竹叶功能成分及其饮料的研发情况*

2015-11-20赵秀玲

食品与发酵工业 2015年3期

赵秀玲

(黄山学院生命与环境科学学院，安徽黄山，245021)

竹子属禾本科(Poaceae)竹亚科(Bambusoideae)多年生常绿植物，全世界约有竹类70余属、1 000多种，我国有39属500余种，约占世界总量的30%。竹叶为卫生部颁布的药食同源物，在《本草纲目》、《本草求真》、《本草逢原》等著作中均对它有记载，其性淡、寒，味甘、微涩苦，具有清热利尿、明目解毒及止血的功能。从竹叶中提取食品防腐剂、杀菌剂和叶绿素的研究从20世纪80年代开始［1］。竹叶中含有黄酮、多糖、香豆素类内酯、特种氨基酸、芳香成分和锰、锌等微量元素、萜类及挥发油等多种有效成分，并具有清热解毒、镇痰止咳、延缓衰老、防癌抗癌等功效［2］，且无致畸形和致突变性［3］。

关于竹叶相关综述很多，内容涉及竹叶的成分分析、提取方法、药理作用、成分性质或分离、开发与利用等［4－5］。本文重点分析了竹叶中活性成分的差异;比较了近几年出现的提取竹叶中活性成分较新颖的方法。

1 竹叶中的生物活性成分

1.1 竹叶黄酮类化合物

竹叶黄酮类化合物的有效成分主要是黄酮糖苷和香豆素类内酯，不同竹种叶的黄酮含量不同，且黄酮含量随其生长年限发生变化。不同竹种的叶中黄酮类化合物的种类也有所不同，表1列出了部分竹种叶中的类黄酮组分。

表1 不同竹叶中存在的类黄酮Table 1 Flavonoids of different bamboo leaves varieties

1.2 竹叶挥发油

植物挥发油是一类相对分子质量较小的植物次生代谢产物，大多有特殊而强烈的香气。竹叶清香的物质基础是占主导地位的C5～C8中等链长的含氧化合物，主要是 C6化合物，如(E)-2-己烯醛、(2)-3-己烯醇、2-乙基呋喃等，从竹叶中提取的挥发油在化妆品、除臭剂、空气清新剂等产品的开发有广阔的应用前景［11］。

何跃君等以30种竹为研究对象测定了其挥发油化学组成和含量，这些竹种分别是簕竹属(粉单竹、黄金间碧竹、孝顺竹、青皮竹、银兰竹、佛肚竹)、刚竹属(毛竹、尖头青竹、乌哺鸡竹、白哺鸡竹、美竹、金镶玉竹、篌竹、淡竹、水竹)、牡竹类(麻竹、云南龙竹、版纳甜竹)、空竹属(香糯竹)、香竹属(香竹)、麻竹亚属(花吊丝)、大明竹属(宜兴苦竹)、寒竹属(方竹)、矢竹属(福建茶干竹)、短穗竹属(短穗竹)、大节竹属(橄榄竹)、绿竹属(绿竹)。结果表明，这30种竹叶共有17种成分:叶醇、2-己烯醛、对二甲苯、苯乙醛、反式-1-(2，6，6-三甲基-1，3-环己二烯-1-基)-2-丁烯-1-酮、α-紫罗酮、二氢猕猴桃内酯、十五烷、十六烷、十八烷、植酮、法尼基丙酮、顺-9-二十三烯等化合物［12］。赵琳等人采用顶空固相微萃取和气质联用技术，分析了南天竹属南天竹叶中挥发性成分，鉴定出17个化合物，按含量高低排列为顺3，3，5-三甲基乙酸环己酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、2-己醛、己醛、(E)-6，10，-二甲基-5，9-十一碳二烯-2-酮。其中乙酸环己酯为加香剂，6-甲基-5-庚烯-2-酮用来作为合成香料的原料［13］。肖锋等采用水蒸气蒸馏法提取慈竹叶挥发油，并进行GC-MS分析，共鉴定出53种成分，其中主要成分是α-紫罗兰酮、β-紫罗兰酮、芳姜黄烯、α-姜倍半萜、β-倍半菲兰烯、苦橙油醇、β-姜黄酮、芳姜黄酮、α-姜黄酮、肉豆蔻醛、(+)-α-大西洋(萜)酮，新植二烯等。慈竹精油成分具有减轻杂气，增加香气等作用，常用于卷烟加香［14］。

