瑪咖活性成分及其淀粉研究進(jìn)展

李 雪，索柯柯，張小苗，伊娟娟，朱家慶，張黎明，康巧珍，郝利民，魯吉珂,

（1.鄭州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，河南 鄭州 450001；2.軍事科學(xué)院軍需工程技術(shù)研究所，北京 100010；3.天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院，天津 300457）

瑪咖（Lepidium meyenii）為十字花科獨(dú)行菜屬一年生或兩年生草本植物，原產(chǎn)于海拔3 500～4 500 m的南美安第斯山區(qū)，為當(dāng)?shù)爻Ｓ檬澄颷1]。近年來，瑪咖在世界各地廣泛種植，在我國主要分布于云南、新疆、西藏、四川及青海等地區(qū)[2]。隨著人們對健康問題的關(guān)注，對于在極端惡劣環(huán)境下（如高原地區(qū)）具有極強(qiáng)生命力和良好適應(yīng)性的作物研究逐漸增多[3]?，斂芎芎玫剡m應(yīng)高原環(huán)境（低溫度、強(qiáng)紫外線、低氧氣含量等），含有豐富的蛋白質(zhì)、碳水化合物、維生素和礦物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，也含有生物堿、芥子油苷、甾醇等次級代謝產(chǎn)物[4]。已有研究表明，瑪咖具有抗疲勞、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、提高生育力、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌以及抗腫瘤等方面的生物活性[5]。本文旨在對瑪咖的不同活性成分、淀粉及瑪咖生物活性研究進(jìn)行綜述，以期為瑪咖的深入研究和合理開發(fā)利用提供參考。

1 瑪咖活性成分

1.1 瑪咖活性多糖

多糖是自然界含量最為豐富的天然大分子物質(zhì)之一，是瑪咖的主要活性成分之一[6]。近年來國內(nèi)外對瑪咖活性多糖的研究主要集中在提取、分離純化及結(jié)構(gòu)測定等方面。

1.1.1 瑪咖活性多糖的提取方法

瑪咖活性多糖常用的提取方法有熱水浸提法、超聲波輔助提取法、微波輔助提取法、有機(jī)溶劑提取法、酸堿提取法、酶輔助提取法等[7-9]。熱水浸提法是利用高溫加快分子的熱運(yùn)動，加速活性多糖進(jìn)入水相進(jìn)而提高提取率，操作簡便，但浸提溫度過高會使活性多糖生物活性降低、蛋白質(zhì)溶出增加[10]，導(dǎo)致后續(xù)處理困難[11]。超聲波輔助提取法是利用超聲波產(chǎn)生的空化、振動、粉碎和攪拌等效應(yīng)，通過破壞細(xì)胞壁、加強(qiáng)細(xì)胞的傳質(zhì)作用，高效快速地提取活性多糖[12-13]。浦躍武等[14]采用超聲波提取瑪咖活性多糖，確定最佳提取條件：超聲時間20 min、溫度50 ℃、料液比1∶20（m/V）、功率200 W，活性多糖提取率提高了12.9%。超聲波輔助提取法效率高，但活性多糖分子質(zhì)量普遍會更小，需要考慮超聲波對活性多糖高級結(jié)構(gòu)的破壞。

