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乌饭树叶的研究新进展*

2015-04-16周三女吴先辉田妍基

福建轻纺 2015年8期
关键词:黑色素色素树叶

周三女,吴先辉,田妍基

(宁德职业技术学院, 福建 福安 355000)

乌饭树叶的研究新进展*

周三女,吴先辉,田妍基

(宁德职业技术学院, 福建 福安 355000)

乌饭树叶药食同源的历史已久,富含多种生理活性成分,具有改善血液微循环、抗溃疡、抗炎症、抗疲劳、抗衰老、抗肿瘤等多种药理活性,开发前景巨大。本文综述了乌饭树叶的色素提取工艺、药理作用、开发应用等方面的研究新进展,为深入研究乌饭树提供了相关的依据。

乌饭树叶;提取工艺;药理作用;开发应用

乌饭树(VacciniumbracteatumThunb),别名牛筋,南烛草木,杜鹃花科植物,属常绿灌木,多分布于福建、江苏、安微、江西、湖南、湖北、广东、台湾等地。其根、叶、果实均可入药。畲家人常于每年3月初三采集其叶,榨汁浸糯米,蒸成乌饭食用,以助阳补阴,明目壮肾,乌饭树名也由此而得。《本草纲目》云:“利肠胃、补骨髓,久服,固精驻颜、轻身明目”。

1 色素提取工艺

目前,食品工业上所用的色素多为合成色素,具有对人体的累积性致畸和致癌作用,因此天然色素取代合成色素势在必行。乌饭树叶汁是天然黑色素,主要成分是懈皮素,还含有氨基酸、有机酸、酚类、糕质、还原糖、多糖、蛋白质等。乌饭树叶色素中含有钡、硼、铁、锰等 种微量元素,其中许多为人体所需。李增亮等[1]从乌饭树树叶乙醇提取物中分离得到了柯伊利素(1)、东莨菪亭(2)、对羟基肉桂酸(3)、对羟基肉桂酸乙酯(4)、咖啡酸乙酯(5)、β-谷甾醇(6)、木犀草素(7)、槲皮素(8)、七叶亭(9)、咖啡酸(10)、异落叶松脂素-9-O-β-D-木糖苷(11),10-O-对羟基肉桂酰-鸡屎藤次苷(12),其中化合物4、5、11、12为首次从越橘属植物中分离得到,化合物1、2、9、10为首次从乌饭树中分离得到。

杜建明[2]等对乌饭树叶色素的提取技术及其稳定性做了研究,得出乌饭树叶色素的最佳浸提方法是,乌饭树嫩叶加200%,用组织捣碎机捣碎后,加入明矾1%,在50-60℃下浸提1h。该色素水溶液 的最大吸收波长为200nm。乌饭树叶色素在碱性条件下稳定,呈蓝黑色,在酸性条件下为暗红色。该色素的热稳定性好(加热有利于显色),耐还原性强,但耐氧化性较弱。

王立[3]等对乌饭树树叶中的黑色素定量方法进行了研究,利用NaNO2-Al(NO3)3和AlCl3 2种方法对乌饭树叶提取出的黑色素中黄酮类物质进行了定量测定,并且与HPLC法进行了比较,得出AlCl3比色法(390nm)测定结果与实际值较为接近,可作为其检测方法。

乌饭树叶色素存在于植物组织细胞内,一般的机械破碎法很难将细胞有效地破碎,而化学破碎法则易造成提取物结构和性质的改变。常规色素提取法存在流程复杂、时间长、能耗大等缺点,不利于提高生产效益。而超声波是一种弹性机械波,利用超声振动能量,可以改变物质组织结构、状态、功能和加速这些改变的过程。若将其运用在固液萃取过程中,则可使细胞周围和细胞内产生环流,从而提高细胞壁和细胞膜的通透性,起到强化萃取过程、有利于细胞内有效成分浸出的作用。

顾文秀[4]等用超声波提取乌饭树叶色素的工艺条件做了研究,发现在室温下,超声波频率30KHz,浸提时间10min,溶剂为62%(体积分数)乙醇,液固比为3.5:1(mL:g),浸提1次,超声波提取法比常规提取法有明显的优势,且用溶剂少,提取时间短,所得色素品质高。素品质更高。此外他们还对色素的稳定性进行了实验。乌饭树叶色素在酸性条件及低于80℃时是稳定的;蔗糖对色素的降解作用不明显,而柠檬酸具有明显的增色和护色作用;当苯甲酸钠和山梨酸钾的质量分数高于0.01% 时对色素有明显的降解作用。

胡志杰[5]等利用微波辐射技术,在单因素试验的基础上,采用正交试验,对乌饭树叶黑色素进行提取,得出固液比为1:15,提取液浓度为40%,微波功率300w和辐照时间60s,在波长286nm下测定其吸光值为0.812.黑色素粗品得率为16.4%,明显高于传统水浸提和有机溶剂浸提,且操作时间短,提取效率高。

