综述：发芽对辣木种子和芽苗影响的全面评述：生理生化变化、生物活性化合物、健康益处及食品应用

本综述系统探讨了发芽过程如何显著提升辣木种子的营养价值和生物活性成分（如酚类化合物、芥子油苷（GSLs）及其异硫氰酸盐（ITCs）），重点阐释了关键活性物质芥子油苷（glucomoringin）及其水解产物辣木素（moringin）在抗氧化、抗炎、抗糖尿病、抗癌及肝脏保护中的作用机制（涉及Nrf2、HO-1、GSK-3β等通路），并展望了其作为功能食品原料的应用潜力与安全性挑战。

　　

引言

辣木（Moringa oleiferaL.）是一种广泛分布于热带和亚热带地区的多年生落叶乔木，其种子和芽苗富含蛋白质、脂质、碳水化合物及多种生物活性成分。近年来，发芽作为一种绿色、经济的生物加工技术，被证明能显著增强辣木种子的营养价值与健康益处，使其成为功能食品和药物开发的理想原料。

发芽过程

辣木种子的发芽包括消毒、浸泡和萌发三个关键步骤。消毒常用次氯酸钠溶液（0.02%–5.25%）以消除表面微生物；浸泡旨在激活代谢过程，软化种皮以促进胚根突出；萌发则在控温（25°C–35°C）、控湿（80%–90%相对湿度）条件下进行，持续数天至10天。低温等离子体处理（100 W，2 torr，1分钟）可将发芽率提高20%–25%。发芽过程中，种子通过呼吸作用、蛋白质合成和储存动员等生理生化变化，完成从休眠到幼苗建立的转变。

生理生化变化

发芽过程中，辣木种子储存的碳水化合物、脂质和蛋白质被水解为简单糖类、游离脂肪酸和氨基酸，供胚轴生长所需。淀粉在α-淀粉酶作用下降解为葡萄糖和蔗糖；三酰甘油（TAGs）经脂酶水解后，通过β-氧化和糖异生转化为能量；蛋白质在蛋白酶和肽酶作用下释放游离氨基酸，显著提升蛋白质消化率和必需氨基酸（如赖氨酸、蛋氨酸）含量。同时，抗营养因子如植酸（phytin）被内源植酸酶降解，矿物质生物利用率得以提高。

生物活性化合物

γ-氨基丁酸（GABA）：

通过谷氨酸脱羧酶（GAD）催化的GABA支路和多胺（PAs）降解途径合成。发芽（如36°C，96小时）使GABA含量增加5.8倍，达291.2 mg/100 g DW，可能与GAD和二胺氧化酶（DAO）活性升高相关。

酚类化合物：

包括游离和结合形式的没食子酸、咖啡酸、儿茶素和表儿茶素等。发芽通过激活酚类生物合成酶和细胞壁降解酶，促进酚类释放，总酚含量（TPC）和抗氧化能力（DPPH、ABTS、FRAP法）显著提升。

芥子油苷（GSLs）与异硫氰酸盐（ITCs）：

辣木种子中主要GSL为芥子油苷（glucomoringin），其水解产物辣木素（moringin）是核心活性成分。发芽温度和时间显著影响其积累：32°C–36°C培养24–96小时可使glucomoringin浓度达235 μmol/g DW，而外源酪氨酸刺激可进一步增加22%–27%。此外，少量芥子白素（glucosinalbin）和金莲葡糖硫苷（glucotropaeolin）也被检测到，但其生物转化关系尚不明确。

健康益处

抗氧化与抗炎作用：

辣木种子提取物通过激活Nrf2通路，上调HO-1、GSTP1、NQO1等抗氧化基因表达，减轻氧化应激；下调IL-1β、IL-6、TNF-α、iNOS等炎症因子，缓解慢性炎症。

抗癌作用：

在细胞和动物模型（如EAC小鼠、三阴性乳腺癌模型）中，辣木素通过诱导p53、p21、Bax表达，促进caspase-3依赖性凋亡，抑制肿瘤血管生成，并改善代谢健康。

抗糖尿病与肾脏保护：

STZ诱导的糖尿病大鼠模型中，辣木种子粉（50–100 mg/kg）降低糖化血红蛋白（HbA1c）、IL-6和氧化应激标志物（MDA），提升SOD、GSH活性；其机制涉及GSK-3β活化和Nrf2/HO-1通路调控。

肝脏保护：

CCl₄诱导的肝损伤模型中，辣木种子油和提取物降低AST、ALT活性及MDA水平，提升SOD和GSH，维持肝细胞膜完整性。酚类苷MPG（1-O-(4-羟甲基苯基)-α-l-鼠李糖苷）通过抑制TNF-α、IL-1β和MCP-1，展现肝保护效应。

其他益处：

包括缓解溃疡性结肠炎（下调IL-1、IL-6）、促进伤口愈合（上调TGFβ1、VEGF、胶原蛋白）、保护心脏（降低夜间心率、调节PPAR-α/δ）及神经保护（减轻氧化应激）。

加工技术的影响

焙烤：

轻度焙烤（125°C–175°C，5–10分钟）使glucomoringin含量升至127.3 μmol/g DW，但过度焙烤导致其降解；酚类含量和抗氧化能力提升，且产生坚果香与焦糖风味。

煮沸：

100°C煮沸15分钟显著降低抗营养因子（单宁、植酸），但维生素C、E损失明显；90°C加热5分钟即可使辣木素减少10倍。

发酵：

根霉（Rhizopusspp.）或曲霉（Aspergillusspp.）发酵72小时可提升蛋白质、碳水化合物含量，减少苦味（降解GSLs），并增加酚类（最高12倍）和抗氧化活性。

功能食品应用

辣木种子和芽苗粉已被用于强化面包、饼干、面条、酸奶和零食棒，替代率5%–30%时可改善营养价值（蛋白质、矿物质、GABA、GSLs）和保质期，但高添加量可能导致苦味和感官接受度下降。优化加工条件（如发酵、焙烤）和封装技术有助于平衡生物活性与适口性。

挑战与展望

当前研究存在以下挑战：

1. 1.
   发芽条件对GSLs代谢的调控机制尚不明确；
2. 2.
   辣木素的生物利用度和人体安全性需临床验证；
3. 3.
   苦味和涩味限制产品开发，需通过发酵、焙烤或配方优化改善；
4. 4.
   标准化加工规程和监管框架亟待建立。

未来研究应聚焦代谢组与转录组联合分析以解析glucomoringin合成通路，开发 elicitors（如茉莉酸甲酯、SAEW）增强生物活性，并推进人类试验以确认其剂量效应和毒理阈值。辣木种子和芽苗作为功能食品原料，在预防慢性疾病和改善全球营养不良方面具有广阔前景。