苦瓜活性提取物及功能產(chǎn)品研究進(jìn)展

張易,謝小花,付金鳳,戴緣緣,李愛紅,江生泉

(滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,安徽 滁州,239000)

隨著人類生活水平提升,肥胖、糖尿病、動(dòng)脈粥樣硬化等代謝相關(guān)疾病威脅著人類的健康,現(xiàn)有藥物長期服用后的效果不佳,因此,開發(fā)天然、安全有效的食源性產(chǎn)品調(diào)節(jié)人體代謝有著重要意義?？喙?又稱涼瓜,葫蘆科一年生植物,是人們?nèi)粘Ｉ钪械乃幨硟捎檬澄铩？喙虾卸嗵?、皂苷、多肽、類黃酮等功能成分以及豐富的鉻、鎂和鋅等微量元素,近年來國內(nèi)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),苦瓜及活性提取物具有調(diào)節(jié)糖脂代謝、改善胰島細(xì)胞功能、抗氧化、緩解炎癥、調(diào)節(jié)腸道菌群等功能。本文分析了苦瓜活性提取物的成分和功效,并介紹了苦瓜功能產(chǎn)品的應(yīng)用情況,最后對(duì)苦瓜的研發(fā)重點(diǎn)進(jìn)行展望,以期更為充分的利用苦瓜資源,提高苦瓜的附加值。

1 苦瓜的活性提取物

1.1 水提物

苦瓜的水提物有調(diào)節(jié)糖脂代謝、抑菌和抗氧化的功效。?，摬捎昧弦罕?∶10(g/mL)對(duì)苦瓜粉提取12 h,上清液凍干得到苦瓜水提物,其中多糖、皂苷、多酚及蛋白含量分別為31.3%、4.84%、2.56%和1.77%,體外研究發(fā)現(xiàn)苦瓜水提物能激活胰島素信號(hào)通路,促進(jìn)葡萄糖消耗和糖原積累[1]。張雁采用料液比1∶30(g/mL)于60℃回流提取水提物,發(fā)現(xiàn)20 mg/mL濃度可顯著抑制金黃色葡萄球菌,抑制效果與濃度呈正相關(guān)[2]。湯琴以拘束負(fù)荷小鼠為研究對(duì)象,每天灌胃苦瓜水提物0.1 mL/10 g一次,可顯著增加血清丙二醛(MDA)含量,達(dá)到抗氧化作用?？喙纤嵛锟赡苁峭ㄟ^多糖、多酚等功效成分發(fā)揮作用[3]。

1.2 醇提物

研究表明苦瓜醇提物可抑制致病菌及害蟲生長,控制糖脂代謝。體外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),料液比1∶10(g/mL)對(duì)脫脂后的苦瓜粉提取12 h得到的苦瓜醇提物,調(diào)節(jié)葡萄糖和糖原含量,促進(jìn)脂肪酸氧化,減少甘油三酯(TG)積累[1],且與水提物作用途徑不同,這可能和兩者含有不同的功效成分有關(guān)。葛亞琨在苦瓜中加入20倍的70%乙醇溶液,24 h后超聲提取,濃縮,得到的苦瓜醇提物對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和銅綠假單胞菌皆有明顯抑制[4]。

1.3 多糖

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)苦瓜多糖的研究較為廣泛,提取方法主要包括水提法、堿提法、稀酸提取法及超聲、微波、酶輔助法等,聯(lián)用效果更佳,后續(xù)進(jìn)行脫蛋白、脫色,進(jìn)一步的分離純化還需采用鹽沉淀、膜分離和柱層析法等方法[5]。

