柳蒿芽营养成分及生物活性成分研究进展

穆师洋,胡文忠,姜爱丽

(大连民族学院生命科学学院,辽宁大连 116600)

柳蒿芽营养成分及生物活性成分研究进展

穆师洋,胡文忠*,姜爱丽

(大连民族学院生命科学学院,辽宁大连 116600)

柳蒿芽是一种纯天然、野生可食用的野菜,具有较高的营养价值和生物活性。本文就柳蒿芽的主要营养成分、生物活性成分及其提取分离现状进行了综述,并对生物活性成分的研究利用进行了展望,为柳蒿芽资源的开发利用提供参考和依据。

柳蒿芽,营养成分,生物活性成分,提取分离

柳蒿芽(ArtemisiaintegrifoliaL.),别名柳叶蒿、柳蒿、水蒿、白蒿等,为菊科多年生草本植物[1],在我国东北、华北、华中地区低洼潮湿的沟边、荒滩、沼泽、林灌丛下、湿草甸、淡水湖草滩地均有野生种分布,主要集中在内蒙古呼伦贝尔市及黑龙江大兴安岭地区的塔河、加格达奇地区[2],蒙古、朝鲜、原苏联西伯利亚也有分布。柳蒿芽全草有特异香,既可食用又可药用,是一种开发前景较好的野生植物资源。柳蒿芽作为野菜传入民间是从北方少数民族达斡尔族村民开始的,因此也被称为达斡尔菜,它是达斡尔族人民非常喜欢的膳食[3]。柳蒿芽不但营养丰富,而且有许多药理作用,如:清热凉血、清热利湿、清热利尿、降脂、降压及降糖等[4]。对于感冒发烧、胃肠不适、肝炎、肝硬化腹水、高血脂、高血压、糖尿病等均有一定的作用[5]。春夏季时可采其嫩枝叶,用开水浸烫,经清水浸泡后,可炒食或作汤菜,具有特殊香气[6]。我国野生柳蒿芽资源丰富,目前人们对柳蒿芽的使用及认识仅仅停留在民间流传中,国内有关其营养保健功能的研究报道较少,同时鲜见国外有关柳蒿芽的报道[7]。本文对柳蒿芽的营养成分及其生物活性成分的研究进行了综述,以期为柳蒿芽资源的开发利用提供参考。

1 营养成分

柳蒿芽营养价值很高,鲜品和干品中已知含量的营养成分列于表1[4]和表2[8-9]。干品富含蛋白质,远远高于我们日常所食用的富含蛋白质的食物,其含量为豆腐的2.76倍、牛肉的1.41倍、鸡蛋的2.2倍、鸡肉的1.9倍、对虾的1.6倍[6],且蛋白质所含必需氨基酸种类齐全,分布合理,除蛋氨酸含量略低于成年人的必需氨基酸的需要量外,每100g柳蒿芽所含的其它氨基酸均高于成年人的必需氨基酸需要量[6]。马微[10]等用电感耦合等离子体质谱法测定了柳蒿芽中的18种无机元素,结果表明铅、镉、汞、砷等有毒元素的含量较低,钾、钙、镁、磷、钠、铁、锰等无机元素含量丰富,这些都是人体必需的矿物质,参与人体整个生命过程。与其他野菜相比,柳蒿芽中的钙元素含量较高[10]。这与其自然的生长环境,无污染,不受人工栽培条件的影响和干扰有关,是天然的有机食品。

表1 柳蒿芽鲜品的营养成分Table 1 Nutritional ingredients of fresh Artemisia integrifolia L.

