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覆盆子研究进展及其资源开发利用



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0 概述
覆盆子(Rubus chingii Hu)为蔷薇科(Rosaceae)悬钩子属(Rubus
L.)植物,为多年生落叶小灌木。 全世界有 450 种以上,主要分布在北
半球的寒带和温带。 中国约有 210 种,南北各地野生。 覆盆子为覆盆
子植物的聚合果,药食兼用, 现已广泛应用于药品、食品、保健品、化
妆品等行业[1-2]。 覆盆子富含碳水化合物、蛋白质,特别是鞣花酸、超氧
化物、维生素、萜类、黄酮等功能化合物。尤其抗衰老物质 SOD 及抗癌
物质( 鞯化酸) 含量高于现有栽培和野生水果 [3]。 具有延缓衰老,消除
疲劳,提高免疫力以及抗诱变作用、改善学习记忆能力、对性腺轴有调
控作用等功效。 覆盆子已被世界粮农组织( FAO) 推荐为第三代黄金
水果,在国际国内市场上前景极为广阔 [3-5]。 中药覆盆子具有益肾、固
精、缩尿之功效,用于肾虚遗尿、小便频数、阳痿早泄、遗精滑精等[5]。
覆盆子适应性强,耐旱、耐瘠薄,有较强的抗寒能力。 我国的野生
覆盆子十分丰富,分布较广。大部分地区都能栽培,不择土壤,病害少。
是一种优良的果树资源,有较大的开发利用价值 [2-4]。
1 营养成分
覆盆子含有丰富的营养成分。 分析表明,每 100 g 鲜果中含 0.2 g
蛋白质 , 0.5 g 脂肪 , 13.6 g 碳水化合物 , 0.3 g 纤维 , 0.5 g 灰分 ,
22mg 钙 , 30 mg VA1, 0.03 mg VB1, 0.09 mg VB2, 0.9 mg 烟酸 , 5
mg VC, 0.20-0.25 mg VB9 [3,6]。 果实中 VC 含量远高于苹果,约为其含
量的 17.1 倍;VB1 含量远远高于草莓;VE 含量高于苹果,约为其含量
的 3.2 倍;钙含量高于草莓和葡萄,分别约为其含量的 2.0、7.2 倍;氨
基酸含量明显高于葡萄,约为其含量的 3.3 倍[2]。 其所含常见氨基酸达
19 种之多, 其中人体必需的 8 种氨基酸(Lys、Trp、Phe、Met、Thr、Ile、
Leu、Val)含量较高[7]。 另有研究表明覆盆子果实和叶片中必需氨基酸
与总氨基酸的质量比分别为 29.95%和 37.62%,必需氨基酸与非必需
氨基酸的质量比分别为 43.76%和 60.30%; 覆盆子果实和叶片中第 1
限制氨基酸均是 Met+Cys,其他各种人体必需氨基酸比例均衡,两者
的氨基酸比值系数分(SRC)分别为 54.03 和 61.34[8]。 覆盆子含有的
VE、超氧化物歧化酶(SOD)、γ-氨基丁酸(GABA)等抗衰老的物质居各
种野生水果之冠,抗癌物质鞣花酸含量很高,可达 15-20 μg/g 干重 [7]。
覆盆子中含有丰富的人体必需微量元素, 其中锌和锰的含量较高,分
别高达 72.61μg/g和 284.6μg/g[7,9]。覆盆子中还含有一定量的有机酸 [10]。
综上可以看出,覆盆子具有较为全面的营养组分,其功能性营养
成分优于许多水果。
2 化学成分
覆盆子中的主要化学成分有二萜( 苷) 、三萜( 苷) 、黄酮( 苷) 、甾
体、生物碱等。其中分离得到的二萜糖苷有半日花烷型二萜苷-覆盆子
苷(goshonosidie) F1- F5 5 个 [5]。 三萜( 苷)和黄酮( 苷)分别有 14 个和
16 个。 甾体类物质有 β-谷甾醇、胡萝卜苷、豆甾-4-烯-3β,6α-二醇
等。 香豆素类化合物有七叶内酯( esculetin) 、七叶内酯苷( esculin)、欧
前胡内酯( imperatorin)等。覆盆子中酚酸类有莽草酸、对羟基间甲氧基
苯甲酸、对羟基苯甲酸、鞣花酸、没食子酸。有机酸类包括硬脂酸、三十
二烷酸、十六烷酸。从覆盆子中已经分离出 7 个生物碱类化合物,主要
是喹啉、异喹啉、吲哚类生物碱[11]。 吴峰华等研究表明覆盆子乙酸乙酯
相的总酚和黄酮含量最高,分别为 328.33±13.75 mg/g 和 298.25±25.64
mg/g [12]。 另外还含有二十二烷酸丁酯、对羟基苯甲醛等以及鸟苷、腺
苷、尿苷等核苷类成分[11]。 刘明学等利用红外光谱和 1H-NMR 分析覆
盆子多糖为酸性 α-呋喃糖,且含 β-糖苷键[4]。 随着研究的深入还有许
多新化合物将被发现。
研究表明各化合物在不同产地覆盆子药材样品中的含量差异较
大。 研究表明产地纬度越高,其覆盆子中鞣花酸的含量越高; 而东部