苦瓜多糖具有調(diào)脂降糖、抗氧化、抗腫瘤、抑菌等多種生物活性。張麗芳采用纖維素酶和超聲協(xié)同提取苦瓜多糖,提高了提取率,體內(nèi)外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)苦瓜多糖可增強(qiáng)免疫活性,提高抗氧化水平,并分離純化出兩種活性低分子量雜多糖[6]。劉姜曼采用層析法分離出的3種多糖組分,通過3T3-L1脂肪細(xì)胞胰島素抵抗模型和Ⅱ型糖尿病大鼠模型篩選出MCPⅡ組分,可降低葡萄糖含量,提高大鼠抗氧化防御系統(tǒng)功能,單糖組成為鼠李糖(Rha)等6種,含α和β兩種構(gòu)型[7]。張文波采用超聲法提取苦瓜多糖,把其配置成測(cè)定不同濃度和PH的溶液,測(cè)定對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、黑曲霉等的影響,發(fā)現(xiàn)對(duì)黑曲霉的作用最大,濃度越高抑菌效果越好,且PH值影響抑菌活性[8]。

1.4 皂苷

植物皂苷在體內(nèi)外的試驗(yàn)中表現(xiàn)出顯著的功能活性?？喙系母鱾€(gè)部位皆含有皂苷,分為甾體皂苷和三萜皂苷,其中后者含量較高,也是苦瓜苦味的來源[9]。苦瓜粗皂苷的提取和苦瓜醇提物類似,采用乙醇浸提或超聲后濃縮可得粗皂苷,需經(jīng)過正丁醇、甲醇、丙酮等有機(jī)試劑提取及柱層析法得到純化的皂苷[10]。

苦瓜皂苷具有抗氧化、抗腫瘤、增強(qiáng)胰島素敏感性和降血糖血脂等功效。王莎莎等用乙醇溶液提取、大孔樹脂純化得到苦瓜皂苷,其可顯著降低3種自由基含量,且可能激活胰島素受體激酶(IRTK)[11]。尤玲玲等研究發(fā)現(xiàn),苦瓜皂苷粗提物含量為35.8%,過柱后上升至69.1%,其中含有人參皂苷Rg1和Rb1等組分,純化后皂苷可增加體外胰島素抵抗細(xì)胞對(duì)葡萄糖的消耗[10]。Joo-Hui Han等采用4種純化的苦瓜皂苷研究體內(nèi)外的作用機(jī)制,發(fā)現(xiàn)C2成分可顯著增加C2C12細(xì)胞胰島素受體傳導(dǎo),促進(jìn)葡萄糖運(yùn)轉(zhuǎn),進(jìn)一步試驗(yàn)表明C2可通過促進(jìn)STZ小鼠肌肉攝取葡萄糖來改善高血糖癥狀[12]。謝鑫杰等研究了苦瓜皂苷G對(duì)肺癌細(xì)胞A549的影響,結(jié)果表明苦瓜皂苷G可通過調(diào)節(jié)基因表達(dá),誘導(dǎo)A549細(xì)胞細(xì)胞的凋亡[13]。劉波等發(fā)現(xiàn)苦瓜皂苷可增加非酒精性脂肪性肝病大鼠肝臟的抗氧化活性,改善肝細(xì)胞脂肪變性[14]。

1.5 蛋白及多肽

苦瓜蛋白和多肽是苦瓜的活性成分,共由17種氨基酸組成,其中苦瓜籽中蛋白含量最高。通過堿溶酸沉、鹽溶液分級(jí)沉淀、超濾、透析、柱層析等方法可從中分離純化苦瓜蛋白及多肽?？喙系鞍拙哂锌寡?、抗腫瘤和改善代謝等作用。劉亞密等從苦瓜中分離出一種分子量為28 KD的水溶性蛋白,給動(dòng)脈粥樣硬化模型小鼠的腹腔注射5 mg/kg·d-1,發(fā)現(xiàn)苦瓜蛋白可抑制血清中炎癥因子表達(dá),并降低小鼠血脂、體重,從而改善小鼠癥狀[15]。白潔采用硫酸銨沉淀法從苦瓜籽蛋白中獲得抗腫瘤活性組分,經(jīng)過離子柱純化,質(zhì)譜定性,發(fā)現(xiàn)抗腫瘤活性最強(qiáng)峰的主要蛋白成分為核糖體失活蛋白和胰蛋白酶抑制劑[16]。苦瓜多肽中研究較多的為胰島素多肽,有降糖調(diào)脂功效,作用類似胰島素。苦瓜多肽-P可降低體內(nèi)血糖含量。王東紅運(yùn)用硫酸銨沉淀和透析法分離苦瓜粗蛋白,通過凝膠層析柱分離出3個(gè)組分,體外試驗(yàn)和進(jìn)一步的柱層析得到降脂活性多肽組分MCP3-2和MCP3-3,采用體外非酒精性脂肪肝模型發(fā)現(xiàn)苦瓜多肽可加速脂肪酸氧化,降低甘油三酯含量[17]。

