苦瓜保健功能的研究進展

陳敬鑫，張子沛，羅金鳳，王 健，丁曉雯*

(西南大學食品科學學院，重慶 400716)

苦瓜保健功能的研究進展

陳敬鑫，張子沛，羅金鳳，王 健，丁曉雯*

(西南大學食品科學學院，重慶 400716)

苦瓜作為一種藥食兩用植物，其富含苦瓜多糖、皂苷、多肽、黃酮類化合物等多種活性成分，具有輔助降血糖、降血脂、抗氧化、增強免疫力及預防肥胖等保健功能。文章綜述了國內(nèi)外學者對苦瓜活性成分和保健功能的研究進展，并對其進行了展望。

苦瓜；多糖；多肽；皂苷；降血糖；抗氧化

苦瓜是中國傳統(tǒng)的一種藥食兩用植物，由于其含有羅漢果苷和苦瓜素等成分而呈甘苦味[1]，但因其特有的功效作用，仍一直受到很多人的青睞?？喙系乃酌袥龉?、癩瓜、君子菜、賴葡萄，拉丁文名為Momordica charantiaL.。近年來，國內(nèi)外對苦瓜的研究已經(jīng)成為一個熱點，尤其是對其果肉和籽功效成分的研究。目前，已有學者從苦瓜植株中成功分離出苦瓜多糖、苦瓜素、植物胰島素、苦瓜皂苷、類黃酮化合物、生物堿等功能性成分，這些成分為苦瓜輔助降血糖、降血脂、抗氧化、增強免疫力及預防肥胖等保健功能的研究提供了有利的依據(jù)。

1 苦瓜的活性成分

1.1 苦瓜多糖

植物多糖是植物體中重要的生物活性成分之一。在苦瓜干粉中，苦瓜多糖的含量約為6%，屬于雜多糖[2-3]，其組成成分主要為半乳糖、葡萄糖、阿拉伯糖、鼠李糖、甘露糖等[4-5]。

1.2 苦瓜蛋白及多肽

苦瓜蛋白及多肽也是苦瓜的主要功能成分，苦瓜蛋白中研究較多的是核糖體失活蛋白(ribosome inactivating protein，RIP)，它是一類能夠使核糖體失活從而抑制蛋白質合成的堿性糖蛋白，分為Ⅰ型和Ⅱ型?？喙系鞍譓AP30就是一種Ⅰ型(雙鏈)核糖體失活蛋白，其分子質量為30kD，故名為MAP30[6]。M.Cy蛋白也是一種Ⅰ型核糖體失活蛋白，是Rajasekhar等[7]從苦瓜果實水提物中分離出來的，其分子質量為17kD。苦瓜素則是一類Ⅱ型(單鏈)核糖體失活蛋白，目前已從苦瓜中分離出α、β、γ、δ-苦瓜素等[8-10]。

植物凝集素是由植物細胞合成分泌且能與糖結合的一類蛋白，在細胞識別和黏著反應中起著重要作用。1972年，Tomita等[11]首先從苦瓜籽中分離到一種凝集人O型紅細胞的凝集素。1998年，Wang Hexiang等[12]從苦瓜中也分離得到一種凝集素，其分子質量為12.4kD，并發(fā)現(xiàn)其氨基酸序列和苦瓜素及RIP有一定的相似性。至今已從苦瓜中分離出多種植物凝集素。

植物胰島素是指從一些天然植物中提取的一類具有類似胰島素作用的多肽類物質，最早被確認的植物胰島素來自印度苦瓜中的一種苦瓜多肽。多肽-P就是從苦瓜中分離得到一種分子質量約為11kD的苦瓜多肽， 其含有166個氨基酸殘基[13]。2008年，Yuan Xiaoqing等[14]又從苦瓜中分離到一種分子質量為3.4kD的多肽。

1.3 苦瓜皂苷

皂苷是植物糖苷的一種，是多種藥物的有效成分，可分為甾體皂苷和三萜皂苷。在苦瓜的根、莖、葉及果實中均含有皂苷，以三萜皂苷為主。實驗表明，苦瓜籽中總皂苷的含量約為0.432‰[15]?，F(xiàn)已從苦瓜中分離出40多種皂苷類成分[16]，包含有葫蘆素烷型、齊墩果烷型、烏蘇烷型、豆甾醇類、膽甾醇類及谷甾醇類皂苷等。

