宋君柳

（菏澤學(xué)院園林工程系，山東菏澤，274000）

山藥品種資源及化學(xué)成分研究進(jìn)展

宋君柳

（菏澤學(xué)院園林工程系，山東菏澤，274000）

對(duì)山藥的品種資源、分布、化學(xué)成分以及品種、栽培條件等因素對(duì)山藥品質(zhì)的影響等方面的研究現(xiàn)狀和最新進(jìn)展進(jìn)行了綜述。

山藥 品種資源 化學(xué)成分

山藥 （Dioscorea batatasDecne.）又名大薯、薯蕷、山芋等，屬薯蕷科 （Dioscoreaceae）薯蕷屬（DioscoreaL.），是多年生纏繞草質(zhì)藤本植物，廣泛分布于我國(guó)東北、華北、華中、東南、西南等丘陵和淺山地區(qū)，并形成許多地方品種。山藥根莖肉質(zhì)潔白，營(yíng)養(yǎng)豐富，是一種國(guó)際性藥、食兼用作物，也是我國(guó)重要的出口特產(chǎn)蔬菜之一[1]。據(jù)東漢《神農(nóng)本草經(jīng)》記載，山藥具有“主治傷中、補(bǔ)虛贏、除寒邪熱、補(bǔ)中益氣力、長(zhǎng)肌肉，久服耳目聰明、輕身不饑、延年”之功效。隨著時(shí)代的發(fā)展，山藥作為一種保健食品越來(lái)越受到人們的關(guān)注和重視[2]。本文就我國(guó)栽培山藥的品種資源及化學(xué)成分研究進(jìn)展作一綜述。

1 品種資源

早在3 000 a前我國(guó)就已經(jīng)開(kāi)始食用山藥，自夏、商起開(kāi)始種植。河南焦作地區(qū)的溫縣、武陟、博愛(ài)、沁陽(yáng)等沿沁河一帶（舊屬懷慶府）是我國(guó)正品山藥的地道和主要產(chǎn)區(qū)，這里出產(chǎn)的山藥特稱懷山藥，在國(guó)內(nèi)外享有盛譽(yù)。

山藥的栽培品種以長(zhǎng)江為界有明顯的劃分。長(zhǎng)江以北基本上只種植薯蕷，也就是所謂的正品山藥，并且在長(zhǎng)期的栽培過(guò)程中形成了各具特色的地方品種，如江蘇射陽(yáng)懷山藥、昆明淮山藥、貴州安順山藥、太谷山藥、鐵棍山藥、花籽山藥、雞皮糙山藥、紅紫山藥、兗州黃牛腿山藥、祿豐腳板山藥、梁河梨子山藥、永平白山藥、日本白山藥、華州山藥等。而長(zhǎng)江以南除薯蕷外還種植參薯、山薯和褐苞薯蕷等。由于栽培環(huán)境和人工選擇的影響，其種內(nèi)生物學(xué)性狀和農(nóng)藝性狀也有明顯差異。

裴鑒等在《中國(guó)植物志》[3]中將山藥及其相近種的生境歸納如下。

①薯蕷（D.polystachyaTurcz.），在我國(guó)分布較廣，常生長(zhǎng)于海拔150～1 500 m的山坡、山谷林下、溪邊、路旁灌木叢或雜草叢中。除東北三省及內(nèi)蒙古、西藏、青海等省區(qū)以外，各地均廣為栽培，其中以河南、山西兩省交界處為中心形成集中產(chǎn)區(qū)。

②參薯（D.alataLinn.），又稱大薯、淮山，亦為廣布種，我國(guó)長(zhǎng)江以南各省區(qū)均有栽培，主產(chǎn)于浙江溫州、湖北利川、湖南桂陽(yáng)、廣西博白等地。根莖性狀變異較大，有圓柱形、圓錐形、球形，變形的根莖呈姜狀、掌狀或竹根狀，外皮褐色或紫褐色。民間多作蔬菜食用。

