余龍江³ 金文聞　吳元喜　蘭文智

(華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院　武漢 430074)

摘　要：本文對南美安第斯山區(qū)重要的藥用植物瑪卡(Maca)的分類學(xué)、植物學(xué)特征、化學(xué)成分、藥理作用及開發(fā)應(yīng)用等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述,為研究和開發(fā)利用瑪卡提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：瑪卡(Maca) ;安第斯山區(qū);分類學(xué);化學(xué)成分;藥理作用;開發(fā)應(yīng)用

瑪卡( Maca ) ,又名瑪咖、Peruvian ginseng、maka、maca2maca、maino、ayak chichira、ayak willku等,原產(chǎn)于海拔3500～4500米的南美安第斯山區(qū),現(xiàn)在主要分布在秘魯中部的Puno生態(tài)區(qū)和秘魯東南部城市Puno ,為十字花科(Cruciferae)獨(dú)行菜屬( L epidi2 um )植物^[1]。

瑪卡得到人們的普遍重視是在90年代初,研究者在尋找“偉哥”替代品時發(fā)現(xiàn)了這種植物在提高性功能上的顯著功效,使瑪卡一舉成為國際保健品和藥品中的一顆新星;而在這之前，當(dāng)西班牙人于 1526年占領(lǐng)南美的時候,殖民者們就把瑪卡作為生息繁衍扎根安第斯山區(qū)的必備品用于解決人畜不育的難題,而且至今仍然作為具有提高精力、生殖力作用以及良好滋補(bǔ)作用的貢品,被西班牙皇室廣泛使用^[2]。其實(shí)瑪卡在南美的食用歷史已經(jīng)有5800多年,傳統(tǒng)上用于強(qiáng)壯身體,提高生育力,改善性功能,抗抑郁,抗貧血等。從20世紀(jì)60年代初期到80年代,關(guān)于瑪卡植物學(xué)和藥用價(jià)值的研究逐步系統(tǒng)化,瑪卡的一些傳統(tǒng)作用得到德國和北美植物學(xué)研究者的科學(xué)驗(yàn)證,尤其是80年代以后,聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)建議世界各國推廣對瑪卡的種植^[3],瑪卡的化學(xué)成分鑒定、活性成分分離及其藥理作用等得到了進(jìn)一步的探討,其中瑪卡提高生育力、改善性功能、抗癌、抗白血病、治療更年期綜合癥等作用成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)^{[1 ,4 ,5 ,6]}。作為獨(dú)特的藥用十字花科植物,瑪卡在我國還沒有種植,其研究也剛剛起步,為了促進(jìn)該植物的深入研究和綜合開發(fā),本文對該植物的分類、植物學(xué)特征、化學(xué)成分、藥理作用及開發(fā)應(yīng)用等方面進(jìn)行了綜述。

1 瑪卡的分類學(xué)現(xiàn)狀

雖然瑪卡屬于十字花科獨(dú)行菜屬已經(jīng)確定,但其具體種名有較大的爭議。1843年,德國植物學(xué)家Gerhard Walpers首先對瑪卡進(jìn)行植物學(xué)鑒定,并命名為Lepidium meyenii Walp. ,后來秘魯生物學(xué)家Gloria Chacon通過對生長在秘魯中部Puno生態(tài)區(qū)的瑪卡進(jìn)行胚軸組織顯微觀察,證明Puno生態(tài)區(qū)的瑪卡與保存在德國和美國的Lepidium meyenii Walp.干燥標(biāo)本有較大差別,因此將它命名為瑪卡的一個新種Lepidium peruvianum Chacon. ,而認(rèn)為真正的Lepidium meyenii Walp.現(xiàn)在分布在Puno生態(tài)區(qū)以外的地方,如秘魯東南部城市 Puno^[1，7]。雖然Gloria Chacon的關(guān)于瑪卡新種的研究得到了普遍認(rèn)可,但是對瑪卡種的歷史起源還不清楚,而且不同瑪卡種的藥效和總體植物外觀是相同的^[5,8] ,因此人們習(xí)慣了統(tǒng)稱為“Maca”(可音譯為“瑪卡”)、“Peruvian ginseng”(秘魯人參 )等。

