王 敏,喬玉雙,吳 澎
(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山東泰安 271018;2.泰安技師學(xué)院,山東泰安 271000;3.香馳控股有限公司,山東博興 256500)
黃精(Phizoma polygonati)屬百合科(Liliaceae),是滇黃精、黃精或多花黃精的根莖。按照外形的差異有“大黃精”“雞頭黃精”“姜形黃精”等多種習(xí)稱[1],大多生長于山地林下、半坡、灌叢、溝谷旁的陰濕肥沃土壤中或人工栽培種植[2]?!跋扇酥D”與“神仙遺糧”是我國傳統(tǒng)養(yǎng)生學(xué)家以及道家人士對黃精的美稱[3],這一稱呼足以證明黃精在藥食同源佳品中的地位,既可以作為良藥醫(yī)用,又可以作為美食入饌,烹成藥膳更是補養(yǎng)佳品。我國關(guān)于黃精的最早記載是在一部南北朝時期的醫(yī)學(xué)著作《名醫(yī)別錄》中描述黃精“生山谷,二月采根,陰干”;黃精的形態(tài)在唐代時期《新修本草》《食療本草》和《本草拾遺》有進一步的描述,具體形態(tài)記錄于《新修本草》[4]。黃精作為我國傳統(tǒng)的藥用植物,具有兩千多年的歷史,被譽為養(yǎng)生佳品,可使人壽命延長,主要功效有補氣、調(diào)和、強健骨骼、補腎填精、齒落更生、延緩衰老等。在經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天,人們的需求不同于經(jīng)濟匱乏年代的只局限于解決溫飽,而是越來越注意“如何吃、吃什么、怎么吃”等問題,對食物有了更高的追求,越來越多的人開始重視營養(yǎng)搭配,注重養(yǎng)生。黃精品性溫和,可作為滋補食物長期服用,沒有副作用,是上好的滋補強壯食品,因而受到了越來越多的重視。
目前,社會各界人士主要側(cè)重于對黃精活性成分與藥理藥性方面的研究,對其食用方法的研究仍然較少。本文主要闡述了黃精營養(yǎng)成分、生物活性和加工利用等方面的研究現(xiàn)狀,為今后黃精在食品領(lǐng)域的深入開發(fā)利用提供參考。
黃精中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì),每100 g 黃精中淀粉、蛋白質(zhì)、還原糖含量分別為20、8.4、5 g[5];除此之外,還含有豐富的氨基酸、尼克酸、醌類、黏液質(zhì)、淀粉、甾體皂苷等,其中研究較多的是黃酮、氨基酸、多糖、皂苷、無機元素、木脂素、蒽醌類化合物等[6]。
黃精多糖主要集中在黃精根部,具有多種生物活性,是黃精中的主要有效成分[7-8]。王艷等[9]采用堿提法、Sevag 法脫蛋白得到水溶性粗多糖,最終測得黃精多糖的主要成分為半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖、木糖、葡萄糖等。不同產(chǎn)地的黃精因成長環(huán)境與氣候條件的不同,多糖含量也不同。王曉丹等[10]測量不同產(chǎn)地的黃精炮制前后多糖含量的變化(見表1),結(jié)果發(fā)現(xiàn),炮制后的多糖含量明顯低于生黃精。其中,泰山生黃精多糖含量最高,為12.56%,浙江熟黃精中多糖含量最少,為2.23%。朱巧等[11]研究發(fā)現(xiàn),生長年份不同的黃精,多糖含量也不同,且含量變化較大,黃精多糖含量呈現(xiàn)出隨著種植年份的增加而升高的趨勢。