1.1.2 瑪咖活性多糖的分離純化

瑪咖活性多糖為非均一性雜多糖，需進(jìn)一步分離純化得到均一活性多糖。純化步驟一般包括去除蛋白、脫色、層析分離等[15]。其中去除蛋白常用方法是Sevag法，即利用蛋白質(zhì)在三氯乙烷等有機(jī)溶劑中變性的特點(diǎn)，經(jīng)分離去除活性多糖中的蛋白。脫色常用的方法是層析分離法，即根據(jù)活性多糖的理化性質(zhì)，選取相應(yīng)的固定相和流動相，實(shí)現(xiàn)活性多糖的高效分離純化，其中最常用的固定相為二乙基氨基乙基纖維素（diethylaminoethyl cellulose，DEAE）。脫色后的活性多糖常采用離子交換層析及凝膠過濾層析進(jìn)一步分級分離。Li Jing等[16]先用Sevag法脫蛋白得到瑪咖活性粗多糖（Maca polysaccharide，MPS），再通過DEAE-52纖維素柱及Sephadex G-100柱層析進(jìn)行分級純化，分別得到MPS-1和MPS-2兩種活性純多糖。Zhang Lijun等[7]從瑪咖根中提取一種水溶性活性多糖，用Sevag法脫蛋白后，再通過DEAE-52纖維素離子交換柱得到瑪咖主要多糖（main polysaccharide from Maca，MP）-1，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為91.63%。由于提取的活性多糖中常含蛋白質(zhì)、色素和小分子等雜質(zhì)，僅用一種純化方法很難得到組分較純的活性多糖，通常將兩種或多種純化方法相結(jié)合，使活性多糖組分高效分離。

1.1.3 瑪咖活性多糖的結(jié)構(gòu)測定

為研究瑪咖活性多糖的結(jié)構(gòu)，將化學(xué)方法（如酸水解、甲基化、高碘酸氧化、Smith降解）與紅外光譜（infrared spectroscopy，IR）、核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）、高效凝膠滲透色譜（high performance gel permeation chromatography，HPGPC）、高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）、氣相色譜（gas chromatography，GC）等現(xiàn)代儀器分析手段相結(jié)合，確定活性多糖的相對分子質(zhì)量、單糖組分、糖苷鍵類型及位置等，從而判斷活性多糖的結(jié)構(gòu)。Zha Zhengqi等[17]利用陰離子交換層析法和Sephadex G-100柱層析從各組分中提取水溶性多糖（water-soluble polysaccharide，LMP）-1，經(jīng)過HPGPC測定LMP-1的分子質(zhì)量為10.1 kDa，HPLC結(jié)果表明該活性多糖由葡萄糖和阿拉伯糖組成，其物質(zhì)的量比為7.03∶1.08。Tang Weimin等[18]將去除蛋白、透析后的瑪咖活性粗多糖經(jīng)HPGPC進(jìn)一步純化后，再由NMR聯(lián)合甲基化、IR等分析方法確定了瑪咖活性多糖的分子結(jié)構(gòu)是β-1,3-Galp(A)、β-1,3-Glcp和α-1,3-Manp按5∶4∶1交替形成多糖支鏈。此外，陳燕文等[19]將去除蛋白的瑪咖活性粗多糖酸水解后，并利用1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮柱前衍生化對活性多糖進(jìn)行處理，再利用HPLC分析其單糖組成及物質(zhì)的量比，確定該活性多糖是由D-甘露糖、葡萄糖、D-半乳糖、阿拉伯糖按物質(zhì)的量比1∶196∶6∶6組成。活性多糖的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，每種測定方法各有優(yōu)勢，多種方法聯(lián)合使用可獲得較為完整的結(jié)構(gòu)信息?，斂Щ钚远嗵欠肿淤|(zhì)量及結(jié)構(gòu)見表1。

表1 瑪咖活性多糖分子質(zhì)量及結(jié)構(gòu)Table 1 Molecular masses and structures of bioactive polysaccharides in Maca

續(xù)表2

1.2 瑪咖生物堿

生物堿是一類含氮有機(jī)物，是瑪咖中的一種次級代謝產(chǎn)物[26]，主要包括瑪咖酰胺、β-咔啉生物堿、咪唑生物堿[27]以及羥基吡啶衍生物類生物堿[28]等，其中瑪咖酰胺是僅在瑪咖中發(fā)現(xiàn)的特征物質(zhì)。瑪咖生物堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)見表2[29-31]。

表2 各種瑪咖生物堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)[29-31]Table 2 Chemical structures of various Maca alkaloids[29-31]

