苦瓜保健功能的研究进展

陈敬鑫，张子沛，罗金凤，王 健，丁晓雯*

(西南大学食品科学学院，重庆 400716)

苦瓜保健功能的研究进展

陈敬鑫，张子沛，罗金凤，王 健，丁晓雯*

(西南大学食品科学学院，重庆 400716)

苦瓜作为一种药食两用植物，其富含苦瓜多糖、皂苷、多肽、黄酮类化合物等多种活性成分，具有辅助降血糖、降血脂、抗氧化、增强免疫力及预防肥胖等保健功能。文章综述了国内外学者对苦瓜活性成分和保健功能的研究进展，并对其进行了展望。

苦瓜；多糖；多肽；皂苷；降血糖；抗氧化

苦瓜是中国传统的一种药食两用植物，由于其含有罗汉果苷和苦瓜素等成分而呈甘苦味[1]，但因其特有的功效作用，仍一直受到很多人的青睐。苦瓜的俗名有凉瓜、癞瓜、君子菜、赖葡萄，拉丁文名为Momordica charantiaL.。近年来，国内外对苦瓜的研究已经成为一个热点，尤其是对其果肉和籽功效成分的研究。目前，已有学者从苦瓜植株中成功分离出苦瓜多糖、苦瓜素、植物胰岛素、苦瓜皂苷、类黄酮化合物、生物碱等功能性成分，这些成分为苦瓜辅助降血糖、降血脂、抗氧化、增强免疫力及预防肥胖等保健功能的研究提供了有利的依据。

1 苦瓜的活性成分

1.1 苦瓜多糖

植物多糖是植物体中重要的生物活性成分之一。在苦瓜干粉中，苦瓜多糖的含量约为6%，属于杂多糖[2-3]，其组成成分主要为半乳糖、葡萄糖、阿拉伯糖、鼠李糖、甘露糖等[4-5]。

1.2 苦瓜蛋白及多肽

苦瓜蛋白及多肽也是苦瓜的主要功能成分，苦瓜蛋白中研究较多的是核糖体失活蛋白(ribosome inactivating protein，RIP)，它是一类能够使核糖体失活从而抑制蛋白质合成的碱性糖蛋白，分为Ⅰ型和Ⅱ型。苦瓜蛋白MAP30就是一种Ⅰ型(双链)核糖体失活蛋白，其分子质量为30kD，故名为MAP30[6]。M.Cy蛋白也是一种Ⅰ型核糖体失活蛋白，是Rajasekhar等[7]从苦瓜果实水提物中分离出来的，其分子质量为17kD。苦瓜素则是一类Ⅱ型(单链)核糖体失活蛋白，目前已从苦瓜中分离出α、β、γ、δ-苦瓜素等[8-10]。

植物凝集素是由植物细胞合成分泌且能与糖结合的一类蛋白，在细胞识别和黏着反应中起着重要作用。1972年，Tomita等[11]首先从苦瓜籽中分离到一种凝集人O型红细胞的凝集素。1998年，Wang Hexiang等[12]从苦瓜中也分离得到一种凝集素，其分子质量为12.4kD，并发现其氨基酸序列和苦瓜素及RIP有一定的相似性。至今已从苦瓜中分离出多种植物凝集素。

植物胰岛素是指从一些天然植物中提取的一类具有类似胰岛素作用的多肽类物质，最早被确认的植物胰岛素来自印度苦瓜中的一种苦瓜多肽。多肽-P就是从苦瓜中分离得到一种分子质量约为11kD的苦瓜多肽， 其含有166个氨基酸残基[13]。2008年，Yuan Xiaoqing等[14]又从苦瓜中分离到一种分子质量为3.4kD的多肽。

1.3 苦瓜皂苷

皂苷是植物糖苷的一种，是多种药物的有效成分，可分为甾体皂苷和三萜皂苷。在苦瓜的根、茎、叶及果实中均含有皂苷，以三萜皂苷为主。实验表明，苦瓜籽中总皂苷的含量约为0.432‰[15]。现已从苦瓜中分离出40多种皂苷类成分[16]，包含有葫芦素烷型、齐墩果烷型、乌苏烷型、豆甾醇类、胆甾醇类及谷甾醇类皂苷等。