1.4 其他

苦瓜中的功能性成分還有類黃酮化合物、多酚類化合物、不飽和脂肪酸、生物堿、維生素等。

類黃酮化合物具有多酚結構，其在苦瓜中的存在形式有兩種，即游離的苷元和與糖等結合的苷[17]。苦瓜醇提物、水提物中類黃酮化合物含量分別可達44.0、62.0mg/g；多酚類化合物含量分別可達68.8、51.6mg/g[18]?？喙现胁伙柡椭舅岷勘壤脖容^高，單不飽和脂肪酸含量在總脂肪酸含量中的比例約為20.1%，多不飽和脂肪酸含量的比例約為64.3%，目前已從苦瓜中提取出9種不飽和脂肪酸[17]。另外，苦瓜中還富含有豐富的VC和VA[1]。

2 苦瓜的保健功能

2.1 輔助降血糖

高血糖是指人空腹血糖值高于6.22mmol/L，餐后血糖值高于7.50mmol/L的癥狀。大量文獻表明，苦瓜的多種提取物都具有輔助降血糖的功效[19]。曾有報道，新鮮未成熟苦瓜果實粉末的降血糖(空腹血糖水平)效果可與優(yōu)降糖相當[20]。

過氧化物酶體增殖物激活受體(p e r o x i s o m e proliferator-activated receptor，PPAR)是調節(jié)目標基因表達的核內(nèi)受體轉錄因子超家族成員，有α、β、γ、δ等亞型，其中PPAR γ是脂肪細胞基因表達和胰島素細胞間信號轉導的主要調節(jié)者，主要參與脂肪細胞分化和糖脂代謝的調節(jié)；PPAR δ是脂肪代謝的調節(jié)者，其通過對參與脂肪酸轉運、β氧化和線粒體呼吸等一系列基因的調控表達來控制脂肪酸分解。何新益等[21]對苦瓜多糖進行了 PPAR體外激活實驗，結果表明，苦瓜多糖對PPARγ和PPARδ的激活倍數(shù)分別可達1.7和2.0倍。

葡萄糖轉運蛋白-4(glucose transporter-4，GLUT-4)主要介導骨骼肌、心臟、白色脂肪細胞和棕色脂肪細胞中由胰島素介導的葡萄糖轉運，Ⅱ型糖尿病的主要病變之一是脂肪細胞和骨骼肌細胞內(nèi)胰島素信號通路受損導致GLUT-4轉位障礙。磷脂酰肌醇 3激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)是胰島素信號轉導過程中的關鍵信息分子，經(jīng)活化后，可加速GLUT-4和GLUT-1向膜的轉運，調節(jié)肌細胞、脂肪細胞和肝細胞對葡萄糖的攝取，同時通過抑制烯醇式丙酮酸激酶的活性而抑制糖異生。Kumar等[22]利用2-脫氧-D-[1-3H]葡萄糖L6骨骼肌細胞模型(胰島素抵抗的骨骼肌模型)研究發(fā)現(xiàn)，苦瓜水和氯仿聯(lián)合提取物(6μg/mL)可分別使PPARγ、GLUT-4和PI3K的表達上調為原來的3.6、2.8和3.8倍；并且證明其對葡萄糖攝入量的上調作用大約是胰島素和羅格列酮的兩倍。

磷酸腺苷激活蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)可提高GLUT-4的轉位作用，增強肌肉對胰島素的反應，還可以增加脂肪酸氧化。在體內(nèi)實驗中，Miura等[23]研究表明苦瓜水提物對Ⅱ型糖尿病KK-ay小鼠骨骼肌中AMPK具有很強的激活作用。結果顯示，當苦瓜水提物以100mg/kg 和20mg/kg(以體質量計)喂養(yǎng)小鼠時，在2～4 h之間均出現(xiàn)明顯的降血糖現(xiàn)象；以100mg/kg 喂養(yǎng)小鼠，在第4小時時，測得的小鼠AMPK的數(shù)量可增加為原來的1.6倍。

此外，Mahomoodally等[24]在小鼠外翻腸囊體外實驗中發(fā)現(xiàn)，苦瓜水提物可以抑制腸內(nèi)D-葡萄糖、L-酪氨酸及液體向腸外進行三磷酸腺苷(ATP)依賴性主動轉運，即可以通過抑制小腸對葡萄糖的吸收來降低血糖水平，因而具有預防餐后高血糖癥狀的潛在功效。

