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木姜叶柯的生物活性成分及医疗保健功效

2023-05-08 20:30:24

李暄妍,万蓝婷,程建峰,彭 莎,方 绮,饶欣雨,王梦醒

江西农业大学 农学院,江西 南昌 330045

木姜叶柯[Lithocarpus litseifolius(Hance)Chun]为山毛榉目(Fagales)壳斗科(Fagaceae)柯属(Lithocarpus)常绿乔木,又名甜茶、胖稠(广东)、甜叶子树(云南)、多穗柯和多穗石柯[1]。木姜叶柯大多数以野生状态生长于我国长江以南的各省份,重点分布在江西、湖南、安徽、广西和福建等省,以福建与江西交界的武夷山脉最广。木姜叶柯具有药、茶、糖三种功能,属于药食茶同源植物,其不仅味道清甜和生津止渴,且具有很好的医药保健功效[2]。据《湖南药物志》[3]:木姜叶柯可用于治疗“肺热咳嗽,湿热泻利,皮肤瘙痒,高血压”。《全国中草药汇编》记载[4]:木姜叶柯有清热、解毒、化痰和祛风等作用。现代研究证明[5-7],木姜叶柯含有丰富的生物活性成分且安全无毒,具有健胃、润肺、醒酒、防冠心病、防关节炎、防感冒、抗氧化、抗癌变、抗过敏和降压、降糖、降脂、降胆固醇等功效,被誉为“长在树上的虫草”,于2017年5月31日被国家卫生和计划生育委员会审定为十种新食品原料之一[8],在医疗保健及食品工业具有巨大应用价值和广阔发展前景。目前国内外科技人员对木姜叶柯进行了一些研究,主要聚焦于野生种质资源评价与选育、化学成分、医药学和毒理学等方面[7]。本文较系统综述了木姜叶柯的生物活性成分与医疗保健功效,旨在为今后木姜叶柯的深入研究与开发利用提供参考。

1.1 主要成分

由表1可知,木姜叶柯(叶片干重)主要成分含量依次为水浸出物、总糖、粗蛋白、水分、灰分、水溶性灰分、还原糖和粗纤维。不同品种和不同地区的木姜叶柯差异较大,最大差异为还原糖含量,其最大值与最小值的比值为7.30。

表1 木姜叶柯叶片中的主要成分Table 1 Main components in leaves from L. litseifolius

1.2 矿质元素

由表2可知,木姜叶柯叶片中含矿质元素13种,含量从大到小依次排列为钾、锂、钙、钠、锰、铁、锶、铜、镁、硒、锌、钼和铬。13种无机元素中,锰的差异最大,最大值与最小值比值为2900。

表2 木姜叶柯叶片中的矿质元素含量Table 2 Mineral element content in leaves of L. litseifolius

1.3 维生素和色素

木姜叶柯含VC、VE、VB12、VA、VB1和 VB2等人体必需的维生素,含量大小依次为VC、VE、VA、VB2、VB1和 VB12( 表 3)。

其 中 VA含量差异最大,其最大值与最小值的比值为11.11;
叶绿素含量极差最大,最大值与最小值相差5 800 μg/g。木姜叶柯中还含有丰富的天然良好着色剂棕色素,很多科技工作者对木姜叶柯中的棕色素提取工艺进行了优化[13-16]。

表3 木姜叶柯叶片中维生素和色素含量Table 3 Vitamin and pigment contents in leaves of L. litseifolius

1.4 氨基酸

木姜叶柯富含17种氨基酸,其氨基酸总量比一般普通茶叶高,达到6%[17]。表4表明,人体所必需的8种氨基酸含量较高,含量高低依次为苯丙氨酸、异亮氨酸>亮氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、缬氨酸>赖氨酸和组氨酸;
其他氨基酸含量大小依次为谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、赖氨酸、丙氨酸、胱氨酸、甘氨酸、精氨酸、脯氨酸和丝氨酸;
酪氨酸含量差异最大,最大值与最小值比值为16.12。

表4 木姜叶柯叶片中氨基酸含量Table 4 Amino acid contents in leaves of L. litseifolius

1.5 其他活性成分

木姜叶柯还含有甜茶素、茶多酚和黄酮类等活性物质。甜茶素甜度为蔗糖的300倍,具有低热量和高甜度的双重特性[6]。木姜叶柯的甜味主要来自根皮苷、三叶苷和3-羟基根皮苷3种黄酮类化合物[17],以三叶苷含量最高。此外,木姜叶柯叶富含茶多酚,尤其是属于黄烷醇类化合物的儿茶素。

表5 木姜叶柯叶片中的其他生物活性成分含量Table 5 The contents of other bioactive components in leaves from L. litseifolius

2.1 减肥

Koh等[25]研究发现,木姜叶柯茶的甜茶素可使雄性肥胖易感SD大鼠在不改变食物摄入量的情况下降低大鼠的脂肪增加量和血糖含量及血清甘油三酯的含量;
其可能机制是:茶色素可能通过上调靶细胞表面亲和力受体的数目及抑制肥胖大鼠附睾脂肪组织中PPARγ和C/EBPα的表达,提高胰岛素的敏感性,减轻胰岛素的抵抗,降低游离脂肪酸,恢复正常血脂水平,从而缓解肥胖症状和高甘油三酯血症[26]。

