玛咖的营养成分及功效研究进展

2012-12-09尹子娟杨成金尹品耀李马斌王利娟

云南农业科技 2012年5期

尹子娟，杨成金，尹品耀，李马斌，王利娟

（1.云南白药集团股份有限公司，云南昆明650500；2.昆明市西山区区委宣传部新闻中心，云南昆明650100）

玛咖（Maca）属十字花科（Cruciferae）独行菜属（Lepidium meyeniiWalp）1年生或2年生草本植物，原产于海拔3 500～4 500 m的南美安第斯山区，已有上千年的栽培历史，是当地不可缺少的作物之一[1～3]。玛咖能耐低温、大风，可以在无肥料、缺氧、昼夜温差大、长期冰封的恶劣条件下生长，玛咖含有丰富的蛋白质、氨基酸、矿物质、多糖等营养物质和玛咖烯、玛咖酰胺等生物碱活性成分，是药食同源作物，传统上常用于增强精力、抗疲劳、改善性功能、提高生育力、治疗女性更年期综合症等[5]。近年来，随着植物药的开发和人民生活水平的提高，玛咖的营养保健功能受到极为广泛的关注，相对应的研究也较为活跃。本文对玛咖的营养成分及功效作用进行了阐述。

1 玛咖的营养成分

玛咖不仅营养丰富，且营养成分合理，含有碳水化合物、蛋白质、纤维、脂肪等多种营养成分[1，5，6]。玛咖干粉中的粗蛋白含量较高，达8.87%[1]，云南栽培玛咖根的蛋白质含量可达16.7×104mg/kg，显著高于秘鲁玛咖的蛋白质含量[7]，且高于通常食用的谷物类和根茎类作物的蛋白质含量。中国卫生部已于2011年5月在卫生部公告2011年第13号中批准玛咖粉作为新资源食品。

1.1 氨基酸

氨基酸是蛋白质的主要组成成分，蛋白质需要经过消化和水解成各种氨基酸后才能被人体吸收利用，一般单一食物蛋白中氨基酸种类、比例和含量都不能达到人对氨基酸的需求，所以食物中的氨基酸组成和含量是评价蛋白质量的重要指标[8]。玛咖中含有17种氨基酸，其中人体必需氨基酸有8种，含量占氨基酸总量的32.8%。此外，玛咖根粉末中含有微量的具有保健作用的支链氨基酸（如亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸）和牛磺酸。牛磺酸虽不参与人体蛋白的生物合成，却与胱氨酸、半胱氨酸的代谢密切相关[8，9]。人体合成牛磺酸的半胱氨酸亚硫酸羧酶（CSAD）活性较低，主要依靠摄取食物中的牛磺酸来满足机体需要，故玛咖可以作为人体牛磺酸的摄入源。同时，玛咖与其它食物蛋白相互补充，可为人体提供必需的蛋白质营养。

1.2 脂肪酸

脂肪酸是各种脂类的重要组成成分，其中的不饱和脂肪酸是人体不能合成的必需脂肪酸，具有促进生长发育、降低毛细管的脆性、降低血栓形成等作用，对心血管疾病具有很好的保健作用，是人体所需的重要养分[8]。玛咖干粉中虽然脂肪酸含量不高，但是不饱和脂肪酸的比例特别高，具有多种保健作用的不饱和脂肪酸（亚油酸和a-亚麻酸）含量占脂肪酸的比例达到 60.3%[1]。

1.3 无机元素

无机元素参与机体的正常生理代谢，是维持人体正常生理机能不可缺少的物质。通常认为人体必需的生物元素有32种，多数从食物中获取[7]。玛咖中的矿物质总量高于根茎类、谷类作物，其中钾、钙、铁、锌的含量尤为突出，特别是钾元素的含量显著高于其他作物，达到1 611.5 mg/100 g[1，10]，而有研究表明玛咖中的钾元素含量可达2 130 mg/100 g[1]。

1.4 维生素

维生素是人体不可缺少的营养素，对维持人体的生长和新陈代谢十分重要，一般人体内不能合成，必须不断地从食物中获取[8]。玛咖的维生素种类丰富，其中维生素B1、B2含量与其他作物接近，尼克酸含量比其他作物丰富，除VE、VC未检测到外，其他几种维生素的含量均很高[11]。