③山薯（D.fordiiPrain et Burk.），又稱廣東淮山，分布于廣東、廣西、福建、浙江南部和湖南南部，生長(zhǎng)于海拔50～1 150 m的山坡、山坳、溪溝邊或路旁的雜木林中。主產(chǎn)于廣東化州、高州、廉江、遂溪、三水、臺(tái)山等縣市。根莖圓柱形，有稀疏的長(zhǎng)須根。

④褐苞薯蕷（D.persimilisPrainet Burk.），又稱廣西淮山，分布于湖南、廣東、廣西、貴州南部和云南南部，生長(zhǎng)于海拔100～1 950 m的山坡、路旁、山谷雜木林中或灌木叢中。南方各地也有栽培，主產(chǎn)廣西陸川、玉林、桂平、平南、靈山等縣。根莖表皮紅褐色，圓柱形或不規(guī)則塊狀。

⑤日本薯蕷（D.japonicaThunb.），又稱土淮山，分布于南方各省。喜生于向陽(yáng)山坡、山谷、溪溝邊、路旁的雜木林下或草叢中。在我國(guó)均為野生。日本、朝鮮也有分布。

2 化學(xué)成分

山藥中的營(yíng)養(yǎng)成分及生物活性成分較多，主要有淀粉、蛋白質(zhì)、糖類、多種維生素、多種氨基酸、脂肪酸、膽堿、薯蕷皂苷元、多酚氧化酶以及多糖和蛋白質(zhì)的復(fù)合體——粘液質(zhì)等，其中多糖是山藥的主要活性成分，由葡萄糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖及少量巖藻糖組成[4]。山藥還含有碘、鈣、鐵、磷等人體不可缺少的微量元素。牛建平等[5]利用氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)懷山藥中的有機(jī)成分進(jìn)行了分析鑒定，共提取分離出74種化合物，鑒定出41種有機(jī)成分，占揮發(fā)性物質(zhì)總含量的95.03%，主要成分為脂肪酸類、甾醇類、酯類、維生素E等，其中含量最高的是甾醇類化合物，為45%。

2.1 蛋白質(zhì)和氨基酸

Martin等[6]的測(cè)定結(jié)果表明，山藥粗蛋白含量平均為8.19%。王飛等[7]認(rèn)為，新鮮淮山藥含3.59%的粗蛋白和2.71%的總氨基酸，其中必需氨基酸含量為1.05%。唐世蓉等[8]的研究表明，山藥含8.93%的蛋白質(zhì)，氨基酸種類在17種以上，游離氨基酸以絲氨酸、精氨酸含量最高。張兵等[9]對(duì)湖北利川產(chǎn)的山藥測(cè)定結(jié)果表明，山藥干物質(zhì)中蛋白質(zhì)、脂肪和淀粉三者的總含量占 73.4%，粘液質(zhì)中含有17種氨基酸，人體必需氨基酸含量較高。徐琴[10]的測(cè)定結(jié)果表明，蘇北產(chǎn)淮山藥和鐵棍山藥蛋白質(zhì)含量分別為12.9%和14.5%。謝彩俠[11]認(rèn)為，山藥蛋白質(zhì)含量為10.05%～11.71%。杭悅宇[12]對(duì)新鮮山藥和山藥藥材進(jìn)行了水解氨基酸測(cè)定，發(fā)現(xiàn)谷氨酸含量最高，其次是天冬氨酸和精氨酸。陳艷等[13]用氨基酸分析儀測(cè)定了淮山藥中各種氨基酸的組成，結(jié)果表明，淮山藥中含有17種氨基酸，總氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.256%，其中人體必需氨基酸的含量占總氨基酸含量的25.32%。而廖朝暉等[14]的研究表明，山藥富含18種氨基酸，且人體必需的8種氨基酸齊全，其中谷氨酸含量最高 （3.02 mg/g），半必需氨基酸——精氨酸也有較高含量，其次為絲氨酸和天冬氨酸。由此可見(jiàn)，山藥含有較豐富的蛋白質(zhì)和較多種類的氨基酸，而且必需氨基酸齊全，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

