《Food Chemistry》:Water Mimosa var. CAU-Ekaithabi: An agronomically superior, nutrient-dense, bioactive-rich aquatic vegetable with emerging potential in functional foods
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水米草(Neptunia oleracea)新变种CAU-Ekaithabi在农艺学、营养及植物化学方面展现出显著潜力,其高产量、富含钾、铁、钙、镁等矿物质及抗氧化活性成分,证实了其在功能食品和营养补充剂开发中的巨大应用前景。
Shravan Manbhar Haldhar | Indira Sarangthem | Lokesh Kumar Mishra | N. Brajendra Singh | H. Nanita Devi | Jagan Singh Gora | Mukesh K. Berwal
印度曼尼普尔邦因帕尔中央农业大学农业学院,Iroisemba,邮编795004
摘要
水合含羞草(Neptunia oleracea)变种CAU-Ekaithabi是一种新兴的水生豆科植物,本文对其农艺、营养和植物化学特性进行了评估。该品种表现出显著的高生长产量特性,包括较长的主茎、旺盛的侧茎以及较高的茎产量。营养分析显示其蛋白质、纤维和碳水化合物含量较高,同时矿物质成分也较为丰富,尤其是钾(3022.52毫克/100克)、铁(253.88毫克/100克)、钙(307.42毫克/100克)和镁(209.34毫克/100克)的含量较高,钾钠比(11.17)也较为理想。植物化学分析结果显示其总酚类、总黄酮类、总抗氧化活性和维生素C的含量都非常高。GC–MS和LC-MS分析鉴定出了一些具有生物活性的关键成分,如植酰亚油酸、新植二烯、孕烯醇酮、3,4-二咖啡酰-1,5-喹诺拉克酮、C-3-G、D-3-G和9-HOTE等,这些成分对神经退行性疾病具有潜在的治疗作用,为专利营养保健品和/或靶向治疗制剂的发展提供了新的可能性。这项综合研究证实了水合含羞草作为功能性食品的潜力及其在健康膳食中的应用前景。
引言
由于水生蔬菜富含营养且能耐受水淹环境,因此它们在健康和可持续饮食中越来越受到重视。这类蔬菜能产生多种次生代谢物,如黄酮类、植物甾醇和单宁,这些成分不仅有助于植物的生理活力,还能通过预防慢性疾病来促进人类健康(Kumar等人,2014年)。Neptunia oleracea(同义词:N. prostrata和N. natans)属于豆科植物,因其作为功能性食品的潜力而受到关注,尤其是在亚洲、非洲和南美洲的传统烹饪和医药用途中(Paisooksantivatana等人,1993年)。这种植物适应缓慢流动或静止的淡水环境,其具有浮力的白色通气组织茎有助于漂浮和气体交换。其无刺的双羽状叶片在触碰时会向内折叠,这一特性与Mimosa pudica相似(Bhunia & Mondal,2012年;Deb等人,2013年)。Neptunia oleracea开有小型黄色花朵,形成无柄的花序,并在淹没的根部形成固氮结节,从而提高水生生态系统的土壤肥力(Bhunia & Mondal,2012年)。该植物具有轻微的收敛味和特有的气味,常见于河流、池塘、沼泽和浅溪岸边,对生态平衡和营养价值都有显著贡献(Atabaki等人,2020年;Kamaruzzaman等人,2023年)。
Neptunia oleracea(俗称水合含羞草)是一种具有农艺和营养价值的水生豆科植物,在功能性食品和营养保健品开发领域日益受到重视。在印度,它主要分布在东北部的阿萨姆邦、曼尼普尔邦和特里普拉邦(Majumdar & Dutta,2007年;Sarma & Saikia,2010年)。这种植物通常在水流缓慢、pH值约为5.4–6.0的池塘、沟渠和水道边缘生长。尽管是多年生植物,但在灌溉农业系统中通常作为一年生作物种植。其茎部被海绵状通气组织包裹,具有浮力,双羽状叶片和柔软的豆荚可生食或煮熟后食用。花序上的花朵为小型黄色,基部不育,上部为两性花,结出的扁平椭圆形豆荚沿缝合线裂开。叶片在触碰时的折叠方式也与Mimosa pudica相似,种子和茎段均可用于繁殖(Darwin,1880年)。曼尼普尔邦属于印度-缅甸生物多样性热点地区,拥有丰富的生物资源,包括4000多种被子植物、430种药用植物、500种兰花、34种可食用真菌、55种竹子、40种地方性水稻品种和160种迁徙水鸟(Austin,1995年)。Neptunia oleracea的药理作用也已有文献记载。Lee等人(2016年)发现其水提取物具有强抗氧化活性和显著的α-葡萄糖苷酶抑制作用,可能有助于血糖控制。甲醇提取物通过诱导细胞凋亡、下调Myc原癌基因表达和抑制异常ERK信号通路表现出抗癌活性(Bhumireddy等人,2020年)。乙醇提取物因含有黄酮类物质而具有胃保护作用,能显著抑制胃液分泌和酸度(Bhoomannavar等人,2011年)。此外,用石油醚、氯仿和甲醇提取的叶片提取物对Helicobacter pylori具有抗菌作用(Uyub等人,2010年)。Neptunia oleracea在农艺和营养领域具有重要的应用前景,特别是在功能性食品和营养保健品开发方面。先前研究已记录了其在植物修复和间作系统中的形态和生理特性(Atabaki等人,2020年)及其固氮潜力(Deng等人,2025年)。分类学和生态学资料进一步说明了其广泛的分布和固氮能力(eFlora of India)。