1.4 其他

苦瓜中的功能性成分还有类黄酮化合物、多酚类化合物、不饱和脂肪酸、生物碱、维生素等。

类黄酮化合物具有多酚结构，其在苦瓜中的存在形式有两种，即游离的苷元和与糖等结合的苷[17]。苦瓜醇提物、水提物中类黄酮化合物含量分别可达44.0、62.0mg/g；多酚类化合物含量分别可达68.8、51.6mg/g[18]。苦瓜中不饱和脂肪酸含量比例也比较高，单不饱和脂肪酸含量在总脂肪酸含量中的比例约为20.1%，多不饱和脂肪酸含量的比例约为64.3%，目前已从苦瓜中提取出9种不饱和脂肪酸[17]。另外，苦瓜中还富含有丰富的VC和VA[1]。

2 苦瓜的保健功能

2.1 辅助降血糖

高血糖是指人空腹血糖值高于6.22mmol/L，餐后血糖值高于7.50mmol/L的症状。大量文献表明，苦瓜的多种提取物都具有辅助降血糖的功效[19]。曾有报道，新鲜未成熟苦瓜果实粉末的降血糖(空腹血糖水平)效果可与优降糖相当[20]。

过氧化物酶体增殖物激活受体(p e r o x i s o m e proliferator-activated receptor，PPAR)是调节目标基因表达的核内受体转录因子超家族成员，有α、β、γ、δ等亚型，其中PPAR γ是脂肪细胞基因表达和胰岛素细胞间信号转导的主要调节者，主要参与脂肪细胞分化和糖脂代谢的调节；PPAR δ是脂肪代谢的调节者，其通过对参与脂肪酸转运、β氧化和线粒体呼吸等一系列基因的调控表达来控制脂肪酸分解。何新益等[21]对苦瓜多糖进行了 PPAR体外激活实验，结果表明，苦瓜多糖对PPARγ和PPARδ的激活倍数分别可达1.7和2.0倍。

葡萄糖转运蛋白-4(glucose transporter-4，GLUT-4)主要介导骨骼肌、心脏、白色脂肪细胞和棕色脂肪细胞中由胰岛素介导的葡萄糖转运，Ⅱ型糖尿病的主要病变之一是脂肪细胞和骨骼肌细胞内胰岛素信号通路受损导致GLUT-4转位障碍。磷脂酰肌醇 3激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)是胰岛素信号转导过程中的关键信息分子，经活化后，可加速GLUT-4和GLUT-1向膜的转运，调节肌细胞、脂肪细胞和肝细胞对葡萄糖的摄取，同时通过抑制烯醇式丙酮酸激酶的活性而抑制糖异生。Kumar等[22]利用2-脱氧-D-[1-3H]葡萄糖L6骨骼肌细胞模型(胰岛素抵抗的骨骼肌模型)研究发现，苦瓜水和氯仿联合提取物(6μg/mL)可分别使PPARγ、GLUT-4和PI3K的表达上调为原来的3.6、2.8和3.8倍；并且证明其对葡萄糖摄入量的上调作用大约是胰岛素和罗格列酮的两倍。

磷酸腺苷激活蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)可提高GLUT-4的转位作用，增强肌肉对胰岛素的反应，还可以增加脂肪酸氧化。在体内实验中，Miura等[23]研究表明苦瓜水提物对Ⅱ型糖尿病KK-ay小鼠骨骼肌中AMPK具有很强的激活作用。结果显示，当苦瓜水提物以100mg/kg 和20mg/kg(以体质量计)喂养小鼠时，在2～4 h之间均出现明显的降血糖现象；以100mg/kg 喂养小鼠，在第4小时时，测得的小鼠AMPK的数量可增加为原来的1.6倍。

此外，Mahomoodally等[24]在小鼠外翻肠囊体外实验中发现，苦瓜水提物可以抑制肠内D-葡萄糖、L-酪氨酸及液体向肠外进行三磷酸腺苷(ATP)依赖性主动转运，即可以通过抑制小肠对葡萄糖的吸收来降低血糖水平，因而具有预防餐后高血糖症状的潜在功效。