2 玛咖次生代谢物

2.1 玛咖生物碱

生物碱是一类含氮的碱性天然有机化合物，广泛分布于植物界中，具有镇痛、消炎、降压、抗菌及抗癌等多种生理活性[11]，是中草药中重要的有效成分之一。玛咖生物碱作为重要的次生代谢物质，绝大多数都是脂溶性生物碱，仅有少量呈水溶性。玛咖粉末中的总生物碱含量可达4.65‰，且在醇回流提取法、酸水提取法、超声提取法中，以超声提取法的工艺最佳[12]。

2.1.1 玛咖酰胺、玛咖烯

玛咖酰胺和玛咖烯是1999年美国华裔植物学家Zheng B L从玛咖提取物中得到的2种活性物质，它们含氨基基团与脂肪酸形成的特殊的酰胺键，属于酰胺类生物碱[13]。玛咖酰胺是玛咖独一无二的植物成分。玛咖烯是一种无环酮酸，极性比较小，一般易存在于玛咖的已烷或氯仿提取物中，但甲醇也可以溶解[13]。尽管这2种物质的化学分子结构已经被确定，但因为其在玛咖中的含量非常低，且提取纯化工艺复杂，不具有典型生物碱的一般特性，目前尚不能进行化学合成，因此对其研究进展非常缓慢。这2种活性物质对调节人的内分泌系统有重要的作用，相当于人体的荷尔蒙，能全面调理人体机能，平衡内分泌[13，14]。

2.1.2 羟基吡啶衍生物类

2002年，美国学者 Muhammad I等人[13，15]采用层析法从玛咖干根的石油醚提取物中首次得到了一种羟基吡啶衍生物类生物碱，并将其命名为 “macaridine”[13，16]。

2.1.3 β-咔啉生物碱

2002年，Piacente S等人在玛咖干根甲醇提取物中得到一种β-咔啉生物碱，其学名为（1R，3S）-1-甲基四氢-β-咔啉-3-羧酸。据报道，β-咔啉生物碱能作用于中枢神经系统[13，17]。

2.1.4 咪唑生物碱

2003年，Cui B L等人在玛咖干根乙醇提取物中得到了2种咪唑生物碱lepidiline A和lepidiline B[1，11]。据推测这2类物质可能与玛咖的抗癌作用有关[13，18]。

2.2 芥子油苷和异硫氰酸酯

芥子油苷（glucosinolates， β-thioglucoside-N-hydroxysulfates）是植物体内的一种含硫和氮的亲水性阴离子次生代谢产物，其分子中有1个多变的侧链（R）和1个硫代 β-D-吡喃型葡萄糖基，广泛存在于十字花科植物中[13，18]。Li G等人相继在玛咖鲜根及其叶中检测到了一系列的芥子油苷，其中以苄基芥子油苷为主[13，19]。许多芥子油苷都具有生物活性，据推测，玛咖中的芥子油苷可能与其提高生育力和增强性功能有关，但缺乏具体的研究证明。

2.3 甾醇类、多酚类

酚类（phenolic）化合物或多酚类是一类携有1个或多个羟基的1个共同芳香环的植物化学物质，绝大多数呈水溶性。玛咖中含有β-谷甾醇、豆甾醇、麦角甾醇，少量鞣质、皂角苷等微量次生代谢物。

3 玛咖的药理保健功能

目前玛咖功效物质的研究很大程度上仍停留在生理试验方面，对于是何种有效成分在起作用及具体的功效机制尚无确切定论。

3.1 抗氧化作用

生物碱和多糖作为中草药的有效成分之一，具有重要的抗氧化活性。超氧阴离子自由基是造成生物体氧化损伤的原因之一。研究表明，玛咖生物碱和玛咖多糖均表现出一定的抗氧化活性。玛咖生物碱纯化物对 DPPH 自由基（DPPH·）、羟基自由基（·OH）具有一定的清除能力，且清除能力与生物碱浓度成正比[12]。玛咖多糖可以清除DPPH·、O2-·、·OH自由基，但对O2-·抑制率不是很高，而对羟基自由基具有显著的抑制作用；玛咖多糖在体外可显著抑制CCL4引起的肝脏脂质过氧化反应的发生，减少MDA的产生，作用与Vc相似，但与Vc的抗氧化活性相比，玛咖多糖的浓度需要达到Vc浓度的10倍以上才能达到与 Vc 相同的抗氧化效果[12，20，21]。

