凉瓜的药食价值与开发利用研究进展
2023-11-07彭飞飞彭兴兴付烙扬
◎ 彭飞飞,彭兴兴,付烙扬
(江门职业技术学院,广东 江门 529000)
凉瓜,又称苦瓜,味苦性寒,是药食两用植物,素有“药用蔬菜”之称[1-2]。凉瓜营养丰富,近些年研究发现凉瓜除了含蛋白质、脂类、矿物质、维生素和膳食纤维外,还含有多种活性成分,如苦瓜素、苦瓜皂苷、活性多糖、多肽、类黄酮化合物、生物碱和多酚类化合物等[3-5],具有降血糖[6-7]、抗肿瘤[8-9]、抗氧化[10-11]、抗菌消炎[12-13]、增强免疫力[5,14]等保健功能,而且糖和脂肪含量较低,是肥胖者和糖尿病患者理想的食品。因此,作为一种药食两用的绿色蔬菜,凉瓜有极高的开发利用价值。
1 凉瓜中的营养成分
1.1 基本营养成分
凉瓜中含有的蛋白质对于维持肌肉组织、生理功能和免疫系统的正常运作至关重要。凉瓜含有少量的脂类,其中包括不饱和脂肪酸,这些脂肪酸对于心脏健康和细胞功能至关重要。凉瓜含有多种矿物质,包括钾、镁、锌、铁、钙和磷等,对于维持正常的生理功能和骨骼健康非常重要。凉瓜含有多种维生素,其中维生素C 和维生素A 的含量丰富,具有抗氧化作用,对于维持良好的视力、皮肤健康和免疫系统功能具有重要作用。凉瓜富含膳食纤维,能促进消化系统正常运作,预防便秘,并有助于控制血糖和胆固醇水平。
1.2 活性成分
凉瓜富含苦瓜素、苦瓜皂苷、活性多糖、多肽、类黄酮、生物碱和多酚类化合物等活性成分。苦瓜素具有抗糖尿病、抗氧化和抗肿瘤等作用[15]。凉瓜中的苦瓜皂苷主要以四环三萜类化合物的形式存在,如苦瓜苷、苦瓜藤苷等[16]。苦瓜皂苷被认为对降低血糖水平有益,可用于糖尿病的管理。苦瓜多糖如苦瓜碱提多糖和水提多糖,在糖尿病小鼠试验中发现具有抗糖尿病等生物活性[17-18]。凉瓜成分中的多肽-p 或p-胰岛素是一种胰岛素样的降血糖蛋白,能降低沙鼠(人类糖尿病模型)的血糖[19]。研究证明,苦瓜多肽-p 基因克隆并表达后,重组多肽在糖尿病小鼠中显示出降糖作用[20]。凉瓜含有的多种类黄酮化合物,如异黄酮和黄酮醇等可以减轻氧化反应、抑制炎症反应和预防慢性疾病的发生,具有抗氧化、抗炎和抗癌的活性[21]。从苦瓜籽中提取的巢菜碱是一种乙二醇生物碱,被证明在腹腔内能诱导非糖尿病性禁食大鼠出现低血糖状况[20],具有抗糖尿病和抗炎作用。凉瓜富含多酚类化合物,如儿茶素和儿茶酸等[22]。多酚类化合物具有抗氧化和抗炎的特性,有助于保护细胞免受损害。
2 凉瓜活性成分提取方法
2.1 乙醇提取法
乙醇是一种中极性溶剂,可以较好地溶解多种活性成分,包括脂溶性和极性成分,可以通过改变乙醇的浓度调节乙醇的极性,使其适应不同类型活性成分的提取需求。将凉瓜粉末与乙醇或乙醇水溶液混合进行浸提,能有效提取凉瓜中的脂溶性成分和一些活性成分[23-25]。但是,乙醇提取法会提取一些非目标化合物,如杂质或其他次要成分,导致活性成分纯度下降。另外,乙醇加热提取可能会对一些热敏性有效成分造成影响,导致其降解或失活。
2.2 超声波辅助提取法
超声波辅助法是利用超声波的机械振动作用,加速活性成分的释放和提取。将凉瓜样品与溶剂一起置于超声波浴中,超声波能破坏细胞结构,使活性成分更容易溶解到溶剂中[26-28]。超声波辅助提取法具有提取时间短、提取效率高、可控性强和溶剂用量少的优点,但也存在能量消耗高、操作复杂和会破坏样品的缺点。
2.3 微波辅助提取法
微波辅助提取法是提取凉瓜中活性成分常用的一种方法[29-31]。通过微波辐射加热样品和溶剂,可以促进有效成分的释放和提取。该方法受到多种因素的影响,包括微波功率、提取时间、溶剂选择等。微波辅助提取中,样品温度可能会迅速上升,温度控制相对较为困难,需要注意避免温度过高对样品和目标成分造成不良影响。
2.4 超临界流体提取法
