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“被埋没的宝物”--马铃薯(一)

时间:2018-05-07  来源:http://www.mengjiansw.com/news/125.html

“被埋没的宝物”--马铃薯(一)


健康是促进人类全面发展的必然要求,是国家富强和人民幸福的重要标志。没有全民健康,就没有全面小康


目前,随着粮食价格不断上涨,局部地区的粮食短缺、供应不稳定等问题日趋增加,全球的关注焦点开始逐步转向了马铃薯这种古老作物。马铃薯因生长快、产量高、营养全面,故可提高粮食安全、改善膳食结构、降低营养不良比率。在欧洲,人们常用马铃薯汁来治疗消化不良等胃肠疾病 ,有大量研究证实,马铃薯除提供人体必需营养素外,还可改善人体某方面机能、降低慢性病风险,从而减少发病率和死亡率 ,最终促进人类健康,提高生命质量。为此,联合国将 2008年定为马铃薯年,并称其为“被埋没的宝物”。我国是世界上最大的生产国,研究马铃薯的潜在价值有其深远意义。


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在中国营养学会公布的《中国居民膳食指南》中,马铃薯与谷物一同位于膳食宝塔的最底层,富含纤维、VC、钾和优质蛋白等多种营养成分。《 中国药膳》 曾记载:“土豆性味甘平,功效健脾健胃,益气和中。适应胃痛、便秘及十二指肠溃疡等症”。早有报道称,马铃薯是一种粮菜皆可的食物,兼具食疗的保健作用。然而,我国功能食品的研究偏于中医药理论 ,国内大多报道只停留在其功能上而回避了具体的功效成分。有关马铃薯的研究也多集中于品种的改良、产品的加工以及淀粉、发酵制品的开发利用,而缺少对其生物活性成分的功效性和安全性的科学论证。下文筛选了马铃薯中几种具体的生物活性成分,从分子生物学角度论述了它们与健康之间的联系,并简要说明了其作为膳食补充剂的可行性。


1、酚类化合物


酚类化合物是马铃薯的次生代谢产物,多为酚酸物质,包括水溶性的绿原酸、咖啡酸、没食子酸和原儿茶酸,与其他蔬菜相比,马铃薯中绿原酸的含量可达其鲜质量的 0.45% ,是酚酸的重要来源。有研究报道,酚类物质有调节免疫系统、清除自由基和抗脂质过氧化的作用,可防止因食品添加剂、工业原料及农药等化学物质诱发的多种疾病。特别是马铃薯皮提取物(PPE,potato peel extract)中的酚类化合物,其在体内和体外均有较强的抗氧化活性,具有抗菌、抗病毒、抗癌、降血糖及防止心血管疾病等多种功效。张春秋经研究发现酚酸含量较高的紫肉马铃薯抗氧化活性最强,根据块茎水溶性提取物的 DPPH 自由基清除能力与酚酸相关性,推断出绿原酸是起抗氧化作用的主要酚酸。

Singh 等人采用促氧化系统,利用细胞的形态与结构的变化研究了 PPE 中多酚化合物对小鼠和人体红细胞的抗氧化作用,结果表明,多酚化合物可减少由 H2O2引起的红细胞形态及结构的变化,防止抗坏血酸亚铁对红细胞膜蛋白的氧化损伤。之后,他们又令小鼠口服 PPE(100mg/kg,7d)和单剂量 CCl4(3 mL/kg),结果显示,用 PPE 预处理过的小鼠未因体内 CCl4破坏而引发急性肝损伤,分析证实 PPE 中的多酚化合物具有较强的保肝作用。


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2、生物活性肽



肽是参与体内代谢的重要物质,特别是那些具有特殊生理活性的功能肽近年来倍受关注,人们试图通过补肽来提高机体免疫力,预防并治疗诸如癌症、心脑血管之类的多种疾病。马铃薯中约含 3%的蛋白质,氨基酸比值系数分比大豆分离蛋白略高,且其中近 30%的蛋白质为蛋白酶抑制剂 ,因而,马铃薯可为人体提供大量的优质蛋白和生物活性肽,达到医疗保健作用。Kim 等人从 GoldenValley 马铃薯中分离并鉴定出一种名为 Potide-G 的抗微生物肽,这种肽与马铃薯蛋白酶抑制剂有序列同源性,可抑制人和植物体内致病株的生物活性,起到抗真菌作用。


