苗明军,常 伟*,李 志,李跃建
(1.四川省农业科学院园艺研究所,四川成都 610066;2.四川省农业科学院,蔬菜种质与品种创新四川省重点实验室,四川成都 610066)
苦瓜(Momordica charantia L.)别名凉瓜、癞葡萄、癞瓜、锦荔枝等,为葫芦科苦瓜属蔓性草本植物,既是一种营养价值高的蔬菜,又是一味具有保健价值的良药,素有“药用蔬菜”之称[1-2]。苦瓜具有清邪热、解劳乏、清心明目、益气壮阳的功效[3],其根、茎、花、叶、果、籽均可入药。利用苦瓜治疗中暑、肠炎、痢疾湿疹、汗斑等疾病均有很好的疗效,在中国、南美、日本、墨西哥、古巴、印度等地均作药用。
近年来,科研人员对苦瓜进行了更深更细的研究,从苦瓜果实中分离出三萜、甾体类、生物碱、蛋白、多肽、有机酸及糖类等多种活性化学成分,具有降血糖、降血脂、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化、抗炎、抗虫、抗生育等功能特性[4]。笔者主要综述了近年来苦瓜的营养价值和药用价值的研究进展,并对其应用前景进行了展望。
苦瓜的营养成分全面而丰富,是一种理想的绿色食品[5]。每100 g嫩瓜含水分约94 g,蛋白质0.70~1.00 g,碳水化合物2.60~3.50 g,抗坏血酸56~84 mg,维生素 A 17 ~ 22 g,维生素 B10.03 mg,维生素B20.03 mg,维生素C 56~120 mg,维生素E 0.85 mg,钙18~22 mg,磷19~35 mg,铁0.60~0.70 mg,钾256 mg等矿物质。苦瓜中Vc的含量居瓜果蔬菜之最,其含量约为冬瓜的4倍、丝瓜的11倍、黄瓜的14倍、南瓜的21倍,故号称“Vc之王”[6]。苦瓜中含有16种氨基酸,如谷氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸等,每100 mg苦瓜中氨基酸总含量高达11.15 mg,其中8种必需氨基酸含量达氨基酸总量的38%,氨基酸总量高于野山参及西洋参[7]。另外苦瓜中含有铜、锌、铬、钴、锰、镍等10多种人体必需微量元素。
Virdi[8]等从苦瓜中分别得到氯仿、甲醇、水的3种苦瓜提取物,以20 mg/kg的剂量饲喂四氧嘧啶致糖尿病大鼠,28 d后,氯仿提取物对四氧嘧啶致糖尿病大鼠几乎不起作用,血糖仅较正常对照组降低3%;在饲喂7 d后,甲醇提取物将糖尿病大鼠血糖降低49%,28 d后血糖仅为39%;水提取物将糖尿病大鼠血糖降低高达50%,并且降糖作用一直持续至试验结束,与阳性对照药格列本脲的作用相当。苗明三[9]等通过给小鼠饲喂不同剂量的苦瓜皂苷证明了苦瓜皂苷的降血糖效果。董英[10]等从苦瓜中得到苦瓜碱提多糖(AEMP),200、400 mg/kg bw 剂量都可显著降低STZ糖尿病小鼠的血糖葡萄糖耐量及肝糖原的含量,也能显著降低果糖胺的含量,其中大分子量苦瓜碱提多糖的降糖活性最好,其机制可能是通过减弱STZ对胰岛β细胞的损伤或改善受损β细胞的功能而起到降血糖的作用。王琪[11]的研究结果表明,苦瓜皂苷、多糖混合物均具有一定的降血糖作用,尤其多糖皂苷交互高剂量组(300 mg/kg·bw)较其他处理降糖效果显著。王碧莲[12]的研究表明,纯化后的重组多肽P蛋白经四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠验证具有显著的降血糖效果,给药2 h后,四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠的血糖值降到正常水平。