2.2 抗氧化

木姜叶柯叶提取物可保护PC12细胞免受氧化应激导致的损伤,其保护机制可能是通过AMPK/Nrf 2/Sirt 3 信号途径介导调节 mtROS 内环境的平衡[27-29]。杜荣增[30]研究发现,茶色素可以抑制冠心病患者体内低密度脂蛋白的氧化,显著提高体内的抗氧化能力,对动脉粥样硬化起一定的预防效果。黄红焰等[31]研究表明,黄酮苷具有较显著的抗氧化作用,能以形成非活泼基团的方式降低脂质过氧化物的含量,减缓由塞罗西宾导致的多脏器氧化损伤的程度。大鼠试验发现,木姜叶柯黄酮处理组的SOD活力和GSH活力明显升高,MDA水平明显下降[32];
一些研究证实,木姜叶柯黄酮能够有效清除自由基和提高大鼠抗氧化能力[33-34]。

2.3 保肝

Li等[35]研究发现,四氧化碳诱导的肝损伤大鼠服用木姜叶柯的总黄酮后,大鼠体内表现出较强的肝保护和抗氧化活性。Tomohir等[36]研究表明,甜茶叶水提取物对小鼠脂肪肝有显著保护功效,即木姜叶柯提取物通过自由基清除来直接影响肝细胞,保护它们免受脂肪肝疾病的影响,达到保肝作用,但其作用机理尚不明确。

2.4 降血脂

田洁等[37]研究发现,服用高剂量木姜叶柯的小鼠,其甘油三酯、血清总胆固醇和MDA含量显著下降,SOD及GSH-Px活性明显增强;
说明木姜叶柯可降低高脂小鼠的血脂含量,提高小鼠的抗氧化能力。木姜叶柯能显著改善变性肝细胞的肝功能损伤和肝糖脂代谢异常,其作用机理可能是木姜叶柯能上调脂肪组织中OB-Rb受体数量,抑制脂肪组织中PPARγ的表达,激活肝脏中p38MAPK蛋白,p38MAPK蛋白再抑制mTORC1复合物表达,进而抑制p70S6K1的磷酸化,以此通过p38MAPK/mTORC1/P70s6k1通路改善肥胖小鼠的糖脂代谢异常[38-39]。

2.5 降血糖

董华强等[40-41]认为,木姜叶柯根皮苷提取物能使糖尿病模型小鼠的血糖和血脂水平明显降低,经修饰后的木姜叶柯根皮苷水杨酸酯降血糖和抗氧化效果得到加强。赵亚[39]研究证明,木姜叶柯能改善营养性肥胖小鼠及遗传性肥胖模型小鼠的糖脂代谢异常,减少两种肥胖模型小鼠的体重和降低血糖血脂水平。田翠平等[42]研究发现,木姜叶柯中提取的甜茶素可降低正常小鼠的血糖和血清甘油三酯水平,抑制小鼠的糖异生,减少胆固醇的含量。Hou等[43]采用超滤膜浓缩技术提取的木姜叶柯提取物对糖尿病大鼠的血糖调节作用效果更好,能显著改善糖尿病大鼠的血糖、总胆固醇、甘油三酯、尿素氮及胰岛素水平。Wang等[44]研究发现,三叶苷除可减少葡萄糖的摄取,还是Na+-葡萄糖共转运蛋白(SGLT)抑制剂,可视为具有抗肿瘤潜力的降糖药物。刘韫滔等[45]发现,木姜叶柯经发酵后的乙醇提取物较于未发酵的乙醇提取物有更加明显的降血糖功效。

2.6 改善心功能

向德标等[46]认为,木姜叶柯中黄酮类化合物与β-肾上腺素受体结合,调节离体蟾蜍心脏。吴舜等[47]研究表明,槲皮素通过减少线粒体功能障碍和维持线粒体动态平衡来保卫由血管紧张素诱导的心肌细胞。医学实验表明,冠心病患者在每天食用黄酮和茶后,内皮功能得到改善[48-51]。

2.7 抑菌抗炎

罗颖等[52]研究发现,木姜叶柯老叶提取物具有显著抑菌作用,尤其是针对大肠杆菌及金色葡萄球菌。Lin等[53]研究发现,茶黄素对小鼠的炎症反应具有保护防御效果,且含有没食子酸的茶黄素抗炎活性更强。Rahimi[54]认为,患结肠炎的动物服用茶黄素后可一定程度上降低NF-κB、IL-12和IFN-γ iN0S的表达水平。一些研究表明,木姜叶柯三叶苷剂量为3 mg/(kg·d)时抗炎效果最佳,能减少体内TNF-α和IL-6基因及蛋白的转录和表达,明显抑制脂多糖引起的血清中TNF-α和IL-6的分泌,其机制可能是通过抑制NF-κB信号通路来抑制LPS诱导的炎症反应[55-56]。

