马铃薯化学成分、药理活性及临床应用研究进展

郭永福等

摘要總结马铃薯的化学成分、药理活性及临床应用进展，同时从马铃薯的活性成分的提取制备、药理作用机制、合成代谢途径等多方面进行展望，以期为马铃薯药用价值的提升、更多马铃薯药用产品的研发提供参考。

关键词马铃薯;糖苷生物碱;黄酮;酚酸;抗炎;降血糖

中图分类号TS  201.2文献标识码

A文章编号0517-6611（2018）36-0013-05

马铃薯（SolanumtuberosumL.）是茄科茄属一年生草本植物。《本草纲目》记载：“马铃薯性平味甘，具有益气健脾、消肿解毒、缓急止痛、通利大便等功效[1]”。马铃薯中含有多种化学成分，其中马铃薯中的糖苷生物碱具有消肿散瘀、解痉消炎的作用[2]，花色苷类具有抗氧化、抗癌、减轻脂质过氧化、降低胆固醇、保护微血管和减少糖尿病等功能[3-5]，且有可能作为潜在的天然色素的新型色素源，代替高昂的天然色素[6]。现就马铃薯的化学成分、药理活性及临床应用进行总结，以期为马铃薯广泛应用于临床提供理论依据。

1化学成分

1.1生物碱马铃薯中的生物碱主要为糖苷生物碱（Totalglycoalkaloids，TGA），其中主要成分为α-茄碱、α-查茄碱，占马铃薯中糖苷生物碱的90%以上[7]。近年来，经研究发现，马铃薯中的糖苷生物碱除了是一种天然毒素和抗营养物质之外，还具有多种生物活性，药用时，可能具有抗病原微生物、抗肿瘤、降低血浆低密度脂蛋白胆固醇、抗疟疾、抗炎、强心、消肿、止痛等功效[8]。各种糖苷生物碱的结构与成分分别见图1、表1。

此外，马铃薯中还含有另一种生物碱——多羟基莨菪烷类生物碱，主要为打碗花精A3、打碗花精B1、打碗花精B2、打碗花精B3、打碗花精B4，其中打碗花精A3和打碗花精B2是高选择性糖苷酶抑制剂[9-10]。此类化合物结构与糖类化合物相似，因此其减肥和预防2型糖尿病的机理可能为：通过与糖类的代谢酶发生相互作用，起到干扰膳食糖类的吸收。Jockovic等[11]研究发现打碗花精A3和打碗花精B2均能在肠道内和酶的活性位点结合，从而有助于预防由于过多摄入高碳水化合物后引起的血糖升高过快，有利于控制糖尿病患者病情，也有助于预防摄入过多能量导致的肥胖及有关疾病。其中，打碗花精A3对体外酶抑制剂的活性较低，而打碗花精B2则主要抑制蔗糖酶的活性。各种打碗花精的化学结构如图2所示，

1.2酚酸类

马铃薯中含有多种酚酸类化合物，包括棓酸、原儿茶酸、对羟基苯甲酸、龙胆酸、咖啡酸、香草酸、绿原酸、丁香酸、水杨酸、阿魏酸、反-肉桂酸等12种酚酸[12]。研究表明，马铃薯中含量最高的酚酸是绿原酸和咖啡酸，其次是香豆酸、阿魏酸和没食子酸[13]。各种酚酸类化学结构如图3所示。

1.3黄酮类马铃薯中含有的黄酮类物质主要有槲皮苷、山奈酚、儿茶素、槲皮素、槲皮素-二甲醚[7]、芦丁[14]、花色苷类等。其中含量较高的黄酮类化合物是槲皮苷、槲皮素、山柰

