花椒麻素的生物功能研究进展

花椒麻素是从花椒中提取的长链多不饱和酰胺化合物。这些烷酰胺天然产物特征是其链的D端存在3 个共轭双键。尽管学者们早已对花椒麻素进行了研究，但直到1955年才鉴定出第一个特征性结构化合物，即α-山椒素。花椒麻素是花椒果皮中最重要的呈麻化合物，长期以来其一直受到医药和有机合成领域学者的关注，直到在过去的几年中，才有学者研究出克级规模合成花椒麻素的方法。

目前，花椒麻素生理功能的研究主要集中在镇痛、对肠蠕动的影响、抗癌、减肥和降血糖等方面，然而生理功能研究中使用的花椒麻素多为粗提物或混合物，尚未开展临床研究。因此，天津市食品生物技术重点实验室，天津商业大学生物技术与食品科学学院的牛 博、庞广昌*、鲁丁强*重点综述了花椒麻素的结构、理化性质、呈味机理和生物活性作用，以期对花椒麻素结构与生理功能进行全面评价，并对开展临床实验研究其对机体代谢的影响及作用机制提供参考。

1、花椒麻素的结构、理化性质和呈味机理

花椒麻素是从花椒中提取的一系列酰胺类化合物，也称为花椒酰胺。迄今为止，已从花椒果皮中分离并鉴定出超过25 种花椒麻素，包括α-山椒素、β-山椒素、γ-山椒素、δ-山椒素及其衍生物等。花椒麻素通常有两个或多个共轭双键，高度不饱和且呈麻味。随着现代分离检测技术和化学合成技术的发展，新的花椒麻素不断涌现，羟基-α-山椒素首先由Yasuda等从日本花椒中分离并标识，其为具有4 个双键的顺式构型，是花椒果皮中最早分离出来的花椒麻素和食物中最主要诱发独特刺痛感（麻味）的化合物。此后，Koo等发现花椒麻素引起麻味的关键结构（图1）除了基础的最小结构单元，还应至少有以下3 个特征中的2 个：1）R为羟基；2）与酰胺羰基的扩展共轭n＝2；3）顺式烯烃的碳链长度大于2。

2、花椒麻素的生物活性作用

镇痛作用

花椒麻素的生物学活性研究主要集中于其对神经系统的影响。早期的研究只是简单地将其对口腔的感觉特性称为“刺激性”，但现在至少有3 种独特的体感与花椒麻素有关（灼烧、刺痛和麻木（镇痛））。Pereira等发现，使用粗提的花椒麻素可以减轻由福尔马林和辣椒素引起的疼痛，而且花椒麻素粗提物对抑制乙酸引起的小鼠扭体反应效果明显。涂抹花椒可以减轻牙痛，但将花椒麻素直接作用于口腔会引起强烈的麻刺感。已有研究试图探索这种看似矛盾的作用机理和分子机制，Tsunozaki等的体外研究表明，花椒麻素可能是通过抑制Aδ机械痛觉感受器上的电压门Na + 通道的兴奋从而达到镇痛效果，但尚未在临床研究上得到证实。

对肠蠕动的影响

食用花椒可以显著提高肠蠕动和结肠活动。在传统的日本草药大建中汤中，花椒果皮是主要成分之一，这种草药在治疗各种胃病和肠道问题上有很大的疗效。体内实验表明，羟基-α-山椒素和羟基-β-山椒素可使肠道平滑肌细胞收缩、诱导结直肠运动增强和排便率提高。此外，在小鼠模型中，γ-山椒素被证明可以改善肠道运输能力。但不同的花椒麻素是通过不同机制发挥作用的，Ohno等研究发现γ-山椒素通过激活TRPA1诱导促进肠道蠕动。

