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新疆甘草的开发利用

2012-08-15刘娅韩新年陈玲

食品研究与开发 2012年1期
关键词:甘草新疆

刘娅,韩新年,陈玲

(1.石河子大学食品学院,新疆 石河子 832000;2.新疆农垦科学院作物所,新疆 石河子 832000;3.石河子大学生命科学学院,新疆 石河子 832000)

新疆甘草的开发利用

刘娅1,韩新年2,陈玲3

(1.石河子大学食品学院,新疆 石河子 832000;2.新疆农垦科学院作物所,新疆 石河子 832000;3.石河子大学生命科学学院,新疆 石河子 832000)

新疆甘草资源丰富,品质优良,为加强甘草的综合开发利用,提升甘草的附加值,对新疆甘草资源的分布、甘草的化学组成和保健功能、甘草的加工及开发应用等进行综述,并根据新疆甘草的利用现状提出了今后的研究方向和思路。

新疆甘草;分布;保健功能;开发利用

甘草作为我国2000多种草药中用量最大的传统中药材,素有“十方九草,无草不成方”之说,为我国著名的国药之一,也是国家卫生部批准的药食同源食物之一[1]。它不仅是重要的常用药材,而且广泛应用于食品、饮料和化妆品等行业。新疆得天独厚的地理位置和生态环境使得当地甘草产量和品质均居全国之首,供给量占到了全国的50%以上,为充分利用甘草资源,拓宽新疆甘草产品的种类,提升甘草产品附加值,有必要开展新疆甘草综合开发利用的研究。

1 新疆甘草资源的分布

甘草是新疆荒漠区最主要的植被物种之一,在干旱脆弱的生态环境中起着防风固沙、保持水土、调节气候等重要作用。新疆有野生甘草153.3万多公顷,分布于全疆各地,其中南疆多于北疆,而尤以孔雀河两岸最为集中,所以被称为“甘草之乡”。新疆甘草年收购量最高达6万t,是全国最主要的甘草生产基地,产量占全国的1/2以上,新疆甘草的出口量约占全国的80%,远销亚、欧、美三大洲[2-4]。

世界有甘草属(Glycyrrhiza L.)植物20种,中国分布12种,其中新疆境内产9种,分别为无腺毛甘草(Glycyrrhiza eglandulosa X.Y.Li.)、光果甘草(欧亚甘草)(Glycyrrhiza glabra L.Gen.)及其变种密腺甘草(Glycyrrhiza glabra L.var.glandulosa X.Y.Li)和疏小叶甘草(Glycyrrhiza glabra L.var.laxifoliolata X.Y.Li)、胀果甘草(Glycyrrhiza inflata Bat.)、黄甘草(Glycyrrhiza eurycarpa P.C.Li)、石河子甘草(Glycyrrhiza shihe ziensis X.Y.Li)、粗毛甘草(Glycyrrhiza aspera Pall.)、平卧甘草(Glycyrrhiza prostrata X.Y.Li)和大叶甘草(Glycyrrhiza macrophylla X.Y.Li.in Bull.),但列入国家药典的仅有乌拉尔甘草、胀果甘草、光果甘草3种[2-5]。

1.1 乌拉尔甘草

该种分布最广,由北疆的阿勒泰、塔城、博尔塔拉、伊犁、克拉玛依、石河子、昌吉、乌鲁木齐到东疆的吐鲁番、哈密,直至南疆的巴音郭愣、阿克苏、克孜勒苏、喀什、和田等53个县市均有生长。但以北疆额尔齐斯河乌仑古河沿岸,伊犁河谷、准噶尔盆地南缘玛纳斯河流域三角州最为集中,其它地区多在绿洲村庄附近、田边渠沿、路旁、果园荒地等零星分布;多生长在钙质土上,在荒漠草甸和盐化草甸也可生长,能忍受轻度盐碱,最宜于沙质或沙壤质土壤。

1.2 光果甘草

该种环境适应幅度小,抗逆境能力较弱,对环境条件要求较高,耐盐碱性较差,因此,多分布在泉水溢出地带,河流沿岸、人工灌溉区。调查发现在北疆塔城、伊犁、昌吉、博尔塔拉、石河子、东疆的叶鲁番、南疆各地都有分布。

