蕨菜化学成分及其生物活性研究进展

马 博，苏仕林，李荣峰

(百色学院化学与生命科学系，广西百色533000)

蕨菜化学成分及其生物活性研究进展

马 博，苏仕林*，李荣峰

(百色学院化学与生命科学系，广西百色533000)

蕨菜作为药食两用植物，营养丰富，具有多种生物活性。文章总结了蕨菜化学成分及生物活性的相关研究，旨在为其进一步开发利用提供参考。

蕨菜，化学成分，生物活性

蕨菜为蕨科蕨属植物蕨［Pteridium aquilinum (L.)var.latiusculum(Desv.)Under］的幼苗，是广泛分布于全国的多年生草本植物。它始载于《诗经》:“陟坡南山，言采其蕨”，其性寒、味甘、微苦，入大肠、膀胱，具有清热健胃、降气化痰、利尿安神和祛风等功效，主治感冒发热、头晕失眠、痢疾、风湿、高血压等症［1］。作为药食两用植物，蕨菜不但营养价值高，而且还含有萜类、黄酮类和甾(体)类等多种生物活性物质［2］。为进一步研究开发蕨菜资源，故就有关蕨菜的化学成分及生物活性概述如下。

1 化学成分研究

1.1 营养成分

蕨菜营养成分齐全，含量丰富。新鲜蕨菜中，粗蛋白、脂肪及膳食纤维的含量分别为1.8%、0.5%和1.4%［3］;维生素种类较多，含量也较一般蔬菜高，不但含有常见的VC、VB和胡萝卜素，还含有VE、叶酸等［3-4］。氨基酸种类多达18种，不仅包含人体所必需的10种氨基酸，且鲜味氨基酸如Glu、Arg含量也较高［2-6］;另外，蕨菜中还含有γ-氨基丁酸［6］，黄美娥［7］等用渗漉法和柱层析法对蕨菜叶、茎中的γ-氨基丁酸进行提取分离，并用双波长薄层扫描法测定γ-氨基丁酸含量分别为0.319%和0.141%。蕨菜中含有19种无机元素，其中矿质元素含量较一般蔬菜高，人体必需的微量元素有Fe、Cu、Zn、Co、Mn、Cr、Sr、B 8种［2-6］。

1.2 萜类

蕨菜中萜类物质主要是倍半萜，包括蕨素(Pterosin)和蕨苷(Pteroside)两大类，二者均是1-茚满酮(1-Indanone)衍生物;目前，已经鉴定的有20多种(表1)。

1.3 黄酮类

蕨菜中的黄酮类物质有紫云英苷(astragalin)、银椴甙(Tiliroside)、山奈酚(Kaempferol)、异槲皮素(Isoquercetin)、槲皮素 (Quercetin)、原儿茶醛(Protocatechualdehyde)［13-15］、芦丁(Rutin)、山奈酚-3 -O-(6″-O-反-对羟基苯丙烯酰基)-β-D-葡萄糖苷［16］、Kaempferol-7-O-rhamnoside-4'-O-glucoside、Quercetin-3-O-glucoside、Quercetin-3-O-fructoside［17］。

1.4 甾(体)类

蕨菜中甾体类物质为β-谷固醇(β-Sitosterol)、4-豆甾烯-3-酮(Stigmast-4-en-3-one)、豆甾烯-3、6-二酮(Stigmast-3，6-dione)［13］、那坡甾酮 A (Ponasterone A)、松甾酮苷A(Ponasteroside A)［14］、牛膝甾酮(Inokosterone)、胡萝卜苷(Daucosterol)［16］。

1.5 有机酸及其他

蕨菜中的有机酸主要是苯甲酸(Benzoic acid)、3-对香豆酰奎宁酸(3-p-Coumaroylquinic acid)［13］、对羟基苯甲酸(p-Hydroxybenzoic)［14］、5-O-咖啡酰莽草酸(5-O-Caffeoyl shikimic acid)［18］等;同时，蕨菜中含有多糖，其平均分子量为458000Da，单糖组分中以葡萄糖(Glucose)为主，约占58.1%，还含有少量的半乳糖(Galactose)、甘露糖(Mannose)、鼠李糖(Rhamnose)及阿拉伯糖(Arabinose)［19］;另外，蕨菜中还含有腺嘌呤核苷(Adenosine)［16］和三种对羟基苯 乙 烯 糖 苷 Ptelatoside A、Ptelatoside B、Ptelatoside C［20］。

