霞草营养价值及资源利用现状
2019-06-14刘雪梅郑晓冬闫新焕李志成宋烨
刘雪梅,郑晓冬,闫新焕,李志成,宋烨
(中华全国供销合作总社济南果品研究院,山东济南250014)
霞草(Gypsophila oldhamianaMiq),又名山蚂蚱菜、丝石竹、欧石头花、长蕊石头花、麻杂菜、山马菜、山马杂等,为石竹科多年生草本植物。在山东农业大学标本库、《中山植物园栽培植物名录》中被称为“霞草”,在《中国高等植物图谱补编》《中国植物志》中被称为“长蕊石头花”,在《东北草本植物志》中被称为“长蕊丝石竹”。
我国民间有食用霞草的传统,其嫩芽可食用,根可入药。随着生活水平的提高,健康饮食的观念深入人心。野生、安全的霞草,以其独特的色、味、口感逐渐进入人们的视野,并“跻身”于高档餐厅的冷菜行列,成为极具开发价值的野生山菜之一。科研人员在霞草的营养组成[1,2]、功能性成分提取[3]等方面进行了研究,但目前对霞草的人工种植、产品开发和利用程度仍处于较低水平。本文对霞草的营养组成、功能特性、功能性成分提取、加工产品开发等方面的研究进行了综述,以期为更好地挖掘利用霞草资源,促进产业化开发提供参考。
1 形态与生长特性
霞草为多年生草本植物,高60~100 cm。根粗壮,木质化,淡褐色至灰褐色,茎数个由根颈处生出,二歧或三歧分枝,老茎呈红紫色。叶片近革质,稍厚,长圆形,长4~8 cm,宽5~15 mm,顶端短凸尖,基部稍狭,两叶基相连成短鞘状,微抱茎,脉3~5条,中脉明显,上部叶较狭近线形。伞房状聚伞花序较密集,顶生或腋生,无毛;花梗长2~5 mm,直伸,无毛或疏生短柔毛;苞片卵状披针形,长渐尖尾状,脉质,大多具缘毛;花萼钟形或漏斗状,长2~3 mm,萼齿卵状三角形,略急尖,脉绿色,伸达齿端,边缘白色,脉质,具缘毛。霞草花期为6~9月,果期在8~10月[4]。
2 资源分布
霞草生于海拔2000 m以下的山坡草地、灌丛、沙滩乱石间或海滨沙地。野生霞草主要分布于辽宁、河北、山东、江苏等地,生于干燥石砾质的山坡或丘陵地带的阔叶林下,在山坡草丛,阳坡、半阳坡较多。近年来,山东、江苏等地陆续在旱平地和温室人工栽培霞草,北方山地人工栽培也取得了良好的效果[5]。山东地区产量可达22 500 kg/hm2以上,当地批发价4~30元/kg,每1 hm2产值是当地山地传统种植花生、甘薯的5倍以上。
3 营养组成与功能性成分
3.1 基本营养组成
霞草中含有粗纤维、蛋白质、脂肪、维生素C等营养物质。常见蔬菜如冬瓜、生菜等的蛋白质含量一般为0.2%~2.4%,而霞草的蛋白质为2%~3%。其粗脂肪稍高于菜花、胡萝卜、洋葱、青椒(脂肪含量范围为0.2%~0.5%)。霞草中粗纤维的含量较多,普通栽培生菜含量为0.7%,2年生驯化栽培的霞草粗纤维含量达1.0%。与普通栽培蔬菜相比,霞草中 VC含量较高,比较发现,野生霞草与人工驯化栽培霞草的营养成分差异不大[1],人工栽培有较好的市场前景。
霞草中矿物质元素含量丰富[2],见表1。磷元素含量高于40多种常见蔬菜;钙含量是普通蔬菜的12倍;镁含量是典型富镁蔬菜百合的3倍多;钾含量比富钾蔬菜如百合、毛豆等(3 020~7 070 mg/kg)稍低;锰含量是富锰蔬菜藕等的5.1倍;硒含量是富硒蔬菜的5~10倍;铁含量是富铁蔬菜如蚕豆、菠菜等的2倍以上,是普通蔬菜的6倍;锌含量是富锌蔬菜慈菇、香椿等的1~2倍。
表1 霞草矿物质元素组成Table 1 Composition of mineral elements in Gypsophila oldhamiana Miq
霞草中氨基酸含量比例合适,是优质的氨基酸补充来源。含有18种氨基酸,必需氨基酸占总氨基酸比例(E/T)为43.3%[2],与 FAO/WHO推荐40%相近。必需氨基酸与非必需氨基酸比例(E/N)为76.5%,高于 FAO/WHO推荐值60%[6],是优质的氨基酸补充来源。
3.2 功能性成分
霞草中已报道的功能性成分主要有黄酮、三萜及其皂苷类、甾醇类、脂肪酸类、胡萝卜素及其他功能活性成分。
3.2.1 黄酮
黄酮具有抗炎症、抗过敏、抑菌、抑制寄生虫、抑制病毒、防治肝病、防治心脑血管疾病、抗肿瘤等功效,是霞草中重要的有效成分。在蔬菜中分布最广的是槲皮素及其衍生物(属黄酮醇类),其化合物达百余种,常见的有13种[7]。黄酮类物质具有多种生物活性,其中以具3,3,4-三羟基黄酮结构的槲皮素类化合物活性最强[8]。
