Introduction
药食同源物质包含多糖、多酚、皂苷、生物碱等多种生物活性成分,具有显著的营养和药用价值。药食同源植物的品质与生长环境中的生态因子密切相关,特殊环境可限制其生长和分布,影响生命周期。值得强调的是,药食同源植物具有较强的可塑性,在不同的生长条件下,活性成分含量及次生代谢物结构因环境不同而发生变化。因此,特殊的环境可诱导药食同源植物产生特殊的功能性成分,进而影响机体在特殊环境中的适应性。生物与环境是和谐共存的关系,生物体可以通过食物的摄入来适应环境,食品基料也会受到环境的影响。
郑州大学鲁吉珂教授团队对药食同源活性物质以及环境对它们的影响进行了系统综述和讨论。讨论和阐明了药食同源物质对机体适应缺氧、辐射、寒冷和潮湿等特殊环境的影响,并对该领域的发展前景进行了展望,随着科学技术的发展,人工智能技术、指纹技术与药食同源物质的结合,促进了“环境-药食同源物质-机体环境适应性”相互作用,为药食同源物质的开发提供了新的见解。
Results and Discussion
图1 环境-药食同源物质-机体环境适应性
药食同源物质的有效成分和各种生理活性已被许多研究证实。然而,药食同源物质是如何将环境信息传递给机体,从而提高机体的环境适应性,目前尚不清楚。在数千年的生态系统适应和演化过程中,环境、药食同源物质和生物体之间存在着复杂的调控关系,药食同源物质作为一种载体,参与了环境与机体的相互适应。特殊环境能够影响药食同源物质中特殊活性成分的含量和结构,而携带特殊环境经历信息的药食同源物质又可以将“信号”传递给机体,从而提高机体在缺氧、辐射、冷、湿热等特殊环境中的适应性(图1)。目前研究大多只聚焦在环境与药食同源物质之间的联系,或药食同源物质与人体健康之间的联系,而没有阐明“环境-药食同源物质-机体环境适应性”之间的相互作用,探索和阐明其相互作用关系和信息交换机制也是未来研究的重点。此外,以食物摄入为基础的机体与环境相互适应机制是药食同源物质综合利用的基础,值得进一步研究。
药食同源物质作为中医文化的核心理念之一,具有“精准调节”人体的潜力。随着计算机技术的不断进步,人工智能在中药文化的许多方面得到了应用,如药物发现、药物靶点的鉴定与验证、活性成分的筛选等。人工智能通过模拟靶点与药食同源物质有效成分之间的相互作用,可以有效地搜索已知活性成分。随着现代科学技术的发展,药食同源道地性的质量评价技术也在逐步完善,基于有效成分的指纹图谱技术为中药道地性的鉴别和质量评价提供了参考和技术支持。未来,人工智能技术、指纹技术与药食同源物质相结合,可以揭示药食同源物质信息传递的机制、环境如何影响药食同源活性物质的含量和结构,以及这些活性物质如何影响人体的环境适应性。主动诱导是提高生物活性的一种有效策略,模拟特殊环境诱导生物制造特定活性物质和次生代谢物,是未来药食同源物质产业化的有效途径。
Conclusion
目前,环境、药食同源物质和机体之间存在着复杂的调控关系。但是,“环境-药食同源物质-机体环境适应性”之间的相互作用尚未得到明确证实。本文综述了药食同源物质在特殊环境下产生的活性物质,如红景天苷和人参皂苷。同时,还讨论了药食同源物质对特殊环境下生物适应性的影响及其机制,来自特殊环境的药食同源物质能够促进机体对相应环境的适应性。然而,“环境-药食同源物质-机体环境适应”的相互作用仍需进一步研究。
作者简介
第一作者
索柯柯,女,郑州大学生命科学学院在读博士研究生,主要从事微生物应激调控及相关机制研究。获博士研究生国家奖学金。在Journal of Dairy Science、Food Science and Human Wellness等期刊发表论文6篇,其中以第一作者身份发表论文4篇。参与授权专利1项。参加相关领域国内外学术会议并作口头汇报5次。
第一作者
李雪,女,郑州大学生命科学学院在读博士研究生。主要研究方向为天然功能食品的生物活性。硕士研究生及博士研究生期间均获得国家奖学金。在Food Chemistry,Food & Function,Food Science and Hunan Wellness等期刊发表论文10篇,其中以第一作者身份发表论文6篇。参与授权专利3项。
通讯作者
鲁吉珂,教授,博导,河南省优秀教师,河南省高等学校优秀共产党员,河南省教育厅学术技术带头人,河南省优秀青年基金获得者,河南省高校科技创新人才,河南省高等学校青年骨干教师培养对象,曾获教育部全国优秀博士学位论文提名。主要从事特殊环境特种食品开发研究,在Critical Reviews in Food Science and Nutrition、Food Chemistry等期刊共发表论文60余篇,单篇最高被引500次以上。现担任Food & Medicine Homology副主编,《食品科学》、《食品工业科技》杂志编委,中国菌物学会食用菌采后与加工产业分会常务理事,河南省生物工程学会常务理事。获中国食品科学技学会科学技术进步一等奖1项(第1),河南省科学技术进步二等奖1项(第1),中国食品工业协会科学技术奖特等奖1项(第7)、中国食品科学技术学会技术进步奖一等奖1项(第5)、中国发明协会发明创业奖创新奖一等奖1项(第4)。
通讯作者
伊娟娟,博士,副教授,硕士生导师,河南省教育厅学术技术带头人。现任郑州大学生命科学学院生物工程专业系主任。毕业于哈尔滨工业大学,郑州大学拔尖博士引进。目前主要从事功能食品开发及相关机理研究,主持国家自然科学基金项目、河南省高等学校重点科研项目、河南省科技攻关等科研项目。参与荣获中国食品科学技术学会一等奖1项(第4)、河南省科技进步二等奖1项(第4),在Carbohydrate Polymers,LWT-Food Science and Technology和Food & Function等期刊发表论文40余篇,授权发明专利6项,曾获得2022年度河南省优秀论文奖二等奖(第1)。现担任Food & Function,International Journal of Biological Macromolecules等SCI期刊的审稿专家。
论文网址:
https://www.sciopen.com/article/10.26599/FMH.2026.9420082