苦瓜的輔助降血糖功能與PPAR、GLUT-4、PI3K和AMPK等有關，通過對它們的有效調節(jié)，促進葡萄糖的異生作用，阻礙其吸收和生成，進而降低血糖水平。

2.2 輔助降血脂

高血脂是指血液中膽固醇和/或甘油三酯水平過高或高密度脂蛋白膽固醇水平過低的現(xiàn)象。實驗證明[25-26]，苦瓜干粉(有機溶劑提取)可使血清中高密度脂蛋白水平升高，但是對血清中甘油三酯水平影響不大；此外，苦瓜可使肝臟中的總膽固醇水平和甘油三酯的水平明顯降低，且其在降低甘油三酯水平方面具有劑量反應關系。

后來，Abd El Sattar El Batran等[27]發(fā)現(xiàn)，苦瓜提取物可明顯降低四氧嘧啶糖尿病小鼠血清中膽固醇和甘油三酯的水平。Ahmed等[28]利用連脲霉素糖尿病小鼠模型也證明了這一點。但是在前面的闡述中，苦瓜對血清中甘油三酯水平影響甚微，之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象，可能是由于實驗條件不同所造成。

在上文中提到的PPAR、GLUT-4、PI3K及AMPK對脂肪的合成和氧化分解也有一定的調控作用，可見苦瓜的降血脂功效與其降血糖功效具有一定程度的同步性。

2.3 輔助抗氧化

在生理學上，抗氧化就是對機體由于運動而引起的過氧化損傷的保護作用?？喙现泻卸喾N抗氧化成分，如還原糖、皂苷等，因而表現(xiàn)出良好的抗氧化功能。吳笳笛等[29]經(jīng)實驗得出苦瓜水溶性多糖對羥自由基、超氧化物自由基的半抑制質量濃度(IC50)分別為1.7μg/mL和5.0μg/mL。有關學者研究報道，苦瓜醇提物和水提物的清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH) 自由基和金屬螯合作用均超過VE，但其清除游離自由基(細胞色素C)作用、對過氧化物酶的抑制作用以及抗脂質過氧化作用均低于VE[30]。

由于苦瓜植株不同部位的物質合成途徑的差異，其提取物的抗氧化性也不同，有關實驗結果表明，苦瓜葉中水提取物清除DPPH自由基和還原高價鐵離子的能力(Ferric reducing/antioxidant power，F(xiàn)RAP)最強，而綠色果實提取物清除羥自由基能力、抗氧化指數(shù)以及總的抗氧化能力最強[31]，強于成熟果實，可見，在苦瓜果實的成熟過程中，其中的抗氧化成分和/或含量比例也在發(fā)生變化。

三萜化合物是苦瓜中主要抗氧化成分之一，其中葫蘆烷型三萜化合物表現(xiàn)出良好的抗氧化性。Liu等[32]從苦瓜莖中分離出兩種新的葫蘆烷四環(huán)三萜化合物和一種新的三萜化合物，這3種化合物對2,2＇-聯(lián)氮-雙-(3-乙基苯丙噻唑啉-6-磺酸)(ABTS)自由基正離子清除活性的IC50分別為(268.5 ± 7.9)、(352.1 ± 11.5)、(458.9 ± 13.0)μmol/L，抑制黃嘌呤氧化酶的IC50分別為(142.3 ± 30.2)、(36.8 ±20.5)、(124.9 ± 8.3)μmol/L。

苦瓜多糖成分含有一定的還原糖，在動物體內(nèi)實驗中，也表現(xiàn)出一定的抗氧化作用。超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、丙二醛(MDA)均是體內(nèi)抗氧化活性重要指標。陳紅漫等[33]實驗表明，苦瓜多糖可提高小鼠血清、肝臟和大腦SOD、CAT含量，同時降低其MDA含量。

2.4 增強免疫力

免疫力是人體自身的防御機制，是人體識別和消滅外來侵入的任何異物(病毒、細菌等)，處理衰老、損傷、死亡、變性的自身細胞以及識別和處理體內(nèi)突變細胞和病毒感染細胞的能力?？喙现械目喙纤亍⒁种苿┑然钚猿煞挚赏ㄟ^保護機體的正常免疫系統(tǒng)和抑制異常免疫反應來提高防御機能，從而提高免疫力。