酚，其次是儿茶素和芦丁[15]。此外，紫马铃薯中花色苷类含量较高，主要成分包括矮牵牛素-3-O-咖啡酰芸香糖苷-5-O-葡萄糖苷、天竺葵素-3-O-芸香糖苷-5-O-葡萄糖苷、锦葵素-3-O-芸香糖苷-5-O-葡萄糖苷、矮牵牛素-3-O-对香豆酰芸香糖苷-7-O-葡萄糖苷、芍药素-3-O-芸香糖苷-5-O-葡萄糖苷、飞燕草素-3-O-对香豆酰芸香糖苷-5-O-葡萄糖苷、矮牵牛素-3-O-芸香糖苷-5-O-葡萄糖苷、锦葵素-3-O-对香豆酰芸香糖苷-5-O-葡萄糖苷、矢车菊素-3-O-对香豆酰芸香糖苷-5-O-葡萄糖苷、矮牵牛素-3-O-对香豆酰芸香糖苷-5-O-葡萄糖苷、芍药素-3-O-阿魏酰芸香糖苷-5-O-葡萄糖苷、矮牵牛素-3-O-阿魏酰芸香糖苷-5-O-葡萄糖苷、芍药素-3-O-对香豆酰芸香糖苷-5-O-葡萄糖苷、锦葵素-3-O-阿魏酰芸香糖苷-5-O-葡萄糖苷[5，7，9]等，各种黄酮类化合物化学结构如图4所示。

1.4马铃薯蛋白质

马铃薯中含有多种蛋白质，近年来马铃薯蛋白质的回收利用以及特异性蛋白Patatins蛋白成为研究热点[16-19]，Ralla等[20]从马铃薯汁中提取分离得到特异性糖蛋白（Patatins）和蛋白酶抑制剂。木泰华等[21]发现Pˇatatins蛋白具有抗氧化、抗低密度脂蛋白过氧化反应及保护DNA免受羟自由基损伤等活性，研究者发现Pˇatatins蛋白抗氧化能力和清除自由基能力与其含有的半胱氨酸残基和色氨酸残基有关[22]。此外，Sun等[23]研究发现Patatins蛋白有望成为一种潜在的预防癌症的食品成分。

1.5茄尼醇茄尼醇（solanceol）在茄科植物如番茄叶、烟叶、马铃薯叶和桑叶中较高[23]，是合成VK2和辅酶Q10的重要原料，同时也是泛醌类药物合成时中间体不可替代的成分，现代天然药物化学研究表明，马铃薯茎叶中含有丰富的茄尼醇，其含量仅低于烟叶[24]。茄尼醇具有消炎、抗菌、抗氧化、抗肿瘤等多种药理作用，可以应用于保健品和化妆品中加强抗氧化作用[25-26]。茄尼醇、合成辅酶Q10及VK2的化学结构式分别如图5、图6、图7所示。

1.6其他

近年来研究表明，新鲜马铃薯含有淀粉9%～20%[27-28]和各种维生素[29]，包括VB1，VB2、VE、VC等。

2药理作用

2.1抗炎、消肿和止痛

马铃薯提取物具有抗炎、消肿、止痛等作用，付晓燕等[30]研究马铃薯糖苷生物碱减轻化疗性静脉炎作用机制，发现马铃薯中的糖苷生物碱可通过下调ICAM-1、E-selectin水平，改善化疗性静脉炎的病理损伤。江昕昕[31]通过马铃薯抗炎活性物质基础研究发现，马铃薯提取物可减轻二甲苯所致小鼠耳肿胀程度，抑制毛细血管通透性的增高，具有一定的抗炎消肿作用，且对化疗药物所致的小鼠尾静脉炎有一定的疗效。

2.2抗氧化

Daniel等[32]研究马铃薯皮抑制大豆油氧化的抗氧化能力，发现与空白对照组比较，低浓度的马铃薯皮提取物具有较高的氧化稳定性，研究表明，低浓度的马铃薯皮提取物具有良好的抗氧化活性，可以更广泛地应用于食品工业中。

2.3降血糖

Arun等[33]比较幼龄马铃薯与成熟马铃薯果皮抗氧化和抗糖尿病作用，发现幼龄马铃薯具有较好的α-葡萄糖苷酶抑制活性、细胞内ROS清除率和诱导L6大鼠骨骼肌细胞葡萄糖摄取的活性。结果表明，幼龄马铃薯较成熟马铃薯具有较高的生物活性，可能是抗氧化和抗糖尿病的潜在物质。