表1 不同產(chǎn)地的黃精炮制前后多糖含量Table 1 Polysaccharide content of R. polygonati before and after processing in different producing areas
皂苷類成分是藥用黃精的主要活性成分,也是黃精作為藥用植物的特征性成分,三萜皂苷和甾體皂苷是皂苷類成分的主要組成部分[11]。截至目前,從藥用黃精的化學(xué)成分中共分離出67 種甾體皂苷類化合物和12 個三萜皂苷類成分[12]。甾體皂苷是一種中性皂苷類化合物,可以去痰止咳、抗炎、抗腫瘤、抗真菌。黃精中的皂苷成分含量較少,目前測得已知的皂苷類成分主要有薯蕷皂苷元、毛地黃糖苷、菝葜皂苷元等。劉紹歡等[13]研究發(fā)現(xiàn),沿用不同的炮制方法,測得的黃精中的薯蕷皂苷元的含量也不同,并且不同炮制方法測得的含量變化明顯,但炮制前和炮制后薯蕷皂苷元所保留的時間比較穩(wěn)定。
黃酮類化合物具有十分悠久的研究歷史,查耳酮、二氫黃酮、高異黃酮等是目前已知的黃精中黃酮類化合物主要的結(jié)構(gòu)類型。陳毅堅等[14]用乙醇作為溶劑提取黃精黃酮,采用單因素實驗和正交實驗,得出最佳條件為乙醇濃度80%、液料比25∶1、提取時間60 min、提取次數(shù)3 次,在此條件下滇黃精黃酮最大提取率為0.40%。錢森和等[15]在單因素實驗的基礎(chǔ)上結(jié)合響應(yīng)面實驗,確定了黃精黃酮提取的最佳條件:乙醇體積百分比濃度為81%、提取溫度為69 ℃、料液比為1∶18、提取時間為2.5h、提取2 次,此時黃精黃酮的提取率為0.63%,各因素對提取率影響大小的排序為料液比>乙醇濃度>提取時間。
氨基酸和無機元素是維持人體正常生命活動所需的兩大營養(yǎng)物質(zhì)。黃精中含有11 種人體必需的氨基酸,其中,游離氨基酸主要由蘇氨酸和丙氨酸構(gòu)成。李曉明[16]用電感偶合等離子發(fā)射光譜儀測得,泰山黃精中有31 種微量元素,其中,Mg、F、Zn、Mn、Cu、Cr 等含量豐富,生理活性強,營養(yǎng)價值高。王曙東等[17]測定得出多花黃精根莖中含有18 種無機元素和16 種氨基酸,K、Fe、Mg、Ba、Cu、Mn、Bi 等微量元素含量較高,黃精根莖中的氨基酸含量小于根須中的氨基酸含量。
黃酮、蒽醌類化合物具有重要的藥用價值,多存在于黃精的根、莖、葉中。孫隆儒等[18]首次發(fā)現(xiàn)并從黃精中提取出木脂素類成分。目前,在短筒黃精中分離得到3個醌類化合物,其中的部分成分對心腦血管疾病具有顯著的治療作用[19]。
黃精中含有多種活性成分,因而具有調(diào)節(jié)免疫、提高學(xué)習(xí)記憶力、抗氧化、抗疲勞、保護心血管系統(tǒng)、降血糖血脂、抗癌抗腫瘤、治療骨質(zhì)疏松、改善造血功能等多種化學(xué)活性與藥理作用[20-21]。
黃精具有顯著的增強免疫力的功效,在解決免疫難題方面享有盛譽[22]。吳柳花等[23]建立小鼠模型,研究了黃精對長期超負荷游泳致陰虛內(nèi)熱的大鼠的作用,研究表明,黃精能使其體質(zhì)量增加,抓力增大,可以改善免疫力低下大鼠的免疫力。傅圣斌等[24]研究黃精多糖對免疫力低下的小鼠免疫功能的影響,得出黃精多糖可使小鼠胸腺及脾臟質(zhì)量增加,血清溶血素含量及巨噬細胞吞噬指數(shù)明顯提高,證實了黃精多糖可明顯改善環(huán)磷酰胺致免疫抑制小鼠的免疫功能。肖小妹等[25]通過對兒童腎病綜合征紅細胞免疫功能影響的研究,得出黃精多糖可增強腎病綜合征患者的紅細胞免疫功能。
