《Nutrients》：Lycium ruthenicum as a Functional Food Resource: Chemical Composition, Nutritional Value, Health Benefits, and Biological Activities
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黑果枸杞（Lycium ruthenicum Murr.），俗称黑枸杞，是一种分布于青藏高原及其他干旱地区盐碱荒漠环境中的茄科灌木。其作为功能性食品资源日益受到关注，与其丰富的营养构成及不同于常见红枸杞（Lycium barbarum）的植物化学
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黑果枸杞（Lycium ruthenicum Murr.），俗称黑枸杞，是一种分布于青藏高原及其他干旱地区盐碱荒漠环境中的茄科灌木。其作为功能性食品资源日益受到关注，与其丰富的营养构成及不同于常见红枸杞（Lycium barbarum）的植物化学模式密切相关。其最显著的特征在于富含花青素（anthocyanins），尤其是矮牵牛素（petunidin）衍生化合物，这些成分赋予了果实深色外观及众多已报道的生物学特性。本综述整合了关于黑果枸杞化学成分、营养价值、生物活性及食品加工应用方面的证据。研究人员围绕花青素、多糖（polysaccharides）、脂肪酸、氨基酸、矿物质及微量元素，讨论了当前研究中报道的抗氧化、抗衰老、神经保护、代谢调节及免疫调节效应。目前，这些与健康相关的效应大多得到化学/生化测定、体外研究及动物模型的支持，而直接的人体证据仍然有限。加工策略，包括干燥、提取、发酵、包埋及智能包装，与涉及胁迫耐受性和品质形成的新兴基因组学证据一并予以考量。现有证据表明，黑果枸杞是一种具有前景的功能性食品和营养保健品资源，但其生物利用度、安全性、作用机制及临床相关性仍需更严格的评估。
论文主体内容总结
1. 引言
黑果枸杞（Lycium ruthenicum Murr.）是一种隶属于茄科（Solanaceae）的多年生带刺灌木，主要分布于中国青海—西藏高原及新疆、甘肃等干旱地区的盐碱、干旱及高紫外辐射环境中。凭借对干旱、盐碱等环境胁迫的强耐受性，该物种形成了与其植物化学物质积累和营养特性密切相关的独特适应性特征。传统上，黑果枸杞被用于藏医和维吾尔医药，并逐渐作为药食两用及现代功能性食品资源受到关注。在其生物活性成分中，花青素被认为是最具特征性的化合物，这些天然色素赋予果实深紫黑色外观，并显著贡献于其抗氧化潜力。与常见红枸杞相比，黑果枸杞展现出独特的植物化学特征，尤其以富含花青素（包括矮牵牛素衍生化合物）为特点；而红枸杞则以类胡萝卜素成分（尤其是玉米黄素双棕榈酸酯）著称。尽管两者同属枸杞属且共享传统药用和食用用途，但其主导植物化学组分不同，提示二者应被视为互补的功能性食品资源而非可互换产品。黑果枸杞的实用价值受到若干问题的制约：野生资源地理分布受限，标准化大规模栽培仍在发展中；果实品质随产地、环境暴露、栽培措施及采后处理发生显著变化；加工过程中花青素对光、热、氧和pH敏感，导致褪色、营养损失和产品稳定性下降。因此，资源评价、成分分析、生物学评估与加工研究需要整合考虑。
2. 综述方法与证据评估