1.2.1 瑪咖生物堿的提取方法

瑪咖生物堿的常用提取方法包括勻漿法[27]、酸水提取法[32]、循環(huán)超聲法[33]等?，斂飰A中的瑪咖酰胺含有疏水性的長碳鍵，屬于弱極性化合物，常用弱極性的有機(jī)溶劑進(jìn)行提取，輔助微波、超聲等技術(shù)可提高其提取效率[34]。勻漿法[27]是通過加入提取溶劑（乙醇、甲醇等）對瑪咖進(jìn)行充分勻漿，獲得瑪咖總生物堿的方法。該方法的優(yōu)點(diǎn)是提取速率快、溫度低、消耗低等。酸水提取常用于提取堿性強(qiáng)的生物堿，其提取原理是利用無機(jī)酸水對其進(jìn)行提取，可使生物堿從大分子有機(jī)酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿訜o機(jī)酸鹽，從而增大其在水中的溶解度。高斌等[32]利用酸水提取的方法對云南麗江3 種色型（黃色、紫色和黑色）的瑪咖生物堿進(jìn)行提取，以烏頭堿為標(biāo)準(zhǔn)品并確定了最佳提取條件。

1.2.2 瑪咖生物堿的分離純化

對于弱極性化合物瑪咖酰胺主要的分離純化方法有：柱色譜分離、薄層色譜（thin-layer chromatography，TLC）法、HPLC及超臨界色譜法等，硅膠柱層析色譜是分離純化瑪咖酰胺的常用方法。Zhao Jianping等[35]利用體積分?jǐn)?shù)95%乙醇提取瑪咖總堿粗提物，己烷萃取后上硅膠色譜柱，乙酸乙酯-氯仿梯度洗脫，再經(jīng)TLC純化得5 個瑪咖酰胺類單體化合物。大孔樹脂吸附法利用物理吸附從水溶液中選擇性地吸附目標(biāo)化學(xué)成分，常用來分離純化瑪咖中極性較大的生物堿。謝逸欣等[36]確定了利用AB-8大孔樹脂分離純化生物堿的最佳條件為：上樣液質(zhì)量濃度1 g/mL、藥量與樹脂干質(zhì)量比為2∶1、水洗量3 BV、洗脫溶劑為體積分?jǐn)?shù)40%乙醇、洗脫劑用量6 BV、洗脫速率1.5 BV/h，洗脫率達(dá)29.66%。杜廣香[37]采用HP-20大孔樹脂對生物堿進(jìn)行了分離純化，純化后的生物堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)由24.6%提高到62.4%。大孔樹脂吸附法純化瑪咖中生物堿具有操作簡便、吸附容量大、重復(fù)性好、無有機(jī)溶劑殘留等特點(diǎn)，在生物堿的純化中應(yīng)用廣泛。

1.2.3 瑪咖生物堿的含量測定

瑪咖生物堿含量測定常用的方法有酸性染料比色法、酸堿滴定法、HPLC、GC等。酸性染料比色法的原理是在適當(dāng)pH值的介質(zhì)中，生物堿與酸性染料形成離子對，利用有機(jī)溶劑萃取生成有色溶液，通過測定其吸光度從而間接計(jì)算生物堿含量。盧馨等[38]采用酸性染料比色法對瑪咖中的總生物堿含量進(jìn)行了測定，結(jié)果顯示云南麗江瑪咖總生物堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7%。查圣華[39]利用酸性染料比色法檢測出秘魯產(chǎn)瑪咖生物堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.083%，云南產(chǎn)瑪咖生物堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.126%。酸性染料比色法操作簡單、重復(fù)性好，是瑪咖總生物堿含量測定最常用的方法。對于瑪咖酰胺常用的檢測方法主要有TLC、HPLC、GC-MS或液相色譜-質(zhì)譜（liquid chromatograph-MS，LC-MS）聯(lián)用法、超高效液相色譜法、1H-NMR或13C-NMR及超臨界色譜法等，其中TLC和HPLC主要用于瑪咖酰胺定性或定量檢測，其他方法還可以用于瑪咖酰胺結(jié)構(gòu)測定[40]。

