马齿苋:从野草到“全球灵丹妙药”的科学探索
马齿苋:从野草到“全球灵丹妙药”的科学探索
马齿苋(Portulaca oleracea L.)是一种广泛分布于全球温带和热带地区的一年生草本植物,曾被列为世界上最常见的八大杂草之一。近年来,随着对其营养价值和药用价值的深入研究,马齿苋逐渐从"野草"转变为具有重要开发价值的"新作物"。本文将全面介绍马齿苋的营养价值、活性成分和药理活性,探讨其在食品和医药领域的应用前景。
马齿苋营养价值
新鲜马齿苋中水分含量达88.5%~94.78%,灰分和碳水化合物含量分别为1.37%~11.18%和3.39%~5.20%,蛋白质含量约为5.2%。
研究显示马齿苋的omega-3脂肪酸含量高于一般绿色蔬菜,特别是α-亚麻酸(ALA)。有研究比较了可食用蔬菜菠菜、马齿苋、红叶生菜和芥菜中omega-3脂肪酸的含量并发现马齿苋中omega-3脂肪酸含量最高。马齿苋主要含有27种脂肪酸,其中含量较高的是linoleic acid(25.09%~32.90%)、palmitic acid(23.43%~26.89%),linolenic acid(17.91%~28.40%)和oleic acid(9.70%~15.09%)。此外,该部分还详述了马齿苋中氨基酸、类胡萝卜素、维生素和矿物质的含量。
马齿苋活性成分
该部分综述了分离自马齿苋的多糖以及109个小分子活性成分,包括生物碱类、黄酮类和其他成分。
研究表明马齿苋多糖(PPs)具有抗癌、抗氧化、抗糖尿病等生物活性。水提醇沉是提取PPs的主要方法,进一步纯化可通过基于离子交换的DEAE -纤维素柱层析或基于尺寸排阻的Sephadex/Sepphacyl层析或两者相结合来进行。PPs主要由酸性多糖组成
,在最近一项研究中,从马齿苋的地上部分纯化得到线性非酯化的半乳糖醛酸聚糖(POPW-HG,图1),分子量约41.2 kDa。活性评价结果显示POWP-HG可增强抗体应答,Th1和Th2免疫应答。另一分离自马齿苋的的酸性多糖(POWP-H)为鼠李半乳糖醛酸聚糖I(RG-I),由Rha(15.7%)、Ara(31.7%)、Gal(42.5%)和GalA(10.1%)组成,其重均分子量(
Mw
)为1.2×10
6
g/mol。该多糖的结构由其降解产物POWP-H-H(图1)推断得到。
水溶性吲哚酰胺糖苷是马齿苋的特征性成分(1~17,图2),2005年首次从马齿苋中分离到,为环多巴母核与阿魏酸或对羟基肉桂酸酰化形成的糖苷类化合物。该类化合物的DPPH自由基清除活性显著,但含量低,以化合物1作为参照定量,马齿苋总吲哚酰胺糖苷含量为(9.76±0.57)mg/g,而按化合物2定量,含量为(15.12±0.88)mg/g。该部分详细罗列了各类型活性化合物的结构、潜在药理活性及对应数据等。
图1 马齿苋多糖结构示意图
图2 马齿苋中活性生物碱的结构
马齿苋药理成分
作为一种药食两用的植物,马齿苋具有多重药理活性。该部分对马齿苋提取物、组分和单体化合物的抗炎活性、抗氧化活性、降血糖活性、神经保护及其它活性和用途等进行综述和讨论(图3)。
在TNF-α诱导的人脐静脉内皮细胞血管炎症模型中,马齿苋水提物能通过抑制胞内ROS产生,激活NF-κB和降低黏附分子表达来阻断炎症反应进程。另一项研究发现富含黄酮的马齿苋提取物显示出抗炎活性,抗炎机制与抑制iNOS和COX-2表达相关,此外还涉及NF-κB通路的部分抑制与MAPK激活。该研究还通过UPLC-MS从马齿苋提取物中检测到黄酮类成分木犀草素、山奈酚和槲皮苷,但提取物的抗炎活性是否与这些成分有关未可知。从现有研究来看,马齿苋抗炎活性的发挥与抑制NF-κB信号通路和促炎因子释放以及激活抗氧化因子相关(图4)。
图3 马齿苋的药理活性及其机制/靶点
图4 马齿苋抗炎活性潜在机制/靶点示意图
结论与展望
马齿苋作为一种被广泛食用的植物,环境适应力很强,这意味着丰富储备资源。因此,未来研究应助力马齿苋跻身功能食品赛道,无论是将其作为天然、微加工或加工食品,还是作为食品和膳食补充剂亦或药物成分。然而,立足现有研究进展,目前的研究瓶颈和挑战无疑将阻碍对马齿苋的开发利用。针对现有局限,未来研究需重点关注以下方面:
1)研究表明马齿苋富含脂肪酸FAs、多酚类、矿物质和维生素等成分,目前与马齿苋相关的产品主要用于免疫调节,血糖调节,改善痤等,但马齿苋并不是这些产品的主要成分。马齿苋有“全球灵丹妙药”的美誉,应用广泛,但市场上与马齿苋相关的功能食品较少,未来研究应着重为马齿苋在功能食品领域的开发提供科学支持。
2)马齿苋的地上部分含有大量的抗营养成分如草酸(OA)。有研究表明野生马齿苋中OA含量为(7223.30±17.55)mg/100 g。饮食中高含量草酸可能会刺激消化系统,特别是肾脏和胃。此外OA还与肾结石的产生密切相关,高含量OA的存在无疑将限制马齿苋作为蔬菜作物的应用开发。研究发现马齿苋中的OA含量受到采收阶段和水培时硝铵比的影响。系统地探索影响马齿苋营养成分和抗营养成分含量的因素,将能为马齿苋加工工艺和前处理方法提供指导,从而实现马齿苋营养成分最大化、抗营养成分最小化。
3)普遍认为传统的草本植物是无害无不良反应的,尤其是马齿苋一直被作为绿色蔬菜食用,但草本植物的遗传毒性或系统毒性(肝脏和肾脏)有见报道。因此马齿苋提取物及其活性成分的安全性评价至关重要,这将为其在食品药品领域的安全应用提供科学依据。
4)就化学成分而言,目前对马齿苋有效成分的研究尚浅,无法为马齿苋在医药保健、化妆品等领域的应用提供理论指导。从马齿苋中分离的生物碱和黄酮类成分具有良好的抗炎、抗氧化等活性,而这些化合物含量都不高。有效提取和富集这些活性成分,特别是水溶性成分的制备有待深入研究。
5)马齿苋是世界上应用最广泛的药用植物之一,有效的质量控制对于临床用药的有效性和安全性具有非凡意义。马齿苋虽在中国是药食同源的,但《中华人民共和国药典》中尚缺乏马齿苋的质量控制项和指标成分。因此,未来研究应关注和探索马齿苋的指标成分,从而有助于对其建立较完善的质量评价和控制体系。
参考文献
LI Y X, XIAO L G, YAN H, et al. Nutritional values, bioactive compounds and health benefits of purslane (Portulaca oleraceaL.): a comprehensive review[J]. Food Science and Human Wellness, 2024, 13(5): 2480-2501. DOI:10.26599/FSHW.2022.9250203.