仙人掌屬植物的化學(xué)成分、藥理作用及開(kāi)發(fā)利用（綜述）

1、仙人掌屬植物的化學(xué)成分、藥理作用及開(kāi)發(fā)利用（綜述）至熬滯柱納講,33(18.三tcI醇仙人掌屬植物的化學(xué)成分,藥理作用及開(kāi)發(fā)利用(綜述)陶美華r,'曾富華,盧向陽(yáng)2(1.湛江師范學(xué)院生物系,廣東湛江524048;2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物技術(shù)系,湖南長(zhǎng)沙410128)摘要:本文從生物學(xué)特性,分布,化學(xué)成分及用途等方面,對(duì)國(guó)內(nèi)外仙人掌屬植物的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,對(duì)該屬植物開(kāi)發(fā),醫(yī)藥研究具有一定的參考價(jià)值.關(guān)鍵詞:仙人掌屬;化學(xué)成分:藥理作用;用途中圖分類號(hào):Q949.759.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009.7791(2004)01006405Areviewofchemicalconstitu

2、ents,medicinalfunctionofOpuntiaandtheirdevelopmentandutilizationTAOMeihua,ZENGFuhua,LUXiangyang2(1.DepartmentofBiology,ZhanjiangTeacher'SCollege,Zhanjiang524048,GuangdongChina;2.DepartmentofBiotechnology,HunanAgriculturalUniversity,Changsha410128,HunanChina)Abstract:TheadvancesinOpuntiaareintrod

3、ucedinthispaper,thebiologicalcharacteristics,distribution,chemicalconstituentsanduseareinvolved.Itprovidessomereferencesforfurtherresearchofhygienicfoodandmedicine.Keywords:Opuntia;chemicalconstituents;pharmacologicalactivities;use1仙人掌屬的生物學(xué)特性及分布仙人掌屬(Opuntia)植物系仙人掌科雙子葉植物.多年生,莖肉質(zhì),常有刺或刺毛,葉常退化,花多大型,美麗,兩

4、性,果實(shí)通常肉質(zhì)漿果狀,種子無(wú)胚乳,染色體X=11.仙人掌在18以上開(kāi)始生長(zhǎng),最適溫度為2030.C,為熱帶,亞熱帶植物【1J.多生長(zhǎng)于美洲及墨西哥干旱,沙漠或半沙漠地區(qū),以墨西哥分布最多,享有"仙人掌王國(guó)"之美稱.我國(guó)云南,貴州,四川I,廣東,海南等省都分布有野生仙人掌,其中,作為藥用的種主要有仙人掌(D.dillenii.),綠仙人掌(monacantha),印度仙人掌(ficusindica),主要分布在我國(guó)南部沿海的沙灘上,其繁殖力及環(huán)境適應(yīng)能力都很j雖I.2仙人掌屬的主要化學(xué)成分2.1營(yíng)養(yǎng)元素與微量元素?fù)?jù)測(cè)定,lo0g新鮮仙人掌中含C310.0mg,Mg110.0

5、mg,Fe4.0mg,Cu20.10mg,ZnO.10mg,Co0.10mg,Ni2+0.10mg,Vc14.4mg,VA20.0mg,蛋白質(zhì)1.5mg.與糧食,蔬菜,水果,魚(yú)肉相比,仙人掌中Ca2+,Fe2+含量很高,V(,含量也較高【'4J.對(duì)仙人掌中氨基酸含量的測(cè)定表明,除胱氨酸外,17種氨基酸含量為6.7%,其中以谷氨酸含量最高,并含有人體必需的全部氨基酸.2.2黃酮類化合物最早進(jìn)行這方面研究是1951年,Paris等從O,vulgaris花中分離出一種黃色針晶,定名為仙人掌黃酮苷(opuntiamavonoside):后來(lái)對(duì)該屬植物黃酮成分的研究也主要集中在花上.人們從0.1

6、indheimeri花中獲得金絲桃苷(hyperin),即:槲皮素3一半乳糖苷,異鼠李黃素3一鼠李葡萄糖苷(narcissin)及異鼠李黃素3一收稿日期:20030409基金項(xiàng)目:廣東省高校自然科學(xué)研究項(xiàng)H(Z03062)作者簡(jiǎn)介:陶美華(1978一),女,湖南長(zhǎng)沙人,碩i研究,從事天然產(chǎn)物開(kāi)發(fā)與利用研究.注:曾富華為通訊作者.第1期陶美華,等:仙人掌屬植物的化學(xué)成分,藥理作用及開(kāi)發(fā)利用(綜述).65半乳糖苷;從O.ficusindica花中分離到異鼠李黃素3一葡萄糖苷(isorhamnetin3-glucoside).隨后,Clark1等從多種仙人掌屬植物的花中得到山奈黃素3一半乳糖苷,山奈