尽管有令人鼓舞的药理研究结果,但传统的水基制剂(如煮叶汤)尚未通过新的科学研究充分探索其营养和生物活性特性。特别是在生长和产量表现、植物化学成分、元素组成以及GC–MS和LC-MS分析方面存在知识空白。目前对特定品系的农艺性能和生化特性的系统评估还不够充分。为了填补这些空白,本研究评估了多个水合含羞草品系的生长和产量特性,并对其水叶提取物的营养和植物化学成分进行了分析。Neptunia oleracea变种CAU-Ekaithabi表现出优异的农艺性能和丰富的营养成分及植物化学物质,具有较高的抗氧化能力和促进健康的生物活性化合物,从而确立了其作为功能性食品和营养保健品的潜力。在植物化学分析中,评估了总酚类(TPC)、总黄酮类(TFC)、维生素C含量、总抗氧化活性(TAA)、元素组成以及使用GC–MS和LC-MS方法获得的全面植物化学指纹图谱。我们假设Neptunia oleracea变种CAU-Ekaithabi在农艺特性、营养组成和植物化学多样性方面优于传统水生豆科植物,从而验证了其作为功能性食品和营养保健品的潜力。
农艺和产量参数
2021至2024年间,我们在曼尼普尔邦中央农业大学的中央农场连续三年(2021至2024年)对CAU-Ekaithabi变种(CAU-WM-1;IC-645899)以及其他七个基因型(CAU-WM-2、CAU-WM-3、CAU-WM-4、CAU-WM-5、CAU-WM-6、CAU-WM-7和CAU-WM-8)进行了田间试验。该地区的气候属于湿润亚热带气候。
结果与讨论
本研究强调了CAU-Ekaithabi变种在水生食品研究中的重要性,指出其丰富的营养成分、广泛的生物活性以及其在功能性食品和营养保健品生产中的潜力。随着消费者对植物基、健康促进型饮食的关注增加,这类水生蔬菜成为未来食品系统的可持续和包容性选择。农艺表现结果显示(基于三年的平均值),
结论
研究表明Neptunia oleracea变种CAU-Ekaithabi是一种营养价值高、农艺性状优良的水生豆科植物,具有出色的功能性食品和营养保健品潜力。在为期三年的多季节试验中,该品系在茎伸长、结瘤和生物量积累等关键农艺性状上始终优于其他品系,是水淹环境中的高产栽培品种。营养分析表明其蛋白质含量丰富。
CRediT作者贡献声明
Shravan Manbhar Haldhar:撰写——审稿与编辑、初稿撰写、方法设计、实验实施、数据分析、概念构建。
Indira Sarangthem:监督、概念构建。
Lokesh Kumar Mishra:撰写——审稿与编辑、软件应用。
N. Brajendra Singh:撰写——审稿与编辑、验证。
H. Nanita Devi:撰写——审稿与编辑、实验实施。
Jagan Singh Gora:撰写——审稿与编辑。
Mukesh K. Berwal:撰写——审稿与编辑、初稿撰写。
出版同意声明
作者声明不存在任何竞争利益或财务利益冲突。所有作者均已阅读手稿最终版本并同意发表。
关于写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明
在准备本文时,作者使用了“ChatGPT”工具来检查语法错误、拼写和参考文献,以提高手稿的可读性和语言质量。使用该工具/服务后,作者对内容进行了必要的审阅和编辑,并对发表文章的内容负全责。
资助情况
本研究未获得任何公共部门、商业机构或非营利组织的资助。
未引用的参考文献
Ao等人,2022年
Devlin和Sarkar,2020年
https://efloraofindia.com/efi/neptunia-oleracea/?utm_source=copilot.com(日期不详)
Ravi, Singh和Khare,2026年
Zhou, Robertson, Hamid, Ma和Lu,2015年
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的竞争性财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢曼尼普尔中央农业大学农业学院的支持与指导,以及Iroisemba农业学院昆虫学系提供的实验设施。同时感谢ICAR-CIAH(比卡内尔)提供的生化分析设施。