超临界流体提取法使用超临界流体作为提取剂,在相对较低的温度下进行,有助于保留热敏感活性成分,并减少热分解和氧化的可能性。超临界流体具有较高的溶解力和渗透性,能够高效提取凉瓜中的活性成分[32-33]。超临界流体提取法具有条件温和、选择性高、可溶性好、无残留物和重复性好的优点,但也存在设备要求高、操作复杂、某些物质难以提取和工艺条件难以控制的缺点。综上可知,溶剂提取法较为成熟,但提取时间较长,使用溶剂量较大且提取效率较低。微波和超声辅助提取能够缩短提取时间并在一定程度上提高提取效率而被视为清洁高效的提取技术,而超临界流体提取方法成本较高,还处于实验室阶段。
3 凉瓜的开发利用
鲜凉瓜水分含量高,在贮藏运输过程中易腐坏变质,因此进行深加工是提高凉瓜产品附加值和经济效益的有效途径。
3.1 凉瓜在食品方面的应用
凉瓜是一种营养丰富的蔬菜,含有多种维生素、矿物质和活性物质,对人体健康有益。虽然目前苦瓜在市场上主要以菜肴的形式被食用,但科学深加工可以进一步提高苦瓜的食用价值和经济价值。除了传统的食用形式,对苦瓜进行深加工可以开发出苦瓜粉、苦瓜保健品、苦瓜饼干、苦瓜饮料、苦瓜酸奶、苦瓜茶和苦瓜面包等产品(表1),为消费者提供更多种类的选择。这些产品可以满足人们对于苦瓜营养的需求,同时也具备方便携带和易于食用的特点。
表1 凉瓜复合产品表
3.2 凉瓜在医药方面的应用
随着经济和生活水平的提高,肥胖、高血脂、糖尿病等代谢相关疾病的发病率显著增加,对人们健康构成了重大威胁。传统的药物治疗虽然在一定程度上能够缓解疾病症状,但其效果可能不尽如人意,且可能存在副作用,因此开发天然、安全有效的食源性产品对调节人体代谢具有重要意义。
凉瓜富含纤维和水分,热量低,适合作为健康饮食的一部分,有助于控制体重、改善消化和维持血糖平衡。凉瓜被广泛应用于传统医学,被认为具有调节血糖、降低血脂、促进新陈代谢和抗氧化等作用。糖尿病被列为世界上五大死亡原因之一[48]。苦瓜多糖铬络合物是将苦瓜多糖与铬结合在一起,可能具有协同增强预防和调节糖尿病的作用。苦瓜被认为是一种潜在的功能性食品,具有一定的有效、安全和经济的糖尿病预防作用[49]。苦瓜中的降糖多肽具有类似胰岛素的结构,并具有一定的胰岛素样活性,因此可以与胰岛素受体结合,促进葡萄糖进入细胞,从而降低血糖水平[50-51]。此外,苦瓜中的甾体皂苷和生物碱可以通过抑制葡萄糖酶的活性,阻止葡萄糖的消化和吸收,避免血糖升高[52]。苦瓜软膏可增强转化生长因子-β的表达,促进糖尿病伤口愈合[53],甲醇提取物也具有类似的功效,并显著减少伤口面积和缩短上皮形成时间[54]。苦瓜中的蛋白质成分和丰富的维生素C 可以提高机体的免疫功能,有助于预防癌症。从苦瓜中提取的抗病毒蛋白MAP30(Momordica Antiviral Protein 30)被证明具有抗病毒和抗肿瘤活性,对艾滋病病毒具有抵抗作用[55-56]。苦瓜中的维生素C 是一种抗氧化剂,有助于减少自由基产生,保护细胞免受氧化损伤。免疫细胞的活性和功能的提高可以增强其对癌细胞的识别和杀灭能力[57]。苦瓜汁具有良好的抑菌稳定性,并且对一些致病菌,如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌等具有一定程度的抑制作用,这种抑菌作用与苦瓜中的皂苷和黄酮等活性成分密切相关[58]。
凉瓜在医药方面的应用仍处于研究阶段,凉瓜的药理作用、剂量和安全性等方面的研究仍在进行中,这些研究大多数还处于体外实验或动物实验阶段,并需要进一步的科学验证和临床试验。
4 结语
凉瓜由于其多种保健功能,在降血糖、抗肿瘤、治疗艾滋病等临床应用方面显示出广阔的前景。随着研究的深入,凉瓜在其他方面的功能和作用机制将进一步被发现和阐明,推动凉瓜在功能性食品、保健食品和医药领域的快速发展。目前国内的凉瓜研究大多仅限于一般的分离提取和功能验证阶段,并且多数还停留在实验室阶段。因此,继续深入开展凉瓜的研究对于揭示其作用机制、深加工开发利用凉瓜和推动食药行业发展具有重大意义。