近年来,关于苦瓜调节血脂作用国内外学者进行了大量的研究。赵文[13]等通过复制高血糖及高血脂动物模型的方法,研究了苦瓜茶对动物血糖和血脂的调节作用,结果表明苦瓜茶剂量为1.33 g/kg时能较明显地降低高血糖小鼠的空腹血糖值,但对其糖耐量无明显影响,且对正常动物的血糖水平无影响;在1.67 g/kg和2.01 g/kg剂量条件下能调节高脂饲料所导致的动物脂代谢紊乱,控制其血清胆固醇水平的升高,并一定程度地提高其血清高密度脂蛋白水平。另外有研究表明苦瓜不但显著降低无胆固醇膳食大鼠血糖水平,而且明显降低肝脏中总胆固醇和甘油三酯水平[14]。Ahmed[15]等研究表明在70 d以内,苦瓜提取物能将链霉素诱导的I型糖尿病小鼠体内的血浆非酯化胆固醇、磷脂、甘油三酸脂、高密度脂蛋白等各项指标恢复到发病前的正常水平,说明苦瓜对I型糖尿病小鼠同时有降血糖和降血脂作用。
研究发现从苦瓜及其种子中提纯出的蛋白质MAP30,具有抗人类免疫缺陷病毒(HIV)和单纯疱疹病毒(HSV)的作用。在稀释10倍的MAP30培养液中培养人肺成纤维细胞wi238,接种HSV 24~48 h后,ELISA法检测HSV抗原发现,MAP30对HSV-2的50%有效抑制浓度为0.1~0.2μmol/L,由此表明MAP30具有抗HSV功能,对治疗疱疹感染非常有效[16]。Lee-Huang[17]等用RIA方法检测了被HIV病毒感染的H9细胞中核心蛋白P24的表达和反转录活性,结果表明随着MAP30浓度的提高,对抗原P24的表达抑制作用也增加,当MAP30的浓度提高至33.4 nmol/L时,能够完全抑制抗原P24的表达。王临旭[18]等研究发现,植物蛋白MAP30与五环鸟苷(ACV)对致单纯疽疹病毒(HSV)病变细胞均有抑制作用。成兰英[19]等研究结果表明,从苦瓜茎叶中提取的总皂甙在浓度为 0.005×10-6~500×10-6g/mL时无细胞毒性,在浓度达62.5×10-6g/mL水平时就表现有一定的抗HSV-Ⅱ病毒活性,即具有一定抗病毒作用。
Sun[20]等研究发现,MAP30通过下调一些在肿瘤形成与转移中起着关键作用的基因的表达,同时上调与细胞凋亡直接相关的 Bax、caspase-3和ARADD基因的表达,来干扰病毒的生长,从而抑制肿瘤细胞的凋亡。由于MAP30对处于潜伏期和裂解期的病毒都有活性,并且可以调控与肿瘤相关的病毒和细胞内基因的表达,因此MAP30在治疗与病毒相关的肿瘤中具有巨大的潜力。熊术道[21]等研究苦瓜籽核糖体失活蛋白(RIP)对小鼠肝癌H22细胞的抑制作用及其机制,结果显示,苦瓜RIP对小鼠肝癌H22细胞的生长有显著抑制作用,苦瓜RIP组的荷瘤小鼠血清中IL-6及TNF-α表达明显下降,其表达下调作用与苦瓜RIP剂量呈负相关。刘盛邦[22]等研究表明α-苦瓜素具有抑制HBV和肿瘤细胞增殖的作用,呈时效和量效依赖性。蔡寅[23]等研究发现,苦瓜多糖高中低剂量组能明显抑制小鼠S180肉瘤、H22肝癌肿瘤的生长,同时能明显增加荷瘤小鼠的脾腺指数和胸腺指数。此外苦瓜多糖能显著刺激小鼠脾淋巴细胞增殖,明显提高小鼠单核巨噬细胞RAW264.7吞噬中性红的能力,明显促进小鼠单核巨噬细胞RAW264.7分泌NO。
董加宝[24]等对苦瓜多糖的生物学活性研究表明其具有抗氧化活性,在浓度为15.0 g/L时清除H2O2的能力达到100%,其还原能力也显著高于抗坏血酸。单斌[25]等研究发现,苦瓜多糖在体外对活性氧自由基均有清除作用,从而能够清除体内产生的过多氧自由基,阻断体内自由基反应链的作用,并在抗氧化及防衰老方面具有一定作用。谢佳[26]等研究结果表明,6种苦瓜多糖均有一定的抗氧化活性,并随着浓度的增加,抗氧化活性增强。其中苦瓜粗多糖MCP的总还原能力、对1,1-二苯基-2-苦苯肼自由基(DPPH·)的清除作用、Fe2+诱发的脂质过氧化反应的抑制作用强于其他5种苦瓜多糖。