王利民,何春梅,劉彩玲,王 飛,李清華,張 輝,黃毅斌*,林國泰

(1.福建省農業(yè)科學院 土壤肥料研究所,福建 福州 350013;2.福建農林大學 土壤生態(tài)系統(tǒng)健康與調控福建省高校重點實驗室,福建 福州 350002;3.福建省永春縣煌泰林果專業(yè)合作社,福建 永春 362600)

鼠曲草(GnaphaliumL.)別名佛耳草、追骨風、清明菜等,隸屬菊科,全世界約有200種。該屬植物多為一年生草本植物。它生于田間、草地、河岸等濕潤環(huán)境,對土壤要求不嚴格[1]。鼠曲草在國外主要分布于墨西哥、阿根廷、危地馬拉、玻利維亞、朝鮮、菲律賓、印度尼西亞、印度和澳大利亞;在中國,多數(shù)分布于長江流域、珠江流域以及臺灣等地。中國鼠曲草屬(GnaphaliumL.)植物共有19種,以鼠曲草(G.afllneD. Don)分布最廣,它抗病蟲害能力強、營養(yǎng)豐富、利用價值高。鼠曲草全草富含黃酮苷,高達5.0 g/kg[2];同時含有17種氨基酸,莖葉中的必需氨基酸含量為7.1 g/kg,超出一般谷類作物的2倍。此外,鼠曲草莖葉中的含K量高達28.91 g/kg,與商陸、籽粒莧等富鉀綠肥作物中的K含量較為接近,是普通蔬菜K含量的10倍以上[3];其Ca、Mg元素含量也較高,分別為4.1、1.6 g/kg[4]。因此,鼠曲草不僅營養(yǎng)價值高,而且藥用效果好,是各民族民間喜愛的時令野菜。在每年清明節(jié)前后,人們采其嫩莖葉,用開水燙后炒食,或采集長有花序的莖葉拌入米面或玉米面后食用,味道清香撲鼻,沁人心脾,屬于藥食同源性食物,能治療支氣管炎、糖尿病以及肝病等疾病。而且,鼠曲草對環(huán)境的適應性很強,具有不受農藥、化肥污染和病蟲害侵襲的特性,是一種極具開發(fā)利用潛力的綠色保健食品原料。為了更好地開發(fā)利用這種多功能的野菜鼠曲草,本文針對它的化學成分及其功效進行了綜述。

