Hans Journal of Food and Nutrition Science
Vol.06 No.03(2017), Article ID:21813,10 pages
10.12677/HJFNS.2017.63020

A Review on the Chemical Components and the Edible and Medicinal Value of Scorpion

Tonghui Liu1, Chunxiao Zhang2, Fujin Zhuang2, Xueping Xu2, Yusen Chi2*

1Longkou Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Longkou Shandong

2College of Food Science and Engineering, Qingdao Agricultural University, Qingdao Shandong

Received: Aug. 3rd, 2017; accepted: Aug. 15th, 2017; published: Aug. 24th, 2017

ABSTRACT

According to the ancient medical records, scorpion has effects of dispelling wind and resolving spasm, activating collaterals and alleviating pains, detoxifying and treating ulcer, lowering blood pressure and so on. It has been used in traditional medicine in our country for thousands of years. Scorpio is not only a low-fat, high-protein food, but also has nutritional and healthy function. Its edible value is rich. In recent years, the study found the scorpion has significant differences in the nutritional composition by different processing methods, and the composition of male and female scorpion is also different. Now, Scorpio as a new resources-food with specific healthy function of the high value has attracted widespread attention. This article will give a brief overview of the basic chemical composition of scorpio and its application in medicine and food.

Keywords:Scorpion, Scorpion Venom, Active Ingredient, Health Value

全蝎化学成分及其食用药用价值研究综述

刘同辉1,张春晓2,庄福金2,许雪平2,迟玉森2*

1龙口出入境检验检疫局,山东 龙口

2青岛农业大学,山东 青岛

收稿日期:2017年8月3日;录用日期:2017年8月15日;发布日期:2017年8月24日

摘 要

医学古籍记载,全蝎具有息风治痉、活络止痛、解毒疗疮、降低血压等功效,在我国传统医学上的应用已有上千年的历史。全蝎更是一种低脂肪、高蛋白的食物,同时具有极佳的营养保健功能,食用价值丰富。近年来的研究发现,不同加工工艺的全蝎在营养成分上有着显著差异,且雌雄全蝎在成分上也有不同。现如今,全蝎作为一种具有特定保健功能的高价值的新资源食品受到广泛关注。本文将对全蝎的基本化学成分及其在医药食品中的应用作一简要概述。

关键词 :全蝎,蝎毒,活性成分,保健

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1. 全蝎营养成分研究进展

1.1. 鲜蝎基本成分研究

《本草纲目》云:“今入药有全用者,谓之全蝎”,蝎以全体入药时称为“全蝎”或“全虫”。

鲜全蝎含有蝎毒、三甲胺、甜菜碱、硫磺酸、棕榈酸、软硬脂酸、胆甾醇及铵盐、卵磷脂,此外,还含有苦味酸盐 [1] 、蝎酸钠盐 [2] ;早在1988年李文盛等就发现全蝎含有17余种氨基酸,总含量占蛋白质的65%左右,而人体必需氨基酸占总氨基酸的37%以上 [3] ;雷雪芹等 [4] (1990)对全蝎的营养成分进行了分析,测得全蝎的含水量为66.26%,干物质含量26.77%,干物质中粗蛋白质含73.98%,粗脂肪为3.05%,粗灰分为4.83%,钙为0.52%,磷为0.05%。刘继红等 [4] (2005)进一步发现全蝎甘氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、酪氨酸、组氨酸和脯氨酸等含量高于蜈蚣和地龙,而且甘氨酸和缬氨酸还高于猪肉、羊肉和鱼肉 [5] 。此外,全蝎还含有多种微量元素,蔡雪梅等 [6] (2011)研究证实,全蝎中微量元素含量最高的是Mg,其次是Fe、Zn、Cu,并且这四种元素的可溶态高于悬浮态,有机态高于无机态,有利于被人体吸收。

杨芹等 [7] (2015)通过气相色谱–质谱联用技术测得蝎子中含有较多的不饱和脂肪酸,而不饱和脂肪酸能够调节血脂、提高视力、增强免疫力等在机体中发挥着重要的生理功能,具有丰富的营养价值。不仅如此,还在山东源蝎子中发现了较高含量的亚油酸 [8] [9] [10] ,为研究蝎子的营养保健功能提供了新的依据。