B細胞在體液免疫中占有主導地位，Huang Li等[34]研究發(fā)現(xiàn)，苦瓜素可通過誘導B細胞表面的膜免疫球蛋白活性而對B細胞起到激活作用，促使其分裂增殖；同時也可上調B細胞亞群中CD86(細胞激活靶點)的表達；另外，經(jīng)過96h共培養(yǎng)后，苦瓜素還可以觸發(fā)脾細胞產(chǎn)生大量的非特異性免疫球蛋白IgM，起到免疫調節(jié)作用。

白細胞介素是由白細胞分泌的一類調節(jié)細胞生長、分化且具有免疫活性的細胞因子。有關資料報道，苦瓜果汁可提高白細胞介素-10的產(chǎn)生，同時降低白細胞介素-1β、白細胞介素-6和腫瘤壞死因子的水平[35]。

干擾素是指脊椎動物受多種因素(如微生物)誘導產(chǎn)生的一組抗病毒蛋白質，可影響細胞的運動和免疫過程，也可干擾多種病毒的復制。同時，苦瓜汁也可使小鼠血清中干擾素-γ水平明顯升高，誘導Thr1細胞免疫應答作用增強，其中苦瓜的果肉果汁對干擾素-γ的誘導作用最強[36]。

免疫抑制劑是一類通過抑制細胞及體液免疫反應，而使組織損傷得以減輕的化學或生物物質。其具有免疫抑制作用，可抑制機體異常的免疫反應，目前廣泛應用于器官移植抗排斥反應和自身免疫性疾病的治療。Spreafico等[37]發(fā)現(xiàn)苦瓜抑制劑具有免疫調節(jié)活性。在機體內(nèi)，在微克數(shù)量級單相物的無毒注射中，苦瓜抑制劑可延遲H2-不相容的皮膚移植排斥反應以及脾細胞對伴刀豆球蛋白A和菜豆凝集素(不包括脂多糖)的免疫應答反應；也可消除血漿凝血激酶(PFC)對T-依賴性抗原(綿羊紅細胞)的反應，但完全保留T-非依賴性刺激物(SⅢ)對其的刺激作用；同時可降低自然殺傷細胞(natural killer cell，NK)活性，提高吞噬細胞介導的自發(fā)細胞毒作用；在機體外，苦瓜果肉提取物(未達到細胞毒性濃度)也對伴刀豆球蛋白A和菜豆凝集素具有免疫應答反應，而對脂多糖沒有反應，并可顯著增強依賴巨噬細胞的細胞毒性作用。

學者Ng等[38]研究證明，α-苦瓜素可抑制[3H]胸腺嘧啶、[3H]亮氨酸和[3H]尿嘧啶核苷對單核巨噬細胞、Balb/c小鼠巨噬細胞、人胎盤絨毛膜癌細胞和肉瘤180細胞株的抑制作用，且對P338的抑制作用最大，還可加強小鼠巨噬細胞對小鼠肥大細胞的殺傷作用。

2.5 輔助減肥

肥胖是指一定程度的明顯超重與脂肪層過厚，是體內(nèi)脂肪，尤其是甘油三酯積聚過多而導致的一種狀態(tài)。苦瓜中多糖、皂苷等多種功能成分具有促進脂肪氧化和葡萄糖利用的作用，因而具有一定程度的減肥功效。

3T3-L1前脂肪細胞是目前研究肥胖及體外脂肪細胞分化的一個常用工具，Tan Minjia等[39]分別利用L6肌管和3T3-L3脂肪細胞對苦瓜中的羅漢皂苷作了研究，發(fā)現(xiàn)其表現(xiàn)出增強脂肪酸氧化和葡萄糖利用的現(xiàn)象，因此可推斷其具有一定的預防肥胖的作用。

后來，Popovich等[40]利用3T3-L1細胞模型也研究證明，苦瓜提取物(三萜化合物)具有降低該細胞活性、減少脂肪蓄積和脂連素表達的作用；其對3T3-L1細胞的IC50為0.402mg/mL(24h)；經(jīng)苦瓜提取物處理后，該細胞內(nèi)甘油三酯含量下降，乳酸脫氫酶釋放量增加，脂連素和PPARγ的表達受阻，且處在G2/M細胞數(shù)增加而G1細胞減少，從而減少脂肪蓄積。其中脂連素是脂肪細胞分泌的特異性蛋白激素，具有調節(jié)糖脂代謝、抗炎癥反應、抗動脈硬化等多重效應。Roffey等[41]同樣利用3T3-L1脂肪細胞模型證明，苦瓜水提物亦可以促進葡萄糖的利用和脂連素的分泌。

