張黃琴，劉培*，董玲，李衛(wèi)文，朱振華，錢大瑋，段金廒*

1．南京中醫(yī)藥大學(xué) 江蘇省中藥資源產(chǎn)業(yè)化過程協(xié)同創(chuàng)新中心/中藥資源產(chǎn)業(yè)化與方劑創(chuàng)新藥物國家地方聯(lián)合工程研究中心/國家中醫(yī)藥管理局中藥資源循環(huán)利用重點研究室，江蘇 南京 210023；2.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 園藝研究所，安徽 合肥 230031

栝樓屬植物是中國本地起源種，中國分布有41種8個變種[1]。栝樓TrichosantheskirilowiiMaxim.是2015年版《中華人民共和國藥典》(《中國藥典》)收錄的中藥瓜蔞(Trichosanthis Fructus)、瓜蔞皮(Trichosanthis Pericarpium)、瓜蔞子(Trichosanthis Semen)和天花粉(Trichosanthis Radix)的基原植物之一，分布于華北及陜西、甘肅、河南、山東、江蘇、安徽、浙江、江西、湖南、湖北、貴州、四川等省[2]。另一基原植物為雙邊栝樓TrichosanthesrosthorniiHarms，又稱中華栝樓，多為野生自然分布。由于栝樓適應(yīng)性強，種植管理簡約，且經(jīng)濟(jì)效益比種植稻麥兩季收益高2～4倍，因此倍受青睞，正逐步形成農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)特色品種[3]。目前全國栝樓生產(chǎn)基地主要集中在安徽、浙江、江西、河北、湖南、山東、江蘇等省，廣西、貴州、河南等地有少量引種。栝樓栽培模式分為架式栽培與露地栽培。架式栽培主要作為籽用和全果用生產(chǎn)，果實當(dāng)年收獲，根3年后起挖，主要栽培品種為皖蔞系列；露地栽培分為根用與全果用，根用一般選擇雄株，當(dāng)年種植當(dāng)年采挖，全果用主要品種為河北的“海市栝樓”。據(jù)調(diào)查，2016年全國栝樓種植面積已達(dá)約3萬多公頃，主要以采收栝樓籽、生產(chǎn)吊瓜子為主，同時收集全果、皮、籽和根作藥用，但其資源利用效率較低，資源價值尚未得到有效挖掘和充分釋放。

本文基于團(tuán)隊近年來圍繞中藥資源產(chǎn)業(yè)化過程循環(huán)利用與提質(zhì)增效模式的建立及適宜技術(shù)體系的創(chuàng)建[4]，提出栝樓植物不同部位資源化利用策略與途徑，為栝樓資源產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展提供指引和借鑒。

1 栝樓果實資源化利用策略與途徑

據(jù)2016年產(chǎn)銷分析結(jié)果，我國栝樓鮮果總產(chǎn)量約87.5萬噸，理論折算量可產(chǎn)生干果皮約8萬噸。栝樓果實加工過程除可收獲瓜蔞皮和瓜蔞子外，尚有約占果實產(chǎn)量三分之一的果瓤未被利用而廢棄。因此，藥材加工過程產(chǎn)生大量的果瓤等下腳料，造成資源浪費、環(huán)境污染。對栝樓果實資源性物質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)分析評價和資源價值發(fā)現(xiàn)研究，將對其循環(huán)利用和提質(zhì)增效起到積極的推動作用，從而實現(xiàn)資源節(jié)約、環(huán)境友好的目的，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的和諧共生[5]。