3临床应用

3.1抗静脉炎、消肿和止痛

王央萍等[34]通过对新鲜马铃薯片外敷预防留置针所致静脉炎的效果观察研究发现，采用新鲜马铃薯片外敷的方法可延长静脉留置时间，从而预防和降低静脉留置针患者发生静脉炎的机率。

姜赞英等[35]研究马铃薯片外敷与50%硫酸镁湿敷治疗静脉炎Meta发现，采用马铃薯片外敷组的总有效率高于50%硫酸镁湿敷组，显效时间和治愈时间均短于50%硫酸镁湿敷组，表明临床上采用马铃薯片外敷法治疗静脉炎具有更好的应用前景。

3.2治疗液体外渗

陈海丽[36]分析马铃薯外敷治疗液体外渗的疗效发现，与50%硫酸镁湿敷相比，采用新鲜马铃薯外敷治疗静脉输液外渗效果显著，治愈率有统计学意义（P<0.05）。

钟永香[37]分析静脉输液药液外渗土豆片外敷的效果，发现与冰袋冷敷治疗组相比较，采用马铃薯片外敷治疗静脉输液外渗时痊愈时间、显效时间、痊愈率及更换贴敷药物次数均优于对照组。由此表明，马铃薯外敷用于治疗临床静脉输液外渗所致局部组织肿胀、疼痛甚至出现组织坏死等效果明显，可进一步开发利用。

3.3抑制癌细胞增殖

李志雄等[38]研究龙葵碱对前列腺癌LNCaP及Du145细胞系的作用及机制，发现龙葵碱能显著抑制雄激素依赖型人前列腺癌LNCaP细胞及雄激素非依赖型人前列腺癌Du145细胞的增殖，阻滞2种细胞的生长周期在S期。结果表明，龙葵碱通过线粒体途径诱导Du145和LNCaP2种细胞的凋亡，阻滞其细胞生长周期在S期，从而抑制细胞的增殖。

陈建杨[39]通过特色马铃薯花色苷体外抗癌活性研究发现，不同马铃薯提取物（薯皮和薯肉）对人体不同的癌细胞如肝癌、前列腺癌、肺癌、胃癌和乳腺癌等的抑制敏感性不同，且对癌细胞的抑制作用强于对正常细胞的抑制作用。同时研究发现，薯皮花色苷对前列腺癌细胞的抑制作用显著大于薯肉花色苷提取物，且对正常细胞的抑制作用小于对癌细胞的抑制作用，这与国内外研究相一致。

3.4促进切口愈合

邱红等[40]分析马铃薯片外敷对会阴切口愈合效果的影响，发现与0.1%碘伏擦洗会阴切口相比较，采用马铃薯片外敷会阴切口组其肿胀程度、疼痛消退时间、愈合情况均优于0.1%碘伏擦洗会阴切口组。可见采用马铃薯外敷会阴切口可有效消肿及缩短疼痛时间，促进会阴切口愈合。

4展望

马铃薯含有丰富的生物活性成分，其药用价值也被研究者广泛关注，马铃薯具有诸多药理活性，包括抗炎、消肿、止痛、抗肿瘤、抗氧化、降血糖等，与其含有多种化学成分如糖苷生物碱、酚酸类、黄酮类等密切相关。近些年，有研究人员开展少量关于马铃薯的化学成分和药理活性的研究，但对马铃薯药理作用相关的机制研究鲜有报道。现有的研究表明，马铃薯不仅是一种营养丰富的食品，还是人类饮食中抗氧化剂和多种生物活性物质的重要来源，对人体预防和治疗癌症、高血压、糖尿病、肥胖等多种疾病都具有非常重要的作用，如果能够把马铃薯中的多种有效成分提取分离出来并加以利用，必定可以发挥更高的药用价值。但目前在此方面的研究還比较少，对相关成分的提取分离及其作用机制研究等更为鲜见。此外，为了提高马铃薯中这些化学成分的含量，还需要对其代谢和生物合成过程进行深入地研究[41]，因此开展有关马铃薯的相关基础研究具有重要意义。随着马铃薯越来越多的药理活性成分被发现，其药用价值的提升、相关药用产品的开发利用及其产业化会具有更广阔的发展前景。

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