1.6 苦瓜汁

苦瓜汁為苦瓜果肉中含有的汁液,一般通過榨汁打漿去除果肉獲得?？喙现泻卸喾N活性物質(zhì),具有抑菌、抗炎、加速能量代謝及調(diào)脂降糖等功效。劉銳等研究發(fā)現(xiàn)苦瓜汁對(duì)大腸桿菌、沙門氏菌、枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌均有抑菌活性,其中前兩者效果更佳,且抑菌活性在100℃內(nèi)穩(wěn)定[18]。李慧閣等給糖尿病患者飲用100 mL/d苦瓜汁,持續(xù)60 d,并結(jié)合中速步行,結(jié)果表明苦瓜汁結(jié)合運(yùn)動(dòng)與單一步行相比,有顯著改善糖脂代謝的功效[19]。而Inayat給非胰島素依賴性糖尿病患者服用苦瓜汁55 mL/d,6個(gè)月后患者血糖含量并未顯著改善,以上結(jié)果可能表明苦瓜汁在人體內(nèi)發(fā)揮作用需要協(xié)同運(yùn)動(dòng)或服用足夠量[20]。Nerurkar等研究發(fā)現(xiàn)苦瓜汁能減少人源前脂肪細(xì)胞中脂質(zhì)產(chǎn)生,增強(qiáng)脂解作用,減少PPARγ、SREBP-1c、周質(zhì)素和抵抗素的轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)脂代謝[21]。Chan等發(fā)現(xiàn)添加苦瓜汁的飼料可降低肥胖大鼠的能量利用率,增加脂質(zhì)氧化,調(diào)節(jié)肝臟和肌肉脂質(zhì)代謝相關(guān)因子活力,改善肥胖癥狀[22]。Xu等研究發(fā)現(xiàn)苦瓜汁可降低高脂大鼠IL-6和線粒體羰基蛋白含量,增加SOD和GPx活力,抑制氧化應(yīng)激,緩解炎癥[23]。

2 苦瓜的功能產(chǎn)品

2.1 苦瓜功能飲料

2.1.1 苦瓜茶

苦瓜茶中最為常見的是苦瓜片茶,將新鮮苦瓜洗凈、去籽、切片后,在烘箱烘干制得,除了烘干,還可采用真空干燥或真空冷凍干燥方法,低溫更能保留苦瓜片茶的有效成分[24]?？喙掀枋侨呷巳旱睦硐腼嬘貌?甘苦適中?？喙项w粒茶是以苦瓜全粉與變性淀粉通過擠壓技術(shù)制成,沖泡溶出率及感官皆優(yōu)于苦瓜片茶[25]?？喙蠜霾枋菍⒖喙现刑砑訛觚埐柚?、金銀花汁、桔皮、山楂、冰糖等調(diào)配制成的涼茶飲料,口感清爽,清熱降火,適宜夏天飲用。