2 瑪卡的植物學(xué)描述

瑪卡是一年生或兩年生草本,有貯藏根、貼地生長的短莖和葉。地下膨大的貯藏根是主要食用部分,直徑 2～5 cm,表面顏色大多為黃色或紫色,肉質(zhì)白色或淡黃色,具有刺激性氣味。葉子有12～20片,條形,長約 10～20 cm,寬1～2 cm,有平坦的肉質(zhì)軸,羽狀深裂,葉片呈玫瑰花形排列,新的葉子不斷從玫瑰形的中心長出來進(jìn)行更新?？偁罨ㄐ蝽斏?花小而多,正常有六個雄蕊,一般只有兩個完整的,極少數(shù)有三個完整的?，斂ㄖ饕獮樽曰ㄊ诜?花期1～2個月,大多數(shù)花可以形成果實(shí),果實(shí)呈短角狀,長4～5 mm,分裂成兩個隆起的小管 ,每一個果實(shí)里面有一粒種子。果實(shí)5個星期可以成熟,并分裂釋放種子。種子呈橢圓形,長2～215 mm,微紅灰色^{[2 ,3]}?，斂榘吮扼w植株,64條染色體^[4]。

瑪卡生長能力極強(qiáng),生長高度可以達(dá)到海拔4500米,如在秘魯?shù)腜uno生態(tài)區(qū),海拔在3500米以上,周圍又有J unin湖,因此那里溫度低、風(fēng)大、濕潤、晝夜溫差大、常有霜凍,幾乎沒有別的農(nóng)作物可以生長。在————————————

收稿日期:2001209224 修回日期:2001211212

3通訊聯(lián)系人 Author to whom correspondence should be ad2 dressed

瑪卡生長的自然條件中,溫度和水分是最為關(guān)鍵的,尤其是溫度^{[3 ,9]} ,此外肥料也很重要,當(dāng)?shù)厝送ㄟ^施用牛羊糞以提高瑪卡產(chǎn)量^[10]。

3 瑪卡的化學(xué)成分

有關(guān)瑪卡的化學(xué)成分的研究60年代開始增多,主要圍繞著瑪卡的營養(yǎng)成分、生物堿(alkaloids)和芥子油苷( glucosinolates ,β2Thioglucoside2N2hydroxy2 sulfates.屬于硫甙)^{[8 ,11]},90年代以后則更為系統(tǒng),表現(xiàn)在新物質(zhì)瑪卡酰胺( macamides)和瑪卡烯(macaenes)的發(fā)現(xiàn),以及芥子油苷、甾醇(sterol)和類固醇 (steroid)等物質(zhì)的深入研究^{[6，12，13 ，14 ]}。

311 瑪卡酰胺和瑪卡烯^[13,14]

瑪卡酰胺和瑪卡烯是在干燥的瑪卡根中得到的兩類新物質(zhì)。1998年Zheng，B.L.等人鑒定了三種新的成分: ①N2benzyl octanamide , ②N2benzyl2162 hydroxy292oxo210E , 12E , 14E2octadecatrieneamide , ③N2benzyl29，162dioxo210E，12E，14E2octadecatrie2 neamide ；另外還含17種類似物?，斂０泛同斂ㄏ┰诂斂ㄌ崛∥镏械暮靠蛇_(dá)到016%。

312 芥子油苷和異硫氰酸酯(isothiocyanate)

芥子油苷為十字花科植物中特有的生物活性成分，由于所帶R基的不同有 100多種,而且不同的芥子油苷其生物活性也不同。芥子油苷在芥子酶或胃腸道中的細(xì)菌酶的作用下會產(chǎn)生氰類、唑烷硫酮、硫氰酸酯及異硫氰酸酯。

1980年,Johns等在瑪卡中發(fā)現(xiàn)了芥子油苷和具有揮發(fā)性的異硫氰酸酯類物質(zhì),研究表明芥子油苷中以芳香族芥子油苷為主,異硫氰酸酯類物質(zhì)主要有異硫氰酸對甲氧基芐酯(p2methoxy2benzyl isothiocyanate)、異硫氰酸芐酯(benzyl isothio2 cyanate)^[11，13]。芥子油苷在新鮮瑪卡根中的含量約為1%,異硫氰酸芐酯在干燥瑪卡根提取物中含量為0110～0115%，最近Genyi Li等人報(bào)道瑪卡中還含有幾種吲哚類芥子油苷和脂肪酸類芥子油苷^{[14 ,15]}。