1.1 精細(xì)高值化開發(fā)利用策略

栝樓果實的藥理作用主要為改善心血管系統(tǒng)及祛痰止咳兩方面，尚具有抗腫瘤、抗?jié)?、抗菌及瀉下等作用。對栝樓改善心腦血管系統(tǒng)功能的研究較多，栝樓具有擴(kuò)張微血管、增加耐缺氧能力、增加冠脈血流量、保護(hù)缺血心肌、抗凝血及降低血清膽固醇等多種活性[6-7]。栝樓果實所含的三萜類成分主要有兩大類，葫蘆烷型的四環(huán)三萜和齊墩果烷型的五環(huán)三萜。果實中甾醇類化合物種類繁多，主要有菠菜甾醇、豆甾醇等。栝樓干燥果皮脂溶性部分含有一種特有的生物堿——栝樓酯堿[8]，其結(jié)構(gòu)為α-(苯甲酰胺)-苯丙酸-3-[(1-苯基)亞乙基]氨-2-羥基丙酯。從栝樓果肉分離得到分子量為50 000的絲氨酸蛋白酶A、B，它們能被氟磷酸二異丙酯抑制，但不受半胱氨酸蛋白酶抑制劑和金屬螯合物試劑的抑制[9]。果皮或果實中還含有蘆丁、芹菜素、香葉木素、槲皮素、山柰酚及其糖苷類資源性化學(xué)物質(zhì)等。研究初步確定栝樓多糖由鼠李糖、阿拉伯糖和葡萄糖3種單糖組成[10]。

栝樓種子(瓜蔞子)單用入藥最早見于《本草經(jīng)集注》，主治痰熱咳嗽、燥結(jié)便秘、癰腫、乳少。資源性物質(zhì)分析結(jié)果表明，栝樓種子富含以亞油酸、栝樓酸、油酸等不飽和脂肪酸為主的油脂類成分，果皮中也含有少量油脂類成分。此外，從栝樓種子分離得到的分子量27 000 Da的蛋白質(zhì)即栝樓素(trichokirin)，是一種堿性糖蛋白單鏈毒素，可使核糖體失去活性[11]；分離得到的兩種RIPs：分子量為8 kD左右的S·TCK和11kD大小的TCK·S[12]；核糖體失活蛋白質(zhì)α- kirilowin 和β-kirilowin，分子量分別為27 500 Da 和28 800 Da[13]；一種分子量57 000 Da的糖蛋白凝集素由分子量分別為37 000 Da和25 000 Da的2個亞單位組成。種子中還有小麥黃素和4′，6-dihydroxy-4-methoxyisoaurone[14-15]。栝樓種子由于其中含不飽和脂肪酸、蛋白質(zhì)及多種氨基酸，并含有三萜皂苷、多種維生素以及鐵、鋅、鈣、硒等多種微量元素，具有較高的營養(yǎng)價值。栝樓籽油的半最大效應(yīng)濃度(EC50)為0.23 mg·mL-1，而玉米油、芝麻油的EC50分別為0.51 mg·mL-1和0.27 mg·mL-1，栝樓籽油與芝麻油、玉米油相比，具有更好的羥自由基去除效果，可作為理想的保健性食用油[16]。

本課題組對栝樓果實中的資源性化學(xué)成分分析表明，瓜蔞皮約含葡萄糖及果糖分別達(dá)20%；果瓤中葡萄糖、果糖及多糖含量分別達(dá)20%以上；果實不同部位中多糖含量高低順序依次為：果瓤>果皮>種仁，果瓤多糖類成分含量是果皮的3倍以上。此外，果瓤色素類含量約為0.2%；種仁蛋白含量約為8%。脂肪酸類成分是種仁的特有成分，包含亞麻酸、瓜蔞酸、亞油酸、油酸等，其總量高達(dá)40%。同時瓜蔞皮含少量異槲皮苷、蘆丁、木犀草苷等黃酮類物質(zhì)及少量葫蘆素B等三萜類成分。對于栝樓果實各部位的各類資源性化學(xué)成分有針對性地進(jìn)行精細(xì)高值化產(chǎn)品開發(fā)，是推動栝樓資源產(chǎn)業(yè)由物質(zhì)消耗向高價值提升轉(zhuǎn)變、延伸資源經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈的重要策略。