苦瓜的辅助降血糖功能与PPAR、GLUT-4、PI3K和AMPK等有关，通过对它们的有效调节，促进葡萄糖的异生作用，阻碍其吸收和生成，进而降低血糖水平。

2.2 辅助降血脂

高血脂是指血液中胆固醇和/或甘油三酯水平过高或高密度脂蛋白胆固醇水平过低的现象。实验证明[25-26]，苦瓜干粉(有机溶剂提取)可使血清中高密度脂蛋白水平升高，但是对血清中甘油三酯水平影响不大；此外，苦瓜可使肝脏中的总胆固醇水平和甘油三酯的水平明显降低，且其在降低甘油三酯水平方面具有剂量反应关系。

后来，Abd El Sattar El Batran等[27]发现，苦瓜提取物可明显降低四氧嘧啶糖尿病小鼠血清中胆固醇和甘油三酯的水平。Ahmed等[28]利用连脲霉素糖尿病小鼠模型也证明了这一点。但是在前面的阐述中，苦瓜对血清中甘油三酯水平影响甚微，之所以出现这种现象，可能是由于实验条件不同所造成。

在上文中提到的PPAR、GLUT-4、PI3K及AMPK对脂肪的合成和氧化分解也有一定的调控作用，可见苦瓜的降血脂功效与其降血糖功效具有一定程度的同步性。

2.3 辅助抗氧化

在生理学上，抗氧化就是对机体由于运动而引起的过氧化损伤的保护作用。苦瓜中含有多种抗氧化成分，如还原糖、皂苷等，因而表现出良好的抗氧化功能。吴笳笛等[29]经实验得出苦瓜水溶性多糖对羟自由基、超氧化物自由基的半抑制质量浓度(IC50)分别为1.7μg/mL和5.0μg/mL。有关学者研究报道，苦瓜醇提物和水提物的清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH) 自由基和金属螯合作用均超过VE，但其清除游离自由基(细胞色素C)作用、对过氧化物酶的抑制作用以及抗脂质过氧化作用均低于VE[30]。

由于苦瓜植株不同部位的物质合成途径的差异，其提取物的抗氧化性也不同，有关实验结果表明，苦瓜叶中水提取物清除DPPH自由基和还原高价铁离子的能力(Ferric reducing/antioxidant power，FRAP)最强，而绿色果实提取物清除羟自由基能力、抗氧化指数以及总的抗氧化能力最强[31]，强于成熟果实，可见，在苦瓜果实的成熟过程中，其中的抗氧化成分和/或含量比例也在发生变化。

三萜化合物是苦瓜中主要抗氧化成分之一，其中葫芦烷型三萜化合物表现出良好的抗氧化性。Liu等[32]从苦瓜茎中分离出两种新的葫芦烷四环三萜化合物和一种新的三萜化合物，这3种化合物对2,2＇-联氮-双-(3-乙基苯丙噻唑啉-6-磺酸)(ABTS)自由基正离子清除活性的IC50分别为(268.5 ± 7.9)、(352.1 ± 11.5)、(458.9 ± 13.0)μmol/L，抑制黄嘌呤氧化酶的IC50分别为(142.3 ± 30.2)、(36.8 ±20.5)、(124.9 ± 8.3)μmol/L。

苦瓜多糖成分含有一定的还原糖，在动物体内实验中，也表现出一定的抗氧化作用。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)均是体内抗氧化活性重要指标。陈红漫等[33]实验表明，苦瓜多糖可提高小鼠血清、肝脏和大脑SOD、CAT含量，同时降低其MDA含量。

2.4 增强免疫力

免疫力是人体自身的防御机制，是人体识别和消灭外来侵入的任何异物(病毒、细菌等)，处理衰老、损伤、死亡、变性的自身细胞以及识别和处理体内突变细胞和病毒感染细胞的能力。苦瓜中的苦瓜素、抑制剂等活性成分可通过保护机体的正常免疫系统和抑制异常免疫反应来提高防御机能，从而提高免疫力。

