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美洲土圞儿研究现状对罗汉参研究的启示



全 文 :美洲土圞儿研究现状对罗汉参研究的启示
陈 伟1,张照英2,田险峰1,袁福军3
(1.菏泽家政职业学院,山东 菏泽274300;2.单县中心医院,山东 菏泽274300;
3.单县天祥罗汉参专业合作社,山东 菏泽274300)
摘 要:罗汉参及美洲土圞儿均来自豆科植物土圞儿属。罗汉参因其经济、社会效益,2015年成为国家
地理标志产品。近年来罗汉参在化学成分、药理作用等方面取得了一些进展,但仍较粗浅。回顾美洲土
圞儿的研究现状,以期为罗汉参的研究开发提供借鉴。
关键词:罗汉参;美洲土圞儿;土圞儿属;研究现状
中图分类号:R284   文献标识码:A   文章编号:1673-2197(2016)17-0036-03
DOI:10.11954/ytctyy.201617014
收稿日期:2016-04-11
基金项目:山东省高等学校青年骨干教师国内访问学者项目经费资助
作者简介:陈伟(1983-),男,山东省菏泽家政职业学院讲师,研究方向为药学专业教学及天然药物研究。
Progress and Enlightenment in the Research of Apios americana Medikus and Luohanshen
Chen Wei 1,Zhang Zhaoying2,Tian Xianfeng1,Yuan Fujun3
(1.HZ Domestic Professional Colege,Heze 274300,China;2.Shanxian Central Hospital,Heze 274300;
3.Shanxian Intertek Luohanshen cooperatives,Heze 274300,China)
Abstract:Luohanshen and Apios americana Medikus tuber are both from the Genera Apios.As the economic and social benefits of
Luohanshen,it has been taken in Geography Indications Protection in 2015and some progress has been made in the study about the
chemical constituents,pharmacological action and other aspects in recent years.This paper reviews the research status of Apios a-
mericana Medikus,in order to serve for the research and development of Luohanshen.
Keywords:Apios fortunei Maxim;Apios americana Medikus;Apios;Review
  罗汉参,食用部位为豆科植物土圞儿属栽培品的块状
根茎[1],亦有人称之为香芋、地栗子等;其气味甘微苦,性
平,归脾、肺经,有清热解毒、止咳祛痰的功效[2]。其因良好
的药用、食用、经济价值及社会效益,2015年成为山东省单
县的国家地理标志产品[3]。美洲土圞儿,又名大越豆芋、美
国豆芋、菜用土圞儿,来自罗汉参的同属植物Apios ameri-
cana Medikus,是原产于北美地区药食两用的传统作物[4]。
国内外学者对美洲土圞儿的化学成分、营养价值、生物学功
能展开了深入研究,然而罗汉参的研究则相对粗浅,笔者通
过对比两种作物的研究进展,以期为罗汉参的研究提供借
鉴。
1 本草考证
对土圞儿的报道,多认为始载于明代本草著作《救荒本
草》[2,5];鉴定依据为书中记录“土圞儿,一名地栗子,出新郑
山野中,细茎延蔓而生,叶似绿豆叶微尖梢,每三叶攒生一
处,根似土瓜儿根微团,微甜,采根食之。”[2]唐代名医陈藏
器在《本草拾遗》记录土芋:“味甘,寒,小毒。解诸药毒,生
研水服,当吐出恶物尽便止。煮食之,甘美不饥,厚人肠胃,
去热嗽。蔓如豆,根圆如卵,鶗鴂食后弥吐,人不可食。”[6]
袁鑫等[7]通过举证历代本草、结合作者生平、考察药物性
能,推定土圞儿最早明确记录的本草著作应为《本草拾遗》。
《农政全书》仅在附注记录该药材,言其“形如土豆,味甘
美”,应非皇家贡品,其所记录对于植物的基源鉴定同样没
有帮助[8]。
在南京农业大学进行的国家社科基金“域外蔬菜作物
的引进及本土化研究”中,丁晓蕾[9]将罗汉参当作美洲原产
蔬菜作物菜用土圞儿,认为罗汉参原产地在美洲,传入我国
时间在明代,即江苏、上海、山东等地栽培品系美洲土圞儿。
国内不少学者进行罗汉参研究时,也将其拉丁学名定为美
洲土圞儿[26]。然山东单县处华北平原,地缘上接近新郑,相
关报道记录单县罗汉参植物原种为合作社创始人袁福君从
田间偶得[3]。结合植物特征,笔者推测其应为土圞儿属Ap-
ios fortunei Maxim植物栽培品。鉴于国内研究中没有关于
—63—
罗汉参基源的确切报道,在进一步的研究中药材基源应得
以确证。
2 化学成分研究
北京市农林科学院蔬菜研究中心通过测定,发现罗汉
参中含有丰富的蛋白质、氨基酸、碳水化合物、矿物质[10]。
其中淀粉占38.2%,粗蛋白占17.3%,还原糖占4.2%[11],
混合氨基酸含量为718.3mg/kg[12]。刘彬等[13]通过体外模
拟胃肠道酶解法进行测定每100g总淀粉中抗性淀粉的含
量,发现生品罗汉参为(77.31±4.22)g,熟品为(24.70±
2.24)g,高于土豆、芋头、地瓜、山药四种薯类。张修景[14]采
用微波消解ICP-AES内标法测定罗汉参中钙、铁、锌、铜、
镁、锰、和硒7中微量元素,结果依次为209.2、126.0、20.
