盐地碱蓬化学成分及其开发利用的研究进展

周东生,王奇志,王 鸣,董云发,冯 煦,梁敬钰

(1.中国药科大学天然药物化学教研室,江苏南京 210038;2.江苏省中国科学院植物研究所 /南京中山植物园江苏省药用植物研究开发中心,江苏南京 210014)

盐地碱蓬〔Suaeda sa lsa(L.)Pall.〕又名翅碱蓬,俗名黄须菜,为藜科 (Chenopodiaceae)碱蓬属(Suaeda Forsk.ex Scop.)一年生草本真盐植物。我国共有碱蓬属植物 20种及 1变种,常见种为灰绿碱蓬 (Suaeda g lance Bunge)和盐地碱蓬[1]。盐地碱蓬主要分布于欧洲及亚洲,在我国产自东北、内蒙古、河北、山西、陕西北部、宁夏、甘肃北部、青海、新疆、浙江、江苏、山东的沿海地区,生于盐碱土,在海滩及湖边形成单优群落[2]。盐地碱蓬是一种耐盐能力很强的真盐生植物,是当前改良利用盐碱土壤的首选植物品种,种植盐地碱蓬能够有效地降低土壤表层含盐量,增加土壤有机质含量,提高土壤中 N、P、K的含量,对滨海盐渍土具有显著的改良作用,可取得良好的经济效益、生态效益和社会效益[3-5]。盐地碱蓬具有较高的医用价值,据《本草纲目拾遗》介绍,碱蓬性咸凉、无毒、清热、消积。现代医学研究发现,碱蓬属植物具有降糖、降压、扩张血管、防治心脏病和增强人体免疫力等作用,适用于预防心血管系统疾病,对老年人、高血压病人具有保健作用[6]。国内外对盐地碱蓬的研究集中于植物生理,以及耐盐方面[7-8]。本文对盐地碱蓬的化学成分、药理作用及其开发利用等方面研究进展进行了综述。

表1 盐地碱蓬汁营养成分

1 盐地碱蓬的化学成分

目前对盐地碱蓬的有效成分研究表明,其主要含黄酮类化合物、脂肪酸类成分,此外还可能含有萜类、多酚类[9],以及脂溶性成分[10]等。

1.1 黄酮类化合物 高健[11]首次报道了盐生植物盐地碱蓬中有黄酮类化合物存在。高健,付进[12]对从盐地碱蓬中提取黄酮类化合物的工艺条件进行了优化,其最优条件为:乙醇体积浓度为 65%,样品与乙醇体积比为 15∶1,提取温度为 75℃,提取时间为 4 h。盐地碱蓬中所含黄酮类成分的种类,目前并没有文献报道。

1.2 脂肪酸类 盐地碱蓬种籽油中不饱和脂肪酸占总脂肪酸的 90%以上,其中亚油酸占 70%,亚麻酸占 6.08%[13]。柳仁民[14](2003)所报道的山东翅碱蓬种子油有近 10种脂肪酸类成分,分别为:棕榈酸、棕榈油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸、油酸、顺 -7-十六碳烯酸、硬脂酸、顺 -11-二十碳烯酸。于海芹等[15]又报道了首次从翅碱蓬中分离得到的 3个脂肪酸类,其分别为:11,14,17-花生三烯酸、花生四烯酸、15-二十四烯酸。

1.3 色素类成分 王长泉[16]等从盐地碱蓬中分离得到了甜菜红素 (Betacyanins);段迪[17]等报道了盐地碱蓬中含有抗氧化剂成分甜菜红素、维生素 C、类胡萝卜素;石红旗[18]等报道了水溶性色素 -花青素。

1.4 多糖类成分 王昭晶[19]报道了从碱蓬中分离纯化了水溶性的碱蓬多糖 SPA。

1.5 其它类成分 经科学分析发现,盐地碱蓬的种籽和茎叶营养成分丰富,其种籽脂肪含量占干物质的 36.5%,蛋白质含量占干物质的 40%,并含有丰富的维生素、氨基酸和微量元素[13]。见表1,2,3[20-21]。