产地( 安徽、浙江、江西、湖北、福建) 总黄酮含量普遍高于中西部产地(
四川、贵州、湖南、广西 ) ;在同一纬度附近,越往西则总黄酮含量越
小,如福建南平的含量高于湖南衡阳;另外发现纬度越高其总黄酮的
含量越大[5]。
3 活性作用
覆盆子含有丰富的生物活性成分,因此其具有多方面的生理活性
作用。
3.1 清除自由基与抗氧化作用
刘明学等研究表明在相同的实验体系浓度下,覆盆子粗多糖及纯
化多糖对 OH·的 IC50 分别为 1.37、0.91 mg/mL; 对 O2-·的 IC50 分别
为 0.66、0.44 mg/mL [4]。 覆盆子糖蛋白粗提取物可显著增强小鼠血清、
肝脏、脑组织中过氧化氢酶( CAT) 、超氧化物歧化酶( SOD) 、谷胱甘肽
过氧化物酶( GSH-Px) 活性,并可有效清除 OH·、O2-·和 DPPH 自由
基,具有明显的抗氧化作用 [11]。 覆盆子乙酸乙酯相的总酚和黄酮在不
同抗氧化体系中的抗氧化活性也最强, 清除 DPPH 和 OH·的能力显
覆盆子研究进展及其资源开发利用
刘明学 1 牛靖娥 1,2
(1. 西南科技大学 生命科学与工程学院,四川 绵阳 621010;
2. 绵阳高新区生物医药孵化器有限公司,四川 绵阳 621000)
【摘 要】覆盆子为蔷薇科悬钩子属植物果实,富含多种营养成分和抗氧化、免疫调节、抗肿瘤等生物活性成分。我国覆盆子野生资源丰富,
分布广泛,适应性强,附加值高,但目前大多资源还是处于野生状态,人工大规模栽培还较少。因此覆盆子作为经济植物开发利用具有较大的经
济与社会价值。 本文从覆盆子特征、营养成分、化学成分、活性作用及资源利用与发展等几个方面介绍了覆盆子研究的进展和覆盆子资源开发
利用的现状与前景,为推动我国覆盆子资源利用与产业发展提供参考。
【关键词】覆盆子;资源;营养成分;化学成分;活性作用;产业发展
Advance Research on Raspberry (Rubus chingii Hu) and Resource Utilization
LIU Ming-xue1 NIU Jing-e1,2
(1. Life Science and Engineering College, Southwest University of Science and Technology, Mianyang Sichuan 621010,China;
2. Mianyang State High-Tech Zone Biomedical Incubator Co., Ltd., Mianyang Sichuan 621010,China)
【Abstract】Raspberry, the fruit of Rubus chingii Hu, was rich in a variety of nutritional components and antioxidant, immunomodulatory,
antitumor bioactive components. Rubus chingii Hu wild resources are very rich in China and are wide distribution. Rubus chingii Hu shows strong
adaptability and high value. But at present, most resources are in the wild and large-scale artificial cultivation is less. Therefore, it will produce huge
economic and social value for utilization and development of Rubus chingii Hu resources. This paper introduces the research advance of raspberry and
Rubus chingii Hu resources utilization and development current situation and prospect based on raspberry nutrients, chemical composition, activity
and resource utilization and development. It will provide reference for promote the utilization and industrial development of Rubus chingii Hu
resources in China.
