Сладкий картофель, или батат (Ipomoea batatas L.) — седьмая по величине сельскохозяйственная культура в мире. Согласно статистике Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), в 2022 году в Китае насчитывалось 2 750 400 га сладкого картофеля, а общий объем производства в свежем виде составил 5 945 500 тонн. На общую площадь посевов и объем производства пришлось 30% и 56% от мирового объема соответственно. Будучи ведущим мировым производителем сладкого картофеля, Китай хранит более 2000 видов генетического материала батата.
Ранее китайские исследователи выяснили, что стебли и листья сладкого картофеля содержат высокий уровень хлорогеновой кислоты, причем содержание в листьях, собранных в сентябре, достигает 4,49%. Хлорогеновая кислота — активный компонент, широко распространенный в растениях, обладающий сахароснижающим действием.
Несмотря на высокую пищевую и функциональную ценность и возможность многократного ежегодного сбора урожая, значительная часть (95–98%) стеблей и листьев батата выбрасывается в качестве отходов, и лишь незначительная часть (2–5%) используется в качестве корма для животных, что требует пересмотра.
В связи с этим исследователи Шаньдунского сельскохозяйственного университета в сотрудничестве с коллегами Института тропической биотехнологии и биотехнологии, CATAS, разработали технологию извлечения хлорогеновой кислоты из ботвы батата с целью борьбы с диабетом.
Сахарный диабет, представляющий собой серьезную глобальную угрозу для общественного здравоохранения, является третьей по значимости причиной смерти среди хронических неинфекционных заболеваний.
Ключевым патофизиологическим признаком диабета 2 типа является повышенная выработка глюкозы печенью, что приводит к повышению уровня глюкозы в крови натощак и после приема пищи, в значительной степени обусловленному инсулинорезистентностью.
Однако клиническое лечение в основном сосредоточено на инсулиновом пути, в то время как роль глюкагона, гормона, способствующего выработке глюкозы в печени, игнорируется.
В этом контексте природные продукты из сладкого картофеля показали многообещающий биоактивный потенциал для лечения метаболических расстройств. Согласно опубликованным исследованиям, фенольные кислоты, целлюлоза, антоцианы, полисахариды, каротиноиды, витамины, белки и флавоноиды, извлеченные из сладкого картофеля, продемонстрировали биологическую активность в тестах биоактивных компонентов в исследованиях по всему миру.
Помимо установленных антиоксидантных и противовоспалительных свойств, компоненты сладкого картофеля демонстрируют специфическую гипогликемическую активность. Например, полисахариды сладкого картофеля могут улучшать резистентность к инсулину и стимулировать регенерацию островков Лангерганса.
Примечательно, что полифенолы из сладкого картофеля активируют сигнальный путь PI3K/AKT/GSK3 в печени и путь PI3K/AKT/GLUT4 в мышцах, тем самым усиливая активность ферментов, связанных с синтезом гликогена и метаболизмом глюкозы. Эти данные согласуются с парадигмой сетевой фармакологии, которая использует системную биологию для выяснения многоцелевых механизмов действия природных продуктов, предполагая, что экстракты сладкого картофеля, вероятно, оказывают воздействие посредством синергических, многоцелевых механизмов, а не одного пути.
Хлорогеновая кислота, пищевая фенольная кислота, проявляет разнообразные биологические свойства, включая противовоспалительное, антигипертензивное, противоопухолевое, антиоксидантное действие и регуляцию метаболизма глюкозы.
Целью данного исследования было оптимизировать экстракцию хлорогеновой кислоты из стеблей и листьев батата с использованием метода поверхностного отклика.
В качестве оценочного показателя использовался выход неочищенного экстракта, а в качестве независимых переменных — концентрация этанола, соотношение жидкости и твердого вещества и время ультразвуковой обработки.
Задачи исследования заключались в разработке эффективного протокола экстракции и оценке гипогликемического потенциала неочищенного экстракта, что способствовало бы комплексному использованию ресурсов батата и сокращению отходов, а также в предоставлении новых идей для профилактики и лечения диабета с помощью хлорогеновой кислоты из листьев батата.
Эффективность экстрактов листьев была продемонстрирована путем ингибирования in vitro выработки глюкозы в печени, сопровождавшегося минимальной цитотоксичностью, и дополнительно подтверждена на модели мышей.
Результаты показали, что оптимальными условиями экстракции являются концентрация этанола 65,48%, соотношение жидкость-твердое вещество 39,00 мл·г, время ультразвуковой обработки 50,00 мин и температура 45 °C. Выход готового экстракта хлорогеновой кислоты составил 3,54%, при этом наибольшее содержание было обнаружено в листьях батата, что указывает на многоцелевой синергетический механизм действия листьев батата.
Дальнейшие эксперименты in vitro показали, что сырой экстракт хлорогеновой кислоты может оказывать гипогликемическое действие путем ингибирования печеночного глюконеогенеза. Данное исследование закладывает основу для дальнейшей очистки и использования хлорогеновой кислоты батата и создает теоретическую основу для разработки ресурсов листьев батата в качестве гипогликемических функциональных ингредиентов.
Источник: Plants 2026, doi.org/10.3390/plants15010120
