药食两用植物蕨菜中有效成分及其药用功效研究综述

任英 ，韩喜国 ，刘春光 ，王晓慧 ，3

（1.吉林省农业科学院农业资源与环境研究所，长春，130411;2.吉林省农业科学院洮南试验站;3.温州大学生命科学研究院）

刘明月

男，1958年生，博士，二级教授，博士研究生导师，湖南农业大学蔬菜学博士点领衔人。现任湖南省马铃薯工程技术研究中心主任、中国马铃薯专业委员会理事、中国园艺学会长江蔬菜协会理事、湖南省蔬菜产业协会副会长、湖南省园艺学会常务理事、湖南省食用菌协会常务理事、湖南省农作物品种审定委员会委员、湖南省农业休闲协会专家组成员、湖南省科技特派员、湘西地区特聘专家、湖南省蔬菜产业技术体系首席科学家。

蕨菜为凤尾蕨科蕨属的多年生草本植物，是我国分布广泛、品种繁多的一种山野菜，适宜生长在山坡地、稀疏的混交林或阔叶林间空地及其边缘，喜湿不耐旱，不耐强光。因其所含有效成分丰富，不仅可以作为日常蔬菜食用，还可以入药，具有降压、抑菌、排毒、抗肿瘤等多种功效。作为药食两用植物，蕨菜的有效成分在食品营养和医疗保健方面的应用已经成为关注的焦点，蕨类植物的用途也在日益扩大。为了使蕨菜得到充分利用，就蕨菜有效成分的含量、提取工艺、主要成分的功效及利用前景作一综述。

1 营养成分的含量、测定及功效

蕨菜有效成分大体可分为营养成分和化学成分，营养成分有蛋白质、脂肪、膳食纤维、维生素及各种微量元素;化学成分有黄酮类、多糖、有机酸、萜类等。

1.1 蛋白质、维生素和微量元素的含量及测定

蕨菜富含蛋白质，目前已确定含有16种氨基酸，其中包括人体必需的7种氨基酸。还含有VC、VB、VE等维生素及多种微量元素，尤以蛋白质、脂肪、粗纤维和铁的含量较高。蛋白质、碳水化合物和膳食纤维含量分别高达干质量的27%、35%和24%，同时含有丰富的钾、磷、钙、镁等矿质元素。蛋白质在不同品种、不同生育期的蕨菜各部位均有分布，卢文芸等[1]采用凯氏定氮法对野生蕨菜中总蛋白质含量进行了测定，结果表明，野生蕨菜根状茎、叶柄、叶片中的蛋白质含量分别为6.89%、28.19%、33.01%，尤以叶片中蛋白质含量最高。李晓等[2]通过测定野生荚果蕨粗蛋白、粗纤维及 Fe、Na、Cu、Mn、K 等无机元素含量认为，荚果蕨为高蛋白、高纤维食品，富含人体必需的无机元素，初展叶期粗蛋白和粗纤维含量分别为27.27%、26.26%，K、Ca、Mn含量也较高。刘翠花等[3]采用日立835-50氨基酸分析仪对西藏野生蕨菜进行检测分析，得出氨基酸总含量为26.26 g/100 g，并检测出富含人体和动物不能合成而又不可缺少的赖氨酸和色氨酸。陈凤娥等[4]同样采用凯氏定氮法对商洛野生蕨菜蛋白质含量进行测定，结果表明，卷缩期（即初展叶期）叶片蛋白质含量最高，达32.2%，其次是叶柄，为25.64%，所以卷缩期蕨菜不仅口感好，品质也最佳。杨海涛[5]采用ICP-AES法测定蕨菜中Fe、Mn、Cu、Zn 含量分别为 107.1、113.2、10.4、108.3 μg/g。不同地域、不同种类、不同生育时期乃至不同部位器官，蕨菜所含营养成分存在很大差异，但野生蕨菜与栽培蕨菜所含营养成分种类基本相同[6]。

1.2 功效

蛋白质是一切生物体细胞和组织的主要组成成分，人体内的酶、激素、抗体等活性物质都是由蛋白质组成的，是生命活动所依赖的物质基础。

粗纤维可促进胃肠蠕动，加快食物中一些有害物质的排出，降低结肠癌的发病率。

各种微量元素充当着生物体内各种酶的活性中心，是酶的组成部分或激活剂，同时作为酶、激素、维生素、核酸的成分，参与生命的代谢过程，对人体健康起着重要的作用。蕨菜所含营养成分除能直接补充人体内必需元素外，还参与机体中各种生理生化过程的调节，起到提供营养及防治疾病作用。