以栝樓果實不同部位開發(fā)的健康產(chǎn)品類型多樣，作用各異。例如，以全瓜蔞配伍白芍、金銀花、甘草、香附、僵蠶等制成治療帶狀皰疹膏藥[17]；采用瓜蔞、紅棗、桂圓、牛奶為主要原料，并加入山藥、枸杞子等制備瓜蔞低糖發(fā)酵飲品，可以幫助腎臟排出體內(nèi)毒素，促進(jìn)血液循環(huán)，促進(jìn)人體健康[18]；以瓜蔞、枸杞子、紅豆等為原料制備瓜蔞奶茶粉，具有清肺化痰、行氣寬胸、補血、促進(jìn)睡眠的作用[19]；研究瓜蔞皮中三萜皂苷提取物抗真菌作用，以其為原料制備能夠治療腳氣的藥物[20]；以瓜蔞皮配伍桂花、陳皮、桑葚、甘藍(lán)提取物、藍(lán)莓提取物等制備營養(yǎng)保健飲料，對長期胃痛反酸、高血壓、腰膝酸軟、咽喉腫痛有治療效果[21]；以瓜蔞子或瓜蔞皮作為主要藥效成分制備胃漂浮緩釋膠囊，有效延長制劑在胃中的滯留時間，延長內(nèi)容物中藥效分子的釋放時間，從而提高藥效分子的生物利用度，減少服藥次數(shù)[22]；瓜蔞皮配伍半夏、牽牛子、荷葉、山楂、決明子、枸杞子等制備瓜蔞皮減肥茶，可排毒養(yǎng)顏、減肥降脂[23]；以瓜蔞皮為原料制得栝樓果脯，有潤肺止咳、利咽降火等多種保健功能[24]；瓜蔞皮、芒果皮和枇杷花通過發(fā)酵等工藝制得保健醬油[25]；以栝樓果皮作為原料，提取分離資源性化學(xué)物質(zhì)[26]。

以栝樓果瓤為原料制備栝樓瓤天然防腐劑[27]；以栝樓瓤作為防腐劑，瓜蔞皮水提及醇提液為主要成分制備栝樓天然植物牙膏，具有保持口腔衛(wèi)生效果明顯、抗菌效果佳、安全性高、成本低的特點[28]；栝樓瓤可作為原料，提取栝樓黃色素[29]；以栝樓果瓤為原料，制備栝樓瓤美白霜，其不僅能保持皮膚水分的平衡，還能補充重要的親水性保濕成分、油性成分，并能作為活性成分和藥劑的載體，使之為皮膚所吸收，達(dá)到調(diào)理和營養(yǎng)皮膚的目的[30]；以栝樓瓤、干葛粉、菊花粉末、金銀花粉末混合攪拌均勻，烘干后慢火炒熱，制備去燥熱瓜蔞茶，具有去暑解毒、治肺燥熱渴、大腸秘結(jié)等作用[31]；栝樓瓤配糯米、粳米、紅糖等制備栝樓瓤糕，有清肺化痰、利氣寬胸、散結(jié)消腫作用[32]；采用雙酶法破壞膠質(zhì)和纖維素的細(xì)胞壁，使栝樓瓤細(xì)胞內(nèi)黃色素能夠釋放，能降低提取液的黏度，制得栝樓黃色素[33]。

栝樓果瓤、果皮中富含糖類資源性成分，經(jīng)分離純化技術(shù)制備得多糖、單寡糖部位或者單體，作為制藥原料，應(yīng)用于醫(yī)藥、輕工業(yè)、保健等各類資源性產(chǎn)品的開發(fā)。研究表明瓜蔞多糖可顯著提高免疫抑制小鼠臟器指數(shù)、巨噬細(xì)胞吞噬能力和淋巴細(xì)胞增殖能力，瓜蔞多糖具有良好的免疫增強、抗氧化和心臟毒性保護(hù)等活性，具有較高的研究與開發(fā)價值[34-35]。栝樓籽中多糖提取率可達(dá)到3.60%左右，該多糖對·OH自由基的清除能力強于檸檬酸和抗壞血酸[36]。

栝樓果瓤中主含果葡糖漿，是一重要的資源性物質(zhì)。其理化性質(zhì)接近于天然果汁，具有水果清香，味覺甜度比蔗糖濃，且有清涼感。果葡糖漿在40 ℃以下時具有冷甜特性，甜度隨溫度的降低而升高，可用于清涼飲料和冷飲食品。果葡糖漿的發(fā)酵性能好，用于酵母發(fā)酵的食品加工方面優(yōu)于蔗糖。