7、黃素3葡萄糖苷,蘆丁,槲皮素和異鼠李黃素的3.葡萄糖苷,3一鼠李葡萄糖苷;BurretIJQiu,Y7】從0.dillenii花中又分離出了槲皮素(quercetin),異槲皮苷(isoquercitrin)7).異鼠李黃素3一葡萄糖苷;陳朝銀【8】等從0.5cusindica莖中也獲得了黃酮類物質(zhì).2-3多糖粘液質(zhì)細(xì)胞和粘液質(zhì)是仙人掌植物的特征之一,研究最早最多的是0.fulgida的粘液質(zhì).研究表明,它是一種酸性多糖,是以13(13)連接的半乳糖為主鏈,在C上有吡喃型的D一半乳糖醛酸,D一半乳糖,D一木糖,L.鼠李糖,以及呋喃型L邛可拉伯糖.對(duì)0.megacantha研究表明,其主鏈為(1

8、3),(14)及(16)連接的吡喃型半乳糖,支鏈則含阿拉伯糖,半乳糖,鼠李糖和葡萄糖醛酸.對(duì)O.dillenii研究表明,其粘液質(zhì)是一種阿拉伯半乳聚糖,主鏈為(14)連接的半乳糖,側(cè)鏈為(14,5)連接的阿拉伯糖【9¨.而0.vulgaris粘液質(zhì)則是由葡萄糖,阿拉伯糖,木糖,鼠李糖等組成的多糖【J引.0.monacanthaHO.nopaleacocbenillifera中的粘液質(zhì)與0.fulgida較相似,均為含阿拉伯糖,半乳糖,鼠李糖,木糖,半乳糖醛酸的酸性多糖.類似成分也存在于0.aurantiaca.ll0.brasiliensis的粘液質(zhì)中.關(guān)于0.1cusindica的

9、研究結(jié)果卻不盡相同,由Amin等進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)表明,其粘液質(zhì)為中性多糖,包括阿拉伯糖,半乳糖,鼠李糖,木糖等糖單元,并不含糖醛酸.但是,O.)qcusindica的一種無(wú)刺栽培變種多糖,既含有由葡聚糖和糖蛋白組成的中性部分,又有由阿拉伯糖,半乳糖,鼠李糖,木糖,半乳糖醛酸構(gòu)成的酸性部分.后來(lái)的研究13-151支持了含酸性多糖的結(jié)果,該粘液質(zhì)含糖醛酸10%,分子量為4-3×l0.,在相對(duì)濕度為100%的條件下,其游離形態(tài)及與鈣鹽結(jié)合形態(tài)均能夠吸收水分達(dá)到其干重的175%,并且吸水能力受細(xì)胞內(nèi)的pH,陽(yáng)離子濃度以及糖存在的影響.2.4生物堿類化合物生物堿類化合物在仙人掌屬植物中亦有較高的含量

10、.主要為吲哚類生物堿,如甜菜甙元(betanidin),異甜菜甙元(isobetandin1;還有吡啶類生物堿,如梨果仙人掌基質(zhì)(indicaxanthine);生物堿甙類,如甜菜寧(betanin),異甜菜寧(isobetanis);有機(jī)胺類生物堿,如對(duì)羥苯乙基三甲胺,膽堿,墨斯卡林,34一二甲氧基一B一苯乙胺,酪胺,N一甲基酪胺,3一甲氧基酪胺,B一苯乙胺.此外還從仙人掌屬中分離得到了大麥芽堿(hordenine)'81.2.5果實(shí)中的色素成分該屬植物果實(shí)中色素主要有兩種,即紫紅色的B一花青素(betacyanins)和黃色的甜菜黃素(betaxanthin).這兩種成分在果實(shí)生長(zhǎng)

11、的不同階段相對(duì)含量不同,使果實(shí)呈現(xiàn)不同的顏色.Istabul等以電泳的方法從0.robusta成熟果實(shí)中分離出甜菜苷(betanin),異甜菜苷(isobetanin),前甜菜苷(prebetanin1及前異甜菜苷(preisobetanin).Minale及ImpelliZZer等【.J從其果實(shí)水提物中得到甜菜苷和異甜菜苷,用離子交換樹(shù)脂法得N2種甜菜黃素,梨果仙人掌黃質(zhì)(indicaxanthin)lJopuntiaxanthin,并指出異甜菜苷可能是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由甜菜苷在C一15發(fā)生構(gòu)型轉(zhuǎn)變而產(chǎn)生的次生代謝物;對(duì)結(jié)構(gòu)比較相似的甜菜苷與梨果仙人掌黃質(zhì)的生物合成途徑進(jìn)行研究,結(jié)果表明,它們可