1.3 胀果甘草

该种喜温、耐旱、抗盐碱、耐沙埋抗适性最强,但低温、高湿对其生长不利。因而此种广泛分布于天山以南暖温带荒漠。和田、喀什、克孜勒苏、阿克苏、巴音郭楞、哈密的44个县市有分布,以塔里木河、孔雀河、叶尔羌河、和田流域最集中,是新疆商品甘草的最主要来源。

截止2009年,新疆野生甘草遭到过度开采,造成资源的破坏,已引起各方关注。为保护甘草资源,稳定甘草产量,现正大力发展人工种植甘草,种植面积已达数十万公顷。

2 甘草的化学组成及保健功能

国内外对甘草的药理作用研究表明,甘草具有补脾益气、清热解毒、止咳祛痰、调和诸药的功效。主要用于脾胃虚弱、倦怠无力、心悸气短、咳嗽痰多、脘腹挛急疼痛、痈疽疮毒,并能够缓解药物毒性[1,6]。分析表明,甘草含有甘草甜素6%~14%,此外还有甘露醇、皂甙、三萜类、黄酮类、香豆素、甾醇、生物碱、挥发油、有机酸、氨基酸等多种生物活性成分。现代医学研究发现,甘草具有抗变态、抗溃疡、消炎、防治病毒性肝炎、防治艾滋病和高血脂症、抗癌、抗利尿、抗干扰素诱生剂及增强细胞免疫调节之功效[7-9]。

3 甘草的加工

3.1 甘草的初加工

新疆对甘草的加工利用主要以毛草、条草、切片以及医药工业产品甘草浸膏、甘草甜味素、甘草酸粉等形式进行。

此外,也有以甘草和红枣、苹果、梨、胡萝卜、金针菇等果蔬及食用菌混合加工成保健饮品或喷雾干燥后制成相应粉剂食用的研究报道,但均未有产品上市[10]。

3.2 甘草的深加工

甘草提取物除了药用以外,还有用作烟草及食品添加剂、甜味剂、矫味剂及润肤化妆品等。以甘草为原料可以提取分离出多种高技术、高附加值的产品。以下是几种重要的甘草产品[10-14]。

3.2.1 甘草甜素类

甘草酸是甘草甜味的有效成分,属三萜皂甙类,为便于食用,一般制成易溶的盐(称为甘草甜素),已被列为重要的精细化工产品,它具有高甜度(甘草甜素的甜度是蔗糖的50倍,与其他甜叶剂合用时可达200倍~250倍)、低热能(不到蔗糖的1/10)、起泡性和溶血作用极低,安全无毒(纯天然产品,被美国食品与药物管理局列入“公认的安全物质”)和较强的医疗保健功能,广泛用于医药、食品、化妆品、卷烟等行业。甘草甜素系列产品有含量为90%、95%和98%以上的甘草酸单铵盐,一钠(钾)盐、二钠(钾)盐、三钠(钾)盐,以及含量(重量法)分别为92%、75%和21%~26%的甘草酸粉、甘草霜(膏)。

甘草甜素能与多种生物碱、抗生素、氨基酸等生成复盐或配制成复方制剂,常具协同、增溶、增加药物稳定性、提高生物利用度及降低毒副作用等功效,具有重要的开发价值。

甘草甜素集甜味与保健于一体,是十分有前途的甜素,是糖尿病、肥胖症、高血压、心脏病等病人首选的甜素。甘草酸二钠及三钠盐系白色粉末,极甜,即使稀释4000倍仍有甜味,且甜味持续时间长。饮料中使用甘草甜素,可克服多用糖而引起的发酵、酸败等缺点,具有味甜、疏松增泡、柔软化的效果。

在化妆品方面,甘草甜素可配制成护肤霜、祛斑霜、高级珍珠膏等产品,既有美容护肤,又有消炎、抗变态反应、治疗皮肤病等作用。甘草甜素水溶液具有胶凝性,可制成变凝性的化妆水剂及乳液,使用时振摇即成液态,不用时则静置成凝胶状,使用与保存均方便。

高级香烟中常用甘草制品作为烟草的甜润、增香和保湿剂、减少烟草的毒害。

日本学者对甘草甜素的抗病毒性进行了研究,结果表明它对艾滋病毒的增殖及对细胞变性有抑制作用。1986年9月20日,日本报道甘草对艾滋病毒的抑制率高达98%,甘草被视为战胜艾滋病的“仙草”。

