大多集中在酯类、脂肪酸及糖类成分，有关黄酮类、酚酸类等其它成分的研究及药理活性和临床应用的研究鲜有报道。薏苡仁中的多糖成分既可以影响胰岛素受体的后糖代谢也可以抑制糖原的分解和促进机体的糖异生作用，毒副作用也较少，是一味极具开发价值及前景并可用于多种类型糖尿病治疗的降糖药物。薏苡仁可通过ERK调节的信号通路增加成骨细胞的增殖，可进一步开发为预防骨质疏松的健康食品。

薏苡仁属于药食同源，其用途广泛，薏苡仁近几年是应用于癌症治疗且效果良好的常用中药。传统的放化疗治疗对机体的免疫功能具有一定的损伤，并减退机体对肿瘤的抵抗能力，薏苡仁在抗癌治疗中具有多成分多途径及增效减毒的优势，可直接杀伤癌细胞，促进机体红细胞的免疫功能和诱导细胞凋亡，临床中可广泛应用于肺癌及胃癌和肝癌等癌症，成为研究天然药物治疗肿瘤的一个重要方向。有关薏苡仁新发现的一些药理活性如抗凝血及抗动脉血栓形成的作用还需进一步的深入研究，以期阐明其作用机制。此外，薏苡仁黄酮类、酚酸类等其他物质成分的相关研究也应该加强，以便于薏苡仁药材资源及健康食品的开发与利用。