
探索西瓜中番茄红素与瓜氨酸的独特组合如何带来经科学证实的益处,包括降低血压、缓解氧化应激和促进恢复,从而将其定位为一种对心脏代谢健康有前景的功能性食物。

引言
西瓜(Citrullus lanatus)92% 的成分是水,同时富含维生素C、维生素A 原类胡萝卜素、镁和钾。这种高营养密度结合低热量负荷,激发了科学界对西瓜生物活性成分及其潜在益处的日益关注,包括抗氧化、抗炎、血管、代谢、认知、免疫和消化方面的作用。1,2
植物化学物质与营养成分
西瓜是补水和获取必需营养素的极佳来源。西瓜果肉含有碳水化合物以及维生素A 和 C,而瓜皮和籽则富含钾和镁,有助于维持电解质平衡和神经肌肉功能。3
番茄红素是西瓜中主要的类胡萝卜素,平均浓度约为 9 毫克/千克。加热或酸化可使反式番茄红素转化为生物利用度更高的顺式形式,从而使单线态氧的淬灭能力提高至 α-生育酚的 10 倍。3
西瓜也是膳食中L-瓜氨酸的丰富来源,浓度范围在 0.9 至 5 毫克/千克之间。瓜氨酸被吸收后转化为 L-精氨酸,从而增加内皮一氧化氮的产生,有助于维持血管张力和代谢健康。西瓜果肉和瓜皮中还含有类黄酮,如异荭草素、芦丁和槲皮素。这些多样化的类黄酮有助于西瓜的抗炎特性,因为它们能清除活性氧(ROS)并下调环氧合酶-2(COX-2)。

图:一种示意图,展示了水 melon 提取物中所含植物化学物质所引发的多种机制。该图是根据对第 2 至第 6 节中引用的文献的解读而构思的。ACC,乙酰-CoA 羧化酶;ACLY,ATP-柠檬酸裂合酶;COX1/2,环氧化酶;Akt,α-丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶;HMGCS,3-羟基-3-甲基谷氨酸 CoA 合成酶;HMGCR,3-羟基-3-甲基谷氨酸 CoA 还原酶;FAS,脂肪酸合成酶;MUFA,单不饱和脂肪酸;NO,内源性一氧化氮;NOS,一氧化氮合酶;PPAR-γ,过氧化物酶体增殖物激活受体–γ;PUFA,多不饱和脂肪酸;PGH2,前列腺素-H2;ROS,活性氧类;SERB,甾醇调节元件结合蛋白;TCA,三羧酸循环。3
经证据支持的健康益处
心血管健康
瓜氨酸被吸收后,会循环转化为 L-精氨酸,从而增加一氧化氮的合成,放松血管平滑肌,改善内皮功能。研究表明,超重成人连续四周摄入整果西瓜可降低收缩压水平和腰臀比,而摄入等热量的饼干零食则使这两个值均升高。在接受西瓜提取物的高血压前期研究参与者中也报告了类似的降压效果,证实了西瓜具有一致的血管舒张益处。4
抗氧化和抗炎活性
一项为期四周的试验表明,与食用饼干的个体相比,食用西瓜降低了脂质过氧化并提高了总抗氧化能力。动物和体外研究证实了这些发现,富含番茄红素的部分与氧化应激和促炎标志物的减少相关。4
运动恢复与表现
在参加半程马拉松前两小时,单次摄入 500 毫升富含瓜氨酸的西瓜汁,与安慰剂相比,可在 24-72 小时内减轻肌肉酸痛,维持跳跃表现,并降低赛后乳酸水平。这些增强体能的效果可能反映了一氧化氮介导的灌注改善和更快的氨清除速度,从而支持有氧能力和恢复。5
代谢健康
与低脂饼干相比,食用新鲜西瓜能带来长达两小时更强的饱腹感,四周后体重和身体质量指数(BMI)值降低,血脂状况也得到改善。由于其低血糖负荷和微量膳食纤维,餐后血糖和胰岛素水平保持稳定。
癌症预防潜力
流行病学和机制数据表明,番茄红素可降低前列腺癌和其他癌症的风险。西瓜中的番茄红素和其他次级抗氧化剂均能有效抑制氧化性 DNA 损伤,并调节致癌前的炎症通路。在体外,番茄红素能诱导前列腺癌细胞凋亡和细胞周期停滞,从而为这些关联性提供了合理的分子基础。6
生物利用度与代谢
在人结肠上皮腺癌细胞(Caco-2)实验中,西瓜中 30-37% 的瓜氨酸在一小时内穿过肠道屏障。人体数据表明,血浆瓜氨酸水平在摄入后 1 至 2 小时达到峰值,随后瓜氨酸在一氧化氮通路内转化为精氨酸。
未经巴氏杀菌的果汁比经巴氏杀菌的果汁或分离的氨基酸提供生物利用度更高的瓜氨酸。西瓜皮的湿热处理不影响其抗氧化能力,这反映了富含瓜氨酸提取物的热稳定性。此外,超临界二氧化碳(CO₂)萃取能将番茄红素浓缩成易于吸收的部分,并保留其抗癌活性。7
总的来说,温和榨汁和受控加热能最大限度地提高西瓜中番茄红素和瓜氨酸的稳定性和生物利用度,从而增强其血管和抗氧化益处。7
局限性与研究空白
不同品种的植物化学物质谱存在差异,并随土壤、气候和采后处理方式而变化,这使得比较不同研究的结果具有挑战性。迄今为止,大多数人体制剂都是小型、短期或单中心研究;因此,其研究结果尚不能用于可靠地预测长期的心脏代谢或癌症结果。
剂量、剂型和干预方案差异很大,从生鲜水果到浓缩提取物不等,这阻碍了荟萃分析的进行和监管指南的制定。因此,在将西瓜的生物活性特性转化为针对全球营养政策和功能性食品创新的精确膳食建议之前,统一的农业分析、多中心纵向研究以及共识性的试验设计至关重要。9
研究结论
西瓜富含番茄红素和L-瓜氨酸,能持续降低氧化应激、改善内皮功能、维持健康的血压水平、增强运动恢复并支持体重管理。抗氧化、血管、代谢和运动表现益处的结合,支持将西瓜视为一种对心脏代谢健康具有治疗前景的功能性食物。
转化研究的重点必须包括大型、多民族、剂量对照试验、标准化的品种特征分析以及真实世界的膳食整合研究,以确定基于证据的食用分量,并为全球慢性病预防制定精准的公共卫生建议。
期刊参考
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