注:∑代表氨基酸总量,*为必需氨基酸。

2 活性物质及其应用研究进展

2.1 多糖

多糖是机体内天然大分子之一,广泛存在于高等植物、动物、真菌等体内。植物性多糖没有细胞毒性,具有丰富的生物活性,如免疫调节[11]、抗肿瘤[12]、降血糖[13]、抗病毒[14]、降血脂、抗凝血等活性,己经成为当今新药的发展方向之一。因此,对具有很强生物活性的植物多糖的研究更受到广泛的重视。柳蒿芽中的多糖分解得到的单糖主要由鼠李糖和葡萄糖组成[15]。刘荣等[15]通过高效液相色谱和傅立叶红外光谱等方法对柳蒿芽多糖进行了结构的初步鉴定和分析,结果表明柳蒿芽粗多糖经DEAE-纤维素离子交换柱层析得到的分级PSWP-1、PSWP-2和PSWP-3均为白色絮状固体,均易溶于水,不溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂,三组分均为β-构型糖苷键相连的吡喃环多糖[1]。

多糖提取方法很多,传统的有水提醇沉法、酶提取法、超滤法、微波提取法、超声波提取法[1]。目前对柳蒿芽多糖的提取研究不多,刘荣[15]等人采用水提醇沉的方法对柳蒿芽中的多糖进行了粗提取。李佳梅等[16]用热水浸提法和微波处理法提取柳蒿芽多糖,最佳工艺条件为:液固比25∶1,微波处理15min后,于90℃热水浴,提取4h,多糖提取率为8.63%。朱翘楚等[17]用酶提取法提取柳蒿芽多糖,得出适宜条件是纤维素酶为底物质量的0.5%、果胶酶为底物质量的2.0%、温度55℃、溶液pH为5.5、加热时间为0.5h、料液比1g∶20mL,此条件下多糖的提取率为5.37%。两法相比下,用热水浸提和微波处理结合法提取柳蒿芽多糖得率更高,效果更好。

2.2 黄酮

黄酮类化合物(flavonoids)是一类低分子量的天然植物成分,为植物多酚类的代谢物,大多有颜色,是许多中草药的有效成分[18]。大量研究表明,黄酮类化合物无毒无害,具有清除自由基、抗氧化[19]、抗癌[20]、抗菌、抗过敏[21]、抗炎症、抗病毒[22]等多种生物活性及药理作用,对人类的肿瘤、衰老、心血管等疾病的治疗和预防也具有重要意义[21]。柳蒿芽中含有丰富的黄酮成分,约占干料的0.831%[18]。刘荣等[23]的研究中通过单细胞凝胶电泳法考察了柳蒿芽黄酮对细胞内DNA氧化损伤的修复作用,结果表明柳蒿芽黄酮具有较好的抑制由活性氧造成的细胞DNA氧化损伤的能力。这一结论对于柳蒿芽黄酮的开发利用及黄酮类化合物抗氧化作用机制的研究有一定的参考价值。

黄酮类的提取方法多种多样,主要有水提法、碱性水或碱性稀醇提取法、有机溶剂提取法、微波辅助提取法、超声波法、酶提取法、超临界萃取法等[22]。有关柳蒿芽中黄酮类化合物的研究比较少,刘荣[24]和赵福阳等[18]通过单因素实验和正交实验,确定了超声波辅助法及微波法提取柳蒿芽黄酮类化合物的工艺参数,两种方法提取柳蒿芽的得率分别为4.02%和3.02%,综合比较超声辅助提取法和微波辅助提取法,前者操作过程简单,在适用性和经济性上都优于后者,效果较好。白晓艳等[25]采用正交实验设计,研究了以乙醇为溶剂通过浸提法提取柳蒿芽中黄酮类化合物,得出最佳条件为乙醇的体积分数为80%,提取时间3.5h,固液比为1∶40(g/mL),提取温度为70℃。此条件下,柳蒿芽黄酮类化合物的提取率为3.95%,高于微波辅助法[24],与超声辅助法[18]的黄酮提取率接近,同时具有操作方法简单方便的特点。综合以上,采用超声辅助法和醇提法有利于柳蒿芽黄酮的提取。

