2023年1月27日，大連理工大學(xué)趙旭博士（第一作者、通訊作者）與南京財(cái)經(jīng)大學(xué)劉興訓(xùn)研究員（通訊作者）在國際期刊《Food Chemistry》（JCR一區(qū)，IF=9.231）上發(fā)表題為“Recent advances on bioactive compounds, biosynthesis mechanism, and physiological functions of Nelumbo nucifera”的高水平綜述。

研究背景

蓮是蓮科蓮屬的多年生水生草本植物。世界上主要分布著兩種蓮：亞洲蓮（Nelumbo nuciferaGaertn）和美洲黃蓮（Nelumbo luteaPers）。黃蓮開黃色的花，遍布美洲各地，而亞洲蓮（Lotus，荷花）則分布在亞洲和澳大利亞。不同地理區(qū)域的荷花在形狀、大小和色度上都有明顯的差異。更重要的是，在亞洲，尤其是中國、印度、韓國、日本、越南和泰國，荷花已經(jīng)被廣泛用作食品和藥物。在蓮花的不同器官中，葉子和花常用在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中，而根和種子則是重要的營養(yǎng)食物。

在亞洲傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)系統(tǒng)中，蓮花的不同部位和器官，包括葉子、葉柄、花蕾、花莖、花瓣、花托、雄蕊、花蕊、果皮、籽殼、種皮、種子、胚、藕和藕結(jié)，被用于治療炎癥、癌癥、皮膚病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、麻風(fēng)病和中毒。許多生物活性化合物，如類黃酮、生物堿、脂類、糖苷、三萜、維生素和碳水化合物已從蓮花中被分離出來。近年來，大多數(shù)研究集中在荷花中的類黃酮、生物堿和脂類，在Web of Science中檢索主題為“荷花，類黃酮”、“荷花，生物堿”和“荷花，脂類”的研究文章分別獲得了157、184和111個點(diǎn)擊率。

黃酮類化合物是一組植物多酚類化合物，具有多種生理活性，如抗過敏、抗炎、抗氧化、抗肥胖和止血等作用。生物堿是植物中含有堿性氮原子的一組化合物，已被發(fā)現(xiàn)具有抗氧化、抗炎、抗癌、鎮(zhèn)靜和抗HIV的作用等。脂類，包括食物中的脂肪酸、植物甾醇、甘油酯和其他酯類，在人體中也具有不同的生理作用。植物甾醇是一種與膽固醇結(jié)構(gòu)相似的類固醇，幾乎存在于所有植物性食品中。多項(xiàng)研究表明，脂質(zhì)具有抗炎作用，并對阿爾茨海默病具有潛在的保護(hù)作用。

近年來，一些綜述討論了從荷花中提取的植物化合物的藥理活性。然而，一些植物化學(xué)化合物的術(shù)語在研究中并不一致。此外，從蓮花中分離出來的植物化學(xué)化合物的生物合成和生理功能沒有得到全面的評價。因此，本文綜述了植物中黃酮類化合物、生物堿和脂類化合物的生物合成，并對荷花不同部位中其結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的分類進(jìn)行了更新。此外，研究人員還分析了荷花不同部位提取的植物化學(xué)物質(zhì)的生理功能。

結(jié)論與展望

荷花中含有多種生物活性成分，如黃酮類、生物堿、多糖等，決定了荷花的生理功能。生物活性化合物的種類和含量也因植物的種類、位置和生長區(qū)域而不同。然而，蓮花中的這些活性化合物還沒有得到統(tǒng)一的命名和分類。因此，相同的化合物在不同的報(bào)告和數(shù)據(jù)庫中有不同的名稱，導(dǎo)致研究人員之間的混淆是很常見的。這種誤解不利于鑒定荷花中的活性成分，也不利于研究荷花不同部位的生理功能和機(jī)制。本文綜述了黃酮類化合物、生物堿、脂類化合物在植物不同部位的結(jié)構(gòu)和術(shù)語，并簡要介紹了它們的生物合成途徑。綜述了荷花不同部位生物活性化合物的種類、生理功能和作用機(jī)制。很可能是這種多樣性共同決定了荷花植物不同部位提取物的不同生理功能。關(guān)于荷花提取物生理功能的研究較多，但提取方法、提取物中生物活性化合物的種類和濃度以及各種化合物的協(xié)同作用機(jī)制尚不清楚。關(guān)于荷花提取物的毒理作用和安全劑量的研究很少。因此，今后的研究應(yīng)集中在蓮藕提取物的標(biāo)準(zhǔn)化、藥理作用機(jī)制以及作為藥物或功能性食品的安全性等方面。本綜述為進(jìn)一步深入研究荷花生物活性物質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。為進(jìn)一步擴(kuò)大荷花生物活性物質(zhì)的應(yīng)用，展望如下：

1、本文對荷花的活性化合物，特別是黃酮類、生物堿類和脂類進(jìn)行了統(tǒng)一的描述。統(tǒng)一生物活性化合物的命名，有利于蓮藕中生物活性化合物的鑒定和蓮藕不同組織生理功能和機(jī)制的研究。提取方法也會影響提取的生物活性物質(zhì)的功能。此外，不同品種的荷花所含活性物質(zhì)的種類和數(shù)量也不盡相同。鑒定荷花不同部位生物活性化合物的類型、生理功能及作用機(jī)制，有助于建立荷花提取物的生理功能。標(biāo)準(zhǔn)化的提取方法和準(zhǔn)確的測定荷花提取物中活性物質(zhì)的種類和含量，有助于開發(fā)藥物或功能性食品。

2、對于荷花的復(fù)雜提取物和分離出的特定活性化合物，現(xiàn)有的治療機(jī)制信息主要集中在基因表達(dá)和后續(xù)蛋白活性的影響，而與信號通路相關(guān)的藥理機(jī)制和增效機(jī)制尚不確定。關(guān)于荷花生物活性物質(zhì)的毒理學(xué)作用和安全劑量的數(shù)據(jù)尚不充分。因此，未來的研究應(yīng)集中在藥物或功能性食品的藥理機(jī)制和安全性方面。

3、蓮類食品的加工與應(yīng)用是一個重要領(lǐng)域。例如，用于特定生物活性化合物的包封技術(shù)，這些化合物在哺乳動物系統(tǒng)中的消化和吸收有待進(jìn)一步研究。

圖1 Web of Science檢索1960 - 2022年荷花相關(guān)文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析：（A）1990 - 2020年荷花相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量、（B）關(guān)鍵字聚類分析、（C）關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析、（D）關(guān)鍵字時區(qū)分析

圖2 蓮花中發(fā)現(xiàn)的黃酮、黃酮醇、黃烷醇和黃烷醇的基本結(jié)構(gòu)

圖3 黃酮生物合成的苯丙類代謝途徑體系（b環(huán)羥基化步驟未顯示）

圖4 荷花中苯并異喹啉類化合物的結(jié)構(gòu)

圖5 芐基異喹啉類生物堿的生物合成方案

圖6 荷花中植物甾醇的結(jié)構(gòu)

圖7 植物甾醇的生物合成方案

圖8 PI3K/AKT通路及黃酮類和生物堿靶向的相互關(guān)聯(lián)通路

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.135581