瓜拉纳

无患子科泡林藤属植物

瓜拉纳

瓜拉纳(拉丁学名:Paullinia cupana[2]),又名巴西香可可,是无患子科泡林藤属植物,[1]也是亚马逊地区特有的典型热带经济作物,[6]生于年平均温度20~26°C,冬季最冷月平均气温15°C以上的地区。[3]瓜拉纳为木质藤本,叶为圆形至长椭圆形,边缘有粗锯齿;花为黄色;果梨形至圆形,颜色鲜红,成熟时果实分裂,露出种子的白色外衣。种子较小,颜色光亮,[3]烘干后呈棕褐色,味道微苦。[2]

瓜拉纳(拉丁学名:Paullinia cupana[3]),又名巴西香可可,是无患子科泡林藤属植物,[2]也是亚马逊地区特有的典型热带经济作物,[7]生于年平均温度20~26°C,冬季最冷月平均气温15°C以上的地区。[4]

瓜拉纳为木质藤本,叶为圆形至长椭圆形,边缘有粗锯齿;花为黄色;果梨形至圆形,颜色鲜红,成熟时果实分裂,露出种子的白色外衣。种子较小,颜色光亮,[4]烘干后呈棕褐色,味道微苦。[3]

瓜拉纳的栽培历史早于美洲殖民时代。[8]1826年,研究者首次从瓜拉纳分离出活性物质,并命名为瓜拉宁。[8]1907年,巴西开始用瓜拉纳生产饮料。[4]瓜拉纳的营养价值较高,易被人体吸收,[9]能够起到提振精神、恢复体力的作用。因此在食品工业里,瓜拉纳常作为能量原料添加至各类饮品中。[3]此外,其还被用作兴奋剂和补品,用于缓解疲劳、减少饥饿和口渴等。[1]

历史演化

瓜拉纳的栽培历史早于美洲殖民时代,物种起源于巴西亚马逊州下塔帕若斯河与下马代拉河之间的河间森林区域。巴西毛埃斯印第安人最先发现并命名瓜拉纳,也是最早饮用瓜拉纳饮品的族群。瓜拉纳成熟果实为橙红色蒴果,内部包裹黑色种子,种子局部覆盖白色假种皮;开裂果实黑白红三色对比酷似眼球,也催生了毛埃斯印第安人的起源传说:一名善妒恶神掳走部落孩童并将其杀害,慈悲之神为安抚族人,将孩童左眼埋入山林长成野生瓜拉纳,右眼栽种于村落培育出栽培种,结出形似孩童眼眸的果实。1669年,耶稣会传教士约翰内斯・菲利普斯・贝滕多夫完成首份瓜拉纳文字记载,他在亚马逊传教时记录:原住民将瓜拉纳制成饮品,可利尿、缓解头痛发热与肌肉痉挛。[8]欧洲有记载使用瓜拉纳的时间可以追溯到1775年。[4]

18世纪中叶更多文献记载瓜拉纳可治腹泻、缓解热应激损伤。自那以后,学界逐步开展瓜拉纳化学组成研究;因其强效中枢兴奋作用被广泛使用。1826年研究者首次从瓜拉纳分离出活性物质并命名瓜拉宁,后续证实该物质即为咖啡因。研究表明瓜拉纳药用价值来源于黄嘌呤类(咖啡因、可可碱、茶碱)与大量单宁;单宁的存在让瓜拉纳的兴奋持续时间远长于咖啡。[8]1907年,巴西开始用瓜拉纳生产饮料,由于瓜拉纳具有浓烈的热带地域特色风味,很快就流行起来,到1940年以后,瓜拉纳已经成为巴西的象征之一,被称为巴西的“国饮”。[4]

叶

木质藤本,长至10m。叶互生,奇数羽状复叶,叶长15~30cm,有小叶3~7片,小叶矩圆形至卵状长椭圆形,先端渐尖,基部圆形,边缘有粗锯齿,顶端1片较大。[4]

花

圆锥花序腋生,长15~25cm,花黄色,簇生,花萼、花瓣、雄蕊均5数,雌蕊心皮3,柱头3裂。[4]

果实

果实梨形至圆形,红色。成熟时果实分裂,露出种子白色外衣,顶端带有一点棕褐色的凸起。[4]