另外有研究表明[15]，山藥根莖中含有一種蛋白質(zhì)，具有抗DPPH和羥自由基活性的作用，還具有碳酸酐酶活性，能抑制胰蛋白酶活性等，因此推測(cè)其可調(diào)節(jié)體內(nèi)酸堿平衡，對(duì)呼吸系統(tǒng)有重要作用。此外，在日本薯蕷的甲醇提取物中分出的兩種物質(zhì)（+）-B-Eu-desmol和Paeonol，試驗(yàn)證實(shí)它們具有抗突變活性[16]。

2.2 多糖

山藥多糖（Yam polysaccharide）是山藥中的主要功能性成分，具有抗腫瘤[17]、抗氧化[20～21]、抗糖尿病[22]、抗突變[23]、免疫調(diào)節(jié)[18～19]等生物活性，并可與無(wú)機(jī)鹽結(jié)合后形成骨質(zhì)，使軟骨彈性增強(qiáng)，使關(guān)節(jié)腔得以潤(rùn)滑[24]。在加熱預(yù)煮中，山藥中粘液質(zhì)與礦物鹽作用，形成具有凝膠性的物質(zhì)，從而能較好地截留各種食品成分。徐琴[10]的測(cè)定結(jié)果表明，蘇北產(chǎn)淮山藥和鐵棍山藥多糖含量分別為1.37%和1.20%。

山藥多糖的組成和結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不同的研究者提取分離出了不同的山藥多糖，其中有均多糖、雜多糖，也有糖蛋白，相對(duì)分子質(zhì)量從數(shù)千到數(shù)百萬(wàn)不等，其多糖含量和糖基組成也各不相同。陶樂(lè)平等[25]從安徽產(chǎn)山藥中提取到一系列性質(zhì)各異的多糖，認(rèn)為熱水提取物中的多糖主要由葡萄糖組成，其次為甘露糖和半乳糖，冷水提取物中的多糖則主要由甘露糖組成。杭悅宇等[26]用氣相色譜法測(cè)定了來(lái)自薯蕷、山薯、參薯和褐苞薯蕷等4種山藥多糖的糖基摩爾比，證明薯蕷多糖中的單糖以甘露糖為主，而山薯、參薯和褐苞薯蕷等多糖中的單糖則以半乳糖為主。何書英等[21]分析了用熱提法獲得的山藥多糖，證明是由帶分枝的l，4-連接的吡喃葡萄糖苷骨架構(gòu)成，同時(shí)含有少量1，3-連接的巖藻糖。趙國(guó)華等[17，27]提取到一種山藥多糖RDPS-I，認(rèn)為其糖基組成為葡萄糖、半乳糖和甘露糖，糖基的摩爾比為1∶0.4∶0.1，分子量為41 000，并證明其具有免疫調(diào)節(jié)作用及抗腫瘤作用。蔡婀娜等[28]提取水溶性多糖得到了2種不同組分DTA和DTB，并測(cè)定出DTA單糖組成為果糖和葡萄糖，摩爾比為1∶26.36。徐琴等[29]從淮山藥中提取粗多糖RDP，進(jìn)行純化分離，得到均一的多糖RP，紅外光譜分析其具有β-糖苷鍵，紙色譜分析其單糖組成為葡萄糖、D-甘露糖、D-半乳糖（比例為1∶1.04∶0.84）。徐琴、顧林等[29～30]的研究表明，經(jīng)DEAE層析后的多糖為均一組分，屬于水溶中性多糖；而在另一試驗(yàn)[31]中則發(fā)現(xiàn)了3種多糖，包括中性多糖和2種酸性多糖，中性多糖由葡萄糖和甘露糖組成，酸性多糖1是由葡萄糖、半乳糖、甘露糖組成，酸性多糖2是由阿拉伯糖、木糖、阿卓糖、葡萄糖、甘露糖組成。王剛等[32]采用HPLC法從山藥中得到2個(gè)均一多糖，分子量分別為62 000和7 300，并測(cè)得山藥總多糖含量為16.42%。