1.2. 加工方法对蝎子基本成分影响的研究

1.2.1. 全蝎加工炮制方法的种类

目前,中医临床常用的药用全蝎分为盐水煮烘和清水煮烘两种。盐水蝎的加工方法就是将干净全蝎置盐水中浸泡后煮沸,再放在通风处阴干所得;淡水蝎则是全蝎洗净后直接煮沸后阴干而得。

1.2.2. 不同加工方法对全蝎基本成分的影响

由于现行药典对清水煮还是盐水煮以及含盐量并没有具体规定,加之全蝎产地加工混乱,没有统一的加工要求,导致市售全蝎质量良莠不齐,不同的加工工艺直接影响着全蝎的质量和药效。市场上全蝎含盐量在10%~50%不等 [11] [12] ,有的甚至达到70% [13] ,张永清等 [14] (2006)经过对比得出盐水煮烘全蝎较清水煮烘者出货率提高了79.03%。含盐量高不仅影响下药量,且汤液咸涩难以入口,令药效大打折扣。

醇浸出物含量是衡量全蝎质量的一个重要指标,盐水烘煮与清水烘煮醇浸出物含量之间差异显著,黄亮等 [15] (2009)对河南、山东两地清水煮和盐水煮全蝎的氨基酸含量进行了比较,结果均显示清水组总氨基酸含量略高(见表1);蔡丽云、张继平等 [16] (2002)采用发射光谱法测定盐全蝎与淡全蝎中宏量元素Ca、Mg及微量元素Fe、Cu、Zn、Mn、Pb 7种元素的含量,结果显示,盐全蝎的宏量元素Ca、Mg和微量元素Fe、Pb均明显高于淡全蝎,而盐全蝎的微量元素Zn、Mn明显低于淡全蝎。

1.2.3. 炮制时间对全蝎基本成分的影响

高广生 [17] (2000)曾报道,全蝎长时间加热不利于保留有效成分。清水煮全蝎经长时间高温水煮,会有一些成分损失严重,张永清 [14] (2006)对清水煮全蝎与直接烘干全蝎比较得出,清水煮全蝎出干率降低了11.68%,水浸出物含量降低了44.06%,醇浸出物含量降低了27.83% (见表2),总氨基酸含量降低了3.31%,总灰分含量降低29.64%。王振霞等 [18] (2007)抽取了5组样品分别测定了氨基酸含量与煎煮时间的关系,结果显示,煎煮5 min > 生品 > 煎煮90 min > 煎煮30 min > 市售品,总氨基酸含量随着煎煮时间的延长都有所降低,而市售样品总氨基酸含量最低,大量氨基酸在加工过程中水解而被当做

Table 1. The comparision of amino acid content of Buthus martensii Kirsch of different processing methods (%) [15]

表1. 不同加工方法全蝎的氨基酸含量比较(%) [15]

Table 2. Scorpion different processing methods comparative study ± s [14]

表2. 全蝎不同加工方法比较研究± s [14]

与清水煮烘比较*p < 0.05, **p < 0.01;与盐水煮烘比较Δp < 0.05, ΔΔp < 0.01。

加工废液处理。孔成诚等 [19] (2012)在考察不同提取方法对全蝎镇痛作用的影响时发现蝎镇痛相关的功能性物质与加热过程相关,若以镇痛为主要目的应以冷提法为好。