3.2.2 甘草次酸类

甘草次酸,又名甘草亭酸,甘草次酸在抗炎和抗溃疡等方面的研究在临床上有重要的应用价值,可避免甾体类抗炎药及非甾体抗炎药的许多不良反应。

与甘草酸一样,甘草次酸的复盐或络合物有特定的药理作用。甘草次酸可抑制CCl3自由基的生成,使肝脏免受CCl4等肝细胞毒物的损伤。甘草次酸铵具有免疫调节功能,对前列腺素E2、F2a的合成有影响,能明显地抑制PGE2和PGF2a的合成,此药可治疗目前流行的中老年男性前列腺炎。甘草次酸能改善内耳的听觉功能,类同于肾上腺皮质激素。

3.2.3 香豆素类

近年来的研究表明,甘草香豆素类有抗菌和抗艾滋病毒的作用。甘草香豆素类在甘草中的含量小于0.2%,它们都是具有苯骈-α-吡喃酮母核的一类化合物。例如:胀果甘草中的胀果香豆素甲等。

3.2.4 甘草黄酮类

甘草黄酮类是一类生物活性较强的成分,分别属于黄酮及黄酮甙、异黄酮及异黄酮甙、二氢黄酮及二氢黄酮甙、查耳酮及查耳酮甙、黄酮醇、二氢黄酮醇、二氢异黄酮、异黄烷等衍生物。例如:甘草素、异甘草素、甘草查耳酮B、甘草甙、异甘草甙等。多种甘草黄酮类成分在治疗肝炎、心血管疾病以及抗癌、抗艾滋病毒、抗溃疡和解痉等方面具有重要的作用。

3.2.5 多糖类

甘草多糖对7种RNA和DNA类病毒的体外抗病毒结果表明,甘草多糖对水溶性口炎病毒(VSV)、腺病毒Ⅱ型(AdV-Ⅱ)、HSV-I和牛痘病毒(VV)均有明显的抑制作用。对甘草多糖的作用机理研究结果表明,甘草多糖不但可直接灭活上述4种病毒,而且对细胞内的病毒也有作用。可阻止VSV,AdV-Ⅱ吸附与进入细胞。某些甘草多糖的结构已经被测定。如甘草葡聚糖,是一种直链的α(1→4)葡聚糖,分子量为4000 u。

4 甘草的开发应用[11-13]

4.1 甘草在食品工业中的应用

甘草及其提取物可添加于啤酒、饮料、糖果、冰淇淋、点心、大豆蛋白仿肉制品、酱油等食品中,也可用做烟草以增强其风味品质。口香糖和果脯蜜饯中使用甘草能增加回味余香,且有杀菌、洁齿、消炎润喉等功能;巧克力糖中加入甘草甜素既能强化可可粉的特有香味,还能减少可可粉用量近25%;酱油、腌制品等加入甘草素具有掩盖盐味引出鲜味的盐熟效果;添加于面包、蛋糕饼干等食品中,有疏松增泡、增加甜味和柔软等效果;生啤酒加入甘草发酵,成品泡沫多、芳香持久;香烟内拌入甘草能降低缓解烟毒,吐物清香;从甘草提取的天然抗氧物质,可用作油脂和含油脂食品的抗氧化剂。总之,甘草集甜味与保健于一体,是十分有前途的天然保健食品添加剂。

4.2 甘草在日用化工中的应用

甘草皂甙可活化皮质甾类化合物(抑制代谢酶),间接增强皮质甾类化合物的作用。与皮质甾类化合物相比,甘草提取物的抗炎症作用比较缓和,长期使用不会产生副作用。日本化妆品制造业利用甘草的抗炎和助溶特性,创制出了多种爽感、透明、黏着性及生理效应均极佳的化妆品,取得了多项世界专利。

甘草提取物可用于膏、霜、水、露、乳液、奶类和蜜类等所有化妆品,它可以中和或解除或减低化妆品的有毒物质,也可以防止有的化妆品的过敏反应,更适用于高级发用或肤用化妆品中。此外,甘草的脂溶性提取物具有很强的酪氨酸阻碍作用和黑色素生成抑制作用,因而广泛应用于以美白肌肤、抗菌、抗氧化为目的的化妆品中。甘草还是淋浴液的最佳中草药原料。欧美有的国家利用甘草的抗炎、解毒作用,将其作为理想的口腔呼吸道天然缓和清洁剂用于制造牙膏、洗漱液。

