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Introduction
马齿苋(Portulaca oleracea L.)是马齿苋科的一年生草本植物,广泛分布于全球温带和热带地区。这种具有侵略性的物种,曾被列为世界上最常见的八大杂草之一。马齿苋在地中海、中欧和亚洲国家被当作野菜食用,享有“世界灵丹妙药(Global Panacea)美誉。马齿苋的营养价值主要得益于所含有的omega-3脂肪酸、胡萝卜素、维生素和矿物质等。近年来,马齿苋因其营养价值优于普通绿色蔬菜而备受关注,有望成为膳食营养补充剂。
除了营养价值外,马齿苋的药用价值也不容小觑。马齿苋被世界卫生组织列为世界上应用最广泛的药用植物之一。在中国,马齿苋干燥地上部分可作为中药,用于治疗湿疹、丹毒、蛇咬伤、便血等,而马齿苋在其他国家的民族药理用途也多种多样。相应地,马齿苋的抗炎、降血糖、抗氧化、免疫调节等活性亦被报道。上述药理活性和马齿苋所含有的化学成分密切相关,研究发现马齿苋含有多糖、生物碱、黄酮类等成分。
以往关于马齿苋的综述多聚焦于马齿苋植物化学成分和药理作用,各有侧重。本文在以往综述的基础上更全面地总结了马齿苋的研究进展,聚焦于马齿苋的营养价值、活性成分和药理活性,为其在食品药品领域的开发应用提供参考。最后立足已有研究,进行了总结与展望。
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1.2×106 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。
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)。
Conclusion and Future Perspective
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。
第一作者
李彦茜,女,中国科学院昆明植物研究所2020级硕士研究生(已毕业),2022年中国科学院优秀学生干部。主要研究方向为中药多糖的结构鉴定和活性研究。
通信作者
郝小江,中国科学院院士,中国科学院昆明植物研究所研究员。长期从事植物化学研究,将天然产物化学与植物资源、植物病害防御、化学生物学等研究交叉融合,逐步建立了现代植物化学研究体系。阐明粉花绣线菊复合群特征植物化学成分与种群遗传分化、历史变迁和地理分布规律的关系,为植物多样性的形成演化研究提供了新思路;开辟植物源农药创制新途径,发现候选新农药靛红酮;与他人合作,使用植物化学小分子探针相继揭示了促线粒体融合、特异性抑制和协同激活Wnt/β-catenin信号通路、促进溶酶体生物发生等新颖作用机制和潜在靶蛋白的新功能;是我国植物化学领域的学术带头人之一,为该学科发展发挥了承上启下的作用。720余篇学术论文被SCI收录,以通讯/共同通讯作者在Nat. Cell Biol.、Nat. Chem. Biol.、Cell Res.、Angew. Chem. Int. Ed.、PNAS等期刊发表研究论文650余篇;获云南省自然科学一等奖3次、授权国际发明专利2件和中国发明专利44件。鉴于他在植物化学领域的突出贡献,2017年被授予何梁何利基金科学与技术创新奖。
刘海洋,博士,中国科学院昆明植物研究所博士生导师。云南省中青年学术和技术带头人,云南省产业技术领军人才,享受云南省政府特殊津贴。主要从事天然药物化学、药用植物资源学研究。开展了40余种植物的化学成分和生物活性研究,分离鉴定了800余个化合物,其中300多个为新化合物,发现了一类活性强于罗格列酮的新型胰岛素增敏剂、强活性的抗肿瘤化合物以及止血新资源植物,正在开展作用机制和成药性研究,部分研究成果已经转让给企业。在Angew. Chem. Int. Edit.、Org. Lett.、J. Biol. Chem.、J. Nat. Prod.、Cell Res.等刊物上发表论文130余篇,其中100多篇被SCI收录,获得授权发明专利14件。主持NSFC-云南省联合基金、多项国家自然科学基金面上及云南省省重点项目。获云南省科技进步特等奖和一等奖、中国科学院科技促进发展奖科技贡献奖。
Nutritional values, bioactive compounds and health benefits of purslane (Portulaca oleracea L.): a comprehensive review
Yanxi Lia,b, Longgao Xiaoa,b, Huan Yana, Mingyi Wua, Xiaojiang Haoa,c,*, Haiyang Liua,c,*
a State Key Laboratory of Phytochemistry and Plant Resources in West China, Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Kunming 650201, China
b University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
c Yunnan Characteristic Plant Extraction Laboratory, Kunming 650106, China
*Corresponding author.
Abstract
Portulaca oleracea L., commonly known as purslane, is a worldwide weed species belonging to the family Portulacaceae and has been known as “Global Panacea”. As one of the most widely consumed green vegetables and medicinal plants around the world, it has recently been re-evaluated as a potential “new crop” due to the properties that differentiate it as one of the best vegetable sources of omega-3 fatty acid (α-linolenic acid), as well as a variety of nutrients and phytochemicals. Accordingly, emerging research has found that purslane exhibits health-promoting properties like anti-inflammatory, anti-hyperglycemic, antioxidant, neuroprotective, and immunomodulatory. These findings suggest that this species possesses a potential using as a dietary supplement beyond potherb and traditional medicine. This review systematically summarizes the up-to-date research carried out on purslane, including the nutritional compositions, bioactive compounds, and health benefits it exerts as well as limitations, challenges, and future directions of research. Finally, we hope that this review would provide purslane with a comprehensive reference and future scope as functional and health-promoting food for disease prevention and treatment.
Reference:
LI Y X, XIAO L G, YAN H, et al. Nutritional values, bioactive compounds and health benefits of purslane (Portulaca oleracea L.): a comprehensive review[J]. Food Science and Human Wellness, 2024, 13(5): 2480-2501. DOI:10.26599/FSHW.2022.9250203.
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编辑:梁安琪;责任编辑:孙勇
封面图片来源:图虫创意