黃精具有較強的抗氧化功效。錢森和等[26]初步探究了黃精黃酮的抗氧化性,研究發(fā)現(xiàn),120 μg/mL 的黃精黃酮對DPPH 自由基和羥自由基清除能力較強,幾乎與VC清除自由基的能力相當(dāng),說明黃酮成分具有抗氧化活性。李舒婕等[27]進行了體外抗氧化實驗,研究發(fā)現(xiàn),一定濃度下的黃精多糖具有明顯的抗氧化能力。齊冰等[28]建立小鼠模型,通過對比黃精治療組和衰老模型組的小鼠,證明泰山黃精中的多酚和黃酮成分能顯著延緩衰老,具有較好的抗氧化能力。張國強等[29]用乙醇提取西藏卷葉黃精中的多酚類物質(zhì),通過抗氧化實驗,證實黃精中多酚提取物作為抗氧化物質(zhì),抗氧化性質(zhì)優(yōu)良,甚至比VC 的抗氧化能力更強。
研究表明,黃精可以改善學(xué)習(xí)記憶力。孫隆儒等[30]建立小鼠模型,定期灌胃黃精乙醇提取物,觀察其對小鼠學(xué)習(xí)記憶能力的作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn),采用黃精乙醇提取物灌胃的小鼠學(xué)習(xí)能力明顯高于正常小鼠的學(xué)習(xí)能力,對東莨菪堿導(dǎo)致的小鼠學(xué)習(xí)障礙有明顯改善作用。王威等[31]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),黃精多糖也能改善慢性腦缺血大鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力。趙小貞等[32]研究表明,黃精口服液可以改善血管性癡呆雌性大鼠記憶力,能夠降低血管性癡呆雌性大鼠學(xué)習(xí)時的記憶錯誤頻率,具有提高腦組織活力的功效,黃精水煎劑也能改善大鼠的空間學(xué)習(xí)能力。除此之外,黃精提取物也可以改善衰老小鼠的學(xué)習(xí)記憶能力,具有明顯的提升智力和抗衰老的功效。
近幾年,社會上對多糖類藥物降血糖、血脂的報道越來越多,黃精在醫(yī)療方面對治療糖尿病有顯著的功效[33-34]。徐茂紅等[35]研究發(fā)現(xiàn),黃精多糖可以提高小鼠的血清胰島素含量,降低糖尿病小鼠的血糖水平,對糖尿病有一定的治療作用。高英[36]建立高血糖小鼠模型,分組灌喂陽性藥物、不同劑量的黃精浸膏、黃精多糖溶液,研究發(fā)現(xiàn),黃精多糖的降糖活性明顯,對比各組血糖水平發(fā)現(xiàn),高劑量黃精多糖溶液的降血糖功效尤為明顯。Zhao 等[37]觀察黃精多糖對糖尿病小鼠視網(wǎng)膜的作用,發(fā)現(xiàn)黃精多糖對劑量依賴性的抗糖尿病性視網(wǎng)膜損傷具有保護作用。王建新[38]建立鏈脲佐菌素致糖尿病小鼠模型,觀察黃精的降糖降脂作用,經(jīng)研究推斷,黃精可在臨床上用來治療糖尿病和高血脂癥。