2.3 礦質(zhì)元素

山藥含有豐富的Zn，F(xiàn)e，Mn，Cu，Se和Ca，這些礦質(zhì)元素均是機(jī)體重要組成成分，維持著機(jī)體細(xì)胞滲透壓與機(jī)體的酸堿平衡。其中Zn和Fe對(duì)體內(nèi)多種酶有活性作用，具有促進(jìn)蛋白質(zhì)和核酸合成，調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫功能和細(xì)胞繁殖的作用。Ca與預(yù)防人體心血管疾病的發(fā)生密切相關(guān)。杭悅宇等[26]使用等離子發(fā)射光譜法測(cè)定了山藥的29種元素，其中P含量最高，F(xiàn)e，Zn，Cu，Co，Cr等離子含量也較高。張兵等[9]對(duì)湖北利川產(chǎn)山藥的測(cè)定結(jié)果表明，山藥含有K，Na，Ca，Mg，F(xiàn)e，Cu，Mn，Zn等多種礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素。廖朝暉等[14]的分析表明，山藥含有豐富的微量元素Zn，F(xiàn)e，Mn，Cu，Se和常量元素Ca。陳艷等[33]測(cè)定了山藥及土壤樣品中18種元素的含量，發(fā)現(xiàn)淮山藥中K含量最高，其次為P，Na，Mg，Ca等，其中K，P，Na在淮山藥中的含量明顯高于土壤中的含量，說(shuō)明淮山藥對(duì)這些元素有富集作用。謝彩俠[11]認(rèn)為，山藥根莖對(duì)諸元素的平均富集能力為P>K>Cu> Zn>Mg>Na>Sr>Mn。張重義等[34]應(yīng)用電感耦合等離子體光電直讀光譜儀分別對(duì)懷山藥和土壤樣品進(jìn)行了微量元素分析，結(jié)果表明，不同產(chǎn)地山藥對(duì)無(wú)機(jī)元素的富集能力存在差異，懷山藥中Cu，Nb，Ca含量最高，對(duì)P，Sr，Zn，Cu，K，Na的富集能力均大于非地道產(chǎn)區(qū)山藥。劉曉穎等[35]采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）測(cè)定了山藥中金屬元素的含量，認(rèn)為山藥中Na，K，Mg，Ca，Zn含量非常豐富，Cu，Mn，F(xiàn)e含量較豐富。

2.4 其他物質(zhì)