周熠采用超声波辅助提取法、超临界CO2萃取法、同时蒸馏萃取法提取箬竹中挥发油，进行GC-MS分析，结果3种方法提取的挥发油不同中有10种组分完全相同。这些组分包括:植醇、硬脂酸、棕榈酸、邻苯二甲酸二丁酯、植酮、α-紫罗兰酮、甘菊环、柠檬烯、叶醛、正己醛等。

由于植物性挥发油成分随土壤成分、气候条件、生长季节、生成年龄、收割时间、储运情况、原料预处理、不同提取工艺、检测方法等不同而有变化，即使同种竹叶挥发油的组分与含量也会有差异。比如，提取挥发油时，所采用的萃取溶剂的极性对提取物的组成影响很大，乙醇对极性物质有较好溶解性，CO2流体则对非极性物质有较好的萃取效果，加入夹带剂乙醇可以提高超临界CO2流体对极性物质的提取。又比如，同一植株中，竹叶挥发油含量及组成也与植株年龄、生长发育期、生长季节、土地条件等因素有关，挥发油含量及成分一般随植株年龄的增加而增加。

1.3 竹叶苯丙素类

苯丙素类(phenylpropanoids)是一类含有一个或几个C6-C3为基本单位的化合物，包括苯丙烯、苯丙醇、苯丙(烯)酸及其缩酯、香豆素、木脂素、黄酮和木质素等。该类化合物在植物体中发挥着植物生长调节及抗御病害侵袭的作用。

魏琦从10种苦竹属常见竹叶中分析出6种竹叶香豆素化合物:茵芋苷(斑苦竹叶)含量为40.66 mg/kg，东莨菪内酯(川竹叶)和6，7-二甲氧基香豆素(川竹叶)含量为82.20 mg/kg和39.68 mg/kg，伞形酮(杭州苦竹叶)3.01 mg/kg、香豆素(高舌苦竹叶)为15.75 mg/kg，茴芹内酯(垂枝苦竹叶)为4.46 mg/kg。而且这6种香豆素与其他竹种差异显著(PC0.05)［6］。王淑英采用高效液相色谱法分析了牡竹属10种竹叶中的香豆素类化合物，检测到5种香豆素，分别是东莨菪苷、东莨菪内酯、伞形酮、香豆素和茴芹内酯。10种竹叶香豆素含量为20.39～152.9 mg/kg。其中东莨菪苷为10种牡竹叶的共有成分，含量5.26～37.84 mg/kg［7］。李胜华从阔叶箬竹中分离得到的14个化合物中绿原酸、咖啡酸、阿魏酸是苯内素类中的苯丙(烯)酸类［8］。另外，从黄条金刚竹叶的特征性成分中得到的5个化合物单体中就有阿魏酸，并且阿魏酸首次在黄条金刚竹叶中检出［10］。

1.4 竹叶多糖

糖类是植物光合作用的初生产物，同时也是绝大多数天然产物的前体物质，是具有多种生理功能的生物活性物质。竹叶多糖(bamboo polysaccharides，BPS)是一种中等相对分子质量的杂多糖，自1943年起作为药用，竹叶活性多糖具有抗癌活性，抗氧化作用和免疫调节等作用，一般在干青叶中含量为0.1%～0.7%［15］。不同竹种间多糖含量的比较见表2。

表2说明，竹叶多糖的含量随品种、产地、采收季节、树龄等不同而有所差异。对多年生植物，体内的生理活性成分一般随植株年龄的增加而增加。幼龄植株体内活性成分较低。大龄植株体内活性成分较高，当活性成分达到一定程度后，植株开始衰老，活性成分又会随之下降。即使同品种竹叶上下部位多糖含量有所不同，竹叶多糖更多富集在下部老叶片中。

表2 不同竹叶中的多糖含量Table 2 Polysaccharide contents of different bamboo leaves varieties