栝樓果實具有保護(hù)心血管系統(tǒng)及祛痰止咳等藥理活性，目前市場栝樓果實相關(guān)產(chǎn)品有瓜蔞皮注射液、丹蔞片，其系列資源性產(chǎn)品有待進(jìn)一步研究開發(fā)。

1.2 轉(zhuǎn)化增效資源開發(fā)利用策略

通過生物轉(zhuǎn)化技術(shù)對中藥資源中資源性化學(xué)成分、營養(yǎng)基質(zhì)、生物質(zhì)能源等物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而提升中藥資源利用效率，延伸中藥資源經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)資源節(jié)約、可持續(xù)發(fā)展的目的[37]。近年來大量研究表明，生物轉(zhuǎn)化技術(shù)(酶轉(zhuǎn)化、細(xì)胞轉(zhuǎn)化、微生物轉(zhuǎn)化)和物理化學(xué)的轉(zhuǎn)化技術(shù)顯著提高中藥中主要成分的含量、修飾活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大藥源范圍，其轉(zhuǎn)化增效的開發(fā)模式對栝樓資源價值開發(fā)具有深遠(yuǎn)意義[38]。

栝樓果皮、栝樓果瓤中含有豐富的多糖類成分，可作為微生物的營養(yǎng)來源，在代謝過程中分泌果膠酶、纖維素酶等多種胞外酶，促使果實組織細(xì)胞破裂，從而利于資源性化學(xué)成分的溶出，提高資源性成分的利用率；另外，多糖類成分可針對性地對其水解或酶解，制備不同分子量段的部位，并驗證其活性，提升其資源價值。

研究表明，廢棄的栝樓果瓤富含糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸等成分，可在相關(guān)酶的輔助下，接種相關(guān)菌種，經(jīng)發(fā)酵制備具有風(fēng)味的栝樓果醋、栝樓果酒或直接發(fā)酵蒸餾得到工業(yè)乙醇，取得顯著的社會-經(jīng)濟(jì)-生態(tài)效益。

1.3 粗放低值化開發(fā)利用策略

中藥廢棄物亦可直接燃燒或經(jīng)過簡單發(fā)酵技術(shù)直接或者間接作為燃料、肥料、飼料及添加劑、栽培基質(zhì)等粗放的能源[38]。栝樓果實，特別是廢棄的果瓤以及過剩的果皮，可經(jīng)高溫?zé)崃呀夂笊缮锾?，或者利用微生物厭氧發(fā)酵技術(shù)將富含淀粉等多糖類成分轉(zhuǎn)化為乙醇、沼氣等生物質(zhì)能源以及肥料資源，從而部分替代煤炭、石油以及化學(xué)肥料。果瓤中富含糖類、核苷、氨基酸、蛋白等營養(yǎng)成分，可開發(fā)成動物飼料或飼料添加劑，在消除環(huán)境污染的同時給畜牧養(yǎng)殖業(yè)提供新型保健飼料。

2 栝樓根資源化利用策略與途徑

栝樓最早用藥部位是根部。《神農(nóng)本草經(jīng)》中將其列為中品，記載“栝樓根，味苦寒，主消渴，身熱，煩滿，大熱，補虛安中，續(xù)絕傷，一名地樓”。我國天花粉年需求量約3500～4000 t，主要用于飲片調(diào)劑、中成藥原料及制備天花粉蛋白作為天花粉蛋白注射液的原料藥。然而，3萬多公頃的栝樓種植生產(chǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出市場對天花粉藥材的需求，巨量的栝樓塊根未得到有效利用，既造成了資源的巨大浪費，也潛在著不合理利用的社會風(fēng)險。

