苦瓜的研究进展与发展趋势
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苦瓜的研究进展与发展趋势
摘要::苦瓜富含多种生物活性成分,具有降血糖、抗菌、抗病毒、抗肿瘤等功效。综述了国内外苦瓜化学成分及功能的研究概况,并展望了苦瓜在食品、医药上的应用前景。
关键词:苦瓜;化学成分;功能作用
苦瓜,它的果实为纺锤或长筒形,表面有瘤状突起;幼嫩时为绿色或白绿色,瓤为白色;成熟时为黄红色,果肉、瓤为鲜红色。下面就是其基本概况、化学成分、药用价值、开发现状及其应用前景综述如下。
1. 苦瓜的基本概况
苦瓜(Momordica charantia)属于葫芦科(Cucurbitaceae)苦瓜属(Momordica)的一年生攀援性草本植物原产亚洲热带地区,广泛分布于热带亚热带和温带地区印度日本以及东南亚地区栽培历史久远,中国栽培历史约600年苦瓜具有特殊的苦味,但仍然受到大众的喜爱,这不单纯因为它的口味特殊,还因为它具有一般蔬菜无法比拟的神奇作用苦瓜在世界许多国家和地区都有入药记载,苦瓜全株,特别是种子和果实具有很强的生理活性,具有明显的降血糖抗肿瘤杀精和堕胎等药理作用。
2. 苦瓜的化学成分
2.1苦瓜多糖
植物多糖是植物体中重要的生物活性成分之一。在苦瓜干粉中,苦瓜多糖的含量约为6%,属于杂多糖[2-3],其组成成分主要为半乳糖、葡萄糖、阿拉伯糖、鼠李糖、甘露糖等[4-5]。
2.2苦瓜蛋白及多肽
苦瓜蛋白及多肽也是苦瓜的主要功能成分,苦瓜蛋白中研究较多的是核糖体失活蛋白(ribosome inactivating protein,RIP),它是一类能够使核糖体失活从而抑制蛋白质合成的碱性糖蛋白,分为I型和II型。苦瓜蛋白MAP30就是一种I型(双链)核糖体失活蛋白,其分子质量为30kD,故名为MAP30[6]。M.Cy蛋白也是一种I型核糖体失活蛋白,是Rajasekhar等[7]从苦瓜果实水提物中分离出来的,其分子质量为17kD。苦瓜素则是一类II型(单链)核糖体失活蛋白,目前已从苦瓜中分离出苦瓜素等[8-10]。
植物凝集素是由植物细胞合成分泌且能与糖结合的一类蛋白,在细胞识别和黏着反应中起着重要作用。1972年,Tomita等[11]首先从苦瓜籽中分离到一种凝集人0型红细胞的凝集素。1998年,Wang Hexiang 等[12]从苦瓜中也分离得到一种凝集素,其分子质量为12.4kD,并发现其氨基酸序列和苦瓜素及RIP有一定的相似性。至今已从苦瓜中分离出多种植物凝集素。
植物胰岛素是指从一些天然植物中提取的一类具有类似胰岛素作用的多肽类物质,最早被确认的植物胰岛素来自印度苦瓜中的一种苦瓜多肽。多肽.P就是从苦瓜中分离得到一种分子质量约为1lkD的苦瓜多肽,其含有166个氨基酸残基[l3]。2008年,Yuan Xiaoqing等[l4]又从苦瓜中分离到一种分子质量为3.4kD的多肽。
2.3苦瓜皂苷
皂苷是植物糖苷的一种,是多种药物的有效成分,可分为甾体皂苷和三萜皂苷。在苦瓜的根、茎、叶及果实中均含有皂苷,以三萜皂苷为主。实验表明,苦瓜籽中总皂苷的含量约为0.432%o[l5]。现已从苦瓜中分离出40多种皂苷类成分[16],包含有葫芦素烷型、齐墩果烷型、乌苏烷型、豆甾醇类、胆甾醇类及谷甾醇类皂苷等。
2.4其他
苦瓜中的功能性成分还有类黄酮化合物、多酚类化合物、不饱和脂肪酸、生物碱、维生素等。类黄酮化合物具有多酚结构,其在苦瓜中的存在形式有两种,即游离的苷元和与糖等结合的苷[17]。苦瓜醇提物、水提物中类黄酮化合物含量分别可达44.0、62.0mg/g;多酚类化合物含量分别可达68.8、51.6mg /g[18]。苦瓜中不饱和脂肪酸含量比例也比较高,单不饱和脂肪酸含量在总脂肪酸含量中的比例约为20.1%,多不饱和脂肪酸含量的比例约为64.3%,目前已从苦瓜中提取出9种不饱和脂肪酸[17]。另外,苦瓜中还富含有丰富的VC和V A[1]。