313 甾醇(sterol)及其衍生物

瑪卡中的甾醇及其衍生物包含β2谷甾醇(beta2 sitosterol)、菜子甾醇(brassicosterol)、菜油甾醇 (campesterol)、豆甾醇 (stigmasterol)、麥角甾醇(er2 gosterol)、菜子甾醇(brassicasterol)、Δ7 ,222麥角二烷醇 (delta 7，22 ergostadienol )、β2蛻皮激素(beta2 ecdysone)等^[12]。甾醇往往以甙或乙酸酯形式存在，然而瑪卡中甾體皂甙的檢測和結(jié)構(gòu)鑒定還沒有相關(guān)報(bào)道。干燥瑪卡根中的甾醇在瑪卡根提取物中的含量可達(dá)到0103～0104%_[14]。

314 生物堿(alkaloids)

生物堿是瑪卡中較早發(fā)現(xiàn)的次生代謝物質(zhì), 1961年Chacon R. C.從瑪卡中獲得了四種微量的生物堿^[8] ,但至今對這四種生物堿的結(jié)構(gòu)還沒有報(bào)道。

315 其它化學(xué)成分

31511 其它次生物質(zhì)^{[11，12 ]}

在瑪卡中還有一些微量的次生代謝物質(zhì)如單寧(tannins)等。

31512 瑪卡中的營養(yǎng)成分^{[6 ,12 ,13]}

瑪卡中含有豐富的營養(yǎng)成分,干燥瑪卡根中含蛋白質(zhì)10～12%、還原糖9～12%、碳水化合物59%，礦物質(zhì)鉀、鈣、鐵、鋅的含量尤為突出；瑪卡的氨基酸結(jié)構(gòu)合理，其中有重要生理活性的支鏈氨基酸含量較高；瑪卡脂肪含量不高，但不飽和脂肪酸如亞油酸、亞麻酸等在脂肪酸中的比例可達(dá)到52%以上。

4 瑪卡的藥理作用

我國獨(dú)行菜屬植物中用于藥材的主要是北葶藶子(semen lepidii , Lepidium apetalum willd.的種子),用于治療肺氣腫、氣管炎、肺炎等,并且有強(qiáng)心作用?，斂ㄒ灿邢嗨频墓δ?并有自己獨(dú)特的藥理作用。

411 提高生育力

瑪卡傳統(tǒng)上就用于解決人和牲畜的不育問題, 90年代以來,瑪卡在提高哺乳動物和魚類生育力方面的作用有了許多報(bào)道^{[14 ,16 ,17 ,18]} ,如在幾內(nèi)亞豬的飼料中加入6～10%的瑪卡,可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)崽率提高36～45 %,豬崽出生重量提高40～73 %[17]?，斂ㄌ岣呱Φ臋C(jī)理可能是提高動物成熟卵泡小體的數(shù)量、精子的流動性和精子的數(shù)量^[14] ,因此與瑪卡中含有的生物堿、豐富的精氨酸和果糖等關(guān)系密切?，斂ㄖ猩飰A可以刺激動物生殖系統(tǒng),用生物堿提取液喂小鼠可以使雌鼠成熟的卵泡小體成倍增加,雄鼠精子產(chǎn)生數(shù)增加^{[8 ,12]} ；而精氨酸對提高生育力也有明顯作用,不僅因?yàn)榫彼崾蔷又邪被峤M成的主要成分,而且表現(xiàn)在可以提高精子的運(yùn)動性上；瑪卡中的果糖則可以為精子提供能量。

412 改善性功能

瑪卡改善性功能的作用在60年代就有提及,研究者通過用瑪卡喂養(yǎng)小鼠,發(fā)現(xiàn)小鼠的撲捉能力提高^{[8 ,9]} ,而2000年Zheng ,B. L.等人通過對瑪卡進(jìn)行分離提取,獲得含有瑪卡烯和瑪卡酰胺、甾醇等物質(zhì)的提取物 ,用提取物喂養(yǎng)小鼠后發(fā)現(xiàn)雌雄小鼠的性功能有了明顯提高,雄鼠勃起能力提高,而且通過實(shí)驗(yàn)推斷引起性功能改善的物質(zhì)可能是瑪卡烯和瑪卡酰胺,而且芥子油苷和異硫氰酸芐酯也可能對改善性功能有影響^[14]。而最近的報(bào)道進(jìn)一步證明了瑪卡無論在短期還是長期喂養(yǎng)中,都會提高小鼠的性能力,另外,研究者還對瑪卡改善性能力和瑪卡喂養(yǎng)量的劑量關(guān)系進(jìn)行了初步探討^[19]。