1.5 竹叶矿质元素

魏琦检测了苦竹属10种竹叶中的19种矿质元素，其中含量较高元素的总体趋势是:K(8 143～12 695 mg/kg)＞Ca(5 671～16 080 mg/kg)＞Mg(1 000 mg/kg以上)＞Mn(1 000 mg/kg以上)＞Fe(300 mg/kg左右)＞Al(160 mg/kg以上)＞Na＞Zn［4］。姚曦等人明确了20种竹叶中的18种无机元素，20种竹叶是:簕竹属(青竿竹)、硬头黄竹、小佛肚、孝顺竹、刚竹属(淡竹、苦竹、紫竹、金镶玉竹、毛竹、篌竹、水竹、白哺鸡竹)、铁竹属(铁竹)、牡竹属(版纳甜龙竹)、绿竹属(绿竹)、空竹属(空竹)、寒竹属(方竹)、唐竹属(四季竹)、矢竹属(茶秆竹)、短穗竹属(短穗竹)，结果表明竹叶中富含 K、Ca、Mg、Fe、Al、Mn 等元素，其中含量较高元素总体趋势为:Ca(2 000～5 000 mg/kg，最高是青竿竹和硬头黄竹)＞Mg(1 000 mg/kg以上，最高是紫竹)＞Fe(含量均在1 000 mg/kg以上，铁竹中含量突出)＞Al(含量均在1 000 mg/kg以上，铁竹中含量突出)＞Mn(青竿竹含量最高，87.235～640.2 mg/kg)＞Na(21.72～93 mg/kg，青竿竹中含量最高)＞Zn(19.955～153.55 mg/kg，版纳甜龙竹含量最高)＞Cu(5.053～24.07 mg/kg，青竿竹中含量突出)。而且不同地区同一竹种竹叶元素含量大体相当，略有差异。几种重金属元素，如Cr、As、Cd、Hg、Pr等虽有检出，但含量很低［22］。李猛等研究了不同产地中16种矿质元素的TXRF的测定，结果表明不同产地竹叶中均含有12种人体必需的微量元素(V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，As，Se，Kb，Sr)，而且含有K(16 863～22 630 mg/kg)、Ca(2 453～3 858 mg/kg)等常量元素［23］。

从以上不同竹种间矿质元素的含量可以看出，不同竹种不同产地竹叶中Zn、Cu元素平均含量均呈Zn高Cu低的现象，这与艾滋病患者、癌症患者、乙肝患者血清中Zn低Cu高的现象相反，所以竹叶与中药配伍，有利于调节体内的铜锌平衡，起到抗癌、抗艾滋病的作用。各种无机矿质元素的各类及其含量水平是决定植物类中药回性(寒凉温热)的主要因素，和中药疗效之间存在相关性［24］。因此研究竹叶中无机矿质元素对研究竹叶的药理作用和保健功效有重大意义。竹叶中的有害重金属如 Cd、Cu、Cr、Pr、As量虽有检出率，但含量很低。加之药用竹叶煎煮后的浸出率有限，因此最终药汤里的有害重金属的含量会非常低。

1.6 其他

苦竹属竹叶中蛋白质含量在127 547.50～182 244.02 mg/kg。其中苦竹竹叶蛋白质含量最高为182 244.02 mg/kg［6］。梁倩等测定了野龙竹竹叶的多酚含量，结果乙酸乙酯蓄取物和水溶物两部分的多酚含量分别为8.478 mg/g和0.279 8 mg/g，且具有明显抑菌性。吴华勇等提取了刚竹中毛竹竹叶的五环三萜，得率为2.43%，这种化合物具有抗炎、护肝、抗肿瘤、抗带状疱疹病毒、增加免疫力等多种功效。竹叶内酯同竹叶黄酮，多糖，氨基酸等共同作用，作为天然防腐剂、抗菌杀虫剂和缓蚀剂，利用微波辅助法提取，提取率可达到7.56 mg/g。

2 主要生理活性成分的提取

2.1 竹叶黄酮的提取方法

目前，植物黄酮类化合物的提取方法主要有溶剂法、超声法、树脂法、微波法、酶法、大孔树脂吸附分离技术、超临界流体萃取法、高速逆流色谱提取和双水相萃取技术等方法，且以传统的溶剂萃取法居多。竹叶中主要生理活性成分的提取方法也基本是这样。根据有关文献报道，近年尝试过得较新颖的竹叶黄酮提取方法见表3。

2.2 竹叶挥发油的提取方法

当前，植物挥发油的经典提取方法有水蒸汽蒸馏法、吸附法、压榨法、分子蒸馏法、超临界 CO2萃取法，其中最广泛应用的是水蒸气蒸馏法。根据有关文献报道，近年研究尝试过的较新颖的竹叶挥发油提取方法如表4所示。

2.3 竹叶多糖的提取方法

目前，植物多糖的常用提取方法主要还是水和极性溶剂浸提法，并结合分步沉淀法、树脂层析法等技术加以分离纯化。近年来，多种新的大分子提取分离技术也在多糖研究中试用。现将文献报道的较新颖的竹叶多糖的提取方法纳入表5。