表1 蕨菜中的蕨素和蕨苷

2 生物活性

2.1 抑菌作用

蕨菜提取物具有一定的抑菌能力。蕨菜多糖对普通变形杆菌(proteus vulgaris)、甘薯瘟病菌、啤酒酵母(Saccharomyces Cerevisiae)的抑菌效果较好，最小抑菌浓度(MIC)为 5.0mg/mL，对大肠杆菌(Escherichia Coli)、黄曲霉(Aspergillus Flavus)、青霉(Penicillium sp.)、稻瘟病菌抑菌效果次之，MIC为7.5mg/mL，对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus Aureus)的抑菌能力较差，MIC为15.0mg/mL［21］;另外，蕨菜多糖也能抑制苏云金芽孢杆菌(Bacillus Thuringiensis)、枯草杆菌(Bacillus Subtilis)［22］。

2.2 抗氧化作用

蕨菜抗氧化能力与蕨菜中的多糖和类黄酮物质密切相关。体外实验表明，蕨菜水溶性多糖具有较强的Fe3+还原力，当其浓度在400μg/mL时，高铁还原力达到827.6μmol/L，多糖浓度为800μg/mL时的DPPH自由基和超氧阴离子清除率为 83.1%和60.5%，多糖浓度为100μg/mL时的邻苯三酚氧化抑制率为52.4%［19］;蕨菜黄酮类物质能够阻断亚油酸、猪油过氧化作用，清除油脂中已有过氧化物，降低油脂的过氧化值，且抗氧化效果在一定浓度范围内具有剂量依赖性［23］。另外，蕨菜黄酮也能够清除体内自由基，增强机体的抗氧化能力。陈乃富等［24］研究表明，喂食蕨菜黄酮能使铅胁迫下小鼠肝组织中产氧化物歧化酶(SOD)活力回升，肝组织和血清中的丙二醛(MDA)含量下降，且在剂量为300mg/kg体重时，肝组织中的SOD活性恢复到正常水平，说明蕨菜黄酮能够修复铅引起的细胞氧化损伤。

2.3 降血脂作用

由于蕨菜具有清除自由基和抗氧化的能力，故它能够阻止脂质的过氧化链式反应，改善脂代谢，降低血脂水平。陈乃富等［25］研究发现，高剂量的蕨菜黄酮能明显降低高脂血症大鼠的TC、LDL-C，升高HDL-C/TC值，显著降低LDL-C/HDL-C比值和动脉硬化指数，表明蕨菜黄酮对脂代谢失调具有明显的改善和调节，对动脉粥样硬化病变有一定的延缓作用。

2.4 免疫调节

张莉等［26］实验证明，蕨菜黄酮能够显著增加绵羊红细胞引起的小鼠足跖肿胀度，增强巨噬细胞吞噬功能，显著提高血清溶血素抗体的生成。

2.5 抗肿瘤

黄能慧等［27］研究发现，短期喂食小鼠蕨粉具有抑制肝癌肿瘤作用，但对S180肿瘤细胞无抑制作用。闫鑫等［28］通过建立小鼠宫颈癌U14模型和腹水瘤模型，研究了蕨菜黄酮体内抗宫颈癌肿瘤活性，并考察了蕨菜黄酮对小鼠免疫功能的影响及相关的体内抗氧化指标，结果表明，蕨菜黄酮能够显著抑制实体瘤的生长，提高U14腹水瘤模型小鼠的生命延长率，促进小鼠胸腺及脾脏的生长，提高小鼠体内的总抗氧化能力，增强SOD、谷胱甘肽还原酶活力，降低MDA含量。可见，蕨菜黄酮抗肿瘤活性可能与其抑制免疫器官淋巴细胞的凋亡而提高机体抗氧化能力有关。

2.6 护肝作用

蕨菜黄酮能够降低乙醇肝损伤模型小鼠血清中谷丙转氨酶活性和肝中甘油三酯含量;并且，高、中剂量组还能降低肝脏中MDA水平。由此表明，蕨菜黄酮对乙醇肝损伤具有一定的保护作用［29］。

2.7 抗突变作用王希梅等［30］研究表明，蕨菜鲜汁和水提液均具有显著抗环磷酰胺诱发微核效应，但蕨菜水体液抗性效果更高;陈乃富等［31］通过Ames改良实验，研究得知蕨菜黄酮提取物对敌克松致突变有很强的抑制作用，且蕨菜黄酮剂量在100～1000μg/皿范围内，随着剂量的增加，突变抑制率增大。