梁红昌[6]等通过通过包埋法对乌饭树提取液进行处理,所得提取物的感官性质得到了极大的改善。与对照样品相比,在相同湿度相同时间内其含水量差值仅为对照品的22.2%,吸潮性得到了明显改善;所得提取物溶液色泽清澈、明亮,无异味;HPLC法检测结果显示,样品总黄酮的含量为0.0172 mg. mg-1。

王晓仙[7]等采用单因素试验和正交设计,以总黄酮的含量为指标,以提取溶剂浓度、料液比、提取时间、提取次数为试验因素,优化乌饭树树叶中总黄酮的超声提取工艺。优化试验方案所得乌饭树树叶中总黄酮最佳提取工艺为:70%乙醇,料液比为1:40,提取时间30 min,提取次数2次。该提取工艺稳定、可行。

大孔吸附树脂因其具有吸附容量大、 吸附速度快、 选择性好、 再生处理简单等优点,而且它在提取的同时也有一定的纯化作用,所以在天然产物的提取中被广泛使用[8-10]。利用大孔吸附树脂提取黄酮类化合物的一般方法是:将植物材料的提取溶液上吸附树脂柱,首先用水洗脱去除其中的可溶性多糖和蛋白质等杂质,再用不同浓度的醇溶液洗出其中所吸附的黄酮类物质,最后用浓醇洗尽[11]。

王立[12]等利用11种大孔吸附树脂对乌饭树树叶黑色素进行了纯化分析,得出AB-8、NKA-9和S-8型大孔吸附树脂的静态吸附量和解吸率较高。选择AB-8型大孔吸附树脂进行动态分析,得出最佳的纯化条件:pH值为5.05左右,溶液浓度为0.68~1.33mg/mL,吸附流速为3mL/min。使用7倍体积的95%乙醇解吸率可以超过95%。树脂使用3次后必须进行再生处理。

近年来为提高浸提步骤的效率和收率,逐渐引入酶解法,所谓酶解法就是用一定浓度的纤维素酶或者相关复合酶对乌饭树叶进行破壁提取,相较普通溶剂浸提法,效率可获得较大的提升。王立[13]等利用果胶酶和纤维素酶在缓冲液条件下对乌饭树叶黑色素的提取做了研究,发现果胶酶和纤维素酶合用有利于提高黑色素的得率,当果胶酶用量为2.5mg/g树叶,纤维素酶用量为3.0mg. g-1树叶时提取得率超过 33 mg. g-1原料。色素稳定性研究结果表明 ,长时间光照色素颜色加深;酸性条件下色素较稳定;提高温度或延长高温时间可以增强色素显色;Mg2+、Na+、K+、Ca2+、Zn2+对色素影响不大,但是Cu2+和Fe3+对乌饭树树叶黑色素的稳定性影响很大,所以在黑色素保藏和应用中避免接触。而余清[14]等利用酶法提取乌饭树叶色素,提出纤维素酶与果胶酶配比2:1,酶解时间3h,提取时间3h;复合酶法提取工艺与传统有机溶剂提取工艺相比,色素的提取率提高13.2%。

2 药理作用

现代分析技术显示,乌饭树叶中含有极为丰富的有效成分,如花青苷类、黄酮类、酚类、单宁类等多种有效成分,具有改善血液微循环、抗溃疡、抗炎症、抗疲劳、抗衰老、抗肿瘤等多种药理活性[15-17]。

刘清飞[18]等通过乌饭树叶的醇提取物对小鼠的爬杆试验、血尿素氮含量测定、血中乳酸含量测定及低温生存试验,证实其具有抗疲劳、耐寒作用,且无毒。

王立[19]等对乌饭树叶中提取的色素进行了分离纯化,分离出了4种黄酮类物质,并且发现乌饭树提取物都具有很强的清除自由基能力。王立[20]等还对分离得到的槲皮素、白杨黄素、芹黄素、山奈酚和木犀草素的抗氧化活性进行了研究,发现它们都具有很强的自由基清除能力,能力最强的是槲皮素。

王立[22]等研究了乌饭树叶及其提取物对视网膜免受光损伤的保护功能,发现服用过乌饭树叶提取物的新西兰白兔的眼睛视网膜有明显的保护作用。

王立等[23-24]研究了乌饭树树叶提取物(VBTL)对链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠的降血糖和血脂作用,并与二甲双胍的效果进行了比较,发现虽然效果没有二甲双胍明显,但是用VBTL治疗的小鼠较对照组相比,体重增加了61.0%,血糖降低了14.2%。血脂水平也得到了明显的改善。所以,无论是水或是乙醇提取的乌饭树功能性成分均能改善链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠血糖。

魏国华[25]等以发现乌饭树叶精提物和粗提物的还原力和抑制脂质过氧化能力与Vc相当,清除DPPH·自由基能力是Vc的1.4倍。闫赋琴等[23]研究发现乌饭树树叶提取物可减轻大鼠的氧化应激损伤。