1 化學成分

鼠曲草不僅資源豐富,而且富含黃酮苷、揮發(fā)油、氨基酸,以及Ca、Cu、K等礦物質營養(yǎng)元素。

1.1 黃酮類化合物

黃酮類成分是廣泛分布于植物中的化學物質,在植物生長、發(fā)育、開花、結果及抵御病蟲害等方面起著非常重要的作用[2]。鼠曲草中富含黃酮類成分,全草黃酮苷含量約為50.0 g/kg,葉及花中的黃酮含量分別為7.37、38.14 mg/g[5]。Aquino等[6]采用Sephadex LH-20分離法,經反相高效液相色譜法純化,從單花鼠曲草(CulcitiumreflexumH. B. K.)中的乙醇提取物分離到6種黃酮類化合物,分別為蘆丁、槲皮素-3-O-β-D-吡喃半乳糖苷-4′-O-β-D-吡喃葡糖苷、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷、異鼠李黃素-3-O-β-D-吡喃半乳糖苷、槲皮素和山奈酚。Morimoto等[7]從鼠曲草(G.affineD. Don)中分離到5-羥基-3,6,7,8,4′-五甲氧基黃酮、5-羥基-3,6,7,8-四甲氧基黃酮、5,6-羥基-3,7-二甲氧基黃酮和4,4′,6′-三羥基-2′-甲氧基查耳酮[8]。Lin等[9]從鼠曲草(G.affineD. Don)中提取到黃酮類物質木犀草素-4′-O-葡萄糖苷及其糖苷配基。李融等[10]從秋鼠曲草(G.hypoleucumD. C.)醇提取物中分離到的化合物多為黃酮及其苷類成分,分別為木犀草素-4′-O-β-D-葡萄糖苷、芹菜素、5,7-二羥基-3,8,4′-三甲氧基黃酮。由此可見,鼠曲草的品種不同,其主要活性成分也存在一定的差異。謝建祥等[11]對鼠曲草依次進行乙醇、石油醚和乙酸乙酯萃取,再采用硅膠柱色譜法、Sephadex LH-20柱色譜法等進行分離純化,并通過波譜技術及理化性質鑒定,結果首次從鼠曲草中分離到5-羥基-6,7,3′,4′-四甲氧基黃酮。Xi等[12]從鼠曲草中分離獲得了具有抗補體活性的?；S酮醇苷,其主要成分是2-苯基-3-羥基(或含氧取代)苯駢γ-吡喃酮(2-苯基-3-羥基-色原酮)類化合物。高俊斌等[13]采用HPLC-UV法測定了17批鼠曲草(G.affineD. Don)中的原兒茶酸、綠原酸、咖啡酸、1,5-二咖啡先奎寧、木犀草素、芹菜素、山奈酚等7個成分的含量,發(fā)現(xiàn)不同產地的鼠曲草在這些成分含量上存在差異,其中上海及福建地區(qū)的含量較高,這為其資源開發(fā)利用及新藥研發(fā)提供了依據(jù)。盧曉藝等[14]采用同樣的HPLC方法分別測定了鼠曲草莖、葉和花中的木犀草素、槲皮素、芹菜素等黃酮類化合物,結果表明鼠曲草花中的這3種黃酮類成分的含量均最高,且其含量大小表現(xiàn)為木犀草素>槲皮素>芹菜素,但在其莖和葉中未檢測出這些成分。由此推斷,在同一品種鼠曲草的不同部位,其黃酮類化合物的含量也存在明顯的差異。

1.2 氨基酸成分

王世寬[15]等用氨基酸分析儀測定了鼠曲草中的氨基酸組分,發(fā)現(xiàn)鼠曲草莖和花中的氨基酸含量高,種類多,并富含蘇氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、異亮氨酸、亮氨酸和賴氨酸等17種氨基酸,其中包含人體必需的8種氨基酸,且其E/(E+N)、E/N 比值分別為0.38、0.62,這與聯(lián)合國糧農組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO)提出的對應標準值0.4和0.6較為接近。鼠曲草莖中的總氨基酸含量為18.3 g/kg,花中為14.4 g/kg,其中嫩莖葉中必需氨基酸含量為7.1 g/kg,是一般谷類作物必需氨基酸含量的2倍以上[15]。綜上所述,鼠曲草中含有的氨基酸成分配比合理,營養(yǎng)價值高,是有利于人體氨基酸營養(yǎng)均衡的天然綠色食品。

1.3 礦物質成分

鼠曲草全草及花中的Ca、Mg元素含量最高,Zn、Cu含量較低(表1)。此外,鼠曲草全草中的Fe、Cu、Mg、Ca、Mn、Zn等微量元素含量均高于花,特別是Ca、Mg元素,其次是Fe、Mn,而Zn、Cu含量在植物各組織間差異較小。同時,鼠曲草莖葉中富含K元素,是一般蔬菜K含量的10倍以上,具有明顯的高鉀低鈉特征[4]。

1.4 揮發(fā)油成分

鼠曲草全草揮發(fā)油含量為0.5 g/kg;通過水蒸氣蒸餾法提取鼠曲草中的揮發(fā)油,并利用氣相色譜-質譜聯(lián)用技術對揮發(fā)油成分進行分析,共分離鑒定出25個組分,占總峰面積的98.69%,分離物主要是長鏈脂肪酸及其衍生物[16]。呂晴等[17]采用相同的方法對黔產鼠曲草揮發(fā)油成分進行了分析,共鑒定出41種化學成分,占揮發(fā)油總量的66.55%,主要成分為丁香油酚、反式石竹烯、棕櫚酸、(-)-β-欖香烯、α-松油醇。然而,黃愛芳等[18]采用同種方法對鼠曲草揮發(fā)油的化學成分進行分析,只分離出15種成分,鑒定出11種成分,占揮發(fā)油色譜總峰面積的73.33%,主要成分為石竹烯。由此可知,不同產地的不同種類鼠曲草中含有的揮發(fā)油成分存在一定的差異。