31、11.93、8.888、6.348、0.2539mg/kg,表明罗汉参是一种
理想的富硒产品[15]。气-质联用对其石油醚提取物中挥发
性成分进行分析,16个峰中鉴定出11个成分,其中以有机
酸类、肌醇为主[16]。另外,从中国浙江天目山采集的土圞儿
含有金雀异黄酮成分,但相对于美洲土圞儿含量较低[17]。
作为粮食作物,美洲土圞儿同样含有丰富的营养成分,
包括13%纤维素、6.9%蛋白质、71%碳水化合物和9种必
需氨基酸,上述这些成分除营养功能之外还常常有一定的
生物活性。Bowman-Birk型胰蛋白酶抑制剂AATI,热稳定
性、pH稳定性非常好,在80℃2h及pH=1~9活性基本不
受影响,且具有抗白血病细胞增殖的作用[19]。分离得到的
血管紧张素转化酶(ACE)抑制肽,体外证实了其ACE抑制
作用[20,21]。Nara K借助高效液相色谱,4℃下得到的新鲜药
材水提取物,比对45℃水提物,发现一个新的异黄酮成分,
结构 确 定 为 金 雀 异 黄 酮-7-O-龙 胆 二 糖 苷[27]。Marina
Ichige[22]从美洲土圞儿中分离得到8个异黄酮类成分,分别
为金雀异黄酮-2’-羟基-5-甲氧基-7-O-葡萄糖苷(1),金雀异
黄酮2-羟基-7-O-龙胆二糖苷(2),金雀异黄酮5-甲氧基-7-
O-葡萄糖苷(3),金雀异黄酮3,5-二甲氧基-7-O-葡萄糖苷
(4),金雀异黄酮2-羟基-7-O-葡萄糖苷(5),金雀异黄酮-7-
O-龙胆二糖苷(6),金雀异黄酮2-羟基-5-甲氧基-4,7-O-二
葡萄糖苷(7)以及金雀异黄酮2-羟基-4,7-O-二葡萄糖苷
(8);其中1,2,4,7这4个化学成分首次分离得到。此外,该
植物中还分离得到了大豆皂苷βg(DDMP大豆皂苷)
[23]、植
物性凝集素[32]等。
3 药理作用研究
3.1 罗汉参的药理作用
3.1.1 改善肠功能 混有罗汉参粉的小鼠饲料,给予复
方地芬诺酯所致的便秘小鼠,通过小肠运动实验和排便实
验的考察,发现罗汉参给药能改善小肠墨汁推进率,缩短首
粒黑便时间,证实罗汉参对便秘模型小鼠有润肠通便作
用[24]。
3.1.2 改善糖尿病症状 罗汉参给予四氧嘧啶造模的糖
尿病小鼠,起到降低糖尿病小鼠降空腹血糖的功效,糖耐量
实验中给药能降低动物0,0.5,2h的血糖值及血糖曲线下
面积[25]。韩文婷等[26]征集健康志愿者,通过交叉实验分别
对比葡萄糖粉、罗汉参和南瓜,通过测定2h内血糖值及血
糖应答曲线,表明罗汉参为低血糖指数食物。
3.2 美洲土圝儿的药理作用研究
3.2.1 抗氧化、抗肿瘤作用 借助DPPH法,证明了黄
酮成分金雀异黄酮-7-O-龙胆二糖苷。体外的抗氧化活
性[27-28];而且该成分有确切的抗肿瘤作用[29];美洲土圞儿的
80%乙醇提取物,在铜离子还原能力实验中并未表现出抗
氧化活性,但其加入到人乳腺癌(细胞 MCF-7)培养24h后,
细胞内主要的抗氧化酶血红素氧合酶-1(HO-1)基因表达水
平增高。美洲土圞儿相对于异黄酮成分作用温和,不会导