硫酸化后的苦瓜多糖对羟自由基、超氧阴离子自由基的清除作用较硫酸化前有所提高,并呈量效关系。试验结果表明,苦瓜粗多糖、经分离纯化得到的组分、硫酸化苦瓜多糖均有抗氧化活性。苦瓜的成熟果实对外伤的快速治疗和消化器官溃疡的医治有很好的效果。Gurbuz[27]等研究证明,苦瓜的干粉和挥发油成分对由酒精引起的模型小鼠的皮肤溃疡具有很强的抑制作用,而且具有剂量反应。黎锦城[28]等结果表明,苦瓜提取液能抑制小鼠耳廓及腹腔毛细血管通透性,对大鼠角叉菜胶所致足肿胀有明显的抑制作用,并能抑制大鼠棉球肉芽肿。
ChandravadanaMV、Yasui H[29-30]等研究发现苦瓜叶片中的苦瓜碱Ⅱ对西葫芦红守瓜和东方粘虫具有抗性。李绍勤[31]等在室内采用乙醚、丙酮、乙醇3种有机溶剂浸提和热提了7个品种的苦瓜叶片,研究提取液对美洲斑潜蝇的触杀效果和生长发育影响,结果表明,所有苦瓜叶片提取液对美洲斑潜蝇成虫均有一定的触杀作用,对卵的孵化和幼虫的生长发育也有明显的抑制作用,降低了孵化率、化蛹率和羽化率。任立云[32]等研究报道,苦瓜挥发油对美洲斑潜蝇成虫的产卵和取食等方面都表现出一定的抗虫性,且产卵驱避作用和拒食作用随其施用量的增加而增强。采用不同极性有机溶剂分别对苦瓜叶进行提取、浓缩,得到3种有机溶剂提取物,对黄足黑守瓜进行了选择性与非选择性生物测定。结果发现随着3种提取物浓度的增加,选择性拒食作用与非选择性拒食作用增强,氯仿提取物对黄足黑守瓜的拒食作用最强,在处理浓度为8 mg/mL,48 h后其选择性拒食率与非选择性拒食率分别为100%和96.47%,并发现苦瓜叶中含有对黄足黑守瓜具有忌避作用的次生代谢物质,从而起到忌避其成虫前来取食的作用[33]。
研究表明α-苦瓜素和β-苦瓜素均能引起怀孕小鼠的早期和中期流产。在早期器官发生阶段,2种苦瓜素均有致畸作用,可引起头、躯干和四肢出现不正常的形态。给怀孕小鼠腹腔注射α-苦瓜素,小鼠胚胎着床失败,胚泡形成能力退化,细胞分裂受到抑制。体外培养的胚胎移植到假孕小鼠子宫中,胚胎则显示出较低的诱导蜕膜能力,并且许多胚胎不能着床。α-苦瓜素蛋白质具有直接损伤滋养层细胞以及毒害蜕膜细胞而达到抗早孕的作用[34]。体外研究表明,在小鼠怀孕早期,α-苦瓜素可中止妊娠,使其无法向桑椹胚发育,而一旦发育到桑椹胚阶段,其则只能影响胚泡以后的发育。这可能是该时期α-苦瓜素主要对滋养层细胞起毒害作用所致[35]。而β-苦瓜素对早孕鼠的堕胎作用是由于其抑制了内胚层的分化,经β-苦瓜素处理的小鼠子宫,基质细胞不能脱膜,子宫腺体肿胀,内胚层和子宫肌层中退化的细胞重新开始分裂,从而抑制假孕鼠子宫对机械刺激的蜕膜反应[36-37]。
苦瓜提取物还具有免疫调节、抗菌、抑菌、镇痛、调节内分泌、促脂肪分解及降压等多种作用。
苦瓜作为药食同源植物,具有非常好的营养、药用和保健价值。其应用历史悠久,种质资源丰富,价格低廉,且对人体基本无毒副作用,具有广阔的临床应用前景。近些年来,国内外对苦瓜的研究大部分还停留在实验室阶段,多数苦瓜的相关功能因子及其作用机制的研究多集中于苦瓜蛋白,尤其是对MAP30的研究[38],而且活性成分结构与功能之间的关系多是由推测所得。
随着研究的深入及其药物开发,苦瓜提取物的使用量不断增加,对苦瓜的需求量也将增加。因不同苦瓜品种的功能效果不同,针对其用途,选育相应的新品种满足不同的需求是很有必要的。
随着对苦瓜各功效因子的构效和作用机制的进一步研究,其在降血糖、抗肿瘤、抗病毒、艾滋病、皮炎等方面的优势与前景越来越显示出来。加强对苦瓜的深入研究和进一步开发利用,有助于推动其在功能性食品、保健食品、天然药物等方面应用的快速发展。
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