2.1.2 苦瓜酒

苦瓜酒既有酒類的香醇,又有苦瓜的保健功效,市場(chǎng)前景美好?？喙掀【剖菍⒖喙厦附夂蟮玫娇喙现?與酵母菌等菌種發(fā)酵后的啤酒混合,過濾裝瓶制成?？喙掀【聘缓被?味道清香,可增強(qiáng)人體免疫力[26]。許曉梅采用酵母菌和乳酸菌二次發(fā)酵苦瓜汁與麥芽汁的混合汁,發(fā)酵液口感清新,泡沫豐富,香氣飽滿[27]?？喙锨逑聪竞蠹尤雰?yōu)質(zhì)大酒曲,15～30 d后制得苦瓜保健酒,也稱苦瓜浸泡酒。苦瓜保健酒酒液澄清透明,營養(yǎng)豐富,苦中有甘[28]。

2.1.3 飲料制品

苦瓜酸豆奶由苦瓜汁、豆?jié){、奶粉和蔗糖以一定比例混合,通過滅菌、乳酸菌發(fā)酵、冷藏制成,口感清香,有苦瓜和大豆的保健功效。另外,苦瓜汁與其它植物汁混合,可制成多種復(fù)合飲料,如玫瑰浸提液、葡萄汁、荸薺汁、草莓汁等,添加調(diào)味料和去苦劑,所制得的復(fù)合飲料色澤鮮亮、口味獨(dú)特?？喙瞎腆w飲料的原料采用苦瓜汁和苦瓜漿,經(jīng)包埋、調(diào)配、混合、干燥制得固體飲料。保健型苦瓜固體飲料中的甜味劑采用山梨糖醇等低聚糖代替蔗糖,降低了能量,符合低糖低熱量食品的國際趨勢(shì)?？喙细闪嫌靡掖继崛『鬂饪s,加入適量麥芽糊精,噴霧干燥制得固體粉末,制粒后得到苦瓜固體沖劑,具有較好的抗氧化能力。姜夢(mèng)詩將糙米浸泡培養(yǎng)發(fā)芽后干燥粉碎,苦瓜打漿包埋后干燥,兩者以5∶2配比,加入水溶性大豆多糖、木糖醇和麥芽糊精,制成發(fā)芽糙米苦瓜復(fù)合營養(yǎng)粉,口感細(xì)膩,甜度適中[29]。

2.2 苦瓜功能果肉制品

2.2.1 果脯

苦瓜經(jīng)過清洗、切片、漂燙、硬化、調(diào)節(jié)酸堿、去苦、浸糖、干燥,制成果脯,成品為綠色或黃綠色,酸甜中有淡淡苦澀,爽口不膩?？钻淮嬖诮遣襟E中,以木糖醇代替?zhèn)鹘y(tǒng)蔗糖,對(duì)浸糖和護(hù)色硬化步驟的配方進(jìn)行優(yōu)化,得出感官效果最佳配方,且此條件下皂苷含量幾乎無損失,工藝值得推廣[30]。

2.2.2 罐頭

苦瓜罐頭種類豐富。最常見的為清水苦瓜罐頭,三瓜罐頭為南瓜、冬瓜、苦瓜三種瓜制得,口感層次豐富,清爽不膩。另外,苦瓜還可以制成滋補(bǔ)保健型罐頭食品,例如其與枸杞、紅棗經(jīng)過護(hù)色、漂燙、腌制和殺菌等工藝,制得符合中國傳統(tǒng)文化的養(yǎng)生食品。

2.2.3 果醬

苦瓜性苦寒,單獨(dú)制成果醬風(fēng)味不佳,與其它果蔬混合制成果醬,具有豐富的風(fēng)味與營養(yǎng)成分,也延長了苦瓜產(chǎn)業(yè)鏈。王薇采用苦瓜和蘋果作為原料,通過清洗、打漿、原料配比、出料、裝罐、殺菌等步驟制成復(fù)合果醬,口味適宜,酸甜味苦,符合消費(fèi)者需求[26]。