1.3 瑪咖芥子油苷

芥子油苷是十字花科植物中特有的活性成分，其含量豐富，是瑪咖含有辛辣氣味的主要原因[41]?，斂Ы孀佑蛙战Y(jié)構(gòu)上包含一個多變的側(cè)鏈R基團(tuán)和一個硫原子相連的D-吡喃葡萄糖。根據(jù)側(cè)鏈R基團(tuán)的不同，可以把芥子油苷分為3 類：脂肪族芥子油苷、芳香族芥子油苷和吲哚族芥子油苷，其基本結(jié)構(gòu)見圖1[42]?，斂е幸寻l(fā)現(xiàn)的芥子油苷有9 種[43]，其中芐基芥子油苷為其主要活性成分及特征物質(zhì)。瑪咖芥子油苷化學(xué)式[42]及結(jié)構(gòu)[43-44]見表3。

圖1 芥子油苷母核結(jié)構(gòu)[42]Fig. 1 Mother nuclear structure of glucosinolates[42]

表3 瑪咖芥子油苷類的化學(xué)式及結(jié)構(gòu)[42-44]Table 3 Chemical structures of glucosinolates in Maca[42-44]

1.3.1 瑪咖芥子油苷的提取方法

芥子油苷的提取方法主要有水提取法、有機(jī)溶劑提取法以及超聲波輔助提取法。水提取法為傳統(tǒng)方法，是通過沸水對瑪咖芥子油苷進(jìn)行提取。金文聞[45]將秘魯瑪咖干根于4 ℃下保存12 h后采取沸水浴提取芥子油苷，低溫處理可使提取率提高到1.89%。有機(jī)溶劑提取法是利用溶劑（醇、酯）萃取提取芥子油苷，并去除大部分雜質(zhì)。何雪梅[46]利用體積分?jǐn)?shù)70%乙醇對瑪咖芥子油苷進(jìn)行提取，確定瑪咖中含有脫硫芐基芥子油苷與脫硫間-甲氧基芐基芥子油苷。楊曉飛[44]利用不同的溶劑（水、乙醇、甲醇）對芥子油苷提取進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)不同提取溶劑所得的芥子油苷在含量和作用方面差異不大。超聲波輔助提取法是在水提取法、有機(jī)溶劑提取法的基礎(chǔ)上，利用超聲波加速瑪咖芥子油苷溶出。本課題組利用甲醇作為溶劑，超聲波輔助提取芥子油苷，提取率提高到1.66%[47]。超聲波輔助提取法時間短、效率高，是目前較為常用的瑪咖芥子油苷提取方法。

1.3.2 瑪咖芥子油苷的分離純化

瑪咖芥子油苷初級分離純化主要利用吸附分離法（大孔樹脂吸附、離子交換樹脂吸附）和離子交換柱層析法，進(jìn)一步純化常利用酸性氧化鋁柱層析和HPLC等。Gasco等[48]利用DEAE-Sephadex A-25陰離子交換柱初級分離，再經(jīng)HPLC分離，測定了紅瑪咖中芥子油苷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.639%。張利軍[49]采用D101大孔樹脂和IRA-67離子交換樹脂對芥子油苷進(jìn)行初級純化，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為78.3%的瑪咖芥子油苷。新鮮瑪咖經(jīng)甲醇提取、酸性氧化鋁柱層析、半制備液相分離純化，芥子油苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)到98.3%[50]。僅用一種分離純化方法很難分離出高純度的芥子油苷，通常先利用大孔樹脂初級處理，然后采用正、反相硅膠或氧化鋁柱層析分離，或利用HPLC進(jìn)一步分離純化。