表1 鼠曲草中的礦質元素含量 mg/kg

注:“—”表示未測值;莖葉中的礦質元素含量除了Na之外,其他元素的含量均為細葉鼠曲草(G.japonicumThunb.)中測得的數(shù)據(jù),尚未發(fā)表。

1.5 其他成分

鼠曲草中含有延胡索酸、原兒茶酸、綠原酸、咖啡酸、維生素B、苯甲酸、植物甾醇、多糖等其他成分[11,13]。Villagómez-Ibarra等[19]研究發(fā)現(xiàn),從鼠曲草中分離得到的萜類化合物主要是右松脂烷型、半日花烷型和貝殼杉烷型等3種二萜類化合物。Zhang等[20]從鼠曲草(G.affineD. Don)的地上部分分離得到兩種新的脂類化合物,分別為1,4-O-二咖啡酰奎寧酸乙酯和1,4-O-二咖啡?？鼘幩峒柞ァ?/p>

2 功能特性

由于鼠曲草富含多種活性化學成分,因此相應具備了多種功能。

2.1 藥用價值

2.1.1 抗菌抗病毒活性 黃酮類成分為鼠曲草中抗炎、抗氧化作用的重要活性成分。其中,木犀草素具有抗菌特性,會抑制大腸桿菌、葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、卡他菌、白色念珠菌、變形桿菌的繁殖生長,可用作食品防腐劑,防止含油脂食品的劣變[21]。潘明[22]研究表明,鼠曲草中的黃酮類物質對常見致病細菌的抑菌效果大小順序為金黃色葡萄球菌>沙門菌>枯草芽孢桿菌>大腸埃希菌,其相應的抑菌圈直徑分別為1.40、1.20、1.00和0.95 cm,最小抑菌濃度分別是1.25%、2.50%、10.00%和10.00%。Zeng等[23]進行了鼠曲草中的揮發(fā)油體外抗菌試驗,結果表明揮發(fā)油對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草桿菌、蠟狀芽孢桿菌、側孢芽孢桿菌、釀酒酵母、黑曲霉菌、桔青菌和米根菌均有較強的抑制效果,其抑菌帶直徑為15.43～24.73 mm;其中,真菌對揮發(fā)油更為敏感,尤其是酵母菌,它們的最小抑菌濃度小于細菌。Rojas等[24]對墨西哥當?shù)氐氖笄葸M行了抗微生物活性篩選,也發(fā)現(xiàn)了該植物對金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌、化膿性鏈球菌、大腸埃希菌、白念珠菌、糞腸球菌等都有抑制作用,其中鼠曲草中的二萜類化合物ent-Kaur-16-en-19-oic acid屬于廣譜抗菌藥,對傷寒桿菌等也有抑制效應。此外,高俊斌等[13]研究表明,綠原酸也是鼠曲草屬植物中的主要抗菌、抗病毒有效藥理成分之一。