2.3 挥发性成分

柳蒿芽中挥发性物质有独特的香味,与其含有大量的萜烯、酯、醇、酮、醚类物质相关。目前多见在蒌蒿的挥发油及挥发性成分方面的研究[26-27],对柳蒿芽挥发性成分的研究较少,仅王建刚[28]等人采用顶空固相微萃取(HS-SPME)和气相色谱质谱联用(GC-MS)技术对柳蒿芽中的挥发性成分进行分离鉴定,用色谱峰面积归一化法确定各组分的相对含量。结果表明柳蒿芽中确定的挥发性成分共62种,占总峰面积的98.54%。对鉴定出的成分归类分析,发现柳蒿芽挥发性物质中含萜烯类物质30种(52.51%),酯类物质7种(10.32%),醇类物质18种(22.33%),酮类物质4种(3.82%),醛类物质2种(0.27%),醚类物质1种(9.29%)。并非所有的挥发物对柳蒿芽的香气都有贡献[29]。其主要成分月桂烯具有令人愉快的甜香脂气息,α-法呢烯有青香、草香气味,是一些香料的主要成分。蒿醇、(顺)-1,8-萜二醇内醚具有镇咳平喘、祛痰的功效[30-31]。柳蒿芽中富含挥发油,对柳蒿芽的化学成分的研究,多集中在分析地上部分的挥发油成分[32-34]。挥发油中的倍半萜烯化合物石竹烯含量占32.3%[18],是柳蒿芽药理作用中的一种有效成分,具有较强的香气和生理活性。

2.4 其他成分

冯孝章等[35]研究了对柳蒿芽的地上部分,从中分离得到artselenin、artselenoid、二十九烷醇、二十九烷基正丁酯、6,7-二-羟基香豆素、东莨菪素、β-谷甾醇、胡萝卜素等12个化合物。为进一步开发利用柳蒿芽天然资源,阐明其有效成分,张健等[36]对柳蒿叶进行了系统的化学成分研究,从中分离得到6种有效成分,经光谱方法鉴定分别为β-谷甾醇(β-sitosterol),伞形花内酯(umbelliferone),东莨菪素(scopoletin),芹菜素(apigenin),木犀草素7-O-β-D-葡萄糖苷(luteolin-7-O-β-D-glucoside),芦丁(rutin)。其中伞形花内酯、芹菜素、木犀草素7-O-β-D-葡萄糖苷、芦丁为首次从该植物中分离得到。这些有效化合物的获得,为证明柳蒿芽的相关药理作用提供了依据。

3 展望

柳蒿芽作为一种纯天然、野生的可食用野菜,因其丰富的营养成分和生物活性物质,具有很高的开发潜力和应用价值。我国野生柳蒿芽资源丰富,但对柳蒿芽的加工利用很少,每年都有大量的柳蒿芽资源废弃。对柳蒿芽中生物活性成分的研究利用与开发,具有很重要的现实意义,能有效地提高柳蒿芽的附加值,发展前景十分广阔。目前,以柳蒿芽为原料的食品罐头[37]、保健酒[38]、香醋[39]等已有开发,柳蒿芽中多糖、黄酮类活性成分的提取亦有报道[16-17,24]。今后应该把对柳蒿芽的研究重点放在进一步提取、分离、纯化其有效的生理活性成分,鉴定活性成分结构,研究其构效和量效关系,以及柳蒿芽的贮藏保鲜,加大对柳蒿芽资源的利用,提高加工水平,开发符合人们需要的功能性食品。

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Review on the nutritional ingredients and bioactive ingredientsofArtemisiaintegrifoliaL.

MU Shi-yang,HU Wen-zhong*,JIANG Ai-li

(College of Life Science,Dalian Nationalities University,Dalian 116600,China)

ArtemisiaintegrifoliaL. is a natural,edible and wild vegetable with high nutritional value and biological activity. In this paper,the main nutritional ingredients,bioactive ingredients,the extraction and separation of these ingredients were reviewed,and research of bioactive ingredients were discussed to provide reference and basis for exploitation ofArtemisiaintegrifoliaL. resources.

ArtemisiaintegrifoliaL.;nutritional ingredients;bioactive ingredients;extraction and separation

2014-10-21

穆师洋(1992-)，女，在读硕士，研究方向：食品加工与质量安全控制。

*通讯作者:胡文忠(1959-)，男，博士，教授，研究方向：食品加工与质量安全控制。

TS255.3

A

1002-0306(2015)13-0385-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.13.073