1.3.3 瑪咖芥子油苷的含量測定

瑪咖中芥子油苷的定量測定方法有氯化鈀比色法、GC、HPLC、LC-MS、葡萄糖釋放法和硫酸鋇質(zhì)量法等。氯化鈀比色法是利用鈀離子與芥子油苷生成一種有色絡(luò)合物，即可按比色法計(jì)算芥子油苷的含量[51]。金文聞[45]采用改良的氯化鈀比色法對瑪咖中芥子油苷的含量進(jìn)行快速檢測，測得瑪咖干根中芥子油苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.92%。GC是對單個芥子油苷進(jìn)行分析，但亞磺酸芥子油苷和吲哚族芥子油苷的不易揮發(fā)性和一些芥子油苷對高溫敏感性等限制了其應(yīng)用，且該方法預(yù)處理較為復(fù)雜[44]。HPLC以乙腈-水系統(tǒng)作為流動相，采用梯度洗脫以提高分離效果，適用于芥子油苷組分及含量測定，唐霖等[52]利用葡糖硫苷酶酶解芐基芥子油苷，得到異硫氰酸芐酯，以異硫氰酸芐酯為標(biāo)準(zhǔn)品采用HPLC準(zhǔn)確測定了不同產(chǎn)地瑪咖中芐基芥子油苷的含量。艾中等[53]以丙烯基芥子油苷作為對照品，利用LC-MS對國內(nèi)不同顏色、不同地區(qū)和不同部位的瑪咖芥子油苷的主要組分和含量進(jìn)行鑒定和分析。目前很多檢測方法都是采用瑪咖中不含的丙烯基芥子油苷作為標(biāo)準(zhǔn)品，為了避免標(biāo)準(zhǔn)品帶來的誤差，應(yīng)盡量采用芐基芥子油苷作為瑪咖芥子油苷檢測的標(biāo)準(zhǔn)品。

1.4 瑪咖甾醇

甾醇作為瑪咖重要的次生代謝產(chǎn)物，主要存在于它的根、莖、葉中，與瑪咖的保健功效緊密相關(guān)。瑪咖甾醇主要包括β-谷甾醇、菜油甾醇、麥角固醇、菜籽甾醇和麥角二烯[54]，其化學(xué)結(jié)構(gòu)見表4[42]。

表4 瑪咖甾醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)[42]Table 4 Chemical structures of sterols in Maca[42]

1.4.1 瑪咖甾醇的提取方法

甾醇是瑪咖中重要的活性成分之一，占瑪咖成分的0.03%左右，不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。因此，常利用脂溶性溶劑來提取瑪咖中的甾醇。Dini等[55]使用二氯甲烷提取秘魯瑪咖，經(jīng)過硅膠柱吸附層析后，利用二氯甲烷洗脫后得到瑪咖甾醇。杜萍等[56]將瑪咖根粉碎，經(jīng)乙醇提取、石油醚萃取，再經(jīng)硅膠柱減壓柱層析，最終得到β-谷甾醇。何雪梅[46]利用乙醇提取甾醇，測得國產(chǎn)瑪咖中甾醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.037%。有機(jī)溶劑提取甾醇操作簡單、提取速率快、成本低。

1.4.2 瑪咖甾醇的分離純化

甾醇的純化采用吸附法、溶劑提取法、皂化法、結(jié)晶法等。甘瑾等[57]利用皂化法對3 種色型（紅、紫、黃）云南產(chǎn)瑪咖的甾醇類化合物進(jìn)行分離純化，并通過GC-MS技術(shù)對其進(jìn)行定量分析，結(jié)果表明3 種色型瑪咖中甾醇類化合物包括β-谷甾醇和菜油甾醇，白色、紫色、黃色原料中甾醇總含量分別為36.60、32.28、27.97 mg/100 g。隨著技術(shù)的進(jìn)步，具有高選擇性和高效性特點(diǎn)的分子蒸餾法和酶法也被應(yīng)用于甾醇的分離純化中。但由于操作簡單、提取率高，目前還是以溶劑提取法、吸附法等傳統(tǒng)方法為主。