目前研究較為深入和轉(zhuǎn)化應(yīng)用的是栝樓植物根中的天花粉蛋白(TCS)。該蛋白是一種核糖體失活蛋白，抑制細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，促使細(xì)胞內(nèi)促凝物質(zhì)外溢，而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。此外，在根中還發(fā)現(xiàn)有葫蘆素B、異葫蘆素B、葫蘆素D、異葫蘆素D、23，24-二氫葫蘆素D、3-表-異葫蘆素B、二氫葫蘆素B、二氫異葫蘆素B、二氫異葫蘆素E等三萜類成分，該類葫蘆烷型四環(huán)三萜對乳腺癌、胰腺癌、前列腺癌、肺癌、結(jié)腸癌等抑瘤效果顯著，可通過誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、誘導(dǎo)細(xì)胞自噬、阻滯細(xì)胞周期、抑制腫瘤轉(zhuǎn)移、破壞細(xì)胞骨架以及調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子與轉(zhuǎn)錄激活子3、絲裂原激活的蛋白激酶等信號通路來發(fā)揮抑瘤作用[39-40]。研究還認(rèn)為栝樓屬塊根提取物對HeLa細(xì)胞的細(xì)胞毒活性及其細(xì)胞增長有抑制作用，效果優(yōu)于天花粉蛋白。栝樓根煎劑可抑制子宮頸癌HeLa細(xì)胞活性，而對巨噬細(xì)胞有促進(jìn)和損傷的雙向作用[41]。Dou等[42]研究發(fā)現(xiàn)天花粉多糖對人乳腺癌MCF-7細(xì)胞有生長抑制和誘導(dǎo)凋亡作用，其誘導(dǎo)凋亡的機制可能與Caspase-3、Caspase-8活化有關(guān)[43]。對天花粉蛋白分離純化及活性的報道較多，研究表明天花粉蛋白具有多種抗腫瘤活性。天花粉蛋白通過激活ERK信號通路，抑制胃癌SGC7901細(xì)胞的生長，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[44]。天花粉蛋白能有效抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的生長，且證實Tyr70、Arg163為天花粉蛋白活性結(jié)構(gòu)中重要氨基酸[45]。天花粉蛋白能夠抑制小鼠B細(xì)胞淋巴瘤A20在同種移植模型體內(nèi)的生長，能夠延長荷瘤小鼠的生存時間[46]。

研究表明，天花粉或其蛋白注射液在異位妊娠、子宮切口瘢痕妊娠等婦產(chǎn)科疾病中有舉足輕重的作用[47-48]。另有學(xué)者觀察到栝樓根具有改善糖尿病“三多一少”癥狀、降低血糖和血脂、減少HbA1c含量、增加血清胰島素含量和增強胰島素敏感性的作用，減輕T2DM大鼠胰島β細(xì)胞受損程度，能增加細(xì)胞中IGF-1的表達(dá)[49]。此外，研究證明天花粉多糖對乳鏈球菌有一定的抑制作用[50]，天花粉與連翹、金銀花配伍能防治牛乳房炎[51]，提示可進(jìn)一步研發(fā)成中獸藥產(chǎn)品。

2.1 精細(xì)高值化開發(fā)利用策略

本課題組對栝樓根中的資源成分進(jìn)行分析表明，天花粉中含有葫蘆素B、葫蘆素等葫蘆烷型三萜類、10%多糖類、3%蛋白質(zhì)類等資源性化學(xué)物質(zhì)。

以栝樓根開發(fā)的健康產(chǎn)品類型亦較為豐富。以雄栝樓的天花粉或天花粉下腳料發(fā)酵制備天花粉飲料，具有增強抵抗力、保護(hù)胃腸功能、防治心腦血管疾病、美容護(hù)膚、減肥瘦身及延緩衰老的作用，增加天花粉的深加工方法，使種植農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)收入提高11.3%[52]。以栝樓根為原料提取三萜類化學(xué)成分，可用于制備治療糖尿病的功能食品及藥物[53]。栝樓根配伍茯苓、山藥、瞿麥等，用于治療前列腺炎[54]。以天花粉配伍桔梗、半夏、瓜蔞等，用于治療乳腺炎、乳癌[55]。此外，以天花粉、菱苦土、介孔磷酸鐵鋰、紅線蟲干粉、絲瓜絡(luò)、川槿皮、西紅花、土壤調(diào)節(jié)劑等配伍制成專用于西府海棠的肥料，提高海棠的抗病性和免疫力[56]。亦有報道將天花粉作為殺蟲劑的原料，生產(chǎn)的殺蟲劑綠色環(huán)保、無毒副作用、殺蟲效果較好[57]。以天花粉為原料，探討提取溶劑、時間、溫度等因素，優(yōu)化出最佳提取瓜氨酸的方法[58]。