1.3. 全蝎性别与营养成分的对比研究

除了加工方法之外,也有人研究了全蝎成分在性别上的差异,且雌雄全蝎差异显著。张继平、何秋月 [20] (2000)分析了雌雄全蝎的宏量与微量元素的差异,认为雄性全蝎各药用部位药材质量和微量元素含量均明显低于雄性全蝎;张永清、吴乃美 [21] (2005)从雌雄全蝎的出干率、水醇浸出物含量、蛋白质含量、脂肪含量等方面进一步对比了雌雄全蝎的质量差异,研究发现雌蝎的出干率较雄蝎略高,脂肪含量和乙醇浸出物的含量明显高于雄蝎,差异显著;但雄蝎的水浸出物含量、蛋白质含量以及总氨基酸含量均高于雌蝎(见表3)。雄蝎体型较小,壳质较多,因此甲壳素含量也高于雌蝎,甲壳素有降低胆固醇、调节血压、改善免疫功能等功效 [22] (2001),刘霞等 [23] (2015)发现全蝎的产毒量与体重呈正相关,且同一体重范围的雌蝎比雄蝎产毒少,这一结果为蝎毒功能的进一步研究奠定了基础。程晓荟等 [24] (2016)比较了雌雄全蝎中蛋白质及多糖的含量,结果显示:雌蝎蛋白质含量为68.3 mg/g,雄蝎则为83.9 mg/g;雌蝎的多糖含量为4.45 mg/g,而雄蝎仅为3.21 mg/g。至今,雌雄全蝎的应用还没有得到广泛关注,研究较少,具有巨大的研究价值。

1.4. 全蝎的医药保健价值

1.4.1. 镇痛作用研究

研究表明,蝎身及蝎尾制剂,不论是灌胃还是静注、外周还是体内,均有明显的镇痛作用。国内对全蝎的镇痛作用研究始于八十年代,1993年刘崇明、马素红 [25] 运用大鼠和小鼠常规热辐射甩尾及醋酸扭体方法,利用蝎身制剂灌胃使小鼠甩尾痛阈时间比生理盐水对照组延长229% (P < 0.001),使大鼠甩尾痛阈时间延长112% (P < 0.01),对小鼠扭体抑制率78.8% (P < 0.001),差异非常显著。而蝎尾镇痛作用要比蝎身约强5倍,同时蝎尾较蝎身毒性约大6倍,由此推测全蝎的毒性可能为镇痛有效成分。

1.4.2. 抗肿瘤作用研究

早在1987年张甫同等 [26] 已经发现全蝎提取液注射带瘤小鼠,结果显示对网状细胞肉瘤(SRS)和乳腺癌(MA-737)有明显的抑制作用,且瘤细胞的DNA有减少的变化,这可能与其能抑杀肿瘤增殖细胞群有关;朱东亚等 [27] (1990)发现灌胃给予蝎尾提取物500 mg/kg/d,连续7天,可使S1802小鼠瘤重较对照组显著减轻。而且,全蝎还对体外培养的人体肝癌细胞株(BEL-7402细胞)和人体子宫颈癌细胞株(Hela细胞)的生长有直接抑杀作用,48~72小时后全部脱壁死亡。另有研究表明,全蝎提取物对多种肿瘤细胞均有不同程度的抑制作用,但对不同肿瘤的抑制作用不同,浓度为1 mg/ml全蝎酶解产物对体外培养的肺腺癌细胞A549的抑制率达61.6%,对乳腺癌细胞MCF-7的抑制活性次之,抑制率为43.64%。而对

Table 3. Male and female scorpion amino acid content (mg/kg) [21]

表3. 雌雄全蝎氨基酸含量(mg/kg) [21]

食管癌细胞EC109的抑制率仅为18.36% [28] (2016),且抑瘤效应与剂量有一定的相关性。全蝎的抗肿瘤作用与其他作用密切相关,全蝎的抗凝抗血栓、镇痛等作用对治疗肿瘤有一定的辅助作用。赵向阳 [29] (2017)等证实重组东亚钳蝎镇痛抗肿瘤肽能增强5-FU对肝癌组织的抑制作用。

1.4.3. 抗血栓作用研究

2005年,在全蝎提取液对家兔实验性动脉血栓的影响研究中,发现全蝎能明显影响活化部分凝血酶时间(APTT)、凝血酶原时间(PT)和凝血酶时间(TT) [30] ,对内源性及外源性凝血均有抑制作用。现代药理学研究表明,血栓形成主要受到抗凝系统、血小板聚集性、TXA2/PGI2的影响。石雕等 [31] (2012)采用结扎大鼠腹腔主静脉造成静脉血栓模型,测得浓度为20 mg/kg的全蝎纯化液对血栓形成的抑制率为78.8%,能明显降低造模后TXB2水平、升高6-keto-PGF1α水平,表明血小板激活、释放反应增强,血栓素合成明显增多,同时对血管内皮组织具有保护和修复作用,进而使TXB2、和6-keto-PGF1α达到平衡,预防血栓形成。