2.1.2 抗氧化自由基活性 鼠曲草中富含黃酮類化合物,如槲皮素、蘆丁等,它們具有清除超氧陰離子和羥自由基的作用,因此具有很強的抗氧化活性,均強于標準自由基清除劑Vitamin E[23]。而且,傳統(tǒng)的食品化學抗氧化劑如丁基經基茵香醚、二丁基輕基甲苯及沒食子酸甲酯等毒副作用大。因此,利用鼠曲草中提取到的具有良好抗氧化作用的黃酮和綠原酸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的食品化學抗氧化劑,有利于消費者的健康。張德勝等[5]通過醋酸鉛沉淀、柱層析純化法,分離得到的醋酸鉛沉淀黃酮(A)數(shù)量較多,其還原能力和清除1,1-二苯基-2-三硝基笨肼自由基的能力優(yōu)于食用抗氧化劑蘆丁,具有明顯的抗豬油氧化能力,但其抗氧化持續(xù)性不及食用抗氧化劑2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚,而堿性醋酸鉛沉淀黃酮(B)的抗氧化活性與食用抗氧化劑蘆丁相當。Aquino等[6]采用二苯基苦肼基自由基法實驗、紫外-免疫共沉淀實驗和LP-LUV實驗對單花鼠曲草(G.unifloruumLam.)中的乙醇粗提取物及主要黃酮類成分進行體外強抗氧化和自由基清除活性作用研究,發(fā)現(xiàn)從該植物提取到的酚類物質具有很強的抗氧化和自由基清除活性。在另一種鼠曲草植物絲棉草(G.luteoalbumL.)的甲醇粗提取物(CME)中也發(fā)現(xiàn),其酚含量高達115.96 mg/g,同時其CME具有很強的抗氧化活性,可用作抗氧化劑的天然藥材[25]。另外,進行鼠曲草中的多糖抗氧化性試驗,結果表明多糖具有很好的清除羥自由基以及超氧陰離子的能力[26]。Im等[27]研究表明,從鼠曲草(G.affineD. Don)中分離到的咖啡?？鼘幩嵯盗谢衔锶?,5-二咖啡酰奎寧酸、4,5-二咖啡酰奎寧酸和1,5-二咖啡?？鼘幩岬染哂幸种?,1-二苯-2-苦基肼大分子自由基活性的作用。此外，鼠曲草(G.affineD. Don)提取物和功能性酸奶共同發(fā)酵后,其抗氧化能力可以得到進一步的提升,因此鼠曲草可以作為食品產業(yè)中的創(chuàng)新性功能食品[28]。另外,從鼠曲草中提取到的揮發(fā)油也具有顯著的抗氧化效果[29]。當揮發(fā)油濃度為0.16～2.5 μg/mL時,其清除2,2-聯(lián)氮-二(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽自由基的能力達到21.01%～100.00%;當揮發(fā)油濃度為2.5 μg/mL時,其清除能力接近100%[30]。

2.1.3 抑制酶活性 鼠曲草(G.affineD. Don)中的提取物能起到下調腎臟尿酸mGLUT9及mURAT1 mRNA表達的作用,抑制黃嘌呤氧化酶(XO)在活體內的活性,減少血清尿酸的活性,從而改善尿素代謝[31]。與此類似,匙葉鼠麴草(G.pensylvanicumWilld.)中的提取物也能通過影響小鼠腎葡萄糖轉運蛋白9(GLUT9)、有機陰離子轉運蛋白1(OAT1)和尿酸鹽轉運蛋白1(URAT1),降低血清尿酸活性,抑制由氧嗪酸鉀誘導的高尿酸血癥小鼠體內XO的活性,因此該提取物具有治療高尿酸血癥、急性痛風性關節(jié)炎的潛力[32]。Zhang等[20]從鼠曲草(G.affineD. Don)的地上部分分離得到兩種新的脂類化合物:1,4-O-二咖啡?？鼘幩嵋阴ズ?,4-O-二咖啡酰奎寧酸甲酯,當它們的半抑制濃度IC50分別達到11.94、15.04 μmol/L時就表現(xiàn)出對XO活性的抑制作用。Zhang等[33]從秋鼠曲草(G.hypoleucumD. C.)中提取到的黃酮類化合物木犀草素4′-O-葡萄糖苷和木犀草素均能抑制XO的活性,進而具有治療痛風的功效。另外,黃真池等[34]研究也表明,鼠曲草提取液抑制XO活性的效果良好,抑制率達18.8%。綜上可知,鼠曲草提取物能夠降低XO的活性,抑制嘌呤氧化生成尿酸,并減少超氧陰離子自由基的產生,從而減輕自由基造成的組織傷害。當鼠曲草中的乙醇提取物抑制XO的效果達到50%時,其濃度Ki值為11.38 μg/mL;尤其是其中的異澤蘭黃素的抑制效果更好,其Ki為0.37 μmol/L[35]。Lin等[9]從鼠曲草(G.affineD. Don)中也分離提取到木犀草素-4′-O-葡萄糖苷及其糖苷配基等黃酮類物質,可以用于治療高尿酸血癥和痛風。而且還發(fā)現(xiàn),從秋鼠曲草(G.hypoleucumD. C.)中提取的總黃酮可抑制α-葡萄糖苷酶的活性,從而延緩碳水化合物的吸收,同時還能改善葡萄糖耐量,降低血糖,增加肌糖原含量,降低三酰甘油和總膽固醇含量,因此從秋鼠曲草提取的黃酮類化合物具有降血糖的功能[36]。與中等活性的槲皮素陽性對照相比,鼠曲草中的乙酸乙酯提取液對糖尿病患者體內的葡萄糖經醛糖還原酶(Aldose reductase, AR) 的抑制活性明顯增強,這有利于降低山梨醇累積,避免患者體內的細胞損傷,從而可以降低DCC所致的心臟病、中風、失明、截肢和腎衰竭的風險[37]。此外,從鼠曲草(G.affineD. Don)中提取到的二咖啡?？鼘幩嵯盗谢衔?,5-二咖啡?？鼘幩帷?,5-二咖啡?？鼘幩岷?,5-二咖啡?？鼘幩峋芙档屠野彼崦傅幕钚?會抑制黑色素的形成[26];從其分離到的咖啡?；咸烟沁€能抑制中性粒細胞彈性蛋白酶的活性,具有預防和治療呼吸道疾病的作用[38]。陸英等[39]研究表明,鼠曲草提取物中的3,5-O-咖啡?；鼘幩?、3,4-O-咖啡?；鼘幩帷?′,4,4′-三羥基-6′-甲氧基-查爾酮-4′-O-β-D-葡萄糖在α-淀粉酶濃度為1.67 mg/mL時,對淀粉酶活性的抑制率分別為84.53%、63.07%、71.22%,半抑制濃度IC50分別為0.90、1.28、1.16 mg/mL。