目前關(guān)于栝樓根資源性產(chǎn)品的研究內(nèi)容主要為與各類藥材配伍，發(fā)揮抗炎、抗癌、降糖、抗病毒、提高免疫力等藥效；或制成殺蟲、抑菌、抗病的生物農(nóng)藥、有機肥料應(yīng)用于特種農(nóng)業(yè)，提升栝樓根的資源利用效率和效益。同時，依據(jù)天花粉中各類資源性物質(zhì)的理化性質(zhì)及其生物活性，可分別將天花粉蛋白類、多糖類、三萜類等化學(xué)成分進(jìn)行系統(tǒng)的資源價值挖掘，發(fā)現(xiàn)一批具有特定功能的醫(yī)療保健品或藥品前體，為高附加值天花粉系列產(chǎn)品的創(chuàng)制提供科技支撐。

2.2 轉(zhuǎn)化增效資源開發(fā)利用策略

以栝樓根及莖葉等組織器官為原料提取三萜類、多糖類、蛋白質(zhì)類等資源性成分后的副產(chǎn)物及下腳料，經(jīng)發(fā)酵轉(zhuǎn)化生產(chǎn)高活性的纖維素酶，或進(jìn)一步生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)低聚糖、乳酸、生物乙醇等。天花粉藥材加工過程的根頭、側(cè)根等木質(zhì)化程度高的固體廢棄物，可經(jīng)熱解炭化生產(chǎn)生物炭。生物炭作為炭基復(fù)合肥的載體，可吸附土壤有益微生物及多元微肥，有利于改善土壤碳源、增加呼吸值、改善和修復(fù)連作障礙等，實現(xiàn)源于農(nóng)田、歸于農(nóng)田的中藥資源循環(huán)利用發(fā)展模式和生產(chǎn)方式。

可通過生物轉(zhuǎn)化將生產(chǎn)過剩的大量栝樓塊根富含淀粉類多糖物質(zhì)作為生物乙醇等生物質(zhì)能源的原料，或可通過初級轉(zhuǎn)化得到市場需要的低聚糖類、營養(yǎng)基質(zhì)等資源性物質(zhì)。也可以其淀粉類生物大分子物質(zhì)為原料經(jīng)均質(zhì)、糊化、乳化、消泡等工藝制備可生物降解的地膜、一次性消費盛器等。這些生物轉(zhuǎn)化策略具有深加工生產(chǎn)技術(shù)條件投資少、易掌握、市場需求量大、投資回報率高的特點，從而有效提升其資源利用效率和效益，且符合國家鼓勵和支持的綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展范疇。

栝樓根中含有豐富的多糖類成分，可作為微生物的營養(yǎng)來源，在代謝過程中分泌果膠酶、纖維素酶等多種胞外酶，促使果實組織細(xì)胞破裂，從而利于資源性化學(xué)成分的溶出，提高資源性成分的利用率；另外，多糖類成分可針對性地對其水解或酶解，制備不同分子量段的部位，并驗證其活性，提升其資源價值。

2.3 粗放低值化開發(fā)利用策略

在天花粉產(chǎn)地初加工環(huán)節(jié)，廢棄大量的栝樓根皮、根頭、根梢等邊角料，其中仍含有一定量的糖類、蛋白質(zhì)類、氨基酸類、核苷及堿基類、維生素類及豐富的礦質(zhì)元素等營養(yǎng)物質(zhì)，可因地制宜開發(fā)制成動物飼料或飼料添加劑，在增收降耗、減少生態(tài)環(huán)境污染的同時為畜牧養(yǎng)殖業(yè)提供新型保健飼料，產(chǎn)生復(fù)合效益。