1.5 瑪咖黃酮

黃酮是瑪咖中重要的生物活性成分之一，是瑪咖通過光合作用產(chǎn)生的一類低分子質(zhì)量物質(zhì)，具有抗癌、抗炎等活性[58]。

1.5.1 瑪咖黃酮的提取方法

瑪咖黃酮的提取方法主要有超聲波輔助提取法[59]、浸提法[60]、回流提取法[61]等。超聲波輔助提取法最為常用，此方法能夠有效地提高黃酮的提取率。周曉明等[59]利用響應(yīng)面分析法對瑪咖總黃酮的超聲波輔助提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化，確定了最佳提取條件為：乙醇體積分?jǐn)?shù)70.3%、料液比1∶27（m/V）、超聲時間28.4 min，此條件下瑪咖總黃酮的提取率為2.113%。浸提法是利用乙醇等有機(jī)溶劑對瑪咖中的黃酮進(jìn)行提取。本課題組采用響應(yīng)面法優(yōu)化了浸提法提取云南瑪咖總黃酮的條件，最佳條件為：乙醇體積分?jǐn)?shù)65%、提取溫度65 ℃、料液比1∶29（m/V），此條件下總黃酮提取率為（2.49±0.02）%[62]?；亓魈崛》ㄊ抢靡掖嫉葥]發(fā)性有機(jī)溶劑提取黃酮，將浸出液加熱蒸餾，其中揮發(fā)性溶劑餾出后又被冷卻，重復(fù)流回浸出容器中浸提原料。李玉娟等[61]采用響應(yīng)面法優(yōu)化回流提取瑪咖總黃酮的條件，確定了最佳提取條件為：料液比1∶26（m/V）、乙醇體積分?jǐn)?shù)71%、單次回流提取時間2.2 h、提取2 次，總黃酮提取率為0.843%。

1.5.2 瑪咖黃酮的分離純化

黃酮的分離純化方法比較單一，常采用大孔樹脂吸附法來得到較高純度的瑪咖黃酮。李玉娟等[61]確定了利用AB-8大孔樹脂分離純化瑪咖黃酮的最佳條件：上樣液質(zhì)量濃度為0.84 g/mL，pH 3～4，洗脫速率為1 mL/min，先用體積分?jǐn)?shù)20%的乙醇雜質(zhì)去除，再用體積分?jǐn)?shù)70%的乙醇進(jìn)行洗脫，得到的總黃酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)15.73%。

1.6 瑪咖淀粉

目前，對瑪咖的研究主要集中于活性成分含量測定、提取、分離純化及生物活性的研究，有關(guān)瑪咖中的淀粉性質(zhì)研究較少，瑪咖的主要食用部位是其膨大的根，類似瑪咖具有膨大根的獨(dú)行菜屬植物在我國十分罕見，在世界范圍內(nèi)富含淀粉且具有貯藏根的十字花科作物也很鮮見[63]。

1.6.1 瑪咖淀粉的分離純化

淀粉的傳統(tǒng)分離提取技術(shù)較為成熟。張玲[63]采用正丁醇-異戊醇混合物沉淀法對瑪咖直鏈淀粉和支鏈淀粉進(jìn)行初級分離，利用正丁醇重結(jié)晶得到純的直鏈淀粉和支鏈淀粉，最后采用酶法及高效陰離子層析分析推測支鏈淀粉分子結(jié)構(gòu)。孫曉東等[64]對麗江瑪咖的營養(yǎng)成分進(jìn)行分析，淀粉質(zhì)量約占瑪咖片干質(zhì)量的31.57%。余龍江等[65]通過酶水解法測定出瑪咖中的淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為34.74%，與甘薯淀粉含量相近[66-67]。

1.6.2 瑪咖淀粉的結(jié)構(gòu)特征與理化性質(zhì)

瑪咖淀粉是瑪咖塊根或提取殘?jiān)闹饕煞?，可作為一種淀粉新資源[68]?，斂У矸垲w粒多呈棒狀和圓形、顆粒較為完整、表面光滑、無明顯層狀結(jié)構(gòu)，其粒徑范圍為3.57～14.28 μm，平均粒徑為8.57 μm，屬于小顆粒淀粉[69]，其基本成分包括水分（10.14±0.43）%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）、灰分（0.32±0.03）%、脂肪（0.35±0.03）%、蛋白質(zhì)（0.47±0.05）%、直鏈淀粉（20.56±0.90）%[70]。長軸介于7.4～14.9 nm，短軸介于5.8～9.3 nm，其直鏈淀粉與支鏈淀粉質(zhì)量比為20∶80[68]?，斂У矸蹫镃型晶體結(jié)構(gòu)，結(jié)晶度為49.22%，熱焓值為7.366 J/g，且含有伯、仲醇羥基的α-D-吡喃環(huán)等特征結(jié)構(gòu)[69]，具有黏性和彈性，冷糊穩(wěn)定性良好，不易老化[66]?，斂У矸鄣奈院团蛎浶暂^高，其具有較低的凝膠溫度和較好的穩(wěn)定性[70]?，斂У矸圩鳛橐环N新淀粉資源，具有一定的開發(fā)價值和廣闊的發(fā)展前景。