此外,它的低分子量及其耐热性能有助于皮炎、食道感染等疾病的研究治疗。Pihlanto 等人用alcalase、neutrase 和 esperase 3 种蛋白酶水解马铃薯蛋白,发现超滤后的水解产物对血管紧张素转化酶(angiotensin-convert-ing enzyme,ACE)有抑制作用。这种血管紧张素转化酶抑制剂(angiotensin-convertingenzyme in-hibitor,ACEI)是一种小分子活性肽,能阻止ACE 将血管紧张素Ⅰ转化为血管紧张素Ⅱ,防止缓激肽等其他肽类激素失活,并清除超氧阴离子基团、羟基等自由基,可预防并治疗癌症、动脉粥样硬化和糖尿病等疾病。唐瑜菁经体外研究发现,马铃薯羧肽酶抑制蛋白(potato carboxypeptidase inhibitor,PCI)抑制血浆羧肽酶 B 的促纤溶作用,在一定范围内随组织纤溶酶原激活剂浓度的增高而增强。如果将 PCI作为辅助溶栓药剂和低剂量的溶栓药物一起给药,可避免过量给药造成的全身性纤溶引起的出血 。近来,Parajo 等人又经实验发现,控制肿瘤增殖的铂化合物与 PCI 突变体结合后,使表皮生长因子受体的细胞数量远高于正常细胞,从而说明 PCI 突变体是铂化合物的良好载体,PCI 对癌症有积极的治疗作用。


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3、α- 茄碱和 α- 查茄碱



糖苷生物碱是马铃薯的另一次生代谢产物,其 95%为α-茄碱和α-查茄碱,并且后者含量偏多,占据了总糖生物碱的 60%。有实验证实,α-查茄碱的抗真菌活性最强,其糖链部分在糖苷生物碱与膜糖受体相互作用中起重要作用,是马铃薯糖苷生物碱中最有效的抗单纯疱疹病毒成分。虽然糖苷生物碱对人和动物有一定的毒副作用,但较强的生理作用和药物活性又决定了其开发利用的潜在价值。另外,α-茄碱和α-查茄碱还具有高度协同的溶血作用,将二者增加或切除一个或多个单糖后,它们对脂质体膜的渗透作用几乎丧失,可见,此二种有效成分有助于降低血浆低密度脂蛋白和胆固醇。

早有研究表示,在体外,包括α-茄碱和α-查茄碱在内的 17 种糖苷生物碱能够抑制人类结肠癌细胞(HT-29)和人类肝癌细胞(HEPG2)的生长。近几年,Yang 等人通过流式细胞检测分析,α-查茄碱可抑制细胞外信号调节激酶,激活天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶,从而杀死 HT-29细胞,再次证实了之前的研究报道。李盛钰采用MTT 法证明了 α-茄碱和 α-查茄碱对 HCT-8 肿瘤细胞增殖有很好的抑制作用,其中α-茄碱 IC 50 值可达 10.9 μmol/L,分析构效关系后知,糖苷生物碱糖链的 6-OH 对其发挥抗肿瘤作用至关重要,可能是发挥抗肿瘤作用的活性中心,此发现为该方向的深入研究提供了更确凿的理论依据。


4、打碗花精



打碗花精为一类含氮的羟基化合物,是水溶性的降托烷生物碱,其研究起步较晚,迄今已发现10 余种。马铃薯中除含有大量的打碗花精 A3和打碗花精 B2 外,还有少量的打碗花精 B1 、打碗花精 B3 和打碗花精 B4 ,其中打碗花精 A3 和打碗花精 B2 都是具有高效选择性的糖苷酶抑制剂。这类氮杂糖对糖苷酶有特异性抑制作用,并与苦马豆素、澳粟精胺、脱氧野尻霉素等药物有相似功效,可治疗糖尿病、HIV 和癌症等疾病。

打碗花精对糖苷酶的抑制作用不仅与降托烷的羟基数量和位置有关,还与糖苷酶的种类和性质有关。Kvasnicka 等人使用毛细管区域电泳和毛细管等速电泳测定取自马铃薯不同部位和不同薯种中的打碗花精的含量及组成,结果表明,发芽的马铃薯中打碗花精含量最高。Stegelmeier 等人用渗透压微泵向多组小鼠体内分别植入不同剂量的苦马豆素、澳粟精胺和打碗花精 A3 、打碗花精 B2 及打碗花精 C1 ,于 28d后电镜观测,发现只有打碗花精 A3 引起的肝脏病变最轻,证明其在几种药物中的毒副作用最小,这些发现都为打碗花精的研究开发提供了较新的理论基础。

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研究现状及展望

综上所述,马铃薯所含有的这些活性成分,不仅使其具有良好的食用功能,更有显著的医用功能。马铃薯的品种不同,化学组分不同,其功能性质也不尽相同,然而时至今日,仍有一些作用机理尚未清楚,有待进一步的深入研究与证实。另外,马铃薯中的膳食纤维、VC、类胡萝卜素以及钾、磷、钙、锌等矿物质,除可降血糖、降胆固醇,预防并治疗多种疾病外,还可将其作为生物微营养强化素加以考虑,旨在消除身体中的“隐形饥饿”。总之,马铃薯中的活性物质及营养成分将为人类的健康带来更多的福音。






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