2.1.4 鎮(zhèn)咳祛痰作用 高劑量的鼠曲草水浸提液以及提取物中的總黃酮均能延長小鼠、豚鼠的咳嗽潛伏期,減少咳嗽次數(shù),并促進小鼠氣管纖毛對酚紅的分泌排出,因此具有良好的祛痰作用。此外,從鼠曲草中提取到的鼠麹黃素B和鼠麹黃素A均能阻止Ca2+內流引起的氣管與動脈張力增加,對豚鼠支氣管具有良好的療效;當鼠麹黃素A、B的濃度在100 μmol/L時,其對豚鼠支氣管Ca2+內流的抑制率分別為47%和21%[40]。另外，當鼠麹黃素B、A與硝普鈉或毛喉素聯(lián)用時,它們對肌肉松弛的作用均有增強。由此可見,鼠麹黃素A、B均能起到松弛豚鼠支氣管的作用,并擴張血管和支氣管,從而發(fā)揮抗平喘的功效。

2.1.5 抗補體活性 鼠曲草中的咖啡酸補體活性較強,其抗補體活性的半抑制濃度IC50值較低,僅為0.221 mg/mL[41]。Xi等[12]通過抗補體活性試驗發(fā)現(xiàn),含有?；狞S酮苷活性更強,其中的3種?；S酮醇苷,即芹菜素-4′-O-β-D-(6′-E-咖啡酸)-吡喃葡萄糖苷、木犀草素-4′-O-β-D-(6′-E-咖啡酸)-吡喃葡萄糖苷和槲皮素-4′-O-β-D-(6′-E-咖啡酸)-吡喃葡萄糖苷均有很強的抗補體活性,特別是木犀草素-4′-O-β-D-(6′-E-咖啡酸)-吡喃葡萄糖苷表現(xiàn)出更高的抗補體活性,其IC50值僅為(0.045±0.005)mg/mL,可有效減輕腦出血后引起的腦水腫?？傊?鼠曲草含有較多的補體抑制劑,對炎癥性疾病的治療具有潛在價值。

2.1.6 其他藥用價值 姜麗君等通過CCl4制作小鼠急性肝損傷模型研究表明,鼠曲草提取物能顯著抑制CCl4所致小鼠血清天冬氨酸氨基轉移酶和丙氨酸氨基轉移酶活性的增加,從而促進肝組織中的谷胱甘肽過氧化物酶活性,并降低肝組織中的丙二醛含量,這有利于清除氧自由基,抑制脂質過氧化,進而起到護肝的作用[42]。通過體內藥理實驗發(fā)現(xiàn),鼠曲草葉片中的乙醇提取物(ECR)對UV-B輻射誘導所致皮膚紅斑的抑制率為43.5%,說明ECR具有良好的抗UV-B的活性[43]。尤為重要的是,鼠曲草(G.affineD. Don)提取物還能通過抑制p38MAPK介導的RAW264.7巨噬細胞的轉錄激活機制,起到抗癌作用[44]。

