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魔芋的化学成分与药理作用研究进展

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摘要:魔芋作为一种药食两用的植物在我国有着悠久的使用和栽培历史。魔芋含有具多种药理活性的多糖、蛋白质等成分,在降血糖、降血脂、抗氧化、抗肿瘤、减肥等多方面作用明确。本文对魔芋的化学成分药理作用进行综述,并提出展望,为魔芋资源在我国的开发和推广提供了参考。

关键词:魔芋;化学成分;药理作用

魔芋又作磨芋,别名有Xm、鬼芋、虎掌、花伞把等,为天南星科(Araceae)魔芋属(Amorphophallus Blume)多年生草本植物。我国长江流域及其以南广大地区均有分布,日本、缅甸、越南等国亦有种植[1]。广西的魔芋资源丰富,广西分布的魔芋种类主要有疣柄魔芋、白魔芋、魔芋和红魔芋等[2]。魔芋具有解毒消肿,灸后健胃的功效[3]。魔芋富含多糖(主要为葡甘露聚糖),还有氨基酸、淀粉、矿物质等,均具有较好的药理活性。现将魔芋的化学成分与药理作用进行系统综述,以期为魔芋资源在我国的开发和推广提供参考。

1 化学成分

魔芋已报道的化学成分主要为葡萄甘露聚糖、蛋白质与氨基酸,另外还有神经酰胺、黄酮和生物碱等。

1.1多糖 魔芋中的多糖主要为葡萄甘露聚糖(KGM),含量高达40%~60%[4]。KGM具有良好的可溶性、乳化性、生物降解性、pH敏感性等性质。这些性质使KGM在医药、建筑、食品、印染、纺织领域有着广泛的应用价值。

1.2蛋白质与氨基酸 魔芋中含有的粗蛋白总量约为9.7%,氨基酸约为7.8%,其中人体必需的氨基酸约为2.5%[5]。

1.3黄酮 杨申明[6]等研究了白魔芋中的总黄酮提取工艺并对其定性鉴定,通过显色反应证实总黄酮提取液中可能存在黄酮、异黄酮、二氢黄酮和橙酮等成分。

1.4神经酰胺 崔韶晖[7]等从魔芋精粉中提取分离得到一种化合物,作者将该化合物与购买的神经酰胺样品进行对照分析,确认了分离得到的化合物为神经酰胺,并测定其含量为0.026%。

2 药理作用

魔芋的药理活性多样,其中降血糖、降血脂、抗氧化、抗肿瘤、减肥作用报道较多,此外,还具有肝损伤以及胃肠道保护功能、通便、止血等作用。

2.1降血糖作用 魔芋具有降低Ⅱ型糖尿病患者餐后血糖、预防糖尿病并发症的作用。赵岫等[8]采用自身对照法研究发现,服用魔芋和食物的糖尿病患者的餐后血糖值与仅服用相同食物的糖尿病患者的餐后血糖值相比,血糖明显下降。舒琴[9]使用四氧嘧啶糖尿病大鼠模型,研究了魔芋精粉的降血糖作用机制。她推测魔芋精粉在机体内发挥了抗氧化作用,能够对胰岛组织内细胞的结构和胰岛的分泌功能进行修复,从而产生降血糖的效果。

2.2降血脂作用 张茂玉[10]等将110名高血脂者分为两组并对他们的血脂进行测定。服用魔芋食品之后,实验者血液中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)明显低于服用之前;高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、载脂蛋白AI(apoAI)显著高于食用前,而对照组没有相应的变化。

舒琴[11]对魔芋的降脂作用及机制进行研究,结果发现:①魔芋精粉不仅能降低血清中TC、TG水平,而且能抵抗高脂肪引起的丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)升高;②干预组逆转了模型组超氧化物歧化酶(SOD)活力下降,丙二醛(MDA)含量升高的局面,提高了SOD活力,降低了MDA含量,因此推测魔芋精粉可以控制高脂饮食导致的肝功能异常。

2.3减肥作用 林建维[12]等通过测定血清瘦素水平、Na+-K+-ATP酶活性、体重等指标,在细胞与分子水平对魔芋多糖的减肥作用机制进行研究。他们发现魔芋多糖组小鼠血糖、血清瘦素水平和小肠粘膜Na+-K+-ATP酶活性低于高脂对照组。其作用机制可能是由于魔芋多糖能够抑制小肠粘膜Na+-K+-ATP酶活性,从而抑制了肠道对营养成分的吸收,达到减肥效果。

2.4抗氧化作用 魔芋提取物对受辐射小鼠的抗氧化能力有保护作用。吕影[13]等将魔芋提取物给予小鼠灌胃,15d后使用3.5Gy60Coγ射线对小鼠进行一次性照射,然后检测血清及肝脏指标。结果显示给予魔芋提取物之后,受辐射小鼠血清中SOD活力高于辐射模型组、MDA含量低于模型组;小鼠肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活力魔芋高剂量组优于阳性药组、接近对照组,而MDA含量低于对照组。

2.5肝损伤保护作用 杜茂波等[14]使用小鼠CCl4肝损伤模型,研究了魔芋精粉对小鼠急性肝损伤的保护作用。结果发现:魔芋精粉三个剂量组小鼠血清中ALT、AST含量降低;同时,肝组织中SOD含量增加,MDA含量显著降低,并且存在一定的量效关系。