表2 盐地碱蓬种子中 18氨基酸含量%

表3 盐地碱蓬汁中 11种矿物质含量%

2 生物活性研究

2.1 抗氧化作用

用硫代巴比妥酸 (TBA)法测定了翅碱蓬提取物的抗氧化作用。实验表明,翅碱蓬的水、甲醇、正己烷提取物对亚油酸脂质过氧化均有良好的阻断作用,其中以正己烷提取物阻断能力最强;并用化学发光分析法对抗氧化作用的机理进行了研究,结果发现翅碱蓬对 O2-自由基有较强的清除作用,而对OH-自由基几乎无作用,说明翅碱蓬主要是通过清除O2-来达到其抗氧化作用的[9]。从碱蓬中分离纯化得到水溶性碱蓬多糖 SPA,对其进行体外抗氧化研究结果表明,SPA有高于维生素 C的羟自由基清除作用,以及相当于维生素 C的超氧阴离子清除作用[19]。通过氮蓝四唑 (NBT)法对从盐地碱蓬中提取的黄酮类化合物抗氧化作用研究,研究表明,盐地碱蓬中黄酮类化合物对猪油的自氧化有一定的抑制作用[11]。

2.2 降脂及机体免疫作用

通过对小鼠蛋黄乳实验总胆固醇 (TC)、甘油三酯(TG)含量检测,观察碱蓬籽油对小鼠高血脂的影响;通过小鼠碳粒廓清实验,观察碱蓬籽油对小鼠脾脏指数、胸腺指数、廓清指数及吞噬指数的影响,进而观察碱蓬籽油对小鼠免疫功能的影响。结果:碱蓬籽油能显著降低蛋黄乳小鼠的 TC、TG含量,增加免疫低下小鼠脾脏指数、胸腺指数,增强小鼠巨噬细胞吞噬的吞噬功能。结论:碱蓬籽油具有一定的降脂和提高机体免疫的作用[22]。有研究发现盐地碱蓬幼苗水提物对小鼠机体的非特异性免疫功能有增强作用,通过对其有效部位的结构分析,对盐地碱蓬幼苗水提物进行了初步分离,采用乙醇沉淀物 (A)、首次乙醇沉淀后的上清液(B)以及滤渣煮液去沉淀后的液体 (C)3个组分,分别开展了对小鼠刚果红吞噬功能的测定,结果表明:水提物 A和 C具有显著增强机体非特异性免疫的功能,其中以 C(间隔12 h给药,共给药 4次)的效果最为显著,而 B的效果不明确[23]。

2.3 抗炎作用

盐地碱蓬幼苗和种子分别用氯仿/甲醇 (2∶1)提取并用甲醇 /氯乙酰 (5∶1)甲酯化。提取物对急性炎症的抑制作用采用巴豆油引起的正常小鼠和摘除肾上腺小鼠的耳肿胀、组胺引起的小鼠毛细管通透性以及角叉菜引起的大鼠足肿胀进行分析。对慢性炎症的抑制作用以巴豆油诱导的大鼠肉芽肿和福氏完全佐剂诱导的多发性关节炎进行分析。其结果显示:两种提取物的甲酯化产物明显地抑制正常小鼠和摘除肾上腺小鼠的耳肿胀、降低毛细管的通透性并抑制大鼠肉芽肿的形成,在 50～300 m g·kg-1·d-1剂量范围之内呈明显的剂量依赖关系,在300 m g·kg-1·d-1对佐剂性关节炎和大鼠足肿胀表现出显著的抑制作用。在 50～300 m g·kg-1·d-1剂量范围之内能显著地抑制炎症部位的 PGE2和MDA的形成和增加红细胞 CAT的活力[24]。

2.4 其它作用

李洪山[10]等研究了盐地碱蓬粗提物对小菜蛾的毒杀及拒食作用。结果:盐地碱蓬各部分组织对于小菜蛾都有毒性和拒食作用,其中以茎枝的毒性和拒食作用最佳,用乙醇作为浸泡液的效果要优于蒸馏水。朱巍巍[25]从辽宁碱蓬中纯化得到的磷脂酰胆碱 ,对 7721、HepG2、MCF-7和 Hela 4种癌细胞进行体外增殖抑制实验,结果均表现出较强的抑癌活性。