新鲜蔬菜的黄酮含量一般为1~365 mg/100 g[9],霞草中总黄酮含量一般为100~200 mg/100 g,高于莴苣、白菜、茼蒿、木耳菜、丝瓜、萝卜、芦笋等,是多数栽培蔬菜的几倍甚至上百倍[1]。
3.2.2 皂苷
皂苷是一类重要的生物活性物质,对免疫细胞、抗肿瘤和抗衰老均有不同程度的调节作用,霞草根中总皂苷含量一般为200~300 mg/100 g。
日本植物学家Noboru kutani等[10]和杨尚军等[11]曾从霞草根部分离得到了丝石竹皂苷元(gypsogenin)及甾醇和脂肪酸等。田桂红等[12]从石竹科石头花属植物霞草根部分离提取出三萜皂苷,将其称为霞草皂苷。霞草皂苷对A549肺癌细胞株有显著的生长抑制作用,霞草总苷在体内具有抑制小鼠S180肉瘤和H22肝癌实体肿瘤的作用,且不良反应小[1]。
3.2.3 挥发性成分
李双石等[13]对霞草的挥发性组分进行萃取富集和分析检测,共鉴定出7种化合物。其中4种为烷烃类物质,占总挥发性成分的32.36%;2种为酯类物质,占总挥发性成分的45.67%;1种为烯烃类物质,占总挥发性成分的21.97%。挥发性组分中,最主要的是邻苯二甲酸二异辛酯(27.05%)和角鲨烯(21.97%)。邻苯二甲酸二异辛酯可能主要来自于环境污染,可见霞草对于污染物具有一定的富集作用。鉴于此,今后对药食兼用植物霞草资源进行开发利用时,应加强对环境的监控,以保障产品质量安全。角鲨烯具有抗癌、抗肿瘤、抗疲劳、抗感染、免疫和抗氧化功效,目前广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。霞草挥发油中角鲨烯的含量较高(在20%以上),有可能成为提取角鲨烯的新原料,但提取、纯化工艺还有待于进一步研究。
4 开发利用现状
4.1 传统药用
霞草为我国民间常用草药,有些地区则作为银柴胡的代用品入药。霞草根部被称为山银柴胡,可入药,有清热、凉血、活血等功效,用于治疗虚弱疲劳、阴虚久疟、小儿热等疾病。
4.2 产品加工
我国对霞草的开发利用尚不充分,基本停留在试验研究阶段,未形成一定的产业规模。王晓杰等[14]利用活性干酵母对霞草提取液进行发酵、澄清等处理,研制出了霞草发酵酒。该酒工艺简单易行,酒味醇厚干爽,酒体协调,具有独特的霞草香气。
4.3 功效成分提取
霞草中有很多功能性成分,提取后可进行深加工或综合利用,提高其附加值。危晴等[15]采用索氏提取法和水蒸气蒸馏法分别制备得到霞草挥发油;李双石等[10]采用固相微萃取法制备得到霞草挥发油。他发现,不同提取方法所得的霞草挥发油的药用活性差别较大。叶国华等[16]采用超声波和旋蒸仪联用法对胶东半岛地区野生霞草中黄酮类物质的提取工艺进行优选研究,使用该方法的黄酮提取率可达到3.65%,研究还发现,对于霞草中黄酮类化合物而言,乙醇辅助超声波提取具有得率高、耗时少、操作简便等优点。
5 建议
5.1 加强贮运保鲜技术研究
霞草采收期集中、时间短,而且由于本身含水量高,营养物质种类丰富,比较容易产生生理病变和滋生微生物,导致鲜品品质劣变和腐败变质,销售方面受很大局限,不利于常年和远距离销售。下一步,应研究开发霞草贮藏保鲜相关技术,明确其鲜品的贮藏条件、控制参数、保鲜材料及包装贮运材料等,延长其保鲜期,扩大新鲜霞草的销售半径与周期。
5.2 开发初加工产品
开发霞草初加工产品,如霞草软罐头食品等,研究清洗、漂烫、蒸煮、杀菌、包装等工艺条件与技术参数,使霞草产品实现规模化收集处理与生产加工,保障产品质量。
5.3 开发深加工产品
针对霞草氨基酸含量比例合适,钙、镁、铁、铜、锌、硒等含量丰富的营养特点,可开发果蔬汁及饮料(包括清汁和浊汁)、发酵酒、蔬菜超微粉等产品。近年来研究发现,霞草具有抗肿瘤、减肥等作用,因此可利用霞草药食两用的优势,开发针对特殊人群食用的功能食品原料,如功能性饮料、膳食营养粉、营养补充(强化)特膳等。
5.4 开发洗涤用品
研究发现,霞草提取液可以影响含花生油的水溶液的乳化起泡程度,经过稀释的霞草提取液具有一定的去污能力。这可能与霞草根部含有大量的包含齐墩果酸在内的三萜及其皂苷类化合物有关[17],据此,可研究开发霞草根系列洗涤用品。