表3 竹叶黄酮提取方法及其比较Table 3 Extraction methods of bamboo leaf flavonoids and their comparison

表4 竹叶挥发油提取方法及其比较Table 4 Extraction methods of bamboo leaf volatile oils and their comparison

表5 竹叶多糖提取方法及其比较Table 5 Extraction methods of bamboo leaf polysaccharide and their comparision

3 竹叶在饮料中的应用

1998年竹叶被卫生部正式批准列入“药食两用的天然植物名单”，随后竹叶饮品如竹叶酒、竹叶茶、竹叶饮料等便纷纷上市。但大部分竹叶至今还是以加工废弃物被浪费并污染环境。

3.1 固体饮料

刘晟等人以竹叶、黑米、茓实、山药、小黄米为原料，研制出了竹叶固体饮料。此保健型竹叶固体饮料配方为竹叶超微粉3%，黑米粉1.5%，茓实1.2%，山药1.4%，小黄米1.0%，柠檬酸0.20%，白砂糖4%，麦芽糊精4%［34］。这种饮料具有清热解毒、健脾活血、补中益气的保健功效。

3.2 功能饮料

李宇等人提取箬竹叶中的黄酮并研制出了箬竹叶功能饮料。这款饮料的最佳配方是:黄酮0.15%，峰蜜6%，白砂糖6%，柠檬酸0.06%。它为黄色澄清液体，酸甜可口、风味柔和、无杂质，具有降血脂、降胆固醇、调节免疫等保健功能［35］。陆璐等人研制出竹叶—香蕉叶复合饮料，它是将竹叶和香蕉叶按质量比2∶1(总量 4%)混合，采用叶水比 1∶2.5(g∶mL)，100℃条件下进行5 min的浸提，滤得浸提液再辅以4%白糖、0.06%柠檬酸，0.8%蜂蜜而制成。此功能饮料具有清心利尿、养胃护肝和除烦等功效［36］。

3.3 乳饮料

邵虎等以鲜乳、荷叶和淡竹叶浸提液以及其他辅料研制出一种功能性含乳饮料，其最佳配方为:鲜牛乳35%，荷叶和淡竹叶浸提汁分别为30%和15%，白砂糖10%，柠檬酸0.15%，复合稳定剂0.15%。此款饮料具有利尿通便、通肠毒、降脂除油、清暑解热等作用［37］。马亚宁等人将淡竹叶浸提液与鲜乳复配后，经过酸乳发酵工艺制备出口感良好、营养丰富的保健酸奶，在此酸奶配方中:淡竹叶浸提液3%，发酵温度41～42℃，白砂糖添加量6%～8%，制得了具有淡竹叶特有清香的酸奶［38］。

3.4 茶饮料

郭磊等制备竹叶提取液，其中多糖的含量为71 mg/g，可溶性固形物含量18 mg/g，再以此提取液为原料，制作了竹叶茶饮料。该饮料含竹叶澄清液90 mL/100 mL、蜂蜜 6 mL/100 mL、柠檬酸 0.35 g/100 mL，其酸甜可口、黄绿色、澄清具有竹叶香气［39］。李大伟等研制了竹叶-绿茶复合保健袋泡茶，其工艺流程是:竹叶采集→预处理→杀青→烘干→主辅料混合→包装→成品，其配方是:竹叶与绿茶的质量比为7∶3，红枣15%，枸杞 6%，甘草 8%［40］。该袋泡茶黄酮含量20.69%，叶绿素含量16.98%，兼具有绿茶的清香鲜醇和竹叶的特殊香味。

4 结束语

据不完全统计，目前竹叶得到开发利用的竹种仅20余种，占我国竹种总数的4%。现已得到研究的竹种的竹叶保健成分(植物化合物、挥发油和多糖)彼此具有一定种间相似性，也具有一定差异性。对竹叶化学成分总的认识远不够全面和系统，即使对同属竹类的这些成分也未进行横向比较。由于缺乏对竹叶提取物生理活性成分的分离和纯化的研究，多数对竹叶保健功能的研究也仅限于对竹叶粗提物生理活性的研究，且鲜见对竹叶多糖、挥发油等的生产利用研究报道。因此，今后应加强将高新技术运用到竹叶多糖、多酚、黄酮的提取、分离和纯化中，加强对竹叶中活性成分分析鉴别方法，加强对竹叶多糖的高级结构及构效和量效关系的研究。

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