综述:葫芦巴(Telfairia occidentalis Hook. f.)的功能特性、植物化学、营养药物及治疗学属性与潜力
《Food, Nutrition and Health》:Functional, phytochemical, nutraceutical, and therapeutic properties and potentials of fluted pumpkin (Telfairia occidentalis Hook. f.)
编辑推荐:
随着对兼具功能特性、营养药物活性、修复及药用功能的天然食物、营养素及生物活性化合物资源的持续探索,研究人员旨在明确Telfairia occidentalis Hook. f.在满足上述需求中的作用。本研究系统综述了近年关于Telfairia occident
随着对兼具功能特性、营养药物活性、修复及药用功能的天然食物、营养素及生物活性化合物资源的持续探索,研究人员旨在明确Telfairia occidentalis Hook. f.在满足上述需求中的作用。本研究系统综述了近年关于Telfairia occidentalis及其种子、叶片、果实与全株的营养、植物化学、治疗、药用、营养药物、功能及修复特性的研究进展,涵盖其在神经保护、肝脏保护、抗氧化、抗溃疡、生殖促进、抗炎、抗疟原虫、抗肿瘤、抗菌、镇痛、降血脂及药物开发等领域的疾病治疗与管理作用。Telfairia occidentalis及其种子、叶片和果实是维生素、蛋白质、矿物质、必需氨基酸、脂肪与脂肪酸、碳水化合物及重要植物化学物质的优质来源,上述组分在健康维护与疾病预防/治疗中均发挥关键作用。Telfairia occidentalis的上述特性可充分拓展至营养与饮食学、医学、药学、食品生产、膳食补充剂配方及治疗药物与营养药物开发等领域。
引言
研究背景指出,药用植物中的黄酮类、生物碱、酚类、单宁、鞣质、皂苷、苷类及甾体等次生代谢产物可改善人体生理功能。世界卫生组织(WHO)倡导加强对传统(草药)医学的认可,当前人群选择传统草药的原因包括传统习俗、信仰、民间经验、资源匮乏、疗效认知及常规医疗资源可及性不足等。WHO同时强调,药用植物的化学成分可作为高价值药物开发的原料,明确植物次生代谢产物不仅有助于药物研发,还可拓展农户市场潜力。Telfairia occidentalis(西非俗名ugwu,中文称葫芦巴)为西非和中非森林区常见物种,其叶片、种子及嫩梢因神经保护、肝脏保护、抗肿瘤及抗氧化等特性被广泛食用。该植物为西非(尤其是尼日利亚)重要的文化食材,为雌雄异株的多年生攀援草本,茎具5棱,密被多细胞毛,叶为3-5小叶复叶,果实具10条显著纵棱,种子无胚乳,多呈暗红色,外被亮黄色纤维状内果皮。叶片可单独或与奥卡尔(okar)共制汤品,种子可煮食、烤食或磨粉制汤,其生粉的水、脂肪吸收性能优于油脂,适用于烘焙工业。种子蛋白质含量约30%,含高比例非干性油,但老叶、茎、根及种子中草酸、植酸等抗营养素含量较高,其中根中含量最高,嫩叶中氰化物和单宁含量较高,提示嫩叶营养素生物利用度更高,需通过适当加工处理保障食用安全。成熟种子因抗氧化活性较低且抗营养素含量高,不宜直接食用,经蒸煮、烘烤或发酵后可去除抗营养素,制成浆食用,其种子也是传统发酵调味品奥吉里(Ogiri)的组成成分,奥吉里作为优质蛋白质来源,可缓解发展中国家的营养不良问题。本研究系统综述Telfairia occidentalis及其各部位的营养、植物化学组成及已验证的治疗、药用、营养药物、功能与修复特性,明确其在多类疾病管理中的作用,同时解析其叶片水提物的植物化学组分及抗氧化、自由基清除能力,为后续功能食品与植物药开发提供依据。
分类学特征与营养特性
分类学特征
Telfairia occidentalis Hook. f.在尼日利亚东南部称“ugu”,分类地位明确,其完整的分类层级为:植物界(Plantae)| 绿植物亚界(Viridaeplantae)| 链束植物下界(Streptophyta)| 维管植物门(Tracheophyta)| 种子植物亚门(Spermatophytina)| 被子植物下门(Angiospermae)| 木兰纲(Magnoliopsae)| 蔷薇超目(Rosanae)| 葫芦目(Cucurbitales)| 葫芦科(Cucurbitaceae)| 葫芦巴属(Telfairia Hook.)| 葫芦巴(Telfairia occidentalis Hook. f.)。该物种为西非特有的多年生攀援草本,长度可达20 m以上,分类地位稳定,无近期修订记录,其分类信息为植物化学比较、育种及资源可持续利用提供了基础框架。
营养特性