致细胞膜损伤从而表现出更突出的抗氧化能力;另外,美洲
土圞儿提取物表现出较弱的雌激素受体结合能力及抗凋亡
作用[30];美洲土圞儿的异黄酮类成分金雀异黄酮2-羟基-7-
O-龙胆二糖苷和金雀异黄酮2-羟基-7-O-葡萄糖苷,为雄激
素受体拮抗剂,两者与雄激素受体 AR具有一定的结合活
性,IC50值为280、160μM。另外其能抑制前列腺癌细胞中雄
激素诱导的前列腺特异性抗原mRNA的表达[22]。
3.2.2 对代谢综合征的影响 美洲土圞儿水解产物中含
有丰富的脯氨酸,这是其动物实验中降压作用可能的物质
基础。体外实验表明,美洲土圞儿的甲醇提取物及水提物
对血管紧张素Ⅰ有一定的抑制作用。混有5%美洲土圞儿
的饲料给予自发性高血压大鼠,三周后大鼠血压、甘油三
酯、肝总胆固醇水平下降。美洲土圞儿也能对抗高脂饲料
诱发的血压、血脂的变化,单次给药美洲土圞儿提取物降压
幅度可达10%[31]。借助疏水色谱和阴离子交换色谱法,从
美洲土圞儿中分离得到的植物凝集素能导致兔红细胞的凝
集,对D-葡萄糖胺、D-半乳糖胺等多种单糖有糖结合专一
性,并能减少人克隆结肠腺癌 Caco-2单层细胞跨膜电阻
(TER),表明了其在功能性食品开发中的潜力[32]。
美洲土圞儿体外自由基清除能力最佳部位为叶醇提
物。还原力考察最佳的部位为花醇提物;体外实验还发现
提取物具备α-葡萄糖苷酶抑制作用,作用最强的为花醇提
物[33]。α-葡萄糖苷酶抑制作用研究中,发现花的醇提物活
性较水提物强[34],表明美洲土圞儿地上部分提取物有潜在
的降血糖作用。
3.2.3 抗炎、抗病毒 小鼠预给药8周美洲土圞儿提取
物,动物造模分别用 H1N1流感病毒、脂多糖致动物急性肺
损伤,发现美洲土圞儿预处理可以降低肺损伤所致的中性
粒细胞及细胞总数,并降低肺泡灌洗液中肿瘤坏死因子α、
白细胞介素-6水平,改善肺组织病理学状况[35]。
4 毒性报道
土圞儿的中毒主要发生在野外,多由儿童误食生品引
起,主要中毒表现为急性胃肠道症状,包括呕吐、腹痛、腹
泻、口干、头昏、神倦等;鉴于熟食未有毒性报道,推测生食
中毒成分是热不稳定性生物碱成分[36]。尽管罗汉参在食用
过程中未有报道中毒事件,但在推广过程中仍提醒消费者
禁止生食。
5 结语
近年来,罗汉参在山东单县得以规模种植。鉴于其良
好的食用价值、保健功能,罗汉参产业迅速发展;但由于单
县的地理位置、经济发展状况,以及较短的发展时间,制约
了罗汉参产业的发展,导致罗汉参的产品开发较为粗放。
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目前对其本草考证、化学成分、药理作用、安全性研究尚处
于初期,植物基源尚存有争议,作物连作仍有困难,化学成
分研究局限于营养研究,药理作用仅进行初探,安全性有待
考量;而同属植物美洲土圞儿从基源、种植、成分、活性的研
究则相对深入,本文同时对两个植物近些年的研究进行回
顾,以期为罗汉参产品的开发提供借鉴。
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