瓜拉纳的果实
瓜拉纳的果实

种子

种子小,光亮。[4]

瓜拉纳的种子
瓜拉纳的种子

分布范围

瓜拉纳原产亚马逊流域。[1]巴西是全球唯一规模化生产瓜拉纳的国家,原生地为亚马逊州毛埃斯、帕林廷斯两市;委内瑞拉亚马逊雨林仅有少量零星种植。[8]

生长习性

瓜拉纳适生于年平均温度20~26°C,冬季最冷月平均气温15°C以上地区。对水分及湿度的要求严格,年降雨量1500~3000mm,相对湿度大于80%。[4]

种植现状

瓜拉纳种植扩张,涵盖普鲁斯河、塔帕若斯河谷、帕拉州、阿克里州、朗多尼亚州,巴伊亚可可产区、圣保罗里贝拉谷地、马托格罗索阿尔塔弗洛雷斯塔等区域。1974年亚马逊毛埃斯等产区干种子年产量仅180–200吨,1977年增至300吨,2003年达4300吨。20世纪80年代前毛埃斯是巴西瓜拉纳绝对主产区,占小农产量90%;软饮料、医药美妆行业需求暴涨后,巴伊亚南部可可种植区农户大规模转种瓜拉纳。2016年巴西瓜拉纳总种植面积15156公顷,亚马逊州8113公顷、巴伊亚州6500公顷,两州合计占该国种植面积96%,马托格罗索州仅353公顷。虽然亚马逊种植面积最大,但巴伊亚亩产更高,贡献该国70%总产量。[8]

病虫害防治

炭疽病(病原菌Colletotrichum guaranicola)是亚马逊瓜拉纳扩种核心限制因素,学界针对该病原菌遗传多样性、病害防治开展大量研究;炭疽会改变瓜拉纳叶际内生细菌群落,有研究筛选抗病内生真菌、细菌用于生物防治。巴西农业研究院(Embrapa)培育抗病品种BRS马拉比塔纳、BRS萨特雷,2013年正式推广,计划亚马逊瓜拉纳产量提升40%且无需新增毁林开垦;同时研发脱果肉机械设备,省去发酵工序。丛枝菌根真菌(AMF)可扩大瓜拉纳根系吸收面积,减少化肥依赖、提升产能。2000年雨季(2–5月)菌根定植率、孢子数量达到峰值,降水、湿度、土壤养分与菌根定植呈显著正相关。[8]

经济价值

巴西是全球瓜拉纳主产国,其原料主要供应软饮料行业,同时化妆品、制药行业亦有大量应用。[8]瓜拉纳种子烘干后,呈棕褐色,略带苦味,常被当地人磨成粉后混入饮料中饮用。其主要成份是瓜拉纳因(Guaranaine),化学成份类似于咖啡因,人们在服用瓜拉纳后会有精神和体力充沛的感觉。所以在食品工业中,瓜拉纳主要被当作能量元素添加在饮料中。由于瓜拉纳具有浓烈的热带地域特色风味,被广泛用于食品、饮料和制药工业中,拥有广泛的消费人群。 [3]

保健价值

瓜拉纳可作用于心血管与中枢神经系统,作用模式类似咖啡因。传统草药领域将其作为中枢兴奋剂、温和利尿剂与滋补品,用于提神、缓解饥渴不适,改善头痛、痛经及消化紊乱。现代研究证实其短期可提升精力、运动耐力、认知能力与饱腹感,辅助调控体重,但长期综合获益证据有限;其可提升基础代谢、轻度利尿,运动员常用瓜拉纳制品提高他们的运动能力。[10][1]瓜拉纳富含氨基酸、矿物质、维生素、碳水化合物与生物碱,活性成分易被人体吸收;相关护肤产品可补充肌肤能量,淡化皱纹、延缓皮肤老化。[9]

抗疲劳

瓜拉纳所含天然咖啡因可拮抗腺苷受体、调控多巴胺通路,提升肝脏糖原储备并加速乳酸代谢,减少运动后乳酸堆积,延长运动耐受时间;能够有效舒缓躯体疲劳、增强体能耐力、提神醒脑,缓解高强度活动后的乏力,稳定日常工作与运动状态。[11]