B细胞在体液免疫中占有主导地位，Huang Li等[34]研究发现，苦瓜素可通过诱导B细胞表面的膜免疫球蛋白活性而对B细胞起到激活作用，促使其分裂增殖；同时也可上调B细胞亚群中CD86(细胞激活靶点)的表达；另外，经过96h共培养后，苦瓜素还可以触发脾细胞产生大量的非特异性免疫球蛋白IgM，起到免疫调节作用。

白细胞介素是由白细胞分泌的一类调节细胞生长、分化且具有免疫活性的细胞因子。有关资料报道，苦瓜果汁可提高白细胞介素-10的产生，同时降低白细胞介素-1β、白细胞介素-6和肿瘤坏死因子的水平[35]。

干扰素是指脊椎动物受多种因素(如微生物)诱导产生的一组抗病毒蛋白质，可影响细胞的运动和免疫过程，也可干扰多种病毒的复制。同时，苦瓜汁也可使小鼠血清中干扰素-γ水平明显升高，诱导Thr1细胞免疫应答作用增强，其中苦瓜的果肉果汁对干扰素-γ的诱导作用最强[36]。

免疫抑制剂是一类通过抑制细胞及体液免疫反应，而使组织损伤得以减轻的化学或生物物质。其具有免疫抑制作用，可抑制机体异常的免疫反应，目前广泛应用于器官移植抗排斥反应和自身免疫性疾病的治疗。Spreafico等[37]发现苦瓜抑制剂具有免疫调节活性。在机体内，在微克数量级单相物的无毒注射中，苦瓜抑制剂可延迟H2-不相容的皮肤移植排斥反应以及脾细胞对伴刀豆球蛋白A和菜豆凝集素(不包括脂多糖)的免疫应答反应；也可消除血浆凝血激酶(PFC)对T-依赖性抗原(绵羊红细胞)的反应，但完全保留T-非依赖性刺激物(SⅢ)对其的刺激作用；同时可降低自然杀伤细胞(natural killer cell，NK)活性，提高吞噬细胞介导的自发细胞毒作用；在机体外，苦瓜果肉提取物(未达到细胞毒性浓度)也对伴刀豆球蛋白A和菜豆凝集素具有免疫应答反应，而对脂多糖没有反应，并可显著增强依赖巨噬细胞的细胞毒性作用。

学者Ng等[38]研究证明，α-苦瓜素可抑制[3H]胸腺嘧啶、[3H]亮氨酸和[3H]尿嘧啶核苷对单核巨噬细胞、Balb/c小鼠巨噬细胞、人胎盘绒毛膜癌细胞和肉瘤180细胞株的抑制作用，且对P338的抑制作用最大，还可加强小鼠巨噬细胞对小鼠肥大细胞的杀伤作用。

2.5 辅助减肥

肥胖是指一定程度的明显超重与脂肪层过厚，是体内脂肪，尤其是甘油三酯积聚过多而导致的一种状态。苦瓜中多糖、皂苷等多种功能成分具有促进脂肪氧化和葡萄糖利用的作用，因而具有一定程度的减肥功效。

3T3-L1前脂肪细胞是目前研究肥胖及体外脂肪细胞分化的一个常用工具，Tan Minjia等[39]分别利用L6肌管和3T3-L3脂肪细胞对苦瓜中的罗汉皂苷作了研究，发现其表现出增强脂肪酸氧化和葡萄糖利用的现象，因此可推断其具有一定的预防肥胖的作用。

后来，Popovich等[40]利用3T3-L1细胞模型也研究证明，苦瓜提取物(三萜化合物)具有降低该细胞活性、减少脂肪蓄积和脂连素表达的作用；其对3T3-L1细胞的IC50为0.402mg/mL(24h)；经苦瓜提取物处理后，该细胞内甘油三酯含量下降，乳酸脱氢酶释放量增加，脂连素和PPARγ的表达受阻，且处在G2/M细胞数增加而G1细胞减少，从而减少脂肪蓄积。其中脂连素是脂肪细胞分泌的特异性蛋白激素，具有调节糖脂代谢、抗炎症反应、抗动脉硬化等多重效应。Roffey等[41]同样利用3T3-L1脂肪细胞模型证明，苦瓜水提物亦可以促进葡萄糖的利用和脂连素的分泌。

