竹芋根茎淀粉的理化特性及其对 COX-2 的抑制作用:体内验证 —— 开启淀粉研究与健康应用新篇

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre CS6.0

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  为探究竹芋(Maranta arundinacea L.)根茎淀粉特性及抗炎作用,研究人员对其进行理化分析,并以角叉菜胶诱导大鼠足肿胀模型评估抗炎活性。结果显示该淀粉具独特理化性质且能抑制 COX-2 表达,这为其在食品和医药领域应用提供依据。

  在人类饮食中,淀粉一直是重要的热量来源。从植物的根茎到种子,淀粉广泛存在于各类植物器官中。像常见的小麦、玉米、土豆和大米淀粉,早已被深入研究并广泛应用于食品和非食品领域 。然而,还有许多植物淀粉等待着人们去探索。竹芋(Maranta arundinacea L.),这种生长在热带森林的多年生草本植物,其根茎富含淀粉。竹芋淀粉在食品工业中已有所应用,比如用于烘焙食品、制作布丁和酱汁的增稠剂,因其易消化、凝胶能力强而受到关注 。但目前,对于竹芋淀粉的研究还不够全面,尤其是它的理化特性和潜在的药用价值,仍存在诸多未知。
与此同时,炎症与多种慢性疾病,如 2 型糖尿病(T2DM)、心血管疾病(CVD)和癌症的发生发展紧密相关。炎症过程中,一些促炎因子,像肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)、白细胞介素 - 6(IL-6)等会被释放,进而引发胰岛素抵抗、脂质代谢紊乱和氧化应激增强 。环氧合酶 - 2(COX-2)基因的上调更是肿瘤发生发展的关键标志,在结直肠腺癌中,约 80% 的病例存在 COX-2 的过表达,它在肿瘤的侵袭、抗凋亡和血管生成中发挥着重要作用 。因此,寻找能够调节炎症反应、抑制 COX-2 表达的物质,成为了生命科学和医学领域的重要研究方向。

为了解决这些问题,来自国内相关研究机构的研究人员开展了一项关于竹芋根茎淀粉的研究。他们旨在分离竹芋根茎淀粉,分析其理化性质,并探究其对炎症反应的影响,尤其是对 COX-2 基因表达的调控作用。最终研究发现,竹芋淀粉具有独特的理化性质,在体内实验中展现出良好的抗炎活性,能够下调 COX-2 基因的表达。这一研究成果发表在《Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre》上,为竹芋淀粉在食品和医药领域的进一步开发利用提供了重要依据,有望为预防和治疗炎症相关疾病开辟新的途径。

在研究方法上,研究人员首先采集了竹芋的块茎根茎,并在印度植物调查局(Botanical Survey of India)进行了物种鉴定。接着,他们通过特定方法从竹芋根茎中分离出淀粉。随后,对淀粉的多项理化性质进行测定,如水分和灰分含量、持水能力、吸水指数、直链淀粉含量、透光率等,并利用扫描电子显微镜(SEM)观察淀粉颗粒的结构形态 。在评估抗炎活性时,研究人员采用角叉菜胶诱导 Wistar 大鼠足肿胀模型,进行生化指标检测,包括血清酶、脂质过氧化、酶促抗氧化剂水平的测定,同时对足组织进行组织病理学研究,并分析促炎 COX-2 基因的分子表达 。

竹芋淀粉的理化性质


研究人员对竹芋淀粉的理化性质进行了全面分析。结果显示,竹芋淀粉含有 9.3% 的水分、1.36% 的灰分以及 26.3% 的直链淀粉。随着时间的增加,其透光率(%)呈下降趋势。通过扫描电子显微镜(SEM)观察发现,淀粉颗粒的形状多样,有球形和不规则形,颗粒大小在 2.86 - 6.92μm 之间。这些独特的理化性质,为竹芋淀粉在食品和其他领域的应用提供了重要的基础数据。

竹芋淀粉的抗炎活性研究


在角叉菜胶诱导的大鼠足肿胀实验中,研究人员发现,给予竹芋淀粉(200mg/kg)处理后,大鼠足肿胀程度明显减轻,与标准药物双氯芬酸钠相比,效果显著。进一步的生化分析表明,经竹芋淀粉处理后,大鼠血清酶和酶促抗氧化剂水平接近正常范围,这意味着竹芋淀粉能够有效调节体内的炎症反应和氧化应激状态。

组织病理学研究与 COX-2 基因表达分析


组织病理学研究结果有力地证实了竹芋淀粉的抗炎活性。通过对大鼠足组织的观察发现,竹芋淀粉处理组的组织炎症程度明显减轻。同时,分子生物学研究表明,竹芋淀粉能够下调促炎 COX-2 基因的表达,从基因层面揭示了其抗炎作用的潜在机制。

综合以上研究结果,竹芋淀粉不仅具有独特的理化性质,在食品工业中展现出潜在的应用价值,例如可利用其较高的直链淀粉含量和持水能力,在冷却时形成凝胶,应用于可食用或可生物降解的薄膜技术 。而且,它还具有显著的抗炎活性,能够通过下调 COX-2 基因的表达,有效减轻炎症反应。这一研究成果为竹芋淀粉在医药领域的开发利用提供了理论依据,有望成为预防和治疗炎症相关慢性疾病的新选择。不过,目前对于竹芋淀粉的研究仍处于初步阶段,未来还需要进一步深入探究其作用机制和应用效果,例如研究不同剂量竹芋淀粉的长期作用效果,以及其在人体临床试验中的安全性和有效性等问题 。但无论如何,这项研究都为生命科学和健康医学领域开启了新的研究方向,为竹芋淀粉的开发利用带来了新的希望。

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