2.8 其他

蕨粉具有促进幼鼠生长发育，延缓大鼠衰老［32］的作用;蕨菜黄酮还具有延长果蝇寿命，增强其繁殖力等作用［33］。

3 毒理学研究

M.Rukuoka等［14］发现蕨菜具有一定的致突变性，但蕨菜中的类黄酮、山奈酚及槲皮素并不是其致突变原，且蕨菜加工过程中，有助于致突变原的去除和破坏;M.Fukuoka等［13］从蕨菜中分离得到5-O-咖啡酰莽草酸，它能够抑制牛的血小板和白细胞，体外实验表明它还具有抗硫胺素效应，但并不能引起豚鼠产生血尿症;W.Charles Evans等［34］研究得知，蕨菜的毒性可能是一些不稳定物质造成的，与其主要成分倍半萜类无关。谷仿丽等［35］按照食品毒理学的实验方法，进行了蕨菜醇提物对小鼠的急毒性研究。结果表明，小鼠灌胃后在活动、毛发、饮食、分辨及精神状态方面，均无异常，未出现任何中毒症状及死亡现象;陈存武等［36］研究也表明，蕨菜黄酮提取物没有使小鼠骨髓嗜多染红细胞微核无明显增多，对雌性小鼠生殖细胞无明显遗传损伤作用。故小鼠受试物的半致死量(LD50)大于20.0g/kg时，属于无毒级别。

4 结语

蕨菜是一种纯天然、无污染的药食两用植物，作为滋补食品历史悠久。虽然国内外已有一些关于其化学成分及其生物活性的研究，但有关蕨菜的有效成分、生物活性及其作用机制等方面还没有深入系统研究。蕨菜的进一步研究，对其资源的合理开发利用具有重要意义，也具有较为广阔的发展前景。

［1］徐冬英.药用蕨类植物研究进展［J］.中医药信息，1997 (4):20-21.

［2］郝丽珍，邵世勤，王萍，等.蕨菜的营养成分及其利用研究［C］.中国园艺学第四届青年学术讨论会园艺学进展(第四辑)，2000:440-444.

［3］姚玉霞，蔡建培，李泽鸿，等.四种山野菜营养成分分析［J］.营养学报，2003，25(4):441-442

［4］张莉，周守标.安徽产三种野菜的营养成分比较［J］.营养学报，2008，30(1):117-118.

［5］姚玉霞.扫帚菜、蕨菜营养成分分析［J］.氨基酸和生物资源，2003，25(1):1-2.

［6］赵淑春，富力，刘敏莉.蕨菜氨基酸及无机元素的分析［J］.食品科学，1991(5):31-33.

［7］刘美娥，于华忠，曹庸.蕨菜叶、茎中γ-氨基丁酸的提取分离及含量测定［J］.氨基酸与生物资源，2007，27(1):77-78.

［8］K Yoshihira，M Fukuoka，M Kuroyanagi，et al.1-Indanone derivatives from bracken，Pteridium aquilinum var.latiusculum［J］.Chem Pharm Bull，1971，19(7):1491-1496.

［9］H Hikino，T Takahashi，T Takemoto.Structure of Pteroside Z and D，Glycosides of Pteridium aquilinum var.latiusculum［J］. Chem Pharm Bull，1971，19(11):2424-2425.

［10］H Hikino，T Takahashi，T Takemoto.Structure of Pteroside Z and D，Glycosides of Pteridium aquilinum var.latiusculum［J］. Chem Pharm Bull，1972，20(1):210-212.

［11］M Fukuoka，M Kuroyanagi，M Tōyama，et al.Pterosins J，K，and L and sixacylated pterosinsfrom bracken，Pteridium aquilinum var.latiusculum［J］.Chem Pharm Bull，1972，20(10): 2282-2285.

［12］M Kuroyanagi，M Fukuoka，K Yoshihira，et al.The absolute configuration of pterosins，1-indanone derivatives from bracken，Pteridium aquilinum var.latiusculum［J］.Chem Pharm Bull，1974， 22(3):723-726.

［13］M Kuroyanagi，M Fukuoka，K Yoshihira，et al.Pterosin N and O，phenylacetylpterosin C，and pteroside P from bracken，Pteridium aquilinum var.latiusculum［J］.Chem Pharm Bull，1974，22(11):2762-2764.

［14］M Fukuoka，M Kuroyanagi，K Yoshihira，et al.Chemical and toxicological studies on brachen fern，Pteridium aquilinum var. latiusculum.Ⅳ.Surveys on bracken constituents by mutagen test［J］.J Pharm Dyn，1978(1):324-331.

［15］M Kuroyanagi，M Fukuoka，K Yoshihira，et al.Chemical and toxicological studies on brachen fern，Pteridium aquilinum var. latiusculum.Ⅲ.Further characterization of pterosins and perosides，sesquiterpenes and the glucosides having 1-indanone skeleton，from the rihizomes［J］.Chem Pharm Bull，1979，27(3):592-601.［16］张帆，罗水忠，高宝莼，等.蕨菜的化学成分研究［J］.天然产物研究与开发，2004，16(2):121-123.

［17］Imperato Filippo.Two new flavonol glycosides from the fern Pteridium aquilinum［EB/OL］.http://ecsoc2.hcc.ru/ecsoc-2/ dp074/dp074.htm，September 1-30，1998.