3 栝樓莖葉資源利用策略與途徑

栝樓栽培生產(chǎn)過程均會產(chǎn)生大量的莖葉，除少量用做家庭調(diào)劑補充蔬菜外，絕大部分被廢棄。栝樓雌雄異株，若以果實為目標(biāo)產(chǎn)品，實際生產(chǎn)中要在栝樓花蕾出現(xiàn)、容易區(qū)分性別時將多余雄株拔除。若以栝樓種子有性繁育的后代，其雄株比例一般均超過90%[59]，則會產(chǎn)生大量的雄株莖葉，尚未加以利用。

栝樓莖葉藥用記載最早見于《名醫(yī)別錄》，曰“莖葉，治中熱傷暑”。《本草綱目》謂之“酸，寒，無毒”?！侗静菡x》“瓜蔞莖葉治中熱傷暑，以其清芬涼爽，故善滌暑。又其味微酸，自能振刷精力，以御酷暑之炎熱”?；跉v代本草對栝樓莖葉的功效特點記載以及現(xiàn)代化學(xué)與生物活性研究結(jié)果的相互支持，為該資源價值的深入挖掘提供了借鑒和啟示。

現(xiàn)代研究表明，栝樓莖葉中主要含有木犀草素、金圣草黃素、槲皮素-3-O-蕓香糖苷、芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖苷、香葉木素-7-O-β-D-葡萄糖苷、芹黃素-6，8-二-O-β-D-葡萄糖苷、山柰酚-3，7-二-O-β-D-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-β-葡萄糖苷-7-O-α-鼠李糖苷、山柰酚-3-O-β-蕓香糖苷、山柰酚-3-O-β-槐糖苷、柯伊利素-7-O-D-葡萄糖苷、木犀草素-7-O-β-葡萄糖苷、木犀草素-4′-O-β-葡萄糖苷、木犀草素-3′-O-β-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-β-半乳糖苷等黃酮類成分[60]。初步研究表明，栝樓莖葉黃酮類物質(zhì)具有良好的抗氧化、抑菌等活性[61-62]。此外，還發(fā)現(xiàn)有cyclotricuspidoside A、cyclotricuspidoside B、cyclotricuspidoside C等三萜類成分。尚分離得到對羥基苯甲酸甲酯及3-吲哚甲醛[63]。

3.1 精細(xì)高值化開發(fā)利用策略

本課題組對栝樓莖葉中的資源成分進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)栝樓莖葉中含有較為豐富的異槲皮苷、蘆丁、木犀草苷、木犀草素等黃酮類資源性成分，多糖類物質(zhì)含量高于4%。前期研究提示，栝樓莖葉含有豐富的黃酮類物質(zhì)，具有抗菌、抗氧化、保護(hù)心血管等潛在的開發(fā)價值[64]。莖葉多糖除具有較好的抗氧化活性、調(diào)節(jié)免疫、抗腫瘤、抗輻射等生物效應(yīng)外，在抗衰老、調(diào)節(jié)血糖、抗凝血等方面亦展現(xiàn)出良好活性。由于糖類化學(xué)物質(zhì)與機體相融性好、毒副作用小，在醫(yī)藥中間體及保健食品的開發(fā)利用中具有廣闊的應(yīng)用前景。

以栝樓果瓤、栝樓葉配伍綠茶、柚子皮、茉莉等發(fā)酵制備栝樓茶醋飲料，具有降血脂的作用[65]。栝樓嫩葉以百香果提取液熏蒸，制備栝樓葉茶，具有水果清香，成茶滋味醇而不苦澀[66]。栝樓葉配伍瓜蔞子、山楂等制成的飲品具有開胃、消食功能，栝樓汁味甜，潤嗓，口感極佳[67]。栝樓葉與桂花經(jīng)發(fā)酵等工藝制備發(fā)酵型桂花瓜蔞茶，具有排便通腸、美容養(yǎng)顏等作用[68]。栝樓須及栝樓幼嫩莖密封腌制后得栝樓腌漬菜[69]。栝樓葉莖經(jīng)兩次發(fā)酵、均質(zhì)、干燥等工藝制備栝樓葉速溶粉，方法簡單，可進(jìn)行批量生產(chǎn)，增加栝樓葉的應(yīng)用途徑，使種植農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)收入提高18.3%[70]。