2.6抗肿瘤作用 魔芋精粉不仅能降低MNNG诱发的肺癌模型的小鼠发癌率、腺瘤样增生率和异型增生鼠数量,延长模型小鼠生存期,还能改变肿瘤类的构成比[15]。这表明魔芋精分能产生不同程度的抑制和预防肿瘤的作用。

2.7肠道保护作用 冯莉等[16]给予模型小鼠连续多日口服魔芋低聚糖后,发现它对小鼠溃疡性结肠炎起到一定保护作用。与未给予魔芋低聚糖的小鼠相比,低、高剂量组小鼠的食物利用率和体重均有所增加,相反结肠溃疡面积及溃疡率明显降低。对结肠组织病理切片进行观察,发现高剂量组小鼠受损结肠甚至能够恢复至接近正常状态。另外,史艳莉等[17]报道魔芋甘露聚糖对安静和运动状态大鼠的肠粘膜都有保护作用。

2.8其它作用 崔熙等[18]通过白魔芋精粉灌胃后小鼠的碳末排出时间、小肠推进率以及大鼠小肠的水分吸收功能研究,证明白魔芋精粉具有通便作用。夏忠玉[19]等使用小鼠和家兔模型研究发现:魔芋止血剂有明显的止血效果。魔芋的毒性亦有文献报道,蒋敏[20]等对SD大鼠妊娠敏感期的致畸毒性进行了研究,结果发现在实验剂量下,未见母体毒性和致畸性。另外,张茂玉[21]等报道了大鼠长期(18个月)摄入一定量的魔芋精粉后,对其骨骼和钙磷代谢未产生任何不良影响。

3 前景与展望

魔芋资源在我国十分丰富,然而我们对它的研究还不够深入和广泛。广西的花魔芋有较高的产量和KGM含量;白魔芋能适应较差的自然环境,种质品质好。近年来,由于工农业生产、旅游产业等对魔芋生存环境的破坏,严重制约了广西魔芋资源的发展。因此,我们应当加强魔芋资源的宣传和保护工作,并对影响广西魔芋生存环境的因素大力治理[2]。随着对魔芋研究的深入,它在食品、药品以及新材料开发等各方面的应用前景会更加广阔。

参考文献:

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[2]苏仕林,贾桂康,马博.广西乐业魔芋资源的调查研究[J].中草药,2011,20:174-176.

[3]李恒.中国植物志[M].北京:科学出版社,1979.

[4]吴拥军,王嘉福,蔡金藤,等.魔芋葡萄甘露低聚糖的提取及其产物对耐氧双歧杆菌的促生长作用[J].食品科学,2002,23(6):41-44.

[5]王成军,郭剑伟,鱼梅,等.魔芋的主要化学成分提取及应用研究概况[J].中国药物应用与监测,2006,2:32-34.

[6]杨申明,王振吉,杞维勇.白魔芋中总黄酮提取工艺研究[J].时珍国医国药,2014,25(10):2327-2330.

[7]崔韶晖,姜波,关翔宇,等.魔芋中神经酰胺类物质的分离提取和分析[J].生物技术,2007,17(5):45-47.

[8]赵岫,刘晓芳.魔芋对2型糖尿病餐后血糖干预治疗的研究[J].中国医药导报,2009,6(3):14-16.

[9]舒琴.魔芋精粉对高血糖大鼠影响的实验研究[J].湖北中医药大学学报,2012,14(4):13-15.

[10]张茂玉,黄承,洪君蓉,等.魔芋食品对人体脂质代谢影响的研究[J].营养学报,1989,11(1):25-30.

[11]舒琴.魔芋精粉对高脂血症大鼠血清及肝脏内MDA、SOD的影响[J].河南中医,2013,33(9):1433-1434

[12]林建维,钟进义,王蜀平.魔芋多糖对小鼠瘦素和Na+-K+-ATP酶水平的影响[J].卫生研究,2009,38(2):207-209.

[13]吕影,黄训端,夏晨,等.魔芋提取物对受辐射小鼠抗氧化及生精能力的影响[J].环境与健康杂志,2008,25(2):164-166.

[14]杜茂波,巩桥.魔芋精粉对CCl4所致小鼠急性肝损伤的保护作用[J].中国民族民间医药,2014,11:23、208.

[15]罗德元,李玉琼,邓士林,等.魔芋精粉对MNNG诱发小鼠肺癌的抑癌效果[J].中华肿瘤杂志,1992,14(1):48.

[16]冯莉,安雪娇,齐妍,等.魔芋低聚糖对三硝基苯磺酸致小鼠溃疡性结肠炎的保护作用[J].食品工业科技,2015,36(1):349-352.

[17]史艳莉,费曦艳,余辉.魔芋甘露聚糖对运动应激大鼠肠粘膜屏障的保护作用[J].中国运动医学杂志,2007,2(5):580-584.

[18]崔熙,蒋晓聪,李松林,等.白魔芋精粉通便作用的研究[J].中药材,1996,19(12):627-629.

[19]夏忠玉,孙国兵.魔芋止血剂的止血作用及局部用药的安全性评价[J].华西药学杂志,2013,2(4):375-377.

[20]蒋敏,罗春勤,史劲松.魔芋低聚甘露糖对SD大鼠的致畸试验[J].癌变・畸变・突变,2013,25(5):377-383.

[21]张茂玉,彭恕生,张银柱.魔芋精粉对大鼠钙磷代谢和骨骼的影响[J].营养学报,1994,16(5):160-163.编辑/成森