12、能均以酪氨酸(或多巴)為最初前體.AlardL2u從O.)qcusindica中發(fā)現(xiàn)了一種B一花青素(neobetanin1;Stintzing22IHButera231等采用高效液相色譜技術(shù),從其中分離出5種新的甜菜黃素,并指出,它們是含有絲氨酸,酪氨酸,纈氨酸,異亮氨酸,苯丙氨酸的甜菜醛氨酸(betalamicacid)合成的前體.在國(guó)內(nèi),20世紀(jì)90年代才見(jiàn)到與仙人掌屬果實(shí)色素相關(guān)的報(bào)道.錢鴻卿L2J報(bào)道,仙人掌果實(shí)中用C標(biāo)記的甜菜定(betanidin)能夠被攝取到甜菜苷(betanin),甜菜定的5一OB葡萄糖苷上,這表明,葡萄糖基化發(fā)生在色素生物合成的后期,并可能是最后一步.張鳳仙

13、161等對(duì)O.dillenii果實(shí)中紅色素進(jìn)行提取工藝和穩(wěn)定性考察,結(jié)果表明,其中主要成分為甜菜苷,它在低于750C,pH45時(shí)較穩(wěn)定,對(duì)光和紫外線不穩(wěn)定.2.6超氧化物歧化酶(SOD)SoD能催化超氧陰離子(O)的歧化反應(yīng),清除超氧化物自由基,是一種天然生物抗氧化劑.具有抗衰老,抗腫瘤,抗輻射,增強(qiáng)人體免疫力的功能,被譽(yù)為人體內(nèi)垃圾的清道夫.目前使用的SOD,主要是由動(dòng)物的血液和肝中提取的,牛血紅細(xì)胞中的SOD含量為2861.1gig,而0.dillenii中SOD含量為巫熬滯柱講學(xué)第33卷770tag/g,為牛血紅細(xì)胞的2倍多,是SOD豐富的來(lái)源.2.7有機(jī)酸類仙人掌屬的莖,花及果實(shí)中,含

14、有大量的有機(jī)酸類,如亞油酸,月桂酸,肉豆蔻酸,棕櫚酸,硬脂酸,油酸(D.titusindica),抗壞血酸(D.titusindica,0.indica),蘋(píng)果酸(D.dillenii,0.jqcusindica),琥珀酸(D.dillenii),番石榴酸,檸檬酸(D.llSindica)等,其中的蘋(píng)果酸和琥珀酸有消炎及清熱解毒作用.2.8其他成分除了以上幾種研究較多的成分外,人們還對(duì)仙人掌屬植物中的甾體,三萜,脂肪酸,維生素,微量元素等成分進(jìn)行了研究.甾體主要以一谷甾醇為主,同時(shí)還含有膽固醇,24一e一甲基一膽固醇,豆甾醇,菜油甾醇等【2引.維生素類成分為維生素B1,維生素B2,維生素C,煙

15、堿等.印度學(xué)者已從0.vulgaris中分離到無(wú)羈萜(friedelin),蒲公英賽酮(taraxerone),蒲公英賽醇(taraxero1)等三萜類成分.3仙人掌屬植物的藥理作用3.1免疫作用張文藝等【2研究了仙人掌提取液對(duì)小白鼠巨噬細(xì)胞吞噬功能的影響,結(jié)果表明,仙人掌提取液對(duì)小白鼠腹腔巨噬細(xì)胞的吞噬功能有明顯的促進(jìn)作用.劉潔等【28】對(duì)仙人掌粗多糖的藥理性實(shí)驗(yàn)研究表明,仙人掌粗多糖能使正常小鼠免疫器官胸腺及脾臟重量增加,提高網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的吞噬能力,還能抗機(jī)體疲勞及消炎.王桂秋291認(rèn)為,仙人掌提取物主要對(duì)機(jī)體的體液免疫起作用.這些結(jié)果顯示,仙人掌粗多糖具有免疫增強(qiáng)作用,能提高機(jī)體對(duì)非特異