1.4.4. 免疫功能研究

吴英良等 [32] (1995)发现全蝎和蝎身制剂能抑制正常小鼠网状内皮系统对碳粒的廓清作用和血清溶血素的形成,对非特异性免疫和体液免疫有相似的抑制作用。全蝎能提高巨噬细胞的非特异性和特异性免疫,全蝎水提物能增强正常或免疫抑制的巨噬细胞吞噬能力,活化的巨噬细胞不仅能吞噬侵入人体的病原微生物,还能吞噬机体本身凋亡细胞及肿瘤细胞,在此基础上,苗明三 [33] (1997)还发现了全蝎能促进溶血素、溶血空斑形成,促进淋巴细胞转化。刘芬等 [34] (2016)发现全蝎能够通过促进巨噬细胞释放TNF-α、NO、IL-6炎症介质,增强对抗病毒、真菌、细菌,诱导肿瘤细胞凋亡,促进细胞增殖、分化、免疫防疫机制增强。

1.4.5. 其他

根据古籍文献和民间方剂中记载,全蝎可用于治疗小儿惊风、抽搐痉挛、中风口歪、半身不遂、风湿顽痹、偏正头痛、疮疡等,另有报道显示对治疗烧伤也有显著的疗效,能够使疮口短期结痂而愈,具有祛腐生肌的功效,且能相对提高实验动物的存活率;有人将全蝎研磨成极细末,用于治鼻咽癌及其他癌肿;灌胃或静脉注射全蝎浸剂及煎剂均有持久的降血压作用,重复用药不出现快速耐受现象。张贵君 [35] (1996)研究发现全蝎乙醇提取物体外对8种表浅性致病真菌均有抑制作用,和临床上用于治疗某些真菌性皮肤病的作用相符。徐国升 [36] (2016)以高血压急诊患者为对象,对照组给予单硝酸异山梨酯、阿司匹林、美托洛尔,观察组在对照组基础上口服全蝎粉,3周后,全蝎组症状总缓解率为96.4%,对照组为70.9%,证明全蝎用于治疗冠心病心绞痛有很好的疗效。周华 [37] (1998)、杜新鲁 [38] (2005)等学者研究发现,全蝎可以使大鼠癫痫发作的敏感性显著降低。

2. 蝎毒活性成分及研究进展

2.1. 蝎毒的采集方法

蝎子在受到刺激的情况下,出于防御或攻击的本能,会从毒囊中排出毒液,蝎毒的采集就是利用这个道理进行的。采集蝎毒常用的方法有剪尾法、人工刺激法和电刺激法三种。电刺激法集合了剪尾法和人工刺激法的优点,利用高频弱电流刺激蝎子尾部毒囊,促其排毒,既有较快的速度,又有较多的采毒量,不影响蝎子后续的加工,且采集过的全蝎一段时间后还可以重复采毒。电刺激法也是目前应用最广泛的一种方法。

2.2. 蝎毒的活性成分研究

蝎毒为全蝎的主要活性成分,主要由蛋白质和非蛋白质两部分组成。主要活性成分是蛋白质,包括神经毒素和酶。神经毒素主要是一类由20~80个氨基酸组成的小分子多肽,存在较强的多态性变化 [39] 。蝎毒的分子结构中含有3~4对二硫键,其中3对构成环状核心机构,对于保持稳定性,发挥神经毒性有重要意义 [40] 。蝎毒中的酶主要有磷脂酶A、乙酰胆碱酯酶、磷酸单酯酶、透明质酸酶等 [41] 。非蛋白质组分主要有脂类、有机酸、游离氨基酸等。到目前为止,已经从蝎毒中分离出数十种蝎毒素单体。蝎毒价格昂贵,一方面是因为蝎的产毒量小,不便于长期储存;另一方面,因蝎毒含有大量药用成分,这些成分是从其他动物组织中无法得到的。

