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酸浆属植物—黄菇娘的研究进展

2024-12-01索玉祥侯立贺宫庆锐崔晶

吉林蔬菜 2024年4期
关键词:酸浆内酯植物

摘要:本文从植物学性状、理化性质和营养价值、药用价值研究、栽培技术研究、病虫害研究和育种研究以及加工研究方面对毛酸浆进行了综述,希望对酸浆属植物研究提供理论支持和参考依据。

关键词:毛酸浆;综述

酸浆属植物在全世界广泛分布,共约120种,起源于5 200万年前的始新世时期[1,2]。我国有5种2变种,毛酸浆为其中一种,主要在东北地区栽培种植。酸浆属植物在我国最早出现于《神农本草经》,并将其列为中品,书中提到“酸浆,味酸平。主热烦满,定志益气,利水道,产难,吞其实立产。一名醋酱。生川泽”。《中国药典》也将酸浆属植物收录,许多著名的中医典籍,如《本草纲目》《新修本草》《证类本草》《本草纲目拾遗》《丹溪纂要》《医学正传》《贵阳民间药草》等,也记载了酸浆属植物在中医的药用价值[3.4]。酸浆属植物不仅含有钾、镁、铁、钙等矿物质,还含有多种天然的抗氧化剂,这些物质对人体大有裨益,酸浆属植物开发潜力极大。

黄菇娘,学名毛酸浆(Physalis pubescens L.),茄科酸浆属一年生草本植物,也叫洋姑娘,百姓俗称其黄菇娘。原产美洲,我国吉林、黑龙江、辽宁、内蒙古等地有栽培或逸为野生[1]。

黄菇娘主要种植在辽宁省丹东市、吉林省大安市、黑龙江牡丹江市和海伦市,吉林省黄菇娘主要种植在大安市12个乡镇,种植面积达1 866.67 h㎡,年产量超过3.75万t,产值3亿元左右。2018年7月3日,中华人民共和国农业农村部正式批准对“大安黄菇娘”实施农产品地理标志登记保护。2023年长春市双阳区齐家镇李家村黄菇娘被评为第十二批全国“一村一品”示范村镇。

1 植物学性状

毛酸浆植株高30~60 cm,茎部长有柔毛,常多分枝,且分枝毛较密。叶片为阔卵形,叶片顶端急尖,叶基部歪斜心形。花器官单独腋生,花萼为钟状,其上密生柔毛,花冠为淡黄色,喉部具有紫色斑纹,花药为淡紫色。果萼卵状,浆果球状,果实直径1 cm左右,可以鲜食。酸浆属植物特征性性状是具有膨胀的花萼,发育过程中形成包围果实的果萼。

2 理化性质和营养价值研究

毛酸浆的pH值3.74,适当酸性有利于果实保鲜。含水率为81.34%,可溶性固体为13.46%,总可滴定酸度为1.23%,还原性糖含量分别为18.16%,非还原性糖含量14.27%,酸度和白利糖度是影响风味的重要因素,糖度和酸度越高,风味越佳[5]。蛋白质含量为2.46% FW,脂肪含量为2.91%FW,总热量值计算约为49 cal/100 g DW。

毛酸浆果实中含有人体所需的大量和微量元素,每100 g鲜重果实钾含量为239.09 mg、钙含量为12.31 mg、镁含量为34.52 mg、铁含量为2.53 mg、铜含量为0.035 mg、锰含量为0.27 mg、锌含量为1.18 mg。

毛酸浆果实含有人体所需的大部分必需维生素,每100 g果实鲜重维生素C含量为39.68 mg。每100 g干重硫胺素(B1)含量为 23.41 mg,核黄素(B2)含量为6.24 mg,烟酸(B3)含量为20.21 mg,吡哆醇(B6)含量为19.73 mg,叶酸(B9)含量为5.23 mg,钴胺素(B12)含量为16.23 mg,维生素A含量为0.01 mg,维生素D含量为0.04 mg,维生素E含量为0.04 mg,维生素K含量为2.33 mg。