【Key words】Raspberry (Rubus chingii Hu); Resource; Nutrient; Chemical composition; Bioactivity; Industrial development
※基金项目:四川省教育厅重点项目(041123)。
作者简介:刘明学(1975.2—),男,博士,西南科技大学生命科学与工程学院副教授,主要从事分子细胞生物学及生物活性物质研究工作。
项目与课题
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著强于 BHT。 覆盆子醇提物及其不同极性部位中的总酚含量与还原
力,DPPH 和 OH·清除能力呈正相关,相关系数分别为 0.9197、0.9321
和 0.9808,这表明总酚是覆盆子提取物的主要抗氧化活性成分 [12]。
3.2 抗肿瘤作用
研究表明覆盆子水提取物各个浓度对人原发性肝癌细胞的增殖均
有抑制作用,呈现出与药物浓度、作用时间的依赖性[11]。 在恶性肿瘤中,
基质金属蛋白酶(MMPs)常过度表达,并且 MMPs过表达同癌症的高敏
感性和致死率有关。MMPs能够导致肿瘤的发生, 并在浸润、血管新生和
转移中起关键性的作用。 因此 MMPs抑制剂能够在各种癌症动物模型
中抑制肿瘤的发展。 覆盆子水提取物对基质金属蛋白酶( MM-13) 具有
抑制作用, 其抑制作用与浓度呈明显正比关系, 其 IC50为 0. 036 μg /
mL。 提示在覆盆子中可能含有对 MM-13有抑制作用的先导化合物[11,13]。
3.3 改善记忆
研究表明覆盆子氯仿部位、正丁醇部位、乙酸乙酯部位、水部位均
可不同程度缩短大鼠的逃避潜伏期,增强大鼠的空间探索能力,均有
一定的改善东莨菪碱所致学习记忆障碍大鼠学习记忆的能力 [14]。 黄丽
萍等研究了覆盆子有效部位对 D-半乳糖联合氢化可的松造成肾阳虚
型痴呆大鼠的影响,初步阐明覆盆子有效部位改善肾阳虚型痴呆大鼠
学习记忆的作用机制。覆盆子氯仿部位高、低剂量组、覆盆子乙酸乙酯
部位高、低剂量组均能不同程度改善痴呆大鼠学习记忆能力 [15]。
3.4 抗衰老作用
随着我国人均寿命的提高,社会老龄化比例上升,老年性痴呆老
年性痴呆俨然成为世界性难题,如何防治老年性痴呆已成为一个迫切
需要解决的问题。祖国医学认为,肾阳虚是老年痴呆发生的内在机制,
补肾助阳是延缓衰老、防治老年性痴呆的重要途径。 覆盆子具有益肾
固精,助阳缩尿的作用,而覆盆子氯仿提取部分和乙酸乙酯提取部分
具有良好的改善肾阳虚型痴呆大鼠学习记忆的作用 [15]。
3.5 降血压、血脂、血糖
Su 等研究了覆盆子乙醇提取物(ERC)对大鼠心血管的影响。ERC
以浓度依赖性方式降低收缩压、心率,舒张血管。在血管内皮细胞缺失
后没有观察到 ERC 诱导的血管舒张作用。 当内皮细胞一氧化氮合酶
(eNOS)、可溶性鸟苷酸环化酶(SGC)被抑制或细胞外 Ca2+内流被抑制
后 ERC 的血管舒张作用明显减弱。 认为 ERC 内皮依赖性血管舒张作
用包含两个步骤:首先是血管内皮细胞的 Ca2+-eNOS-NO 细胞信号通
路激活,随后刺激血管平滑肌的 NO-SGC-cGMP-KV 信号通路活化电
压门钾离子通道。 Akt-eNOS 通路也可能参与调控。 ERC 诱导的血管