Shih等[42]在研究苦瓜提取物對果糖誘導大鼠的胰島素抗藥性和骨骼肌GLUT-4時發(fā)現(xiàn)，苦瓜可以提高其脂肪組織中PPARγ的表達，但同時會使其瘦素的表達受阻，其中，瘦素是一種由脂肪組織分泌的激素，參與糖、脂肪及能量代謝的調節(jié)，促使機體減少攝食，增加能量釋放，抑制脂肪細胞的合成，進而使體質量減輕。這一結論和苦瓜減肥功效有一定的矛盾，這也許是提取物中提取成分、實驗動物模型不同的原因導致，還需要進一步研究證實。

2.6 其他功能效用

苦瓜對糖尿病的并發(fā)癥還具有一定的預防和治療作用。有關研究發(fā)現(xiàn)，苦瓜提取物可以扭轉糖尿病大鼠的腎小囊基膜萎縮、近端腎小管水腫和透明質酸沉積的現(xiàn)象，從而說明其可防止糖尿病患者的腎臟氧化損傷及其肥大癥[43-44]。Raza等[45]利用免疫組織化學的有關知識，研究發(fā)現(xiàn)苦瓜提取物可以調節(jié)糖尿病小鼠體內(nèi)谷胱甘S-轉移酶的組織特異性(肝臟、腎臟、睪丸)表達，從而治療和預防糖尿病及其并發(fā)癥。

羅格列酮是一種PPARγ激動劑。Nivitabishekam等[46]研究發(fā)現(xiàn)，苦瓜的甲醇提取物和羅格列酮共同食用時其降血糖療效顯著大于兩者單獨使用，且可以減少羅格列酮的副作用。

還有學者研究發(fā)現(xiàn)苦瓜能夠改善大鼠因四氧嘧啶誘導糖尿病而發(fā)生的發(fā)情期延長的癥狀[47]。

可見，由于苦瓜中具有較多的功能性成分，因此苦瓜的保健功能不止上述內(nèi)容，其還有很大的研究潛力，還有待廣大學者的挖掘。

3 結語與展望

經(jīng)過近幾十年國內(nèi)外學者對苦瓜的研究，在苦瓜的活性成分和保健功能方面取得很大進展。在活性成分方面研究較多的主要有苦瓜中核糖體失活蛋白、多糖、皂苷、植物胰島素、酚類化合物等，其中苦瓜多糖是近幾年國內(nèi)才開始研究的；在保健功能方面研究以降血糖、降血脂、抗氧化、增強免疫力等為主，此外還在預防肥胖等其他方面也有一定的研究。

但是還存在著很多問題亟待解決，首先對苦瓜的活性成分的研究還沒有達到系統(tǒng)化的程度，還需要新技術和新思路對其成分進行更完整更詳細的分離鑒定和研究。在苦瓜保健功能方面，雖然目前對苦瓜降血糖功效機制的研究很多，但是其在動物機體內(nèi)的細胞作用機制和分子作用機制的研究很少；苦瓜降血脂的機理研究資料也較少；另外，某些對苦瓜功效機制研究還存在一些爭議，如苦瓜提取物對瘦素表達的抑制作用與其減肥作用相沖突?？偟膩碚f，對苦瓜保健功能的進一步研究還需要結合其他相關學科知識(動物生理學和分子生物學等)及現(xiàn)代檢測技術(特別是分子生物學檢測技術)，相信人們對苦瓜保健功效的研究將會更加徹底。

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Research Advances in Healthy Functions of Bitter Gourd

CHEN Jing-xin，ZHANG Zi-pei，LUO Jin-feng，WANG Jian，DING Xiao-wen*
(College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China)

As a medicinal and edible plant, bitter gourd is rich in polysaccharides, saponins, peptides, flavonoids and other active ingredients, which execute auxiliary hypoglycemic, blood lipid-lowering, antioxidant, immune-enhancing and other healthcare functions. In this paper, recent domestic and international advances in studying active ingredients of bitter gourd and its healthcare functions are reviewed.

bitter gourd；polysaccharide；peptide；saponin；hypoglycemic；antioxidant

R151.3

A

1002-6630(2012)01-0271-05

2011-02-27

陳敬鑫(1985—)，男，碩士研究生，研究方向為食品安全與質量控制。E-mail：cht860625@163.com

*通信作者：丁曉雯(1963—)，女，教授，博士，研究方向為食品安全和保健食品。E-mail：xiaowen@sina.com