3.2 抗疲劳作用

运动疲劳的产生与机体内自由基的不及时清除所产生的损害、能源物质的耗竭及代谢产物的堆积有关。力竭运动引起脂质过氧化反应加强而产生较多的自由基，导致肌纤维膜及线粒体膜等生物膜完整性丧失及损伤，从而引发一系列细胞代谢机能紊乱、细胞广泛性损害及病理变化，使肌肉工作能力下降，产生疲劳[22]。机体疲劳的产生还与体内糖原的储备有关，肝糖原是血糖的贮存库，在机体血糖降低时可迅速分解释放进入血液，以维持血糖水平的稳定[24]。体内糖原的水平与耐力密切相关，糖原储备明显影响运动能力[23]。研究资料表明，玛咖多糖可能是通过提高机体SOD活力，降低MDA含量，减少自由基的堆积，加速体内脂质过氧化物的及时清除，从而起到延缓和抗疲劳的作用，玛咖多肽则能显著提高小鼠的肝糖原储备，促进肝内糖质新生，保证小鼠在运动过程中的供糖能力，从而延缓运动小鼠出现疲劳，提高小鼠抗疲劳能力[22，23，25，26]。

3.3 增强免疫力

机体的免疫系统是由非特异性免疫、体液免疫和细胞免疫共同构成的防御系统。血清溶血素和抗体生成细胞体现了体液免疫功能的强度，淋巴细胞转化率反映了细胞免疫功能的强度[29]。研究表明，玛咖对小鼠的体液免疫、巨噬细胞吞噬功能、NK细胞活性具有协同作用，玛咖醇提取物对特异性体液和细胞免疫具有一定的增强作用[27，28]。

3.4 改善性功能

玛咖能提高雌雄小鼠的性功能，玛咖醇提取物可显著增加雄性成鼠前列腺和精囊腺的重量，增加精子发生，在雄性勃起方面作用明显。玛咖改善性功能是多种活性成分共同作用的结果，并且其主要的活性部位分布于石油醚提取物中[29]。据推测有可能是玛咖酰胺和玛咖烯在起作用，玛咖中的芥子油苷及其水解产物异硫酸氰脂也可能与此有关。

3.5 调节内分泌

玛咖具有激素样作用。研究显示，玛咖对去势雄性小鼠表现出弱的雄激素样作用，可以降低去势大鼠的体重过分增长，降低TC水平，维持正常碱性磷酸酶水平，使骨钙素分泌增高，但对幼年雄性小鼠未表现出该活性[30，31]。同时，玛咖提取物可降低去卵巢大鼠的血清胆固醇，改善大鼠卵巢切除后的血脂及骨质代谢情况，对内分泌失调具有一定的调节作用[32，33]。

3.6 提高生育力

玛咖生物碱可提高动物成熟卵泡小体的数量、精子的流动性和精子的数量，从而可显著提高哺乳动物和鱼类的生育力[4，34]，这与玛咖中含有的生物碱、丰富的精氨酸和果糖等关系密切。

3.7 其他功能

玛咖中的生物碱能够作用于视丘下部和脑垂体，具有调节内分泌腺如肾上腺、甲状腺、胰腺、卵巢等功能，从而平衡荷尔蒙[35]，因而可用于治疗女性更年期综合症。玛咖还被宣称可用于风湿症、呼吸疾病、抑郁症、贫血症等的治疗。

3.8 毒性

通过玛咖细粉对小鼠的口急性毒性、二项致突变试验的毒理安全性实验表明，玛咖对动物生长发育临床观察指标无影响，对脏器重量及脏/体比值以及病理组织无不良影响，玛咖细粉可作为安全的保健食品[36，37]。

4 玛咖的开发利用

功能型保健食品的崛起和推广，给药食同源的玛咖带来了巨大的发展商机，但国内对玛咖产品的开发利用多停留在以玛咖原料粗加工为主的基础产品加工阶段，如玛咖粉、玛咖酒、玛咖饮料、玛咖茶等，且国内对玛咖的研究也不够系统、深入，对于玛咖的功效作用宣传也不客观，故创新性的推进和加强玛咖功效成分的分离纯化、功效机制研究、合成利用及玛咖精加工产品的开发将产生切实的社会效益。

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