藥食兩用植物蕨菜中有效成分及其藥用功效研究綜述

任英 ，韓喜國 ，劉春光 ，王曉慧 ，3

（1.吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，長春，130411;2.吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院洮南試驗站;3.溫州大學(xué)生命科學(xué)研究院）

劉明月

男，1958年生，博士，二級教授，博士研究生導(dǎo)師，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)蔬菜學(xué)博士點領(lǐng)銜人?，F(xiàn)任湖南省馬鈴薯工程技術(shù)研究中心主任、中國馬鈴薯專業(yè)委員會理事、中國園藝學(xué)會長江蔬菜協(xié)會理事、湖南省蔬菜產(chǎn)業(yè)協(xié)會副會長、湖南省園藝學(xué)會常務(wù)理事、湖南省食用菌協(xié)會常務(wù)理事、湖南省農(nóng)作物品種審定委員會委員、湖南省農(nóng)業(yè)休閑協(xié)會專家組成員、湖南省科技特派員、湘西地區(qū)特聘專家、湖南省蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席科學(xué)家。

蕨菜為鳳尾蕨科蕨屬的多年生草本植物，是我國分布廣泛、品種繁多的一種山野菜，適宜生長在山坡地、稀疏的混交林或闊葉林間空地及其邊緣，喜濕不耐旱，不耐強光。因其所含有效成分豐富，不僅可以作為日常蔬菜食用，還可以入藥，具有降壓、抑菌、排毒、抗腫瘤等多種功效。作為藥食兩用植物，蕨菜的有效成分在食品營養(yǎng)和醫(yī)療保健方面的應(yīng)用已經(jīng)成為關(guān)注的焦點，蕨類植物的用途也在日益擴大。為了使蕨菜得到充分利用，就蕨菜有效成分的含量、提取工藝、主要成分的功效及利用前景作一綜述。

1 營養(yǎng)成分的含量、測定及功效

蕨菜有效成分大體可分為營養(yǎng)成分和化學(xué)成分，營養(yǎng)成分有蛋白質(zhì)、脂肪、膳食纖維、維生素及各種微量元素;化學(xué)成分有黃酮類、多糖、有機酸、萜類等。

1.1 蛋白質(zhì)、維生素和微量元素的含量及測定

蕨菜富含蛋白質(zhì)，目前已確定含有16種氨基酸，其中包括人體必需的7種氨基酸。還含有VC、VB、VE等維生素及多種微量元素，尤以蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維和鐵的含量較高。蛋白質(zhì)、碳水化合物和膳食纖維含量分別高達干質(zhì)量的27%、35%和24%，同時含有豐富的鉀、磷、鈣、鎂等礦質(zhì)元素。蛋白質(zhì)在不同品種、不同生育期的蕨菜各部位均有分布，盧文蕓等[1]采用凱氏定氮法對野生蕨菜中總蛋白質(zhì)含量進行了測定，結(jié)果表明，野生蕨菜根狀莖、葉柄、葉片中的蛋白質(zhì)含量分別為6.89%、28.19%、33.01%，尤以葉片中蛋白質(zhì)含量最高。李曉等[2]通過測定野生莢果蕨粗蛋白、粗纖維及 Fe、Na、Cu、Mn、K 等無機元素含量認為，莢果蕨為高蛋白、高纖維食品，富含人體必需的無機元素，初展葉期粗蛋白和粗纖維含量分別為27.27%、26.26%，K、Ca、Mn含量也較高。劉翠花等[3]采用日立835-50氨基酸分析儀對西藏野生蕨菜進行檢測分析，得出氨基酸總含量為26.26 g/100 g，并檢測出富含人體和動物不能合成而又不可缺少的賴氨酸和色氨酸。陳鳳娥等[4]同樣采用凱氏定氮法對商洛野生蕨菜蛋白質(zhì)含量進行測定，結(jié)果表明，卷縮期（即初展葉期）葉片蛋白質(zhì)含量最高，達32.2%，其次是葉柄，為25.64%，所以卷縮期蕨菜不僅口感好，品質(zhì)也最佳。楊海濤[5]采用ICP-AES法測定蕨菜中Fe、Mn、Cu、Zn 含量分別為 107.1、113.2、10.4、108.3 μg/g。不同地域、不同種類、不同生育時期乃至不同部位器官，蕨菜所含營養(yǎng)成分存在很大差異，但野生蕨菜與栽培蕨菜所含營養(yǎng)成分種類基本相同[6]。