黃精具有抗炎抑菌、抗病毒的功效。李志濤等[39]進行抑菌實驗,研究得出,適當(dāng)劑量的微波輔助法提取的黃精多糖可以明顯抑制大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和藤黃球菌。彭成等[40]為研究黃精多糖的抗炎作用,建立了家兔眼結(jié)膜、角膜炎癥模型,用黃精多糖眼藥水對家兔進行治療,考察黃精多糖的抗炎作用,發(fā)現(xiàn)黃精多糖眼藥水能改善模型家兔結(jié)膜充血、水腫、分泌物增加、角膜混濁、睫狀充血等局部癥狀。此外,黃精還能改善小鼠耳廓腫脹、大鼠足趾腫脹的癥狀,能夠降低大鼠肉芽腫的質(zhì)量,減少肉芽腫內(nèi)滲出,對治療大鼠免疫性關(guān)節(jié)炎的原發(fā)病灶和繼發(fā)病變有顯著療效,表明黃精多糖具有良好的抗炎作用。
黃精傳統(tǒng)炮制方法簡單易行,技術(shù)含量低,炮制目的也只是單純?yōu)榱烁纳瓶谖?,減少刺激性物質(zhì)和降低不良反應(yīng),加強其功效。唐代《食療本草》中記載“蒸之,若生則刺人咽喉,曝使干,不爾朽壞”,明代《本草原始》也延用了這種說法;對黃精炮制的目的和方法詳細記載于清代的《醫(yī)林篡要藥性》中:“生黃精,實有辛薟之味,戟人喉吻,惟蒸曬久,庶幾補養(yǎng)滋腎耳”。從現(xiàn)有的古籍記載可以看出,早期黃精炮制主要是為了消除“刺人咽喉”的不良作用[41]。
黃精傳統(tǒng)炮制方法有九制黃精、酒黃精、熟地制黃精、枸杞制黃精、黑豆制黃精,在古籍中多有記載?!独坠诰恼摗酚涗浟藛握舴ǎ骸胺膊傻茫韵磧艉笳?,從巳至子,刀切薄片暴干用”,這是記錄中已知的黃精最早的炮制方法[42]。孫思邈的《千金翼方》中記錄了以“九蒸九曝”法為原型的重蒸法,為后來的“九蒸九曝”法的產(chǎn)生打下基礎(chǔ);正式的“九蒸九曝”法是由孟詵在總結(jié)前人經(jīng)驗的基礎(chǔ)上推出的,這使黃精的炮制方法被進一步完善。宋代以后中藥炮制的發(fā)展非常繁榮,炮制方法也有所創(chuàng)新,如王懷隱的《太平圣惠方》獨創(chuàng)了與酒共制的方法,增加了與蔓荊子蒸制的新炮制方法。元明代以后黃精的炮制方法主要以繼承為主,如李時珍仍采用雷斅法,李忠立采用了孟詵之法;汪昂、張仲巖對黃精的炮制均以繼承雷斅或孟詵制法為主;易思榮等[43]在繼承前人傳統(tǒng)的黃精酒制的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了創(chuàng)新,首先提出了黃精與黑豆共蒸的炮制方法,并指出該方法忌用鐵器。
我國幅員遼闊,地大物博,根據(jù)已知的記錄得知各省份黃精的炮制加工方法大致相同,但因地域的差異,在加工炮制和使用方法等方面也有細微的差別,而不同炮制方法所用的輔料、時間、次數(shù)等均有較大的差異[44]。浙江、安徽、上海等地主要沿用清蒸法,其主要炮制過程包括蒸、悶、切和干燥;北京、山東等地以酒蒸法為主,主要炮制過程為酒拌、悶、蒸、切、干燥,其中蒸、悶兩個過程不斷重復(fù);福建等地區(qū)多采用清蒸法或煮法,將藥材進行反復(fù)蒸或煮,直至黃精變?yōu)楹谏?、質(zhì)地柔潤、味道甘甜,再切片曬干;陜西規(guī)定黃精炮制方法為30 余小時的酒蒸法或酒燉法,酒黃精炮制過程為水浸、蒸、曬、酒悶、再蒸、切片干燥。添加不同的輔料炮制黃精的方法還有黑豆制、熟蜜制、酒制、生姜制、蜜制、熟地黃膏制法等。