本综述以叙述性综述形式开展，遵循PRISMA 2020指南进行系统性文献检索和透明的证据评估。检索覆盖PubMed和Web of Science核心合集数据库，时间跨度为2016年7月26日至2026年7月26日，仅纳入英文原创研究和综述。检索将物种术语（"Lycium ruthenicum"、"black goji"、"black wolfberry"）与成分、生物活性、加工和基因组学相关术语相结合。共识别539条记录，去重后保留516条。纳入标准包括以黑果枸杞为主要实验材料的原创研究，提供化学成分、营养特性、加工技术、产品开发、基因组和转录组谱或生物学功能的有效数据；体外细胞实验、体内动物研究和人体相关研究均可接受。排除标准包括与黑果枸杞无关、缺乏明确材料来源和样本信息、数据集重复、方法学描述不完整或实验数据不足的研究。鉴于可用证据的异质性，证据被分为四个层级：第一层级代表人体证据（临床和干预研究）；第二层级代表动物模型体内证据；第三层级代表细胞或组织模型体外生物学证据；第四层级代表化学或生化证据（如抗氧化能力测定和酶抑制研究）。该框架用于促进对生物活性的批判性解读，避免将临床前发现过度泛化为人类健康效应。
3. 营养与植物化学组成
黑果枸杞的营养价值和潜在健康益处源于复杂的植物化学特征而非单一主导成分。与以类胡萝卜素和多糖著称的红枸杞不同，黑果枸杞以丰富的多酚类物质（尤其是花青素）为标志，同时含有多糖、脂肪酸、生物碱、氨基酸、矿物质和微量元素。
3.1 花青素：黑果枸杞的特征性色素
花青素被普遍认为是黑果枸杞最具特征性的生物活性化合物，是区分该物种与其他枸杞属植物的重要化学分类学特征。这些水溶性类黄酮色素赋予果实典型的深紫黑色，并与其抗氧化能力和自由基清除活性密切相关。黑果枸杞的花青素以广泛的糖基化和酰基化为特征，这些结构修饰可能提高色素稳定性并影响其理化性质和生物学功能。矮牵牛素衍生物主导花青素谱，而飞燕草素和锦葵素衍生物含量较低。代表性化合物为矮牵牛素-3-O-[鼠李糖吡喃糖基-(反式-对香豆酰基)-葡萄糖吡喃糖苷]-5-O-葡萄糖吡喃糖苷。酰基化花青素通常比非酰基化花青素对光、热和pH变化具有更强的抵抗力。总花青素含量报道值约为600–1800 mg/100 g鲜重，但不同研究间因表达单位和分析方法不同而存在差异。β-环糊精辅助水相提取已被报道可通过形成包合物来提高花青素得率和稳定性。
3.2 酚酸与非花青素类黄酮
非花青素酚类化合物对黑果枸杞的营养品质和生物活性也有重要贡献，主要包括酚酸和黄酮醇。不同产地的样品可能呈现不同的酚酸谱，柴达木盆地的浆果被报道含有相对较高水平的绿原酸和咖啡酸。新鉴定的糖苷类多酚化合物显示出与神经保护相关的生物活性，包括单胺氧化酶B抑制活性和改善氧化应激细胞模型中的细胞活力。代表性黄酮醇包括槲皮素、山奈酚和杨梅素衍生物，如芦丁和烟花苷。
3.3 多糖：结构复杂性与生物活性
黑果枸杞多糖（LRPs）是重要的水溶性大分子，约占干果重量的3.5%–6.5%。与红枸杞多糖相比，LRPs在单糖组成、分子量分布、糖苷键连接、分支模式和糖醛酸含量方面呈现不同结构特征。不同纯化级分的单糖摩尔比差异显著，许多级分中半乳糖和阿拉伯糖相对丰富，提示可能存在阿拉伯半乳聚糖型结构域。中性糖蛋白级分（如LRGP1和LRGP3）以半乳糖和阿拉伯糖富集结构为特征，含有以(1→3)-连接的β-D-半乳吡喃糖基残基为主链的结构；酸性级分（如LRGP5）含有较高比例的糖醛酸，呈现果胶样结构特征，主链由(1→4)-连接的α-D-半乳糖醛酸和(1→2)-连接的α-L-鼠李糖残基组成。LRP3-S1被表征为具有鼠李糖半乳糖醛酸聚糖I样主链的高度分支果胶多糖。部分LRP级分还含有乙酰化和甲基酯化等结构修饰。
3.4 脂质与脂肪酸：黑果枸杞籽油的潜力
黑果枸杞籽油含有高比例的不饱和脂肪酸（占总脂肪酸80%以上）。亚油酸（C18:2n-6）是主要脂肪酸，相对含量约59.4%–74.6%；油酸（C18:1n-9）约占11.8%–20.9%；γ-亚麻酸（C18:3n-6）约6.60%；亚麻酸（C18:3n-3）约2.98%。饱和脂肪酸含量较低，棕榈酸（C16:0）为主要饱和脂肪酸。籽油还含有脂溶性生物活性物质，包括生育酚（主要为α-、γ-和δ-生育酚）和植物甾醇（主要为β-谷甾醇），这些成分可能有助于油脂的氧化稳定性并具有潜在降胆固醇作用。