舒张作用与目前的降压药基本一致 [16]。 另有研究表明覆盆子提取物还
有降血脂、血糖作用[11]。
3.6 调节性腺轴作用
覆盆子水提取液可降低下丘脑 LHRH、 垂体 LH、FSH 及性腺 E2
含量,而提高胸腺 LHRH 和血液睾酮水平[17]。
除此之外,覆盆子还具有抗炎、抗血栓、减肥等功效[7,11,18]。
4 资源利用与发展
悬钩子属是蔷薇科中的一个大属,全世界有约 700 种 [19]。 我国是
悬钩子植物物种丰富的国家 [20]。 中国有覆盆子 210 种,在中国大部分
地区都有分布,如云南覆盆子有 137 种,特有种 94 种。 但大部分地区
覆盆子为野生状态,野生植株长势非常好,果实产量较高,但绝大部分
未开发成为市场产品[21-22]。
覆盆子为多年生落叶灌木,具蔓生性。 一般植株定植后第二年即
可开花结实,3-4 年进入盛果期,经济寿命可达 20 年[2,21,23]。覆盆子繁殖
中有种子休眠的问题,胚生理后熟可能是主要原因 [24]。 另一种可能是
内果皮的机械障碍和种胚的生理休眠,通过低温湿砂藏结合浓硫酸处
理可解除种胚生理休眠 [25]。 另一种繁殖方式是组培。 组培可实现脱毒
复壮,保持植株的优良特性和性状,缩短繁殖周期,提高繁殖系数。 研
究表明,以 MS+6-BA0.5 mg/L+NAA0.01mg/L 为诱导培养基,茎段为外
植体腋芽萌发率可达 80%以上;以 MS+6-BA1.0 mg/L+NAA0.1mg/L 为
继代培养基,增殖系数达 15.1 [3]。
我国覆盆子人工栽培发展较为缓慢,多为零星种植,少有大规模
栽培。 浙江开展过一些产业化研究项目 [21]。 江西省德兴市野生掌叶覆
盆子丰富,为国家地理标志产品。 截至 2013 年,德兴已经建立了 100
hm2集种植、育苗、栽培、研究于一体的中药材种植示范基地,计划在
近几年推广种植覆盆子约 330 hm2,实现“农业产业化”的发展目标 [2]。
目前覆盆子药用研究较多,保健食用及其它研究较少,尤其在保
鲜加工利用方面很少。 覆盆子各部位均可利用,叶可代茶、药用,果可
食用、药用、加工饮料等,种子可药用、榨油,根部可药用,全株可做绿
化观赏树种等[21]。
5 前景与展望
覆盆子已从原有的单一利用走向多元利用方向。当种植达到产业
化规模以后, 其资源可向几方面分流, 如果实、 种子、 根及叶可入药,
作为一种名贵中药材, 也可组织出口创汇。果实可作为食品,或开发保
健品、饮料等。如浙江磐安县深泽乡 1999 年销售干果 32 吨, 收益 78.
4 万元。覆盆子干果价格连年上涨,2006 年价格达到 65 元/kg,2010 年
高达 110 元/kg,2014 年达到 160 元/kg[2,26]。
综上可以看出覆盆子资源开发利用具有良好的社会效益和经济
效益, 有着广泛的发展前景。 目前我国实施的退耕还林政策使我国的
森林覆盖率持续增加,覆盆子等植物野生资源量继续扩大。 因此如何
在生态可持续发展基础上更好的利用覆盆子资源,对我国野生资源的
可持续发展和当地社会经济发展都有重要的意义。
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[责任编辑:周天凤]
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