2 化学成分的提取与生物活性

2.1 黄酮类物质的提取及功效

①提取及含量 陈乃富等[7]用索氏提取法（乙醚为抽提剂，45℃水浴）脱脂及除脂溶性色素，之后加入70%乙醇，回流提取蕨菜总黄酮，在不同的料液比和温度下浸提10次，结果表明，蕨菜干粉中总黄酮含量为7.28%，粗黄酮、精制黄酮中黄酮含量分别为27.03%和41.25%。赵丽平等[8]也采用加热回流提取法测定蕨菜干粉中总黄酮含量为7.21%，与陈乃富等[7]结果相近。近年来，蕨菜活性物质的提取多采用超声波提取法，此法较之加热回流提取法用时短、方便快速、得率高。陈燕芹等[9]研究了超声波提取温度、提取时间、乙醇浓度、料液比等工艺参数对蕨菜总黄酮提取率的影响，结果表明，蕨菜总黄酮的超声提取工艺为：料液比1 g∶45 mL、提取温度70℃、提取时间20 min、乙醇浓度80%，该条件下提取率为2.45%。李凤伟等[10]研究了提取工艺中乙醇体积分数、料液比、超声时间、超声功率4个因素对总黄酮提取率的影响，利用正交试验优化了蕨菜总黄酮的提取工艺，结果表明，最佳工艺条件为乙醇体积分数70%，料液比1∶30，超声时间80 min，超声功率225 W，在此条件下，蕨菜总黄酮提取率为7.33%，证明蕨菜中含有较高的黄酮类物质，是黄酮类化合物的良好来源。

②生物活性及功效 a.抗氧化及抗自由基的作用。自由基是引起癌症、衰老、心血管等疾病的主要原因，蕨菜黄酮具有清除自由基和抗氧化的能力。陈乃富[11]采用NBT（氮蓝四唑）光还原法证明了蕨菜精制黄酮比粗黄酮清除超氧阴离子自由基能力更强，说明蕨菜黄酮粉中的黄酮含量越高，清除自由基能力越强。同时，蕨菜黄酮不仅具有显著阻断亚油酸、猪油的过氧化作用，而且还能去除油脂中已有的过氧化物，降低油脂的过氧化值，表现出很强的抗氧化能力。陈燕芹等[9]也证明，当蕨菜中总黄酮浓度为0.89 mg/L时，羟基自由基清除率达65.1%，当总黄酮浓度为11.15 mg/mL时，对DPPH自由基的清除率为86.5%。

b.抑制肿瘤及抗突变作用。蕨菜黄酮具有显著抑制肿瘤和抗突变的作用。闫鑫等[12]通过建立小鼠宫颈癌U14模型及腹水瘤模型，利用提纯的蕨菜总黄酮进行小鼠体内抗肿瘤活性研究，结果证明，蕨菜黄酮能有效抑制小鼠U14肿瘤生长，显著提高腹水瘤小鼠的生命延长率，同时，小鼠体内的总抗氧化能力和超氧化物歧化酶水平都显著提高，这可能就是抑制肿瘤生长及恶化的机理。蕨菜黄酮还能够有效抑制致突变作用，陈乃富[13]等采用改良的Ames试验方法，以具有极强致突变性的敌克松为致突变剂，结果显示，蕨菜黄酮的剂量在100～1000 μg/皿（皿直径10 cm，下同）时，抗突变作用随剂量增大而增大，当达到2500 μg/皿时，抗突变作用最强。蕨菜黄酮对铅中毒引起的细胞氧化的损害也有很好的修复作用，并且能恢复机体合成SOD的能力[14]。

c.对免疫功能的调节和增强。蕨菜黄酮能增强机体的非特异免疫功能和体液免疫功能，能显著增加小鼠足跖肿胀度，增强小鼠的细胞免疫功能;促进小鼠血清溶血素的形成，增强体液免疫功能;对小鼠巨噬细胞的吞噬功能有明显增强作用，说明其具有改善非特异性免疫功能作用[15]。蕨菜黄酮提取物能促进机体免疫器官胸腺及脾脏的生长，抑制免疫器官淋巴细胞的凋亡[12]，从而对免疫功能有一定的增强作用。

2.2 多糖的提取与生物活性

①多糖的提取及含量 蕨菜多糖的提取工艺多采用水提法、碱提法和超声波法。段晓梅等[16]以大理苍山野生蕨菜为试材，通过正交试验优化了水提法的提取工艺，料液比 1∶80（g/mL），95℃回流提取110 min，多糖提取率达6.803%;许文涛等[17]在单因素试验的基础上，利用响应曲面法优化了水提法的提取工艺，得出最佳的提取条件如下：水料比18.8∶1（ / ），提取温度为62.5℃，时间5.9 h。在此条件下蕨菜多糖提取的理论值达到2.06%。而华智锐等[18]以商洛野生蕨菜为试材，参照上述条件提取2次，实际提取率7.37%，浓度为0.01967 mg/mL。这可能是因为参试蕨菜的品种、生长环境或生育时期不同导致的差异。华智锐等[18]同时还优化了蕨菜多糖碱提法的提取工艺：温度 75℃、时间 80 min、料液比 1 g∶13 mL、氢氧化钠浓度0.4 mol/L，在此最优组合条件下，多糖提取率为20.436%，浓度为0.0969 mg/mL;并利用张芝维等[19]优化的超声波法提取工艺：料液比1∶30（ /）、超声功率100 W、超声时间70 min、水浴温度75℃，得到多糖提取率为 25.694%，浓度为0.10706 mg/mL。由此可见，无论是多糖浓度还是提取率都以超声波法为最佳。