2.3. 蝎毒活性成分的药理作用研究

2.3.1. 镇痛作用研究

王起振等 [42] (1994)采用离子交换层析和凝胶过滤从粗毒中分离出一种较强镇痛活性肽SAP,用小鼠醋酸扭体法、小鼠热板法、大鼠光电甩尾法检测其镇痛活性,结果表明SAP具有较强镇痛作用;韩雪飞等 [43] (1996)改进传统两步柱层析法,采用一步柱层析法一次成功的分离纯化了镇痛活性肽SV-IV,临床证明对多种急慢性疼痛具有较强抑制作用,且具有较强的修复神经受损的功效。李宁等 [44] (1998)通过向大鼠中脑导水管周围灰质(PAG)微量注射蝎毒和吗啡,比较二者中枢镇痛效果,结果表明:向大鼠PAG内恒速注射蝎毒提取物可使痛阈提高150%以上,而欲使大鼠PAG痛阈提高150%注射吗啡的用量为蝎毒的4倍。蝎毒的镇痛作用强于吗啡、又无成瘾性,为其独特优点。肖英 [45] (2015)分离纯化的蝎毒五号镇痛组分进一步验证蝎毒对中枢和外周的显著镇痛作用。

2.3.2. 抗肿瘤作用研究

临床证明全蝎治疗肿瘤有很好的疗效,张师艺等 [46] (1991)用粗制蝎毒治疗晚期肝癌、肺癌、鼻咽癌和胃肿瘤患者,临床结果显示较对照组寿命有所延长。孟洪霞等 [47] (2000)将全蝎烘干研成细末,洒在开水冲的蛋花上,治疗晚期癌症疼痛,总有效率95%。对艾氏腹水瘤、人食管癌细胞株、喉癌等多种肿瘤细胞具有明显的抑制作用。众多科学研究证实,蝎毒不同组分对不同肿瘤抑制率达40%~60% [25] [48] [49] [50] [51] ,毒素会依附在癌细胞之上而不会影响健康的细胞。

2.3.3. 抑菌抗炎作用

张曼等 [52] (2012)证实蝎毒中提取的抗溃疡毒素可以对抗消炎痛引起的急性胃黏膜损伤,促进胃粘膜的修复,这一研究成果对于进一步探究蝎毒的抑菌和促伤口愈合功效提供了依据。梁兰等 [53] (2017)发现了蝎毒活性肽BmK、AngM1在有镇痛作用的同时发挥了良好的抗炎活性。蝎毒被称作“软黄金”,具有丰富的临床价值,蝎毒产品远销国际市场,预计未来将会为医疗保健事业发挥更巨大的作用。

2.3.4. 其他

现代医学研究表明,全蝎的药效主要在于蝎尾,蝎尾提取物与经电刺激所获得之蝎囊素中排出的蝎毒成分与功效基本一致,已在临床研究中取得良好的成果。于家琨 [54] (1993)从东亚钳蝎粗毒中分离出的抗癫痫肽AEP效果明显。吕欣然 [55] (1994)等从蝎毒中成功分离出纤溶活性较强的纤溶活性肽。黄锦兵等 [56] (2010)对东亚钳蝎蝎毒溶纤活性蛋白的体外溶栓作用进行了验证,证明其具有体外溶栓活性。

3. 食用价值

3.1. 全蝎的应用

饮食疗法是中国人的传统习惯,通过饮食达到调理身体,强壮体魄的目的。近代医家张锡纯在《医学衷中参西录》中曾指出:食物“病人服之,不但疗病,并可充饥;不但充饥,更可适口,用之对症,病自渐愈,即不对症,亦无他患。”上述研究也充分表明,全蝎不仅是一种低脂肪、高蛋白的食物,还含有极佳的营养保健功能。1996年马成尧、王宗标 [57] 按卫生部《食品安全性毒理学评价程序和方法》检测东亚钳蝎活体ICR小鼠经口毒性试验半数致死量(LD50),雌雄两性均大于20 g/kg BW,属无毒类;活蝎毒汁的LD50大于100 mg/kg,相当于人体实际用量的250~500倍。