2.3 其它

苦瓜功能產(chǎn)品除了苦瓜飲料及苦瓜果肉制品,還可制成苦瓜豆腐、苦瓜蛋糕、苦瓜面條、苦瓜冰淇淋、苦瓜含片等保健產(chǎn)品。孫小凡以體積比為6∶2的苦瓜和豆?jié){研制出苦瓜營養(yǎng)豆腐,產(chǎn)品呈淡綠色,富含蛋白質(zhì)和維生素,苦瓜的苦味被掩蓋,為苦瓜綜合利用提供新方向[31]。吳凱磊制作出苦瓜蕎麥蛋糕,除了面粉,還加入營養(yǎng)豐富的苦瓜粉、蕎麥粉,后兩者添加量為12、110 g,該蛋糕膳食纖維含量高,糖含量低,風(fēng)味獨(dú)特,可供糖尿病和肥胖患者食用[32]?？喙戏厶砑恿繛?%制成的苦瓜面條品質(zhì)最佳,呈淡黃綠色,口感細(xì)膩,適于烹飪,市場(chǎng)前景廣闊?？喙媳＝”苛芙?jīng)過護(hù)色、混料、殺菌、均質(zhì)、膨化、硬化、包裝過程制得,苦瓜汁添加量在8%～10%時(shí)冰淇淋口感適宜。梁進(jìn)以苦瓜醇提物、速溶綠茶粉、填充劑和木糖醇為原料,經(jīng)過55℃干燥獲得苦瓜綠茶含片,表面光滑,食用方便,有一定保健功效[33]。

3 結(jié)語與展望

傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認(rèn)為苦瓜清熱解毒、減肥降糖,近年來苦瓜的功能成分和保健功效不斷被發(fā)現(xiàn),臨床應(yīng)用前景廣闊。國內(nèi)外對(duì)苦瓜的研究越來越深入,在活性成分方面研究較多的為水提物、醇提物、多糖、皂苷、苦瓜汁、蛋白及多肽,功效主要為降糖降脂、抗氧化、抑菌、抗腫瘤等,可預(yù)防肥胖,改善糖尿病等代謝綜合征。然而,苦瓜的活性成分與功能的關(guān)系尚未完全明確,需進(jìn)一步的分離鑒定及體內(nèi)外研究,在分子、基因、代謝層面深入探究苦瓜各活性成分的單一及協(xié)同作用機(jī)制?？喙喜煌贩N之間各活性成分含量各異,提取方法應(yīng)根據(jù)品種的不同采用適宜的分離技術(shù),優(yōu)化工藝參數(shù)[26]。另外,苦瓜莖葉同樣含有豐富的營養(yǎng)及功能成分,值得進(jìn)一步的研究和綜合利用。

苦瓜保健產(chǎn)品的相關(guān)研究多處于初加工階段,食用方法單一,未能深入開發(fā),主要限制因素之一為苦瓜的苦味,現(xiàn)有脫苦工藝較少,傳統(tǒng)方法是采用β-環(huán)狀糊精包埋脫苦或應(yīng)用微膠囊技術(shù)脫苦,需開發(fā)更有效的脫苦技術(shù)。同時(shí),可利用超微粉碎、泡騰造粒等新技術(shù)改善苦瓜產(chǎn)品的性質(zhì)、擴(kuò)展苦瓜產(chǎn)品的用途,制成人們樂于接受的片劑、沖劑、泡騰片等新型食品?，F(xiàn)今苦瓜保健產(chǎn)品中的有效成分大多未分離提取,難以滿足消費(fèi)者的需求,因此活性成分明確、作用機(jī)理清晰的苦瓜功能食品更加有針對(duì)性,前景更為廣闊。

鑒于苦瓜極高的應(yīng)用價(jià)值和功效,對(duì)苦瓜活性成分及保健產(chǎn)品的研究任重道遠(yuǎn),研究者需優(yōu)化苦瓜提取和加工工藝,研究活性成分作用機(jī)制,研究開發(fā)更優(yōu)質(zhì)、更受消費(fèi)者喜愛的苦瓜功能產(chǎn)品。