有研究認(rèn)為，山藥中含淀粉19.52%～27.98%[11]，還含有比較豐富的胡蘿卜素，VB1，VB2和VC[9]。懷山藥中含有較多對(duì)人體有益的不飽和脂肪酸和奇數(shù)碳脂肪酸。王勇等[36]在河南產(chǎn)懷山藥中檢出27種脂肪酸。飽和脂肪酸18種（占51%），主要成分為十六酸，其中奇數(shù)碳脂肪酸8種；不飽和脂肪酸9種（占49%），主要為亞油酸、油酸和亞麻酸。山藥中淀粉酶能幫助食物消化和排泄，皂甙和膽堿都是制藥的原料。廖朝暉等[14]的測(cè)定結(jié)果顯示，山藥中的淀粉酶達(dá)到358.97個(gè)單位。安順懷山藥和安順參薯中α-淀粉酶含量分別為2.10 mg麥芽糖·（g·5 min）-1和3.85 mg麥芽糖·（g·5 min）-1，β-淀粉酶含量分別為12.34 mg麥芽糖·（g·5 min）-1和12.65 mg麥芽糖·（g·5 min）-1，皂苷含量分別為 0.01%和0.63%，膽堿含量為8.00 mg/100 g和26.83 mg/100 g[37]。果蔬中酚類物質(zhì)在酚酶作用下很容易氧化變褐，而參薯由于多酚氧化酶活性較低而表現(xiàn)出良好的護(hù)色效果。尿囊素是山藥的活性成分之一，具有抗刺激物、麻醉鎮(zhèn)痛、消炎抑菌等作用[38～39]。 徐琴[10]的測(cè)定表明，蘇北產(chǎn)淮山藥和鐵棍山藥尿囊素含量分別為1.14%和1.81%。丁志遵等[40]的研究則表明，懷山藥、廣西淮山藥和廣東淮山藥的尿囊素含量分別為0.393%，0.392% 和 0.381%。李明靜等[41]采用毛細(xì)管氣相色譜-質(zhì)譜分析法，考察了懷山藥在300℃，400℃，450℃，500℃下的熱解反應(yīng)，首次發(fā)現(xiàn)山藥熱解產(chǎn)物中含有咖啡因成分。

3 品種及栽培條件等對(duì)山藥品質(zhì)的影響

陳斌等[42]采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法對(duì)浙江、江蘇、廣西、河南、廣東5個(gè)產(chǎn)地山藥的正己烷提取液進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，不同產(chǎn)地山藥的正己烷提取液有著不同的圖譜特征，即其化學(xué)成分存在顯著差異。吳克寧等[43]認(rèn)為，土壤質(zhì)地直接決定著懷山藥品質(zhì)；土體構(gòu)型、地形、地下水位也對(duì)懷山藥品質(zhì)有影響；在適宜的質(zhì)地條件下，養(yǎng)分含量越高，懷山藥品質(zhì)越好，而微量元素對(duì)懷山藥品質(zhì)幾乎無(wú)影響。王玲等[44]對(duì)河南、山西、廣東、云南等不同產(chǎn)地山藥中尿囊素的含量進(jìn)行了HPLC測(cè)定，結(jié)果表明，不同產(chǎn)地山藥中尿囊素含量差異較大，其中以懷山藥尿囊素含量最高。謝彩俠[11]對(duì)不同產(chǎn)地和品種山藥品質(zhì)的研究結(jié)果表明，不同山藥品種根莖中多糖含量存在極顯著差異，高低依次為鐵棍山藥>花籽山藥>白玉山藥>溫縣太谷山藥>山西太谷山藥，其中鐵棍山藥與其他品種相比差異顯著，其余品種之間差異不顯著；溫縣太谷山藥多糖含量高于山西太谷山藥，說(shuō)明異地栽培后，由于環(huán)境及其他因子的長(zhǎng)期作用，造成多糖含量不同；不同產(chǎn)地山藥淀粉含量存在差異，但不顯著；蛋白質(zhì)、水溶性浸出物、醇溶性浸出物含量存在極顯著差異。對(duì)5個(gè)山藥品種（太谷山藥，懷慶山藥，白玉山藥，花籽山藥，鐵棍山藥）化學(xué)成分的分析表明[45]，淀粉含量以懷慶山藥最高（27.98%），太谷山藥最低（19.52%）；蛋白質(zhì)含量變化幅度較?。?0.05%～11.74%）；多糖含量差異最大（0.54%～1.48%），其中鐵棍山藥多糖含量最高，水分含量最低（65.84%）。王紹美等[37]對(duì)安順懷山藥、安順參薯的研究表明，安順懷山藥的含水量明顯低于國(guó)內(nèi)其他產(chǎn)地的山藥，而蛋白質(zhì)、淀粉、灰分、總氨基酸、總必需氨基酸和硒含量明顯較高，必需氨基酸占總氨基酸36%以上。王飛等[7]對(duì)鐵棍山藥、太谷山藥、日本白山藥、花籽山藥和嵩縣野山藥5個(gè)品種的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)鐵棍山藥水分含量最低（71.8%），可溶性糖（2.46%）、淀粉（19.6%）、粗蛋白（3.59%）、總必需氨基酸（1.05%）和總氨基酸含量（2.71%）均顯著高于其他品種。張衛(wèi)明等[46]對(duì)云南昆明山藥與河南鐵棍山藥的品質(zhì)進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，昆明山藥多糖含量（0.87%）明顯高于鐵棍山藥（0.53%），而淀粉、蛋白質(zhì)、粗脂肪含量差別不大。彭慧等[47]采用灰色關(guān)聯(lián)分析法，對(duì)國(guó)內(nèi)7個(gè)主栽山藥品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，認(rèn)為農(nóng)大長(zhǎng)山藥1號(hào)含水量低，粗蛋白、鋅和錳含量高，綜合性狀最好。