2 瑪咖生物活性

2.1 抗疲勞

疲勞是伴隨著極度的壓力、劇烈的體力或腦力勞動導(dǎo)致的身體或精神的疲勞感，可分為身體疲勞與心理疲勞[71]。近年來，關(guān)于瑪咖抗疲勞的研究越來越多[72-74]。Choi等[75]研究發(fā)現(xiàn)，瑪咖粉脂溶性提取物提高了大鼠游泳耐力，經(jīng)進(jìn)一步鑒定表明瑪咖脂溶性提取物的主要成分為瑪咖酰胺、脂肪酸、甾醇和酚類。Yang Qin等[76]研究發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充N-芐基烯酰胺（40 mg/kg）可延長負(fù)重游泳時間、提高游泳耐力，進(jìn)而證明芐烯酰胺具有抗運(yùn)動性疲勞的作用。余龍江等[65]證明了在服用瑪咖干粉后，小鼠的游泳時間可延長56.88%，血清中尿素氮水平可降低15.35%。Tang Weimin等[18]發(fā)現(xiàn)瑪咖活性多糖可以有效延長小鼠游泳力竭時間。查圣華[39]連續(xù)30 d分別給3 組小鼠灌胃不同劑量的瑪咖生物堿（0.13、0.27、0.8 g/kg），小鼠力竭時間分別延長了39.46%、66.67%和123.44%?，斂е械幕钚远嗵恰⒔孀佑蛙?、瑪咖酰胺等多種活性成分，對瑪咖抗疲勞功效發(fā)揮了重要作用。

2.2 抗氧化

氧化應(yīng)激、自由基代謝與人類的多種疾病及衰老有十分緊密的關(guān)系。瑪咖在體外和體內(nèi)均表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化作用，能清除自由基、抑制過氧化物產(chǎn)生、提高體內(nèi)抗氧化酶活性[77]?，斂Ц腿~中的活性多糖對羥自由基、DPPH自由基和超氧陰離子自由基均具有清除能力[78]。甘瑾[79]對瑪咖抗氧化活性與次生代謝物的相關(guān)性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)瑪咖中多酚含量和生物堿含量與總抗氧化能力、羥自由基清除能力及脂質(zhì)氧化抑制率都具有極顯著的線性相關(guān)，瑪咖對H2O2誘導(dǎo)的SH-SY5Y細(xì)胞損傷具有保護(hù)作用，使細(xì)胞存活率提高17.18%。

2.3 免疫調(diào)節(jié)

免疫系統(tǒng)是由非特異性免疫、體液免疫和細(xì)胞免疫共同構(gòu)成的防御體系[80]?，斂π∈蟮捏w液免疫、巨噬細(xì)胞的吞噬功能、自然殺傷細(xì)胞活性具有協(xié)同作用[81]。張永忠等[82]通過小鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)瑪咖醇提取物對特異性體液和細(xì)胞免疫具有一定的增強(qiáng)作用，促使血清溶血素含量提高186.27%，并使抗體生成細(xì)胞水平提高23.58%?，斂Щ钚远嗵蔷哂畜w外免疫調(diào)節(jié)活性，能夠提高巨噬細(xì)胞RAW 264.7的吞噬能力及NO分泌能力[23]。

2.4 提高生育力

瑪咖增強(qiáng)生育力是其傳統(tǒng)功效之一。瑪咖水提物能夠?qū)褂袡C(jī)磷酸酯殺蟲劑誘導(dǎo)的小鼠精子損傷，增加精子產(chǎn)生數(shù)量[83]。周意等[84]研究表明，瑪咖活性多糖可使果蠅在60 min內(nèi)交配率提高38%左右?，斂飰A可提高動物成熟卵泡小體的數(shù)量、精子的數(shù)量及其流動性，從而顯著提高哺乳動物和魚類的生育力[55]。瑪咖能夠提高生育力與其含有的活性多糖、生物堿及豐富的精氨酸和果糖等關(guān)系密切[4]。