3 开发利用

长期以来,盐地碱蓬自生自灭,一直没有引起人们的足够重视。现今,随着对野生植物资源开发研究的不断深入,人们发现,它是一种优质蔬菜、经济作物和具有医疗保健价值的植物资源。此外,耕地面积逐年减少,淡水资源日趋匮乏,粮食单位面积产量接近增长极限,而人口不断地增加,这是人类面临的巨大生存危机。因此,扩大土地资源,保护淡水资源,以及开辟新的食物资源,势在必行。针对我国的资源条件,开发盐地碱蓬更具有独特的意义。

3.1 食用油料作物

盐地碱蓬籽油中脂溶性维生素含量较高,特别是维生素 E含量高达 2 m g/g且富含微量元素Se[6]。于海芹等[15]应用重量法和气相色谱 -质谱联用技术(GC-M S)对吉林省西部盐碱地生长的碱蓬、角碱蓬和翅碱蓬 3种野生植物的种子含油量及脂肪酸成分进行了测定和分析,结果表明:碱蓬、角碱蓬和翅碱蓬种子含油量分别为 24.39%、15.67%和 15.80%,其不饱和脂肪酸含量分别为 88.65%、88.30%、88.50%,尤其是亚油酸含量较高,分别达56.94%、59.35%和 60.86%。大量研究充分说明,盐地碱蓬具有较高的营养保健价值,是一种高级食用油。因此,完全可以将盐地碱蓬作为新的油料资源进行开发。

3.2 食用蔬菜

盐地碱蓬幼苗俗称“黄须菜”,其幼茎、幼叶可作为蔬菜食用,营养丰富、脆嫩可口、味道鲜美,并有保健作用,故有美称“皇帝菜”。它既可以做时令蔬菜,又可以作为包子、饺子等面食的馅料,更具开发前景的是作为绿色蔬菜进行深加工生产系列产品,如罐头、盐渍品、小菜、菜汁等[26]。

3.3 蛋白源

盐地碱蓬不仅蛋白质含量高,而且质量也很好,植株及种子榨油后的饼渣可直接作为牲畜混合饲料的一部分,其效果很好。也可用植株或提取油脂后的渣子提取蛋白,作为优质的饲料蛋白添加剂[26]。

3.4 开发盐碱荒地

盐地碱蓬是一种聚盐性的盐生植物,对盐具有积累效应,它能从土壤中吸收大量的可溶性盐类,并把这些盐积聚在体内。因此,盐地碱蓬可以使盐土脱盐,降低土壤的含盐量,增加土壤中氮、磷、钾以及有机质和微生物成分,从而改良盐碱地的土质。盐地碱蓬具有耐盐基因,由这种基因决定的一种具有运输功能的蛋白,使盐地碱蓬具有一系列的抗盐特性,所有农作物不耐盐,就是因为不具备这种机制。为了开发盐碱荒地,扩大土地利用资源,致力于采用基因工程通过盐地碱蓬培育耐盐农作物的研究,具有重要意义[3]。

4 小结与讨论

盐地碱蓬的研究与开发,具有很大的经济价值与社会价值。近年来有文献不断从基因分子角度对其研究报道,但在其化学成分方面除报道有黄酮类成分外,研究的很少。因此,将盐地碱蓬作为一种野生资源对其进行化学基础研究有很重要的意义。

今后在盐地碱蓬化学研究中应注意的几个问题是:一是对其分离的成分进行药理活性筛选以寻找具有明显生物活性的天然产物。二是文献中报道的对盐地碱蓬的研究大多属于脂溶性成分,因此其水溶性成分值得研究。三是由于盐地碱蓬生长的特殊环境具有非常强的耐盐性,因而在其水溶性化学成分的研究中看是否存在一些含微量元素和有机盐类的天然产物以便能寻找结构新颖的化合物。

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