毛酸浆果实含有18种以上氨基酸,其中必需氨基酸含量分布如下:亮氨酸(3.95%)、缬氨酸(2.75%)、赖氨酸(2.58%)、苏氨酸(2.54%)、苯丙氨酸(2.23%)、异亮氨酸(1.91%)、组氨酸(1.52%)、蛋氨酸(1.02%)和色氨酸(0.51%)[6]。因此,它是必需氨基酸的天然来源。

脂肪酸是构成脂肪的重要化合物之一,能为动物提供能量。过量摄入饱和脂肪酸增加了人体健康的风险,而不饱和脂肪酸对健康有益。α-亚麻酸和亚油酸是人体必需的不饱和脂肪酸,只能通过食物获取[7]。El Sheikha等[8]研究结果表明,毛酸浆果汁中,65.5%的脂肪酸是不饱和脂肪酸,果汁中含有26.98%的α-亚麻酸,23.42%的油酸和5.47%的亚油酸。

酚类化合物是植物次生代谢物,与果实的颜色和风味有关,具有抗氧化活性功能[9]。研究结果表明邻苯三酚在毛酸浆中含量最高,每100 g干重中含量为173.5 mg[10]。邻苯三酚具有抗菌特性,已经被用作杀虫剂,此外它还有一定的药用价值[11,12]。

3 药用价值研究

毛酸浆在民间医学中被广泛用于治疗炎症相关的疾病,如喉咙痛、失音、痰、热、咳嗽等。沈涛等对毛酸浆的植物化学和药理学进行了广泛的研究,纯化约170种化学成分,并建立了化学成分与药理作用的相关性。毛酸浆的提取物和化学成分在体外和体内均具有抗氧化、抗炎、抗癌、抗菌活性、免疫调节、利尿作用、降血糖和降血脂等多种药理作用[3]。

甾体类化合物包括酸浆苦素类和醉茄内酯类,醉茄内酯是一类天然药用化合物,它们在植物界的分布有限,主要存在于茄科的少数几个属中。其中,酸浆属植物是这类天然分子的重要来源,也是酸浆属植物的特征性成分,具有很强的药理活性[13]。陈丽霞等[14]从毛酸浆中提取4种新型睡茄交脂类物质,通过光谱分析确定了它们的化学结构,试验结果表明3种物质对人体的肾癌细胞有明显的生长抑制作用,1种物质是主要的抗癌化合物。

黄敏等[15]研究者从Physalis属植物中鉴定出351种结构新颖独特的天然醉茄内酯,成分主要从苦蘵和灯笼果中分离得到。吲哚内酯具有多种生物活性,如抗癌、抗炎、抗菌、免疫调节等作用。试验观察到的药理学功能验证了酸浆属植物在传统或民间药物中的应用。

多糖是酸浆属植物中含有的一类重要生物活性成分,具有安全性高、副作用小等优势[16]。陈小勇、李雄等[17]从毛酸浆中提取一种多糖物质,研究结果表明这种多糖物质能有效提高α-葡萄糖苷酶体外抑制活性,对链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病小鼠有较强的保护作用,可提高糖尿病小鼠的口服糖耐量,减轻肝肾氧化损伤,调节糖脂代谢。

毛酸浆内酯B是毛酸浆干燥宿萼提取物,有醌还原酶诱导活性、肿瘤化学预防作用和抗肿瘤活性[13]。余雅琴在对毛酸浆的药用成分研究过程中发现,毛酸浆活性成分毛酸浆内酯(PPB)可以明显抑制乳腺癌细胞增殖,对其生长抑制作用和相关机制的试验结果表明,毛酸浆内酯诱导了人乳腺癌MCF-7细胞发生内源性和外源性凋亡[18]。

4 栽培技术研究

毛酸浆主要利用大棚多层覆盖进行早春栽培,育苗时间在1月下旬至2月上旬,4周后进行移苗,3月末至4月初定植到大棚,并进行多层覆盖保温。5月上中旬开始少量采收果实,多次采收至7月上旬。果实的价格一般为30~40元/kg,上市时间越早,价格越高,收益更可观。大棚栽培黄菇娘采用大垄双行种植模式,垄宽1.6~1.8 m,株距50~70 cm,行距50~70 cm,定植1 200株/667 ㎡左右。生产上毛酸浆以自然生长为主,极少进行整枝修剪。