在土壤中施麥飯石、陽(yáng)起石可提高懷山藥中蛋白質(zhì)、淀粉、中性多糖、酸性多糖以及Cu，Mn，Zn等微量元素的含量[48]。高國(guó)棟等[49]以農(nóng)大短山藥1號(hào)、農(nóng)大長(zhǎng)山藥1號(hào)、河北蠡縣麻山藥、山東濟(jì)寧米山藥、甘肅平?jīng)錾剿?、貴州安順山藥、山西太谷山藥、山西汾陽(yáng)山藥、河北定興棒山藥、北京白皮山藥、河南溫縣懷山藥、江蘇豐縣水山藥等12個(gè)品種為試材，研究了基質(zhì)栽培對(duì)山藥品種產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，其干物質(zhì)量、粗蛋白含量、粘度及Zn，Mn含量均有差異，以農(nóng)大長(zhǎng)山藥1號(hào)對(duì)基質(zhì)栽培適應(yīng)性最好。不同收獲期對(duì)山藥品質(zhì)也有顯著影響，收獲期越晚，含水率越低，粗蛋白含量、粘度及Zn，Mn含量越高[50]。

趙喜亭等[51]研究了CaCl2處理對(duì)鐵棍山藥采后貯藏過(guò)程中塊莖品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，塊莖含水量快速下降是山藥品質(zhì)降低的主要原因，用適宜濃度（0.1%～1.0%）的CaCl2處理可明顯抑制貯藏期間山藥塊莖含水量的下降，使塊莖褐變率降低，可溶性蛋白和可溶性總糖含量維持較高水平。

4 小結(jié)

綜上所述，山藥種質(zhì)資源及化學(xué)成分的研究已取得一定進(jìn)展。但山藥地方品種較多，對(duì)于這些地方品種的鑒別、鑒定工作亟待進(jìn)行。同時(shí)，對(duì)山藥品質(zhì)的研究多傾向于作為藥用方面，對(duì)山藥化學(xué)成分的提取、分離和純化技術(shù)還有待于進(jìn)一步成熟。目前為止，關(guān)于山藥栽培生理的研究還比較少，尤其是栽培條件對(duì)山藥品質(zhì)的影響還缺乏系統(tǒng)研究?？傊瑢?duì)山藥的研究還任重而道遠(yuǎn)。

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Progress of Variety Resources and Chemical Constitution in Chinese Yam

SONG Junliu
(Department of Horticulture and Forestry,Heze College,Shandong 274000)

The progress of the effects of variety resources,distribution,chemical constitution,variety and cultivation condition on the quality of Chinese yam are reviewed.

Yam;Variety resources;Chemical constitution

10.3865/j.issn.1001-3547(x).2009.06.001

宋君柳（1975－），女，碩士，講師，主要從事園藝植物的栽培與科研工作，電話：13869793620。E-mail：lmd0926＠126.com

2008-11-08