近年,全蝎作为新资源食品逐渐进入大众的视野,其中全蝎酒市场最为火热,保健酒是含有保健功能的饮料酒,药酒中的有效成分(如蝎蛋白和各种中药多酚)是蝎子酒的价值所在,陈萍萍等 [58] (1996)报道蝎子酒在小鼠正常情况下和使用抑制剂时均可提高血清溶血素水平,证明蝎子酒能够增强小鼠细胞和体液免疫抑制功能,可作为药用、食用开发的科学依据之一。但酒体中的多酚类物质和蝎蛋白结合反应,影响了酒体的色泽风味和营养价值 [59] (2013),由此,李双洋、黎振球 [60] (2015)利用Zeta电位分析法测定了蝎酒的稳定性,结果说明新配置的酒比保存720天的酒要稳定,放置时间越长,酒体越不稳定,从而达不到预期的保健效果。

除全蝎酒以外,目前市场上已开发的全蝎食品还有油炸全蝎、速冻全蝎,全蝎罐头、全蝎精营养口服液等产品,例如鲁耀邦等以全蝎为主要成分研制的复方全蝎口服液能够明显缩短血栓长度、降低血栓重量。

3.2. 蝎毒的应用

目前,市场上已开发的蝎毒产品主要应用于医药保健品方面,例如蝎毒粉剂、蝎毒胶囊、蝎毒药膏,在食品方向的开发还需要进一步探究。我国毒素原料来源充分,国际市场上蝎毒冻干粉的价格每克高达数千美元,国内东亚钳蝎冻干粉价格每克600~700元,但由于技术和资金的限制,在国内动植物毒素不能得到充分的开发利用,因此除了出口外别无其他销路。现金阶段对蝎毒的有用成分只利用不到15%,大量有效成分被浪费掉。而且对于蝎毒的检测标准也没有成文的规定,市场混乱。

4. 前景展望

全蝎是祖国医药宝库中重要的组成部分,资源丰富,分布广泛,但由于长期以来缺乏资源保护意识和确切的质量标准,使得药蝎货源紧缺,质量参差不齐,严重阻碍了蝎子的开发和利用。现阶段关于蝎及蝎毒的研究主要集中在全蝎蛋白药效组分的生物鉴定、全蝎中脂溶性化学成分的研究以及蝎毒蛋白的分离纯化,但仍有以下几个方面尚待完善:1) 全蝎的成分复杂,具体是哪种生物活性组分产生了药用价值和保健作用,以及作用机理及作用点尚不清楚,有待进一步研究;2) 加工工艺对全蝎产品的药用和食用价值有很大影响,行业中对其加工工艺和质量标准没有统一的界定,市场杂乱不规范,而对于炮制方法对全蝎保健功效的影响也需要进一步的研究;3) 中药全蝎具有抗菌、消炎、生肌、收口的功效,蝎毒可以用于抗溃疡的治疗,促愈效果明显 [38] ,但其作用机制尚不明确,相关研究较少;4) 目前,全蝎的应用过程中并没有对雌雄全蝎进行区分,随着人工养殖技术的提高以及食药方面的高要求,应对雌雄全蝎的开发加以区分,更好发挥其价值;5) 全蝎及蝎毒的食用量与毒副作用说法不一,食品质量安全得不到保障。食用全蝎产品的开发和大范围推广还需努力,我相信全蝎在保健食品研发方面会有一个广阔而诱人的发展前景。

文章引用

刘同辉,张春晓,庄福金,许雪平,迟玉森. 全蝎化学成分及其食用药用价值研究综述
A Review on the Chemical Components and the Edible and Medicinal Value of Scorpion[J]. 食品与营养科学, 2017, 06(03): 165-174. http://dx.doi.org/10.12677/HJFNS.2017.63020

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  61. NOTES

    *通讯作者。

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