在人們生活品質(zhì)提高的同時,對食品品質(zhì)的要求也越來越高,市場上對于健康食品的需求量也越來越大,黃精具有的抗衰老、抗氧化、提高免疫力等功效與人們的生活緊密聯(lián)系,對黃精活性成分藥理作用及其機理研究的更加深入,一些保健企業(yè)窺得商機,開發(fā)出了一系列以黃精為主的功能保健食品與藥膳、滋補食品等。例如一種含黃精、積雪草的增強免疫力的功能性食品,由黃精、積雪草制作而成,可以補氣益腎、增強免疫力、延緩衰老[45]。將鮮黃精經(jīng)真空干燥,粉碎成黃精食品添加劑,以此為主要原料添加其他中藥粉,制成具有降血壓、血脂、血糖,預(yù)防動脈硬化、冠心病等作用的沖劑、膠囊等產(chǎn)品[46],功效顯著且食用方便??阻Φ萚47]選用重慶產(chǎn)黃精為原料,用直接煎煮法可以將黃精中多糖提取出來,以提取液中多糖的含量為指標(biāo),制出一款黃精多糖口服液,為黃精的進一步開發(fā)利用提供參考。張建萍等[48]以酒黃精和山楂為原料,制作出一款酒精度為10.55%vol 的保健營養(yǎng)型果酒,具有獨特的發(fā)酵醇香和酯香和較強的保健作用。
除民間常用的具有補氣養(yǎng)生、補益強身等功效的黨參黃精豬肚、黃精蒸雞、黃精瘦肉粥和黃精燉排骨等膳食外,黃精休閑食品也被越來越多的開發(fā)出來。如一種富硒黃精果脯[49],制作原料為黃精丁和甘露醇,將黃精丁進行漂燙處理后置于融化后的甘露醇中煮制,待煮至口味酸甜即為完成。田惠鑫等[50]以水和糯米為主要原料,青稞和黃精為輔料,應(yīng)用原輔料吸水及原輔料對粥黏度影響的單因素試驗和正交試驗,制成營養(yǎng)豐富的青稞黃精粥,為西藏青稞及黃精的開發(fā)利用奠定了基礎(chǔ),建立科學(xué)的方法。葉文峰等[51]以新鮮生黃精作為主料,配以羅漢果、檸檬酸,用β-環(huán)糊精包埋其黃精苦澀味研制出一款營養(yǎng)豐富、口感適當(dāng)、具有獨特黃精風(fēng)味的天然性飲料。呂嘉櫪等[52]利用發(fā)酵工藝,復(fù)配鮮乳和黃精浸提液制作成口感良好、營養(yǎng)豐富的黃精酸奶。張松等[53]通過單因素實驗優(yōu)化了黃精薏仁饅頭的配方,調(diào)配了黃精粉、薏仁粉、加水量的比例,研制出一款感官性狀良好的黃精饅頭,其質(zhì)構(gòu)特性指標(biāo)完全符合市售要求,同時具有適宜開發(fā)和推廣的特點。
當(dāng)前,黃精的炮制與初加工依然沿用古籍中記載的傳統(tǒng)方法或依據(jù)當(dāng)?shù)氐膫鹘y(tǒng)習(xí)慣,黃精炮制方法種類繁多且大多都是依據(jù)前人的經(jīng)驗。為充分發(fā)揮黃精的多種效用,維持黃精制品的質(zhì)量,保證其口感,勢必要研究出一套規(guī)范、科學(xué)、統(tǒng)一的炮制方法??梢酝ㄟ^嚴(yán)格控制黃精制作工程中的蒸制時間、煮制時間、干燥溫度、干燥時間、切片厚度等,依據(jù)對黃精活性成分含量、顏色、口味等的測定與對比分析,確定最佳的加工工藝與方法,以保證黃精制品制備工藝的科學(xué)性,得到高質(zhì)量的黃精制品。
現(xiàn)在流行的黃精產(chǎn)品,多都是黃精口服液、黃精復(fù)合飲料、黃精酵素、黃精滋補酒、黃精粥、黃精餅、黃精膏、黃精發(fā)酵制品等??梢婞S精的產(chǎn)品開發(fā)還處于原材料簡單加工制作的“短、小、亂”的初級階段,生產(chǎn)線路短,生產(chǎn)工藝水平低,科研投入少,創(chuàng)新能力弱,深加工力度不夠,且產(chǎn)品種類繁多,雜亂不一,沒有代表性的產(chǎn)品來主導(dǎo)市場,缺少方便攜帶與食用的深加工產(chǎn)品。黃精的深加工必須從黃精的活性成分出發(fā),結(jié)合其藥理活性,在研制新藥品的同時,兼顧保健和功能性食品的開發(fā)以提高黃精的綜合利用價值。