1.2 功效

蛋白質(zhì)是一切生物體細胞和組織的主要組成成分，人體內(nèi)的酶、激素、抗體等活性物質(zhì)都是由蛋白質(zhì)組成的，是生命活動所依賴的物質(zhì)基礎(chǔ)。

粗纖維可促進胃腸蠕動，加快食物中一些有害物質(zhì)的排出，降低結(jié)腸癌的發(fā)病率。

各種微量元素充當(dāng)著生物體內(nèi)各種酶的活性中心，是酶的組成部分或激活劑，同時作為酶、激素、維生素、核酸的成分，參與生命的代謝過程，對人體健康起著重要的作用。蕨菜所含營養(yǎng)成分除能直接補充人體內(nèi)必需元素外，還參與機體中各種生理生化過程的調(diào)節(jié)，起到提供營養(yǎng)及防治疾病作用。

2 化學(xué)成分的提取與生物活性

2.1 黃酮類物質(zhì)的提取及功效

①提取及含量 陳乃富等[7]用索氏提取法（乙醚為抽提劑，45℃水?。┟撝俺苄陨?，之后加入70%乙醇，回流提取蕨菜總黃酮，在不同的料液比和溫度下浸提10次，結(jié)果表明，蕨菜干粉中總黃酮含量為7.28%，粗黃酮、精制黃酮中黃酮含量分別為27.03%和41.25%。趙麗平等[8]也采用加熱回流提取法測定蕨菜干粉中總黃酮含量為7.21%，與陳乃富等[7]結(jié)果相近。近年來，蕨菜活性物質(zhì)的提取多采用超聲波提取法，此法較之加熱回流提取法用時短、方便快速、得率高。陳燕芹等[9]研究了超聲波提取溫度、提取時間、乙醇濃度、料液比等工藝參數(shù)對蕨菜總黃酮提取率的影響，結(jié)果表明，蕨菜總黃酮的超聲提取工藝為：料液比1 g∶45 mL、提取溫度70℃、提取時間20 min、乙醇濃度80%，該條件下提取率為2.45%。李鳳偉等[10]研究了提取工藝中乙醇體積分數(shù)、料液比、超聲時間、超聲功率4個因素對總黃酮提取率的影響，利用正交試驗優(yōu)化了蕨菜總黃酮的提取工藝，結(jié)果表明，最佳工藝條件為乙醇體積分數(shù)70%，料液比1∶30，超聲時間80 min，超聲功率225 W，在此條件下，蕨菜總黃酮提取率為7.33%，證明蕨菜中含有較高的黃酮類物質(zhì)，是黃酮類化合物的良好來源。

②生物活性及功效 a.抗氧化及抗自由基的作用。自由基是引起癌癥、衰老、心血管等疾病的主要原因，蕨菜黃酮具有清除自由基和抗氧化的能力。陳乃富[11]采用NBT（氮藍四唑）光還原法證明了蕨菜精制黃酮比粗黃酮清除超氧陰離子自由基能力更強，說明蕨菜黃酮粉中的黃酮含量越高，清除自由基能力越強。同時，蕨菜黃酮不僅具有顯著阻斷亞油酸、豬油的過氧化作用，而且還能去除油脂中已有的過氧化物，降低油脂的過氧化值，表現(xiàn)出很強的抗氧化能力。陳燕芹等[9]也證明，當(dāng)蕨菜中總黃酮濃度為0.89 mg/L時，羥基自由基清除率達65.1%，當(dāng)總黃酮濃度為11.15 mg/mL時，對DPPH自由基的清除率為86.5%。