章海燕等[26]等发现乌饭树叶提取物对细菌的抑制作用明显,但对霉菌和酵母的抑菌效果不明显。除乌饭树叶粗多糖对枯草杆菌的抑菌效果不明显外,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌等有害细菌抑制效果较好。此外,热处理会降低乌饭树树叶水提物和醇提物的抑菌效果,而会改善乌饭树树叶粗多糖的抑菌效果。

余清[27]等发现乌饭树叶乙醇提取物对小鼠宫颈癌细胞株的生长有明显的抑制作用,瘤重和肿瘤生长抑制率与阴性对照组比较有统计学意义,高剂量组(5g/kg)抑瘤率达28.76%。而乌饭树叶乙醇提取物不能抑制小鼠腹水癌的生长。

程素娇[28]以II型糖尿病小鼠为研究对象,探讨了乌饭树叶多糖提取物对小白鼠血糖血脂含量的影响,结果表明乌饭树叶多糖降血糖机理体现在促进胰岛素分泌、修复糖尿病小鼠受损胰岛β细胞核提高糖尿病小鼠抗氧化能力3个方面。

Dore C M P G等[29]乌饭树果实中多糖含量较高,每100g果实中含有8.4g。多糖具有免疫调节、抗癌抗病毒、降血糖、美容等生物功能。

3 开发应用

乌饭树叶及果实食用及药用历史悠久。据《本草纲目》记载:“(枝叶)苦、平、无毒。(主治)止泻除睡,强筋益气力。久服,轻身长年,令人不饥,变白却老。添味补髓,消灭三虫。”乌饭树叶及果实中的天然成分不但具有强身健体、减肥养颜、延年益寿的功效,而且用乌饭树叶渍米做成的乌饭具有特殊的色泽,独特的口味,并且暴露在空气中数日不变色,不变味,不变质,可见其具有极好的抑菌防腐作用,可作为一种新型的天然食品防腐剂,可以填补我国天然食品添加剂的空白,新昌制药厂已在抓紧研制中[30]。

国外对乌饭树产品研究开发得较早,目前已形成一系列的产品,例如日本已研制出乌饭树类饮料、果实罐头、香酒、果汁、果醋等;欧洲一些国家也用乌饭树提取物治疗眼疾。国内对乌饭树的研究开发较晚,产品相对较少,但近几年也有一系列的产品问世,如江苏省中国科学院植物研究所利用乌饭树开发了黑色食品——青精糯;有企业开发了“乌饭叶米饭伴侣”,用此米饭伴侣粉末18g可浸泡500g糯米,加开水后放置半小时后直接蒸煮,达到乌米效果,用热水浸泡后蒸煮效果更佳。

肖珊美[31]提出从乌饭树叶中提取复合天然有效成分,利用现代制剂技术将其制成颗粒剂,并可根据不同消费者口味习惯,添加不同的调味剂,食用时冲泡成溶液即可。

马奕春[32]以乌饭树叶为原料,以蜂蜜等为辅料,调入适量柠檬酸和白砂糖调节饮料的酸甜度,灌装,封口,马氏杀菌,冷却后即成为成品,研究开发出了一款新的乌饭树保健饮料。

陈明婕[33]也做了乌饭树饮料的研制,原料采用30%的乌饭树汁、10%芹菜汁、0.15%柠檬酸、9%白砂糖、以(0.15% CMC-Na+0.2%琼脂)为复合稳定剂,再用(0.1%NaCl +0.02%ZnCl2)溶液对芹菜进行护绿,基于此工艺生产出来的饮料既有乌饭树的清香,又有芹菜的特殊香气,口感清爽,稳定性较佳。

陈明婕[33]也开发了乌饭树软糖:选取物果胶含量1.1%,糖酸比90:1,最佳制备条件为pH4.5,凝胶温度63℃,干燥温度55℃,干燥时间18h,在此条件下制的软糖外观晶莹、色泽均匀且富有光泽,质地柔软软滑,口感宜人。

邓梅忠[34]对水提取-超声波萃取乌饭树叶多糖的工艺进行考察,并对所得乌饭树树叶多糖进行了卷烟加香试验,发现乌饭树树叶多糖能改善烟气质,改善余味。

4 小结与展望

乌饭树具有多种有效成分,且该植物在我国南方各地均有广泛的分布,蕴藏量非常大,无论从药用的角度,还是从保健食疗的角度均具有较广阔的开发前景。但目前相关研究还不够深入,市场很小,高附加值的更少。今后可采用现代的提纯分离方法,对其中的有效成分或有效部位进行提取、分离,针对不同的需求制成相应产品,方便人们的应用;或制成一定的剂型,使其从民间食用品上升到保健食品乃至药品,不仅可以扩大药用资源,而且会产生更大的社会及经济效益。

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S567.2

A

1007-550X(2015)08-0037-04

10.3969/j.issn.1007-550X.2015.08.004

宁德市科技计划项目(2009066)。

2015-07-15

周三女(1981- ),女,江西樟树人,讲师,主要从事农产品质量安全检测工作。

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