413 調(diào)節(jié)內(nèi)分泌功能

女性更年期綜合癥是由于女性進(jìn)入更年期以后雌性激素和孕激素減少,下丘腦和腦垂體功能亢進(jìn)引起的?，斂▊鹘y(tǒng)上可用于治療女性更年期綜合癥,經(jīng)現(xiàn)代研究表明,瑪卡中含有的生物堿作用于視丘下部和腦垂體,具有調(diào)節(jié)內(nèi)分泌腺如腎上腺、甲狀腺、胰腺、卵巢等的功能,從而可以平衡荷爾蒙^{[8 ,12]}。而且瑪卡可以作為外源雌激素替代物來緩解下丘腦和腦垂體功能亢進(jìn),因?yàn)槠渲械纳飰A也可以補(bǔ)充雌二醇分泌的不足 ^[20]。另外,瑪卡中甾醇和皂甙可以作為多種激素如甾體激素的前體,瑪卡中芥子油苷和異硫氰酸芐酯也與內(nèi)分泌有關(guān)。有報(bào)道像瑪卡這樣含有芥子油苷的植物在世界上廣泛用于再生荷爾蒙^[11]。

414 抗腫瘤作用

瑪卡傳統(tǒng)上可用于抗癌^[1],但目前未得到進(jìn)一步證實(shí)。但瑪卡中含有芥子油苷和異硫氰酸芐酯等含硫有機(jī)化合物,已有不少報(bào)道表明這兩種物質(zhì)具有抗癌效果,如它們對胃癌、食道癌、肺癌、白血病等均有一定的作用^[20～24],十字花科植物花椰菜(Cauliflower)作為抗癌食品在國外倍受推崇,其抗癌成分中就有芥子油苷。此外,瑪卡中含有的多不飽和脂肪酸和維生素C也有抗癌輔助作用。

415 其它功能

瑪卡由于含有豐富的營養(yǎng)成分,尤其是其中的蛋白質(zhì)、支鏈氨基酸和多種礦物質(zhì),因此還具有很好的抗疲勞功能^[1,5],瑪卡還可用于治療慢性疲勞綜合癥,這可能與瑪卡調(diào)節(jié)內(nèi)分泌作用有關(guān)；另外一些傳統(tǒng)上的功能還沒有得到進(jìn)一步證實(shí),如瑪卡有平喘作用,可以用于治療哮喘癥,可能是由于瑪卡中含有的類固醇以及促腎上腺素類物質(zhì)在起作用,瑪卡的強(qiáng)化肌肉的作用可能與含有的高蛋白和甾醇有關(guān),瑪卡還可以預(yù)防各種類型的貧血,很可能與瑪卡的高營養(yǎng)尤其是其中的礦物質(zhì)如鈣、鐵密不可分。

5 瑪卡的應(yīng)用和開發(fā)

重視天然藥物的研究是21世紀(jì)國際新藥研究的重要趨勢,瑪卡獨(dú)特的藥理作用、豐富的營養(yǎng)價(jià)值、純天然藥用植物的特性及幾千年傳統(tǒng)食用的安全性已使瑪卡風(fēng)靡歐洲、美國、日本、澳大利亞等國。這些在國際上的瑪卡產(chǎn)品多是利用瑪卡的“藥膳兩用”性質(zhì)開發(fā)成各種各樣的保健食品和營養(yǎng)補(bǔ)充劑,也有把瑪卡提取液和其它藥材一起制成非處方藥的,都主要用于增強(qiáng)精力、改善性功能、調(diào)節(jié)荷爾蒙。要想進(jìn)一步開拓瑪卡的醫(yī)藥應(yīng)用,必須轉(zhuǎn)變目前瑪卡在醫(yī)藥基礎(chǔ)研究方面不足的現(xiàn)狀,推進(jìn)瑪卡農(nóng)藝學(xué)、瑪卡有效成分分析及藥理作用研究的深入,尤其是把瑪卡與我國傳統(tǒng)中草藥研究開發(fā)緊密結(jié)合。

參考文獻(xiàn)（略）