2.5 調(diào)節(jié)內(nèi)分泌

內(nèi)分泌系統(tǒng)是指體內(nèi)所有的內(nèi)分泌腺、激素（內(nèi)分泌腺的分泌物）構(gòu)成的體液調(diào)節(jié)系統(tǒng)[85]?，斂Т继嵛锬芨纳拼笫舐殉睬谐蟮难肮琴|(zhì)代謝情況，對內(nèi)分泌失調(diào)具有一定的調(diào)節(jié)作用[86-87]?，斂е械纳飰A能夠作用于視丘下部和腦垂體，具有調(diào)節(jié)內(nèi)分泌腺如腎上腺、甲狀腺、胰腺、卵巢等功能，從而平衡荷爾蒙[55]?，斂飰A、芥子油苷、異硫氰酸芐酯和甾醇等多種活性成分均能調(diào)節(jié)生物體的內(nèi)分泌系統(tǒng)[88]。

2.6 抗癌

癌癥是指機(jī)體在各種致瘤因素作用下，局部組織的細(xì)胞異常增生而形成的局部腫塊。瑪咖具有抗癌活性，如減緩白血病、肺癌、食道癌、胃癌等疾病的癥狀[89]。Cui Baoliang等[90]對兩種咪唑生物堿（lepidiline A和lepidiline B）進(jìn)行了體外細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果證明lepidiline A對人卵癌細(xì)胞有抑制作用（半最大效應(yīng)質(zhì)量濃度為7.39 μg/mL），lepidiline B對人膀胱癌細(xì)胞、人胰腺癌細(xì)胞、人胸腺癌細(xì)胞和人卵巢癌細(xì)胞等多種癌細(xì)胞具有抑制作用（半最大效應(yīng)質(zhì)量濃度分別為6.47、1.38、1.66 μg/mL和5.26 μg/mL），因此確認(rèn)生物堿是瑪咖抗癌活性的功效物質(zhì)之一。瑪咖生物堿、芥子油苷、甾醇都是抑制癌癥的有效成分[91]。

2.7 其他生物活性

瑪咖除了上述活性外，還具有緩解肝損傷[7]、緩解更年期綜合征及改善骨質(zhì)疏松癥[92]、神經(jīng)保護(hù)功能[93-94]、抗炎[95]等生物活性（表5）。

3 結(jié) 語

瑪咖作為新資源食品，是重要的功能食品原料，其主要活性成分有活性多糖、生物堿、芥子油苷、甾醇等，具有抗疲勞、提高生殖細(xì)胞活力等多種生物活性。但目前關(guān)于瑪咖活性的研究多是基于粗提物，對單體化合物的活性研究近幾年主要集中于瑪咖酰胺和芥子油苷，但在活性評價方面缺乏系統(tǒng)性和深入性的研究，活性組分作用靶點(diǎn)和機(jī)制尚不清楚。因此，提取、分析瑪咖各組分的生物活性，并從分子水平對其作用機(jī)制進(jìn)行研究，將對瑪咖產(chǎn)品品質(zhì)提升和應(yīng)用拓展發(fā)揮積極的推動作用。

此外，當(dāng)前有關(guān)瑪咖生物活性成分的研究主要集中于瑪咖根、莖部位，對瑪咖地上部分的開發(fā)利用研究較少。即使是根、莖部位的研究，在分離提取過程中并沒有考慮有關(guān)瑪咖淀粉的利用和開發(fā)問題，致使大量的瑪咖淀粉被廢棄，同時也沒有考慮其營養(yǎng)成分的提取。因此，未來應(yīng)加大對瑪咖營養(yǎng)成分的分離純化研究，實(shí)現(xiàn)瑪咖資源的綜合利用。

表5 瑪咖的生物活性Table 5 Bioactivities of Maca