②蕨菜多糖的生物活性及功效 蕨菜多糖具有抗氧化活性，对于DPPH自由基、羟基自由基及超氧阴离子皆有一定的清除能力，而且随着多糖浓度的升高而升高，尤其对羟基自由基的清除能力达80%以上[20]，这与华智锐等[18]的研究结果大致相同。冯丽丹等[21]将蕨菜中提取的多糖进行消除亚硝酸盐的试验，经单因素及正交试验分析得出，蕨菜多糖清除亚硝酸盐的最佳条件是：蕨菜多糖浓度为20 mg/mL，50℃温度下加热15 min，对亚硝酸盐清除效率最高，为41.1%，此时效果最好。而唐巧玉等[22]采用蕨菜干粉，经索氏提取，用Sevage法除蛋白质等工序，获得PAPⅠ（未脱色多糖）和PAPⅡ（脱色多糖），将两者进行抗氧化和抑菌效果的比较，结果显示，PAPⅠ的总抗氧化和清除羟基自由基的能力均优于PAPⅡ，对金黄色葡萄球菌的抑制能力也优于PAPⅡ，而PAPⅡ抑制大肠杆菌的效果优于PAPⅠ。江萍等[23]研究了蕨菜多糖对双歧杆菌生长的影响，结果证明，蕨菜多糖对双歧杆菌有促进生长的作用，能够促进双歧杆菌的增殖，调整人体肠道微生态平衡，对预防心血管疾病是非常有益的。

3 其他化学成分

黄美娥等[24]用渗漉法对蕨菜叶、茎中的γ-氨基丁酸进行了提取、分离，测得蕨菜叶、茎中γ-氨基丁酸的质量分数分别为0.319%、0.141%，证明蕨菜中含有丰富的γ-氨基丁酸，这是一种独特的非蛋白质氨基酸，能抑制神经递质，并具有降压作用，是基础和临床医学中研究的热点之一;张帆等[25]采用树脂及正反相硅胶色谱柱从蕨菜中分离纯化出9个化合物，分别鉴定为胡萝卜苷、山萘酚-3-O-（6″-O-反-对羟基苯丙烯酰基）-β--葡萄糖苷、腺嘌呤核苷、蕨素-3-O-β--葡萄糖苷、牛膝甾酮、芦丁、蕨素A、坡那甾酮A和槲皮素。其中腺嘌呤核苷和牛膝甾酮为首次从蕨菜中分离得到。田圣梅[26]利用现代的分离技术和波普等手段从蕨菜中分离纯化、鉴定了20个化合物，分别为2个木脂素类：反式乌蕨酸、苏铁蕨酸;2个蕨素类化合物：（2R）-蕨素 B、（2S，3S）-蕨素 C;8个黄酮类化合物：槲皮素、异槲皮苷、芦丁、异鼠李素-3-O-（6″-O-E-p-香豆酰基）-β--葡萄糖苷、紫云英苷、山奈酚-3-O-芸香糖苷、椴树苷、hemipholin;3个酸类化合物：原儿茶酸、莽草酸、苯甲酸;其他化合物：β-胡萝卜苷、p-谷甾醇、甘油、-苯丙氨酸、蔗糖。目前，虽检测出蕨菜含多种化学成分，但其结构与效能之间的关系尚有待深入细致的研究和应用。

4 小结

蕨类含有多种生物活性物质，营养价值和保健功能已得到公认，但是，目前蕨菜除了多糖和黄酮类物质外，其他有效成分的报道较少;且关于黄酮类化合物中具体有效成分及活性单体的研究报道不多，而药效作用机制的研究仍不够明确。因此，今后的研究工作应继续加强、加深对其有效活性成分单体及其相应药理药效、作用机制、代谢调控的研究，对蕨菜中黄酮类化合物的质量控制方法进行完善，同时有必要深入研究蕨菜其他有效成分及结构。

有报道称长期食用蕨菜可能致癌和引发膀胱肿瘤，尤其日本对蕨菜的致癌性研究较多，认为蕨菜可诱发人的某些癌症，促进其他诱癌物质的致癌性[27]。这与国内的研究报道相悖，可能是实验所取材料不同因而成分含量不同所致。因此，有必要在急性毒性、亚急性毒性和慢性毒性方面开展更加全面、深入细致的考察和研究。