b.抑制腫瘤及抗突變作用。蕨菜黃酮具有顯著抑制腫瘤和抗突變的作用。閆鑫等[12]通過建立小鼠宮頸癌U14模型及腹水瘤模型，利用提純的蕨菜總黃酮進行小鼠體內(nèi)抗腫瘤活性研究，結(jié)果證明，蕨菜黃酮能有效抑制小鼠U14腫瘤生長，顯著提高腹水瘤小鼠的生命延長率，同時，小鼠體內(nèi)的總抗氧化能力和超氧化物歧化酶水平都顯著提高，這可能就是抑制腫瘤生長及惡化的機理。蕨菜黃酮還能夠有效抑制致突變作用，陳乃富[13]等采用改良的Ames試驗方法，以具有極強致突變性的敵克松為致突變劑，結(jié)果顯示，蕨菜黃酮的劑量在100～1000 μg/皿（皿直徑10 cm，下同）時，抗突變作用隨劑量增大而增大，當(dāng)達到2500 μg/皿時，抗突變作用最強。蕨菜黃酮對鉛中毒引起的細胞氧化的損害也有很好的修復(fù)作用，并且能恢復(fù)機體合成SOD的能力[14]。

c.對免疫功能的調(diào)節(jié)和增強。蕨菜黃酮能增強機體的非特異免疫功能和體液免疫功能，能顯著增加小鼠足跖腫脹度，增強小鼠的細胞免疫功能;促進小鼠血清溶血素的形成，增強體液免疫功能;對小鼠巨噬細胞的吞噬功能有明顯增強作用，說明其具有改善非特異性免疫功能作用[15]。蕨菜黃酮提取物能促進機體免疫器官胸腺及脾臟的生長，抑制免疫器官淋巴細胞的凋亡[12]，從而對免疫功能有一定的增強作用。

2.2 多糖的提取與生物活性

①多糖的提取及含量 蕨菜多糖的提取工藝多采用水提法、堿提法和超聲波法。段曉梅等[16]以大理蒼山野生蕨菜為試材，通過正交試驗優(yōu)化了水提法的提取工藝，料液比 1∶80（g/mL），95℃回流提取110 min，多糖提取率達6.803%;許文濤等[17]在單因素試驗的基礎(chǔ)上，利用響應(yīng)曲面法優(yōu)化了水提法的提取工藝，得出最佳的提取條件如下：水料比18.8∶1（ / ），提取溫度為62.5℃，時間5.9 h。在此條件下蕨菜多糖提取的理論值達到2.06%。而華智銳等[18]以商洛野生蕨菜為試材，參照上述條件提取2次，實際提取率7.37%，濃度為0.01967 mg/mL。這可能是因為參試蕨菜的品種、生長環(huán)境或生育時期不同導(dǎo)致的差異。華智銳等[18]同時還優(yōu)化了蕨菜多糖堿提法的提取工藝：溫度 75℃、時間 80 min、料液比 1 g∶13 mL、氫氧化鈉濃度0.4 mol/L，在此最優(yōu)組合條件下，多糖提取率為20.436%，濃度為0.0969 mg/mL;并利用張芝維等[19]優(yōu)化的超聲波法提取工藝：料液比1∶30（ /）、超聲功率100 W、超聲時間70 min、水浴溫度75℃，得到多糖提取率為 25.694%，濃度為0.10706 mg/mL。由此可見，無論是多糖濃度還是提取率都以超聲波法為最佳。