2.2 食用功能

鼠曲草是具有濃郁民族特色的食用植物。在浙江麗水、臺州等地,鼠曲草是清明節(jié)用來制作清明團子的一種輔料,在春季剛長出來且尚未開花的時候采摘,洗凈,放在鍋中用水煮開后,撈出,瀝干,放于盤中待其發(fā)霉至散發(fā)特殊香味。曬干儲存,待使用時取出,剁碎,并在鍋中用水煮開,與糯米粉混合,制作清明團子。重慶地區(qū)的做法一般是將新鮮采摘的鼠曲草花用刀切碎,放進沸水中燙一遍,撈起,再將糯米粉放進燙過鼠曲草花的水中,不斷攪拌,待其七八分熟時,再放入鼠曲草花一起攪勻,撈起,并將糊狀的鼠曲草花和糯米粉混合,制作成大小適宜的圓團,放入準備好的餡,然后置于蒸籠中蒸煮即可。湖北省大別山羅田及英山一帶在花朝節(jié)時會將鼠曲草扎碎，與糯米粉、粘米粉混合成面團,再將黑芝麻、白糖拌勻做餡,做成圓餅，再用微火烙制成一種節(jié)日美食——軟萩粑。此外,鼠曲草還可以被用來加工成食菜泥、凍干鼠曲草粉、保健飲品、鼠曲草罐頭和鼠曲草添加劑[45-46]。

2.3 改土和殺蟲作用

石軍等[47]研究表明：隨著鎘(Cd)濃度的增加,多莖鼠曲草(G.polycaulonPers.)的生物量、葉綠素含量及抗性系數(shù)均有下降,但根系和地上部分的Cd含量呈增加趨勢；當土壤Cd濃度為75 mg/kg時,多莖鼠曲草地上部分的Cd含量達到121.86 mg/kg,超過了Cd超富集植物的臨界值(100 mg/kg)。因此,多莖鼠曲草是一種Cd超富集植物。另一種鼠曲草(G.affineD. Don)也是Cd超富集植物,當土壤Cd濃度為50 mg/kg時,其莖稈中Cd含量高達143.91 mg/kg,也超過了Cd超富集植物的標準值[48],因此,上述兩種鼠曲草均能被用于修復Cd污染的農田土壤。此外,鼠曲草富含黃酮類和二萜類成分,它們具有殺蟲功效,且毒副作用小。同時,這種殺蟲作用與黃酮化學結構中的醚鍵和吡喃環(huán)有關[7]。

3 展望

綜上所述,鼠曲草在中國資源豐富,蘊藏量大,并富含氨基酸、礦物質以及多種功能因子,因此對人體具有多種保健及疾病治療作用,并兼有不受農藥、化肥污染和病蟲害侵襲的特性,是集營養(yǎng)、保健、藥用功能于一體的綠色保健食品原料。隨著生活水平的提高,人們的保健意識不斷增強,對綠色、環(huán)保、藥食同源性產品的需求越來越多。目前針對鼠曲草的抗氧化、抗炎、抑菌等藥理活性進行了深入研究,并取得了一定的進展,但由于鼠曲草長期生長在野生環(huán)境條件下,很多寶貴價值尚未被充分發(fā)掘,市場上有關鼠曲草的加工保健產品甚少。因此,如何高效提取和利用鼠曲草中的營養(yǎng)與保健成分,改進鼠曲草深加工工藝以及開發(fā)生產出適應市場需求的功能性保健食品是當務之急。此外,鼠曲草中的鉀含量非常高,非食用和藥用部分均可作為一種富鉀綠肥使用,這對緩解中國鉀肥資源不足將發(fā)揮重要的作用。然而,鼠曲草品種的篩選與評價工作目前尚處于起步階段,這將會極大制約其作為綠肥、食用和藥用資源的綜合開發(fā)利用。為此,應進一步加強鼠曲草品種的主要農藝性狀、適應性及利用價值等方面的比較研究,以期篩選出綜合性狀優(yōu)異的品種資源。