Shih等[42]在研究苦瓜提取物对果糖诱导大鼠的胰岛素抗药性和骨骼肌GLUT-4时发现，苦瓜可以提高其脂肪组织中PPARγ的表达，但同时会使其瘦素的表达受阻，其中，瘦素是一种由脂肪组织分泌的激素，参与糖、脂肪及能量代谢的调节，促使机体减少摄食，增加能量释放，抑制脂肪细胞的合成，进而使体质量减轻。这一结论和苦瓜减肥功效有一定的矛盾，这也许是提取物中提取成分、实验动物模型不同的原因导致，还需要进一步研究证实。

2.6 其他功能效用

苦瓜对糖尿病的并发症还具有一定的预防和治疗作用。有关研究发现，苦瓜提取物可以扭转糖尿病大鼠的肾小囊基膜萎缩、近端肾小管水肿和透明质酸沉积的现象，从而说明其可防止糖尿病患者的肾脏氧化损伤及其肥大症[43-44]。Raza等[45]利用免疫组织化学的有关知识，研究发现苦瓜提取物可以调节糖尿病小鼠体内谷胱甘S-转移酶的组织特异性(肝脏、肾脏、睾丸)表达，从而治疗和预防糖尿病及其并发症。

罗格列酮是一种PPARγ激动剂。Nivitabishekam等[46]研究发现，苦瓜的甲醇提取物和罗格列酮共同食用时其降血糖疗效显著大于两者单独使用，且可以减少罗格列酮的副作用。

还有学者研究发现苦瓜能够改善大鼠因四氧嘧啶诱导糖尿病而发生的发情期延长的症状[47]。

可见，由于苦瓜中具有较多的功能性成分，因此苦瓜的保健功能不止上述内容，其还有很大的研究潜力，还有待广大学者的挖掘。

3 结语与展望

经过近几十年国内外学者对苦瓜的研究，在苦瓜的活性成分和保健功能方面取得很大进展。在活性成分方面研究较多的主要有苦瓜中核糖体失活蛋白、多糖、皂苷、植物胰岛素、酚类化合物等，其中苦瓜多糖是近几年国内才开始研究的；在保健功能方面研究以降血糖、降血脂、抗氧化、增强免疫力等为主，此外还在预防肥胖等其他方面也有一定的研究。

但是还存在着很多问题亟待解决，首先对苦瓜的活性成分的研究还没有达到系统化的程度，还需要新技术和新思路对其成分进行更完整更详细的分离鉴定和研究。在苦瓜保健功能方面，虽然目前对苦瓜降血糖功效机制的研究很多，但是其在动物机体内的细胞作用机制和分子作用机制的研究很少；苦瓜降血脂的机理研究资料也较少；另外，某些对苦瓜功效机制研究还存在一些争议，如苦瓜提取物对瘦素表达的抑制作用与其减肥作用相冲突。总的来说，对苦瓜保健功能的进一步研究还需要结合其他相关学科知识(动物生理学和分子生物学等)及现代检测技术(特别是分子生物学检测技术)，相信人们对苦瓜保健功效的研究将会更加彻底。

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Research Advances in Healthy Functions of Bitter Gourd

CHEN Jing-xin，ZHANG Zi-pei，LUO Jin-feng，WANG Jian，DING Xiao-wen*
(College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China)

As a medicinal and edible plant, bitter gourd is rich in polysaccharides, saponins, peptides, flavonoids and other active ingredients, which execute auxiliary hypoglycemic, blood lipid-lowering, antioxidant, immune-enhancing and other healthcare functions. In this paper, recent domestic and international advances in studying active ingredients of bitter gourd and its healthcare functions are reviewed.

bitter gourd；polysaccharide；peptide；saponin；hypoglycemic；antioxidant

R151.3

A

1002-6630(2012)01-0271-05

2011-02-27

陈敬鑫(1985—)，男，硕士研究生，研究方向为食品安全与质量控制。E-mail：cht860625@163.com

*通信作者：丁晓雯(1963—)，女，教授，博士，研究方向为食品安全和保健食品。E-mail：xiaowen@sina.com