②蕨菜多糖的生物活性及功效 蕨菜多糖具有抗氧化活性，對于DPPH自由基、羥基自由基及超氧陰離子皆有一定的清除能力，而且隨著多糖濃度的升高而升高，尤其對羥基自由基的清除能力達80%以上[20]，這與華智銳等[18]的研究結(jié)果大致相同。馮麗丹等[21]將蕨菜中提取的多糖進行消除亞硝酸鹽的試驗，經(jīng)單因素及正交試驗分析得出，蕨菜多糖清除亞硝酸鹽的最佳條件是：蕨菜多糖濃度為20 mg/mL，50℃溫度下加熱15 min，對亞硝酸鹽清除效率最高，為41.1%，此時效果最好。而唐巧玉等[22]采用蕨菜干粉，經(jīng)索氏提取，用Sevage法除蛋白質(zhì)等工序，獲得PAPⅠ（未脫色多糖）和PAPⅡ（脫色多糖），將兩者進行抗氧化和抑菌效果的比較，結(jié)果顯示，PAPⅠ的總抗氧化和清除羥基自由基的能力均優(yōu)于PAPⅡ，對金黃色葡萄球菌的抑制能力也優(yōu)于PAPⅡ，而PAPⅡ抑制大腸桿菌的效果優(yōu)于PAPⅠ。江萍等[23]研究了蕨菜多糖對雙歧桿菌生長的影響，結(jié)果證明，蕨菜多糖對雙歧桿菌有促進生長的作用，能夠促進雙歧桿菌的增殖，調(diào)整人體腸道微生態(tài)平衡，對預(yù)防心血管疾病是非常有益的。

3 其他化學(xué)成分

黃美娥等[24]用滲漉法對蕨菜葉、莖中的γ-氨基丁酸進行了提取、分離，測得蕨菜葉、莖中γ-氨基丁酸的質(zhì)量分數(shù)分別為0.319%、0.141%，證明蕨菜中含有豐富的γ-氨基丁酸，這是一種獨特的非蛋白質(zhì)氨基酸，能抑制神經(jīng)遞質(zhì)，并具有降壓作用，是基礎(chǔ)和臨床醫(yī)學(xué)中研究的熱點之一;張帆等[25]采用樹脂及正反相硅膠色譜柱從蕨菜中分離純化出9個化合物，分別鑒定為胡蘿卜苷、山萘酚-3-O-（6″-O-反-對羥基苯丙烯酰基）-β--葡萄糖苷、腺嘌呤核苷、蕨素-3-O-β--葡萄糖苷、牛膝甾酮、蘆丁、蕨素A、坡那甾酮A和槲皮素。其中腺嘌呤核苷和牛膝甾酮為首次從蕨菜中分離得到。田圣梅[26]利用現(xiàn)代的分離技術(shù)和波普等手段從蕨菜中分離純化、鑒定了20個化合物，分別為2個木脂素類：反式烏蕨酸、蘇鐵蕨酸;2個蕨素類化合物：（2R）-蕨素 B、（2S，3S）-蕨素 C;8個黃酮類化合物：槲皮素、異槲皮苷、蘆丁、異鼠李素-3-O-（6″-O-E-p-香豆?；?β--葡萄糖苷、紫云英苷、山奈酚-3-O-蕓香糖苷、椴樹苷、hemipholin;3個酸類化合物：原兒茶酸、莽草酸、苯甲酸;其他化合物：β-胡蘿卜苷、p-谷甾醇、甘油、-苯丙氨酸、蔗糖。目前，雖檢測出蕨菜含多種化學(xué)成分，但其結(jié)構(gòu)與效能之間的關(guān)系尚有待深入細致的研究和應(yīng)用。

4 小結(jié)

蕨類含有多種生物活性物質(zhì)，營養(yǎng)價值和保健功能已得到公認，但是，目前蕨菜除了多糖和黃酮類物質(zhì)外，其他有效成分的報道較少;且關(guān)于黃酮類化合物中具體有效成分及活性單體的研究報道不多，而藥效作用機制的研究仍不夠明確。因此，今后的研究工作應(yīng)繼續(xù)加強、加深對其有效活性成分單體及其相應(yīng)藥理藥效、作用機制、代謝調(diào)控的研究，對蕨菜中黃酮類化合物的質(zhì)量控制方法進行完善，同時有必要深入研究蕨菜其他有效成分及結(jié)構(gòu)。

有報道稱長期食用蕨菜可能致癌和引發(fā)膀胱腫瘤，尤其日本對蕨菜的致癌性研究較多，認為蕨菜可誘發(fā)人的某些癌癥，促進其他誘癌物質(zhì)的致癌性[27]。這與國內(nèi)的研究報道相悖，可能是實驗所取材料不同因而成分含量不同所致。因此，有必要在急性毒性、亞急性毒性和慢性毒性方面開展更加全面、深入細致的考察和研究。