4.3 其它方面的应用

生产甘草浸膏或甘草酸铵化后的废渣,经处理后可制造灭火器用的泡沫稳定剂,配制杀虫药用的可湿剂、扩散剂和黏着剂。废渣还可制成绝缘人造嵌板、食用菌培养基和肥料等。甘草种子富含蛋白质及脂肪,中东及欧洲一些地区将其烘焙后,作咖啡代用品;民间用刺果甘草的种子与皂刺相配,制成煎汤具有催乳功效,用于治疗奶汁缺少等症。经对甘草地上部分成分的生化分析,某些甘草纤维素含量高达45%,因此其地上部分有望作为造纸原料而被利用,应用价值有待于进一步研究。

5 新疆甘草的开发前景

新疆甘草属植物作为自治区大宗出口的草原野生经济植物资源,每年约有2万t~3万t销往区外,但多以原料或简单初级加工形式销售,产品增值有限。随着人们生活质量及保健要求不断提高,功能性食品研究开发不断深入,进一步拓宽甘草产品种类,开展甘草的深加工和综合利用,提升甘草的附加值,加大甘草生物活性成分分离鉴定、保健作用及相关基础理论研究,开拓甘草提取物在各领域中的应用,对于延长甘草产业链,促进甘草资源优势向经济优势的转化具有重要意义[13-14]。

[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典(第1部)[M].北京:北京化学工业出版社,2000:63-64

[2]李学禹.甘草属分类系统与新分类群的研究[J].植物研究,1993,13(1):13-43

[3]李学禹.中国甘草属(Glycyrrhiza L.)植物种质资源[C].第二届中国甘草学术研讨会暨第二届新疆植物资源开发、利用与保护学术研讨会论文摘要集,2004:1-5

[4]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志 (42卷,1分册)[M].北京:科学出版社,1998:167-175

[5]李晓瑾,杨卫东,文浩.简析新疆甘草资源现状[J].中药研究与信息,2002,4(2):26-29

[6]梁冰,杨爱馥,黄凤兰.甘草属(Glycyrrhiza L.)化学成分及药理作用研究进展[J].东北农业大学学报,2006,37(1):115-119

[7]林霞,周翠芳,冯贵和.甘草甜素用于慢性肝炎疗效观察[J].山东医药工业,1997,16(3):61-62

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[9]金宏.浅谈甘草药理作用[J].时珍国医国药,2000,11(1):78-79

[10]崔国盈,赵桂林,杨启元,等.新疆甘草资源的分布及其开发利用[J].草食家畜,1999,6(2):40-42

[11]王照兰,杜建材,于林清,等.甘草的利用价值、研究现状及存在问题[J].中国草地,2002,24(1):73-76

[12]董文宾,赵旭博,王顺民,等.甘草的研究及应用现状[J].陕西科技大学学报:自然科学版,2003,21(4):43-46

[13]汪河滨,郁晓艺,李炳奇.甘草的利用价值及开发前景[J].特种经济动植物,2004(9):23

[14]湘舟.新疆之最[M].乌鲁木齐:新疆青少年出版社,2006:61-62

Licorice Resources and Its Exploitation in Xinjiang

LIU Ya1,HAN Xin-nian2,CHEN Ling3
(1.Food College,Shihezi University,Shihezi 832000,Xinjiang,China;2.The Crop Research Institute (CRI)of Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science,Shihezi 832000,Xinjiang,China;3.Life Science College,Shihezi University,Shihezi 832000,Xinjiang,China)

Licorice resources are rich in Xinjiang with excellent quality,in order to strengthen its comprehensive development and utilization,promote its added value,this paper summarized resource distribution,chemical composition,health function,processing,exploitation and application of licorice.Further research direction and development idea were put forward for Xinjiang licorice exploitation according to utilization status in Xinjiang.

Xinjiang licorice;distribution;health function;exploitation

刘娅(1974—),女(汉),副教授,博士,研究方向:食品化学与营养学。

2011-06-22

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