葫芦巴因营养组成丰富及抗氧化、抗病毒、抗糖尿病、抗炎等活性受到广泛关注。其果皮、种子及果肉的营养组成涵盖水分、脂质、蛋白质、能量及矿物质,上述组分均已被证实具有健康效益。该植物可种植于平地或垄上,常沿围栏或树木攀援,便于果实悬挂。叶片蛋白质含量约29%,脂肪18%,富含维生素及矿物质,植物化学分析证实其含皂苷、生物碱、单宁及酚类,同时富含磷、钙、锌、铁、铜等矿物质。种子总灰分4.8%,碳水化合物23%,脂肪45%,蛋白质20.5%,纤维2.2%,含58%的磷脂、糖脂及中性脂质,种子油中不饱和脂肪酸占比61%,在尼日利亚民间医学中应用广泛。果皮含醇不溶性多糖(AIP),可调节肠道菌群生长并抑制胆汁酸吸收,果皮占果实重量的18%-21%,此前多被废弃,其高营养价值及健康促进活性为副产物高值化利用提供了方向。果肉含氨基酸、矿物质、活性蛋白及多糖,是磷、钾、镁、蛋白质及脂质的重要来源,同时富含胡萝卜素、矿盐、果胶、酚类及萜类化合物。果实中维生素A、C、B1、B2、B3、B5、B6、B9、E含量分别为0.43 mg/100 g、9.0 mg/100 g、0.05 mg/100 g、0.11 mg/100 g、0.60 mg/100 g、0.30 mg/100 g、0.06 mg/100 g、0.02 mg/100 g、1.06 mg/100 g;种子中上述维生素含量分别为0.02 mg/100 g、0.3 mg/100 g、0.03 mg/100 g、0.05 mg/100 g、0.29 mg/100 g、0.06 mg/100 g、0.04 mg/100 g。上述营养素及生物活性成分赋予葫芦巴免疫调节、心脏保护、生殖促进、心肌保护及抗氧化等功能。种子还富含锌、磷、镁、硒、钾等矿物质,参与机体多种生理过程;果肉中植物甾醇及植物营养素含量丰富,不同部位的矿物质功能存在差异,如钾参与渗透压调节,镁参与酶活性维持等。
Telfairia occidentalis Hook. f.的主要植物化学物质及药用特性
茎和叶片中主要含黄酮类、单宁、皂苷、生物碱、蒽醌、甾体及还原糖,根中则含单宁、还原糖、苷类、皂苷、甾醇及三萜类化合物。上述植物化学物质已被证实具有广泛的药用价值,如抗前列腺癌、抗关节炎、抗炎等活性。种子此前多被视为加工废弃物,现因其高营养价值被重新评估,经适当处理后食用无健康风险,加工过程可去除过敏原及微生物/化学毒素,植物化学物质本身也具有一定的毒素拮抗作用。近期研究采用高效液相色谱(HPLC)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)及计算机模拟技术对关键生物活性化合物进行定性定量,并关联其药理活性,证实黄酮类、酚类、皂苷及类胡萝卜素是其抗氧化、抗炎、肝脏保护及抗纤维化活性的主要贡献组分。不同部位、提取方法及种植条件会导致化合物浓度存在差异,提示产品开发需采用标准化原料。未来研究需聚焦临床试验及生物利用度研究,推动其向植物治疗剂及营养药物转化。
药用、治疗及疾病预防/治疗特性
葫芦巴在细胞层面具有神经保护、肝脏保护、抗氧化、抗溃疡、生殖促进、抗炎、抗疟原虫、抗肿瘤、抗菌、镇痛、降血脂及药物开发等多重活性。
神经保护特性
营养状况直接影响脑发育,蛋白质-能量营养不良(PEM)可导致脂质过氧化,引发自由基生成,造成脑损伤及机体功能障碍。葫芦巴叶片富含黄酮及酚类,可有效清除活性氧,维持神经元氧化还原稳态。近期大鼠实验显示,其叶片水提物可拮抗镉诱导的神经毒性,恢复脑组织中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)及过氧化氢酶(CAT)活性,抑制丙二醛(MDA)积累,改善步态运动功能。民族药理学及生化研究进一步证实,该提取物可降低氧化应激标志物,增强细胞保护酶系统,为重金属及化疗药物诱导的神经元损伤提供保护,是维持氧化应激状态下认知及运动功能的潜在营养药物辅料。
抗肿瘤特性
癌症发生与氧化应激及膳食抗氧化水平密切相关,约5%-10%的癌症与遗传相关,其余多与生活方式相关。葫芦巴被证实可降低人类癌症发生率,其抗肿瘤活性由酚类、黄酮类及萜类成分介导,通过调节氧化应激、凋亡及增殖通路发挥作用。种子提取物与刺果番荔枝(Annona muricata)叶提取物联用可显著抑制Wistar大鼠前列腺肿瘤进展,降低血清前列腺特异性抗原(PSA)水平、Ki-67免疫表达、上皮增生及氧化标志物,恢复腺体结构。种子粗提物可降低单核细胞、多形核白细胞计数及全血氧化爆发活性,通过提高睾酮/雌二醇比值、降低血清前列腺酸性磷酸酶水平,抑制前列腺增生(BPH)大鼠的前列腺体积及分泌活性,其叶片含酚类、黄酮类、植物甾醇、苷类、单宁、皂苷及叶绿素等成分。纳米封装技术可显著提高提取物的生物利用度及抗增殖活性,没食子酸、山奈酚、芦丁及绿原酸等关键生物活性成分可诱导细胞周期阻滞、抑制血管生成、阻断炎症相关致癌过程,对前列腺及乳腺癌细胞系具有明确抑制活性。目前该植物作为化学预防营养药物的潜力已得到验证,但仍需临床试验明确其安全性、剂量及临床转化价值。此外,其高蛋白组分也被证实具有一定的化学抑制作用,为抗肿瘤功能食品开发提供了新方向。