对糖尿病的辅助治疗作用

1型和2型糖尿病是由胰岛素抵抗或缺乏胰岛素分泌引起的复杂和多方面的代谢紊乱。CB在很多生理过程中起重要作用，包括葡萄糖介导的胰岛素分泌和T细胞 活化。针对1型和2型糖尿病的研究，在已知的CB受体中，CB1和CB2似乎是目前最有潜力的药物靶点。当前的研究假设是，选择性激活CB2受体同时抑制CB1受体的天然化合物是治疗1型糖尿病的潜在治疗方案。从其他植物中分离的结构相似的酰胺基类化合物对CB2和CB1受体均表现出极强的亲和力，这解释了酰胺基化合物与消炎能力的关系。

减肥功效

肥胖被认为是一种慢性代谢性疾病，肥胖是由于能量消耗和摄入不平衡而引起的过多的脂肪和体质量。营养学家认为肥胖与高脂肪的饮食、缺乏运动和遗传学有关。

肥胖会引起脂质代谢紊乱。在临床上，肥胖症患者和高脂血症通常表现为总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白-胆固醇水平的增加和高密度脂蛋白-胆固醇水平下降。吕娇的研究结果表明，花椒麻素干预可以降低高脂饮食大鼠的总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白-胆固醇含量，并增加高密度脂蛋白-胆固醇含量。

抗癌作用

多项研究表明，花椒果实、叶子、树皮和根的提取物可发挥显著的抗癌活性。如花椒的提取物可阻断P21激活激酶/G1/S-特异性周期蛋白-D1途径以及I型神经纤维瘤病的发生。虽然已有很多学者研究花椒麻素治疗癌症的潜力，但是大多数仅限于对各种肿瘤细胞系的体外研究。如花椒果实的提取物可以抑制3 种不同人类癌细胞系（DLD-1、HepG2和Caco-2）的增殖并通过依赖应激活化蛋白激酶途径诱导自噬，这与先前对α-山椒素诱导人肝癌HepG2细胞凋亡的研究结果相一致。

其他作用

花椒麻素除上述用途外，已在世界范围内被用作传统的抗炎药物，但仍缺乏有关花椒麻素抗炎作用的详细临床研究。Wang Yuan等证明了多种花椒麻素可以通过减少脂多糖刺激RAW264.7细胞中一氧化氮的产生来抑制炎症。在研究花椒麻素口感的同时，Bader等还研究其对唾液分泌的影响。有趣的是，引起口腔感觉变化的结构差异与促唾液分泌的差异相同。如显示出刺痛和麻醉作用的含顺式烯烃的羟基-α-山椒素会引起大量流涎，而令人感觉麻木的全反式同类物羟基-β-山椒素却对唾液产生没有显著影响。

结 语

近年来，关于花椒麻素的生理作用已有大量研究，其研究结果虽然表现出了良好的应用前景，但未来对花椒麻素的研究仍有3 个方面的挑战：1）针对花椒麻素的药理学研究主要集中在其粗提物及制剂上，尚无足够的证据揭示花椒麻素的药理活性及其作用机制。2）关于花椒麻素的药代动力学和临床治疗效果尚缺少系统研究，在细胞和分子水平上对毒性的评估也较少。3）根据目前的体内和体外研究结果，花椒麻素是呈麻味和多种药理活性的主要活性化合物。但是由于其共轭三烯系统对氧极敏感，导致其在正常贮存条件下极其不稳定。综上，应进一步研究高效合成花椒麻素纯品及其作用机理和结构/功能关系，还应更多地关注其他成分的药代动力学研究，并在其分子和细胞水平上进行毒性和副作用的研究，未来还有必要通过结构改性来合成更稳定的花椒麻素和其他溶剂型衍生物。

本文《花椒麻素的生物功能研究进展》来源于《食品科学》2021年42卷9期248-253页，作者：牛博，庞广昌，鲁丁强。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200314-221。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

图片来源于文章原文及摄图网

为进一步促进动物源食品科学的发展，带动产业的技术创新，更好的保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院和中国食品杂志社在宁波和西宁成功召开前两届“动物源食品科学与人类健康国际研讨会”的基础上，将与郑州轻工业大学、河南农业大学、河南工业大学、河南科技学院、许昌学院于2021年9月18-19日在河南郑州共同举办“2021年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”。欢迎相关专家、学者、企业家参加此次国际研讨会。