5 病虫害研究

毛酸浆病虫害主要有细菌性角斑病、茎基腐病、病毒病、红蜘蛛、蚜虫等,细菌性角斑病、茎基腐病以预防为主,治疗为辅,病毒病防治过程中应注意虫害和高温胁迫,红蜘蛛和蚜虫常规防治即可,适宜温度下,提高湿度可以有效防治红蜘蛛。

毛酸浆“白果病”的病状为新叶表现花叶、畸形,果实白色、小、畸形。“白果病”在大棚发生率接近100%,可造成减产20%~50%,病害发生后,田间传播速度快,果实发白且油化严重,失去食用价值。韩冰等[18]对黄菇娘“白果病”的病原进行鉴定和分析,通过生物学和分子鉴定,结果表明白果病为烟草花叶病毒侵染,为毛酸浆的田间防治奠定了理论基础。按照“预防为主,综合防治”植保方针,做到种子消毒、轮作换茬、卫生栽培、早期防蚜、药剂控制,尽量降低毛酸浆“白果病”的发生[19]。

6 育种研究

龙雪雁[20]为解决毛酸浆果实小、果实内种子量大的问题,利用秋水仙素加倍原理,对3个品种的毛酸浆分别进行多倍体诱导,成功得到毛酸浆同源四倍体,并与二倍体进行比较鉴定,构建了不同品种的诱导技术体系,创制了毛酸浆种质材料,为下一步改良其品质奠定了基础。CELY等[21]使用34个质量性状和20个数量性状以及328个COSII和154个IRG标记对4种不同基因型灯笼果和毛酸浆进行了标记,并通过种内种间杂交,探究其F1代的表现以及分子标记的多态性,为后续的育种提供了参考。

美国冷泉港霍华德休斯医学研究所与康奈尔大学博伊斯汤普森研究所利用CRISPR-Cas9基因编辑技术改良酸浆属植物,希望提高其产量并改进农艺性状,改良成像草莓一样受欢迎的新一代水果[22]。

7 加工的研究

对于毛酸浆加工方面的研究,科研机构和企业不断加大投入,取得了一定的进展,毛酸浆的摄取不再局限于鲜食和果汁方式。速冻技术的不断更新促进了毛酸浆的存储和加工的发展。

班硕等[23]开发了一种以葡萄和毛酸浆为主要原料的复合果酱产品,通过采用单因素试验和响应面试验优化了葡萄、毛酸浆、柠檬酸、白砂糖和果胶的添加量,确定了最佳配方和工艺参数。张钱伟等[24]开发了一种以毛酸浆和枸杞为主要成分的复合液体营养饮料,并研究了其抗疲劳效果。研究中以毛酸浆和枸杞为主要原料,确定毛酸浆汁、枸杞汁、木糖醇、柠檬酸的最佳添加量,研究结果表明,营养饮料的最佳工艺参数为毛酸浆汁20%、枸杞汁7.5%、木糖醇8%和柠檬酸0.13%。通过小鼠疲劳实验研究饮料的抗疲劳特性,试验结果表明,灌胃毛酸浆枸杞液体营养饮料量越大,游泳时间越长,运动能力显著提升。

郝晓雷等[25] 对毛酸浆贮藏技术进行了研究,试验结果表明纳他霉素与壳聚糖联合使用时,壳聚糖即可对毛酸浆果实起到生理作用,还可以作为那他霉素的载体,使其均匀分布在果实表面。二者联合使用既能延缓毛酸浆果实的生理衰老,又能抑制贮藏期间的致病菌,从而达到提高毛酸浆贮藏品质的目的。

8 结语

本文从植物学性状、理化性质和营养价值、药用价值研究、栽培技术研究、病虫害研究和育种研究以及加工研究方面对毛酸浆进行了综述。通过对大量文献的分析总结,我们可以看到当前对毛酸浆的研究主要集中在对其成分以及营养价值和药用功能的研究,而对于育种的研究较少,毛酸浆作为一种孤生作物,其发展的潜力很大,需要在种质资源创新上加大投入,进一步丰富毛酸浆的多样性。

近年来,大众逐渐意识到多样化饮食对健康的好处,人们对新型水果和蔬菜的兴趣也逐渐增加,而酸浆属植物由于其独特的价值备受关注,研究机构和项目也越来越多。

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