16、性刺激的抵抗力.3.2降血糖活性南非已有專利【3o】收載,O.titusindica水浸提物能治療糖尿病.1996年,Trejo311證實(shí),對(duì)鏈脲佐菌素(streptozotocin,STZ)誘導(dǎo)的糖尿病小鼠模型,先用胰島素加D.fuliginosa的提取物治療,使小鼠血糖降至正常,再單獨(dú)給予仙人掌提取物,能將血糖維持于正常水平.隨后,人們又發(fā)現(xiàn)0.titusindica鮮提取物和熟提取物不僅能降低實(shí)驗(yàn)小鼠的血糖,還能降低其總膽固醇,脂蛋白I】.O.megacantha對(duì)STZ誘導(dǎo)的小鼠模型血糖量和腎功能均有影響【3.在墨西哥,目前已開(kāi)發(fā)生產(chǎn)了治療糖尿病的片劑和膠丸,商品名為Nelcans或B

17、epal.國(guó)內(nèi)也有零星關(guān)于用仙人掌提取物治療糖尿病的報(bào)道.蔣建勤等【3】研究了仙人掌提取物對(duì)小鼠血糖的影響,發(fā)現(xiàn)正常小鼠用藥后血糖降低38.7%;四氧嘧啶誘導(dǎo)的高血糖小鼠血糖降低31.9%,作用效力與降糖靈相近.3_3抗炎作用對(duì)仙人掌的抗炎作用機(jī)理已有一些研究.首先仙人掌有抗菌作用,其提取物對(duì)金黃色葡萄球菌有明顯的抑制作用,其中以95%Z醇提取物的效率最高.仙人掌提取液也能抑制DNA和RNA病毒的復(fù)制,并使細(xì)胞外病毒失活.可被抑制的病毒包括流感病毒,呼吸道合胞病毒和免疫缺陷病毒.此外,仙人掌還有激素樣抗炎作用35-371.有專利1記載,從仙人掌中提取芳香族胺和糖類,可用于治療炎癥,疼痛,皮膚瘙

18、癢和局部體溫過(guò)高等癥.對(duì)丁上述癥狀的動(dòng)物試驗(yàn)和臨床試驗(yàn)治療都收到顯著的效果.在國(guó)內(nèi),王桂秋391報(bào)道,仙人掌水煎液能降低醋酸所致的腹腔毛細(xì)血管通透性增高,以及二甲苯引起的小鼠皮膚毛細(xì)血管通透性增高,其作用強(qiáng)丁氫化可的松;也能抑制二甲苯引起的小鼠耳廓急性滲出性炎癥,此作用略弱于氫化可的松;還能抑制大鼠蛋清性足腫脹.連續(xù)7d大劑量給藥可使幼年小鼠胸腺重量明顯減輕,脾臟重量增加,而.腎上腺重量無(wú)明顯變化.3.4抗?jié)冏饔肎alatiI.旨出,仙人掌凍干莖對(duì)乙醇所致人鼠實(shí)驗(yàn)性胃粘膜損傷有明顯的保護(hù)作用,還能增加胃粘膜血流量,促進(jìn)胃粘膜PEG2生成等.4仙人掌屬植物的其它用途4.1菜用在墨西哥,仙人掌是

19、當(dāng)?shù)乇夭豢缮俚氖卟?僅次F洋蔥,馬鈴薯,柿子,番茄,居第5位.墨西哥第1期陶美華,等:仙人掌屬植物的化學(xué)成分,藥理作用及開(kāi)發(fā)利用(綜述).67人以肉類和玉米為主食,用仙人掌來(lái)補(bǔ)充維生素和纖維素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì).較普遍的做法是將仙人掌粉碎,摻入玉米面做成仙人掌餅食用.還有將仙人掌切成條,丁炒菜,夾在玉米餅中食用.用仙人掌做菜肴,不管是主菜還是配料,其色澤碧綠,香氣誘人,風(fēng)味獨(dú)特.1997年,中國(guó)農(nóng)業(yè)部?jī)?yōu)質(zhì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中心引種,示范,推廣應(yīng)用的仙人掌品種"米邦塔",是目前我國(guó)惟一的可食性品種.它引白墨西哥,是一種灌叢狀多肉植物,高2.8m左右,有些地方可長(zhǎng)至10m.植株外形端正,直立挺拔