［18］M Fukuoka.Chemical and toxicological studies on bracken fern，Pteridium aquilinum var.latiusculum.Ⅵ.Isolation of 5-OCaffeoylshikimic acid as an antithiamine factor［J］.Chem Pharm Bull，1982，30(9):3219-3224.

［19］Xu Wentao，Zhang Fangfang，Luo Yunbo，et al.Antioxidant activity of a water-soluble polysaccharide purified from Pteridium aquilinum［J］.Carbohydrate Research，2009，344:217-222.

［20］M Ojika，Ho Kigoshi，Hi kuyama，et al.Studies on Pteridium aquilinum var.latiusculum，IV.Isolation of three p-tydroxystyrene tlycosides and an efficient method for the isolation of ptaquiloside，an unstable bracken carcinogen［J］.J Nat Prod，1985，48(4):634-637.

［21］许柑叶，郑怡，陈晓清.8种蕨类植物多糖提取物抑菌效果的研究［J］.福建师范大学学报:自然科学版，2005，21(2): 100-103.

［22］唐巧玉，朱玉昌，周毅峰.蕨菜中多糖含量及其活性分析［J］.食品工业，2008(2):20-21.

［23］陈乃富.蕨菜黄酮类化合物的提取及抗氧化作用［J］.食品与发酵工业，2003，29(11):63-66.

［24］陈乃富，季洪武，黄新华.蕨菜黄酮对环境胁迫因子(铅)引起的小鼠细胞氧化的影响［J］.中国中医基础医学杂志，2007，13(2):120-123.

［25］陈乃富，谷仿丽，韩邦兴.蕨菜黄酮对高脂血症大鼠脂代谢的影响［J］.中国中医药科技，2007，14(6):423-424.

［26］张莉，陈乃富，谷仿丽，等.蕨菜黄酮提取物免疫调节作用的实验研究［J］.中国中医药科技，2009，16(1):30-31.

［27］黄能慧，李诚秀，李玲，等.蕨粉的实验研究Ⅱ.蕨粉的其他药效学［J］.贵阳医学院学报，1998，23(4):332-334.

［28］闫鑫，李青旺，李健.蕨菜黄酮对宫颈癌作用的研究［J］.黑龙江畜牧兽医，2009(11):95-97.

［29］陈乃富，张莉，戴军，等.蕨菜黄酮对小鼠急性乙醇肝毒性保护作用［J］.中国公共卫生，2009，25(1):87-88.

［30］王希梅，徐鑫成.山野菜刺五加等的抗微核诱变效应［J］.黑龙江八一农垦大学学报，2001，13(12):46-48.

［31］陈乃富，陈存武，张莉，等.蕨菜黄酮提取物的抗突变作用［J］.环境与健康杂志，2008，25(8):734-735.

［32］黄能慧，李诚秀，罗俊，等.蕨粉的实验研究Ⅰ.蕨粉致癌作用的实验研究［J］.贵阳医学院学报，1998，23(1):21-23.

［33］陈乃富，张莉，韩邦兴，等.蕨菜黄酮对果蝇寿命和繁殖性能的影响［J］.营养学报，2007，29(6):625-626.

［34］W Charles Evans，Tom Korn，S Natori，et al.Chemical and toxicological studies on brachen fern，Pteridium aquilinum var. latiusculum.Ⅷ.The inability of bracken extracts containing pterosins to cause cattle bracken poisoning［J］.J Pharm Dyn，1983 (6):938-940.

［35］谷仿丽，陈乃富，葛成敏.蕨菜醇提物对小鼠急毒性的研究［J］.毒理学杂志，2008，22(2):161-162.

［36］陈存武，陈乃富，张莉，等.蕨菜黄酮提取物的急毒性和致突变性［J］.癌变、畸变、突变，2008，20(2):157-159.

Research progress in the chemical constituents and bioactivities of Pteridium aquilinum var.latiusculum

MA Bo，SU Shi-lin*，LI Rong-feng
(Department of Chemistry and Life Science，Baise College，Baise 533000，China)

As the medicinal and edible herbal plant，the Pteridium aquilinum(L.)var.latiusculum is rich in nutrition and has many bioactivities.In order to study and further utilize the Pteridum aquilinum(L.)var.latiusculum，the related researches of chemical constituents and bioactivities were reviewed.

Pteridium aquilinum(L.)var.latiusculum;chemical constituents;bioactivities

TS201.2

A

1002-0306(2011)03-0413-04

2010-01-14 *通讯联系人

马博(1983-)，男，硕士，助教，从事微生物及天然产物的开发与利用。

广西教育厅基金项目(200807MS012);百色学院青年科研基金项目(2009KQ01);一般科研基金项目(2010KB12)。