2.8 神经调节

周准等[57]研究认为,木姜叶柯乙醇提取物能够提高体外神经分化细胞的分化率,促进神经突的生长。Xiang等[58]发现,木姜叶柯总黄酮可增强神经的兴奋性,加速神经动作电位的传导。木姜叶柯提取物中的没食儿茶素没食子酸酯可能通过减少炎症因子IL-6和IL-8释放,提高内源性神经营养因子NT-3和BDNF表达,促进大鼠神经恢复[59-60]。

2.9 美容功效

刘本英等[61]研究发现,茶多酚含有多羟基结构,具有很强的供氢作用,可减缓氧化过程,抑制皮肤衰老和色素沉积,可作为化妆品的主要成分。茶多酚中儿茶素能形成共轭结构的芳香族化合物,直接吸收紫外线,抑制紫外线诱导产生自由基,增强SOD和CAT等多种抗氧化酶活性,并清除过量自由基,调整皮肤自由基平衡,减缓脂质氧化速度,免受氧化损伤,达到降低脂褐素的目的。

2.10 防龋

Chu等[62]研究发现,木姜叶柯中的甜茶素是一个甜度为蔗糖300倍的甜味剂,具有非致龋和无热量的特性,在食品中使用甜茶素作为蔗糖替代品将是一种很有前途的减少龋病的方法。黄诗言等[63]和Wang等[64]研究发现,茶多酚为优良的天然有机抗菌剂,有较显著的抗菌活性,与葡萄多酚相比具有更强的抑菌作用,能起到较明显的防龋作用,可作为口腔医疗用品的添加剂。

木姜叶柯是一种高甜度、低热量且安全无毒性的药食茶同源野生植物资源,含有丰富的黄酮类和酚类物质,氨基酸种类较为全面,营养丰富,具有多种保健作用;
其茶汤色泽金黄,味道清甜,回甘明显,目前被广泛应用于医药和保健食品的生产。结合木姜叶柯自身特点及以上综述,笔者认为目前最亟待探究的关键科学问题有:

3.1 揭示木姜叶柯不同器官和部位的生物活性成分差异

现有文献资料表明,人们关于木姜叶柯叶片的生物活性成分测定较多,对其根、茎、果实和种子等部位的生物活性成分分析仅有零星报道[65-69],对木姜叶柯花的生物活性成分测定未有报道;
而人们在古代医学典籍和现代医学研究中不只利用其叶片,而是对植株的所有器官和部位都进行利用,并取得很好效果[3-4,70]。为此,有必要对木姜叶柯不同器官和部位的生物活性成分进行测定分析,以揭示其生物活性成分的差异及所赋予的功效,推进木姜叶柯植株的综合利用,为充分开发木姜叶柯的医疗保健功效提供坚实的理论基础。

3.2 拓展木姜叶柯生物活性物质的新功能

当代科学研究表明,木姜叶柯具有许多医疗保健功效,目前该植物资源研究和利用人员最关注的是能发挥“四降”作用的根皮苷和三叶苷等黄酮类物质;
而根据文献可知,木姜叶柯除含有8种主要的大量成分外,还含有丰富的生物活性物质。在8种大量成分中,粗纤维受关注较少;
13种矿质元素中,在人体具有重要生理功效的锂、锶、铜、镁、锌和铬这6种被关注较少,如具有造血、提高免疫、调节中枢神经和防治心血管疾病等作用的锂在木姜叶柯的矿质元素含量居第2位,锶和锌能降低心血管疾病的发生率,铬可调节糖类和脂类代谢,它们也可能参与了木姜叶柯“四降”调控;
8种维生素中,有关能防止恶性贫血和保护神经免受破坏的维生素B12与促进人体正常生长发育的尼克酸却很少有相关文献报道。笔者近年研究发现,木姜叶柯的枝叶中含有较丰富的γ-氨基丁酸(GABA),与植物的多种应激和防御系统有关,在动物和人体中的主要作用是阻止与压力有关的信息传递到中枢神经系统、减少焦虑情绪和促进脑功能健康等。可见,对木姜叶柯这个宝贵的植物资源来说,应在明晰现有生物活性成分的功效基础上,深度挖掘潜在的未知生物活性成分及其功能,为木姜叶柯的综合开发利用开拓新渠道和赋予新概念。

3.3 解析木姜叶柯医疗保健功效的作用机制及网络调控

本文综述发现,以往有过文献报道的木姜叶柯医疗保健功效有10种之多[7],主要涉及的生物活性物质为黄酮类、儿茶素类及茶色素等,而有关生物活性物质是如何发挥功效的研究则多少不一,如发挥抗氧化、降血糖和降血脂等保健功效的相关生物活性物质及作用机制研究相对较多,而与其他保健功效有关的生物活性物质及作用机制则相对较少。木姜叶柯同时具备多种保健功效,应不是某一种生物活性物质的单一作用,而是多种生物活性物质形成的网络协同效应,但这类相关研究很少。因此,应加大力度去解析其医疗保健功效的作用机制及网络调控,从本质上科学认识其医疗保健功效,真正造福于人类,为木姜叶柯在医疗保健上的应用提供可靠的理论基础和有效的参考依据,强有力地推动木姜叶柯产业的可持续发展。

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