抗氧化

瓜拉纳种子富含多酚、单宁、黄烷醇等抗氧化活性成分,可抑制细胞脂质过氧化、降低MDA氧化损伤水平并清除体内自由基,以此减轻氧化应激造成的细胞损伤,保护血管及机体组织,长期食用能够减少氧化代谢废物堆积,辅助稳定人体代谢平衡。[11]

抑菌防护

瓜拉纳提取物能够抑制革兰氏阳性与阴性致病菌繁殖,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、假单胞菌等多种有害菌株均有抑制效果,可辅助减少体内有害细菌滋生,降低外源致病菌引发的健康隐患,适合作为天然抑菌草本原料应用于食品及膳食补充剂。[11]

抗抑郁

瓜拉纳提取物可调节人体神经递质分泌,动物实验证实其能够改善焦虑、抑郁相关行为表现,起到舒缓压力、平复低落情绪、改善长期压力引发的情绪紊乱的作用,同时可抑制压力诱导的纤维蛋白原升高,间接对心血管起到防护效果。[11]

促智健脑

瓜拉纳提取物能够调节中枢神经递质,改善药物造成的记忆衰退并优化大脑相关认知指标,起到保护记忆力、提升专注力与思维反应速度的作用,可缓解健忘、注意力涣散等问题,长期摄入有助于维持稳定的认知能力。[11]

辅助减肥

以瓜拉纳为核心原料的YGD草本制剂,能延缓胃排空、增强饱腹感,短期、中长期均可帮助超重人群有效减重;持续低剂量维持服用能防止体重反弹。研究同时提出,需进一步单独拆解瓜拉纳活性成分,开展单一原料对照试验,单独验证其减重功效。[12]

注意事项

过量服用瓜拉纳会引发震颤、心神不宁、躁动、意识混乱、高血压、脱水。其全部有益功效与不良反应,本质均由所含咖啡因介导。市面上瓜拉纳制剂包含片剂、胶囊、液体,大量复合膳食补充剂(尤其减重产品、能量饮料)均添加该成分。常规每日服用剂量区间为200–1000毫克。若同时摄入多种含瓜拉纳或其他咖啡因来源的产品,易引发咖啡因中毒。[1]

食用价值

在巴西,民间传统习惯将瓜拉纳的种子烘烤、压碎、干燥,制成糕状,用于泡茶。[4]

化学成分

瓜拉纳商用部位为种子,富含甲基黄嘌呤、单宁,同时含皂苷、多糖、蛋白、脂肪酸、锰、铷、镍、锶等微量元素;种子咖啡因含量约50mg/g,虽与咖啡功效相似,但单宁、皂苷会改变咖啡因代谢,延长作用时长。[8]

甲基黄嘌呤(伪生物碱)咖啡因、可可碱、茶碱,因由嘌呤衍生而非氨基酸合成,归类为伪生物碱。市售瓜拉纳咖啡因含量差异极大:索氏提取仅1.4%,超临界流体萃取可达4.1%–4.8%;巴西药典标准种子咖啡因最低5%,但市售样品多仅2.41%–4.07%,未达标。种仁咖啡因2.33%、种皮1.09%、整粒种子2.15%
单宁占干重12%–14.1%,以缩合单宁为主,原花青素10.7%、儿茶素5.98%、表儿茶素3.78%;分离出原花青素A2/B2/B3/B4/C1等单体,是抗氧化、抗菌核心物质
油脂含氰脂(3%)、酰基甘油(28%),主要脂肪酸为顺式vaccenic酸、顺式11-二十碳烯酸、保林酸、油酸
多糖果胶、木聚糖等半纤维素,同样具备体外抗氧化活性
参考资料:[8]

参考资料 12

  1. Guarana
  2. Paullinia cupana Kunth — GBIF
  3. 雨林稀世珍果——瓜拉纳 — 中国科学院西双版纳热带植物园
  4. 参考 4
  5. https://powo.science.kew.org/taxon/urn:lsid:ipni.org:names:784312-1
  6. Browse taxonomic tree — 物种2000中国节点
  7. 参考 7
  8. Paullinia cupana : a multipurpose plant - a review — farmacogn
  9. 参考 9
  10. 参考 10
  11. 参考 11
  12. Weight loss and delayed gastric emptying following a South American herbal preparation in overweight patients — WileyOnlineLibrary
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