3.2 轉(zhuǎn)化增效資源開發(fā)利用策略

基于本草“瓜蔞莖葉治中熱傷暑，以其清芬涼爽，故善滌暑”之記載，通過對其功效物質(zhì)的揭示和原料適宜采收期的確定，結(jié)合中醫(yī)配伍理論形成特色組方，開發(fā)用于夏季清涼消暑的特色飲品，必將產(chǎn)生良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。

栝樓莖葉富含纖維素類資源性物質(zhì)，可經(jīng)酶解轉(zhuǎn)化為聚合度不同、可吸收利用的糖類物質(zhì)，利用微生物發(fā)酵技術(shù)或固定化技術(shù)可將來源于植物半纖維素的木糖轉(zhuǎn)化為木糖醇，顯著提高莖葉的經(jīng)濟(jì)效益。

通過生物質(zhì)熱解技術(shù)可將莖葉的廢棄物降解形成生物質(zhì)炭、生物質(zhì)焦油、生物質(zhì)醋液和生物質(zhì)燃?xì)獾萚71]；莖葉亦可經(jīng)纖維的解離、板坯成型和無膠輕質(zhì)纖維板的膠合等工藝制備纖維板[72]。

3.3 粗放低值化開發(fā)利用策略

葫蘆科植物為人類生活提供了多方面的營養(yǎng)物質(zhì)資源和健康所需原料，在食用、藥用、觀賞等多方面都做出了重要貢獻(xiàn)。根據(jù)栝樓生長習(xí)性和田間管理的要求，可將其可食用嫩莖葉開發(fā)成特色健康蔬菜，或經(jīng)初加工支撐鹽水栝樓苗、脫水蔬菜等，既豐富了人們的生活需求，又可產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)收益。

栝樓莖葉廢棄部位經(jīng)腐熟處理后，作為基質(zhì)用于中藥材、蔬菜或果苗的無土栽培，充分利用其所含的營養(yǎng)成分，避免了土壤中重金屬、農(nóng)藥等有毒物質(zhì)對藥材、蔬菜或水果的污染，也能避免長期使用化肥等造成的土壤黏結(jié)、有機質(zhì)低以及灰鈣土等現(xiàn)象。

通過對栝樓各部位中可利用資源性物質(zhì)的分析，探討其資源化利用途徑和系統(tǒng)利用策略，最終以實現(xiàn)栝樓資源多途徑、多層次、精細(xì)化利用與產(chǎn)業(yè)化。栝樓植物不同部位資源化利用策略與途徑如圖1所示。

資源是人類社會發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。資源的利用效率不高是導(dǎo)致當(dāng)今社會面臨資源日益短缺的重要原因?；诒緢F(tuán)隊建立的中藥資源產(chǎn)業(yè)化過程循環(huán)利用與提質(zhì)增效模式及適宜技術(shù)體系，較為系統(tǒng)地對栝樓不同部位(果實、根、莖葉)中的資源性化學(xué)成分以及資源價值發(fā)現(xiàn)進(jìn)行研究，同時依據(jù)創(chuàng)建的“三大利用策略”和“三類資源化模式”體系對栝樓各部位進(jìn)行多途徑、多層次資源價值發(fā)現(xiàn)與資源化利用模式探討[4-5，38]。通過現(xiàn)代生物、化學(xué)技術(shù)手段，對目標(biāo)成分進(jìn)行加工處理，提高產(chǎn)品附加值，為提升栝樓資源的利用效率、挖掘其潛在利用價值提供了有益借鑒，對于栝樓資源產(chǎn)業(yè)鏈的延伸具有指導(dǎo)意義。

圖1 栝樓植物不同部位資源化利用策略與途徑