3.5 生物碱及其他含氮化合物
黑果枸杞含有甜菜碱、多胺衍生物和酰胺类化合物。甜菜碱在植物中作为渗透保护剂，有助于耐受盐碱和干旱胁迫；从营养角度，甜菜碱可作为一碳代谢中的甲基供体，与肝脏和代谢功能相关。酰胺类化合物（有时称为枸杞酰胺）的初步研究表明部分化合物可能具有神经保护或其他生物活性，但现有证据仍然有限。
3.6 矿物质与微量元素
黑果枸杞果实富含钾（K）、钠（Na）、镁（Mg）和钙（Ca）等宏量元素，以及铁（Fe）、锌（Zn）、锰（Mn）和硒（Se）等微量元素。钾含量报道值可达17,631 mg/kg。高K和Na含量可能反映其盐生植物特征。同时，由于生长环境土壤成分差异较大，铅（Pb）、镉（Cd）、砷（As）和汞（Hg）等潜在有毒元素应进行常规监测，这对直接食用产品、功能性食品和出口市场的质量控制尤为重要。
4. 生物活性与健康相关效应
4.1 抗氧化作用
黑果枸杞提取物表现出强自由基清除活性，主要归因于其高花青素含量，尤其是矮牵牛素衍生化合物。在DPPH、ABTS和FRAP等常用抗氧化测定中，抗氧化能力与总花青素含量呈正相关。此外，黑果枸杞成分可通过调节内源性抗氧化信号通路发挥作用，特别是Nrf2/ARE通路。在丙烯酰胺诱导的肝损伤模型中，黑果枸杞多酚通过激活Nrf2/HO-1通路恢复抗氧化酶活性并减轻肝脏氧化损伤；在乙醇诱导的肝损伤模型中，通过Nrf2/HO-1抗氧化通路和NF-κB炎症通路的双重调节缓解氧化损伤；花青素还通过调节SIRT1/Nrf2/Keap1通路减轻镉诱导的睾丸毒性。
4.2 神经保护与认知改善相关效应
纯化多糖级分LRP3在氧糖剥夺/复氧损伤模型中显著提高原代皮层神经元存活率并减少神经元凋亡，机制涉及上调抗凋亡Bcl-2、下调促凋亡Bax、减少裂解的caspase-3，同时降低活性氧生成并激活Nrf2相关信号通路。从黑果枸杞中分离的多酚糖苷类化合物（包括lyciumserin类化合物）表现出选择性单胺氧化酶B（MAO-B）抑制活性；在6-羟基多巴胺诱导的PC12细胞损伤模型中，lyciumserin A和lyciumserin B提高细胞存活率，保护效果与阳性对照雷沙吉兰相当。在D-半乳糖诱导的衰老小鼠模型中，黑果枸杞乙醇提取物改善学习和记忆表现，降低脑组织丙二醛积累并提高超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性；矮牵牛素-3,5-O-二葡萄糖苷被报道可缓解认知缺陷、减少神经元丢失、抑制神经炎症并恢复海马代谢谱。
4.3 代谢调节效应
在胆固醇富集西式饮食喂养的小鼠中，黑果枸杞提取物补充可减轻肝脏脂肪变性并降低肝甘油三酯和总胆固醇积累。转录组分析显示，与从头脂肪生成相关的基因（包括过氧化物酶体增殖物激活受体γ和脂肪酸合酶）在干预后下调。在胰岛素抵抗的HepG2细胞中，黑果枸杞花青素改善葡萄糖消耗和摄取，机制与激活PI3K/Akt信号通路相关，表现为IRS-2、Akt和GSK3β磷酸化增加。花青素还通过抑制α-葡萄糖苷酶活性延缓碳水化合物消化。在心肌保护方面，黑果枸杞提取物降低力竭运动大鼠血清肌酸激酶同工酶（CK-MB）水平并改善心肌组织病理损伤；在异丙肾上腺素诱导的急性心肌缺血小鼠中，降低血清CK-MB和乳酸脱氢酶（LDH）活性，减少心肌丙二醛含量并改善心脏组织形态。
4.4 免疫调节作用与肠道健康
在葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的结肠炎小鼠中，黑果枸杞花青素口服给药减轻结肠炎相关症状，包括体重下降、结肠缩短和结肠组织损伤，同时降低促炎细胞因子（TNF-α、IL-6、IL-1β和IFN-γ）水平，并减少诱导型一氧化氮合酶、环氧合酶-2和单核细胞趋化蛋白-1的表达。花青素处理还改善肠道微生物失调，增加潜在有益菌（如Akkermansia、Faecalibacterium和Lactobacillus）的相对丰度，同时减少有害或炎症相关菌群，并增加盲肠和粪便样本中短链脂肪酸（乙酸、丙酸和丁酸）水平。体外研究表明，黑果枸杞果实提取物抑制甲型流感H3N2病毒复制，半数抑制浓度为17.58 μg/mL，在15.6–125 μg/mL测试浓度范围内未显示显著细胞毒性。
4.5 抗增殖与化学预防相关效应
矮牵牛素-3-O-葡萄糖苷在DU145人前列腺癌细胞中增加细胞内活性氧水平，上调肿瘤抑制因子PTEN并抑制PI3K/Akt信号通路，促进caspase-3激活和细胞凋亡，并诱导G1期细胞周期阻滞。在丙烯酰胺诱导的肝损伤模型中，黑果枸杞多酚保护线粒体结构和功能，上调Nrf2下游抗氧化和解毒相关蛋白（HO-1、GCLC、GCLM和NQO1），降低ROS和MDA水平，增加GSH和SOD等抗氧化防御，并恢复线粒体ATP酶活性和呼吸链复合物相关基因表达。
4.6 抗疲劳与体能相关效应
在力竭游泳试验中，黑果枸杞果实提取物显著延长小鼠游泳时间。生化分析显示，提取物降低力竭运动后血尿素氮和乳酸脱氢酶水平，并帮助维持肝脏和骨骼肌中的糖原储备。高通量测序分析表明，黑果枸杞提取物可能调节参与能量代谢、氧化应激和炎症反应的特异性microRNA。
5. 食品加工、稳定性增强与产品开发
5.1 先进提取技术
β-环糊精辅助提取通过主客体相互作用与花青素分子形成包合物，提高水相体系中的表观溶解度、提取效率和稳定性，减少有机溶剂使用。UPLC-DAD分析显示，β-环糊精辅助提取可实现与传统甲醇方法相当的花青素回收率，同时改善稳定性和食品兼容性。混合模式反相/强阴离子交换固定相色谱可改善酰基化花青素异构体（包括顺式和反式对香豆酰化矮牵牛素衍生物）的分离，有助于更准确的结构表征和指纹图谱建立。
5.2 发酵：生物转化与功能性产品开发
醋发酵过程中，酵母和醋酸菌参与糖向乙醇及随后向乙酸和其他有机酸的转化。发酵过程中总花青素含量可能因微生物降解、pH变化或氧化反应而下降，但总酚和总黄酮含量可能保持稳定甚至增加，部分归因于结合态酚类从植物细胞壁结构中释放。发酵可能促进功能代谢物（如γ-氨基丁酸和乳酸）的积累。益生菌发酵方面，具有适当酸耐受性、多酚耐受性和β-葡萄糖苷酶活性的乳酸菌和双歧杆菌可用于黑果枸杞发酵，β-葡萄糖苷酶产生菌可水解花青素和其他酚类糖苷的糖苷键，可能生成原儿茶酸等较小酚类代谢物。
5.3 稳定性增强与包埋
包埋技术（包括喷雾干燥、冷冻干燥、复合凝聚、脂质体、植质体和蛋白质或多糖基纳米颗粒）可将花青素富集提取物嵌入保护性基质中。麦芽糊精、阿拉伯胶、果胶和蛋白质等常用壁材可减少花青素与氧、水分和光的接触。蛋白质-多糖复合凝聚物可通过静电相互作用在花青素核心周围形成致密保护层，潜在改善储存稳定性和控制释放。辅色作用通过酚酸、黄酮类或其他食品级分子与花青素的非共价相互作用增强颜色强度和稳定性。
5.4 智能食品包装系统
黑果枸杞花青素具有pH敏感性变色特性，可作为天然新鲜度指示剂。花青素在酸性条件下呈红色，中性条件下呈紫色或蓝色，碱性条件下呈绿色至黄色。花青素已被掺入生物聚合物基复合膜中，如海藻酸钠和魔芋葡甘聚糖作为成膜基质，茶多酚用于增强功能性能。在牛奶保鲜试验中，复合膜显示与腐败过程中pH变化相关的可见颜色响应。茶多酚和黑果枸杞花青素可与细菌表面组分相互作用，可能干扰细胞壁或膜完整性。
5.5 产品多样化与技术挑战
黑果枸杞的产品形式包括干果、果汁、提取物粉、发酵饮料、营养补充剂和天然着色剂等。主要技术挑战包括原料一致性保障、花青素加工稳定性、标准化质量控制、生物利用度验证以及从实验室规模向工业生产规模的有效转化。