20、,掌片碧綠,肥大而厚實(shí),無(wú)刺或有少量軟刺.該種生長(zhǎng)迅速,管理粗放,抗性強(qiáng),耐旱,耐高溫,病蟲(chóng)害少,無(wú)須使用農(nóng)藥與化肥,是一種綠色無(wú)公害蔬菜I4.4.2飼養(yǎng)胭脂蟲(chóng)11111蟲(chóng)是一種專性寄生在fIIJ人掌上的蚧蟲(chóng),飼養(yǎng)的蟲(chóng)種主要是苔粉蚧(DactylopiusCOCCUSCosta),寄主主要為titusindica,和cochenillifera.早期,飼養(yǎng)11111蟲(chóng)是一種有利可圖的產(chǎn)業(yè).l9世紀(jì)中葉,世界11111蟲(chóng)生產(chǎn)達(dá)到高峰,加那利群島原種植谷類作物的田地和葡萄園幾乎全被用來(lái)種植仙人掌,用于飼養(yǎng)11111蟲(chóng).到了l9世紀(jì)末,隨著化學(xué)合成的煤焦油類色素的興起,11111蟲(chóng)飼養(yǎng)業(yè)逐漸衰落.進(jìn)

21、入2O世紀(jì)中期,許多化學(xué)合成色素的毒副作用不斷被發(fā)現(xiàn),有的甚至有致癌作用,許多國(guó)家開(kāi)始禁止用丁食品,化妝品和醫(yī)藥等行業(yè),以致11111蟲(chóng)等天然昆蟲(chóng)和植物色素的需求量激增,價(jià)格不斷上漲,倍受各國(guó)青睞.在秘魯,墨西哥和加那利群島,當(dāng)IIIII蟲(chóng)成熟后,人們便從仙人掌莖片上用刷子將IIIII蟲(chóng)收下來(lái),部分留種繼續(xù)繁殖培養(yǎng),大部分采收之后于60CF干燥.雌蟲(chóng)干制后即可裝袋出售,出口,干蟲(chóng)售價(jià)4060美元/kg,約6kg干蟲(chóng)可生產(chǎn)IkglllllIl(洋紅),它的售價(jià)約700美元/kg.qcusindica飼養(yǎng)IIIII蟲(chóng)的收入達(dá)3500美元/m.IIIII紅主要出口美國(guó),日本和歐洲等國(guó)家,廣泛用于食品

22、,化妝品,藥品等行業(yè),如糕點(diǎn),汽水,酒,果凍,水果糖,藥品著色等.此外,它在生物高新技術(shù)及生物標(biāo)本制作上也有重要用途.目前,國(guó)內(nèi)只有中國(guó)林科院資源昆蟲(chóng)研究所從南美洲引進(jìn)了少量IIIII蟲(chóng),并正在進(jìn)行放養(yǎng)試驗(yàn)I42,43.墨西哥,秘魯,南非等國(guó)已從野外放養(yǎng)發(fā)展為溫室或塑料大棚內(nèi)放養(yǎng),縮短了IIIII蟲(chóng)的生育期,增加了放養(yǎng)密度,減少病蟲(chóng)害和雨水,風(fēng)等的危害,使收益成倍增加.4I3作為飼料仙人掌成熟莖是良好的飼料.該類飼料含水量高,成熟莖節(jié)可食部分80.9%,含水分93.6%,粗蛋白0.87%,粗脂肪0.07%,粗纖維1.07%,碳水化合物2.82%,灰分1.47%,可用于飼養(yǎng)牛,羊,馬等家畜.在墨

23、西哥,每公頃的莖節(jié)片年產(chǎn)量高達(dá)400t鮮質(zhì)量或50t干質(zhì)量.用它飼喂奶牛,可增加奶牛泌奶量,改善牛奶的食用風(fēng)味和奶油色澤.在年降雨量變幅大的熱帶干旱地區(qū),仙人掌特別有價(jià)值.它除具有成本低廉,飼用方便等優(yōu)點(diǎn)外,最大的特點(diǎn)是用它喂養(yǎng)牧畜不必另外喂水.這為在干旱貧瘠地區(qū)發(fā)展畜牧業(yè)開(kāi)辟了新途徑IJ.參考文獻(xiàn):【1】中國(guó)農(nóng)業(yè)百科全書(shū).生物學(xué)卷(第1版)【M】.北京:農(nóng)業(yè)出版社,1991.【2】陳煥鏞.海南植物志(第1卷)【M】.北京:科學(xué)LfJ版社,1964.492.495.【3】李玉萍.仙人掌及其開(kāi)發(fā)利用.熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué),2001,(6):58.62.41劉放.仙人掌的藥理作用及其開(kāi)發(fā)應(yīng)用.浙江省醫(yī)學(xué)科

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