3.苦瓜的药理学功能
3.1抗菌抑菌作用
田宝泉研究结果表明[19],提取物对11种165株革兰氏阳性球菌、革兰氏阴性杆菌具有抗菌抑菌作用。苦瓜叶子的浓缩汁经临床实验证明也具有广谱抗菌活性,其叶子浓缩汁的体外抗菌活性可以抑制大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等,其整株植物的浓缩液也表现出抗菌活性。
3.2抗氧化
王先远等[20]研究报道苦瓜皂能显著降低鼠剧烈运动后各组织MDA升高,且有剂量反应,还能明显提高各组织SOD活力及血清、肝脏中的GSH-PX活力。傅明辉等[18]从苦瓜籽中分离纯化出1种相对分子质量为29600的蛋白质和1种小分子蛋白质,两者在无细胞系统抑制50%蛋白质合成浓度分别为4.3×10-6mol/L、1·4×10-6mol/L,含糖量分别为4.83%和1.82%,类超氧化物歧化酶(SOD)活性分别为79.05 u/mg和17.25 u/mg,阳性照纯品SOD活性为1276 u/mg,表明这2种核糖体失活蛋白具有一定的抗氧化活性。乔昕等[21]实验证明,苦瓜具有较好的抗氧化性,且与柠檬酸有协同抗氧化作用。
3.3降血糖
大量文献表明,苦瓜的多种提取物都具有辅助降血糖的功效[22]。曾有报道,新鲜未成熟苦瓜果实粉末的降血糖(空腹血糖水平)效果可与优降糖相当[23]。1981年,Khanna[24]等从苦瓜中获得一种具有降糖活性的多肽,并证实它具有口服降糖活性。傅明辉等报道苦瓜的果肉提取液对四氧嘧啶导致的高血糖小鼠有一定的降血糖作用。美国的Karunanuyake[25]等研究表明:苦瓜果汁的降糖作用是通过刺激活性β-细胞分泌的胰岛素达到的。我国科学家还从苦瓜中分离出胰岛素-P,具有明显的降血糖作用,其降血糖的作用比医治糖尿病的药物苯磺丁脲还明显,为糖尿病患者理想的食品。苦瓜的降糖作用强而恒定,其果实中活性成分降糖作用强于合成药,具有高效低毒的特点。
3.4抗病毒
向亚林[26]等研究发现,苦瓜和从其分离出的几种化合物如苦瓜凝集素、MAP30蛋白具有抗病毒活性,苦瓜中的MAP30蛋白能抑制HIV活性,使HIV在接触苦瓜提取物4d内抗原活性完全不表达,有选择性的杀死被HIV感染的淋巴细胞和巨噬细胞,能够抑制单核细胞HIV一I型病毒DNA复制,而对未感染细胞没有毒性,因此具有抗艾滋病作用;苦瓜蛋白对柯萨奇病毒具有直接灭活作用,苦瓜素在体内外对柯萨奇病毒的RNA复制具有明显的抑制作用,其抑制作用是通过抑制柯萨奇病毒的RNA在心肌细胞内的转录和翻译,在病毒复制的分子水平上发挥作用。
3.5抗炎
Gurbuz等[27]实验证明,苦瓜的干粉和挥发油成分对酒精引起的模型小鼠的皮肤溃疡表现出很强的抑制作用,而且具有剂量反应。黎锦城[28]报道,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。
3.6降血脂
田宝泉[29]等的试验表明,苦瓜子乙醚提取物可以降低体内的血脂水平,抵消由于胆固醇吸收过多而引起的血脂升高,从而在防治动脉粥样硬化所致的各种心血管疾病方面有着明显的作用。
在Ahmad等[30]的实验中, STZ所致糖尿病大鼠血清中非酯化胆固醇和磷脂水平是正常对照组的2倍,甘油三酯(TG)水平是对照组的4倍,高密度脂蛋白-胆固醇(HDL-c)水平是对照组的50%。以苦瓜果汁对上述糖尿病大鼠进行治疗可使血清中非酯化胆固醇、磷脂及TG水平降低,HDL-c水平升高,趋于正常