常见蜜源花卉开发利用研究进展

童万民 孙晓明 袁建锋

摘要    蜜源花卉是指供蜜蜂采集花蜜和花粉的花，生物资源非常丰富，因含有多种营养物质及生物活性物质而具有药食两用性。目前我国对于蜜源花卉的开发利用并不广泛，以致多数蜜源花卉在农副产业中被当作废弃物。随着绿色科学的发展，人们逐渐意识到蜜源花卉具有广阔的开发价值。本文就常见的蜜源花卉研究进行综述，分析其主要成分以及常用的分離纯化技术，以期为蜜源花卉高效利用提供依据。

关键词    蜜源花卉;化学成分;提取分离;开发利用

中图分类号    S897.1        文献标识码    A        文章编号   1007-5739（2019）11-0134-03

Abstract    Nectar plant flowers refer to flowers for bees to collect nectar and pollen，and their biological resources are rich.They have the dual use of medicine and food，because they contain a variety of nutrients and bioactive substances.At present，the development and utilization of nectar plant flowers in China is not extensive，so most nectar plant flowers are regarded as wastes in the agricultural and sideline industries.With the development of green science，people gradually realize that nectar plant flowers have broad development value.This paper reviewed the research progress of common nectar plant flowers，analyzed their main components and the common separation and purification technology，in order to provide references for the efficient utilization of nectar plant flowers.

Key words    nectar flower;chemical component;extraction and separation;development and utilization

蜜源植物是指能分泌花蜜、蜜露及产生花粉的植物。就我国而言，已知植物种类超过3.5万种，所属果树、作物、蔬菜、牧草、花卉、林木等，而已被利用的蜜源植物不到1/2。由于我国地域辽阔，不同种类的蜜源植物在分布区域、面积上具有差异性，有的几乎遍布全国，有的仅在一定区域才能获得较大商品蜜，如棉花和芝麻（面积约666.67万hm2，主要分布在华北、华东和西北地区）、油菜（面积约333.33万hm2，几乎分布全国各地）、果树（果园面积200万hm2）、草原植物（面积3.33亿hm2）、森林植物（面积0.72亿hm2）等，这些都是良好的蜜源植物。另外，不分泌花蜜、只提供花粉的粉源植物种类也很多，如玉米、高粱和马尾松等。

在生活中，花卉不仅可以作为观赏植物，还有诸多其他用途。在欧美一些国家和地区，蜜源花卉被广泛应用于食品，如美国用玫瑰、旱金莲（Torpaeolum majus）、万寿菊（Ta-getes erecta）、金盏花（Calendula officinalis）等的花瓣拌沙拉;法国用南瓜的雄花配菜;日本用樱花烹调“樱花宴”;保加利亚、土耳其用玫瑰花制成糖浆等[1]。这些蜜源花卉除了在本地市场广受欢迎外，还有大量产品出口到国外且供不应求。人类对于蜜源花卉的利用历史悠久，在我国古代就有相关的记载，其中有食药兼用功效的蜜源花卉还被应用于医学领域。如保加利亚的玫瑰精油因具有抑菌和抗氧化等生物活性，被用于生产具有一定保健作用的天然功能性化妆品。

花粉是植物雄性生殖细胞，是植物生命的物质基础。2000多年前，《神农本草经》中就有香蒲花粉和松花粉作为主治上药的记载。对于蜜源花粉的研究，国内外也有不少的报道。早在1829年，Braconnot就对花粉进行了化学分析，随后许多学者相继开展研究，如法国A.Caillas的《Pollen》以及G. Stanley和H. F. Linskens合著的《Pollen，Biology Biochem-istry Management》。我国花粉研究起步较晚，1965年张金谈等发表《中国蜜粉源植物花粉形态》著作。对于多种蜜源花粉分析表明，花粉的营养成分十分全面、丰富、合理，是一种“完全食品（perfect food）”，含有丰富的蛋白质、氨基酸、碳水化合物、维生素、矿物质、酶类、活性多糖、黄酮类物质、多不饱和脂肪酸以及其他活性功能因子。目前，部分花粉的研究成果已经应用于药品、食品、化妆品和饲料开发等方面[2]。

对于蜜源花卉的利用途径主要有2种：一是直接作为食药材使用;二是简单加工成高附加值的产品。我国蜜源花卉深加工工艺比较落后，导致蜜源花卉产品的工业化生产受到限制，如何提高技术手段、开发更具价值的蜜源植物产品，是当前重要的课题。本文以中国常见的18种蜜源花卉作为对象，从其花卉成分以及相应分离加工技术方面进行综述，以期为蜜源花卉资源的综合利用提供参考。

1    蜜源花卉化学成分分析

随着蜜源花卉逐渐被重视，人们对蜜源花卉的研究逐渐深入。本文选取了18种蜜源花卉，其主要成分见表1。蜜源花卉中的营养成分主要包括氨基酸、多糖、皂苷、黄酮类、萜类、甾体、芳香醇、多不饱和脂肪酸及色素。不同的营养成分具有不同的功效，大量的文献报道了蜜源花卉具有各种营養保健作用，因而应该对蜜源花卉开展精深加工，提高其利用价值。例如，功能性多糖、皂苷、黄酮类等可以开发保健食品，挥发性成分可以作为精油利用，色素可以作为食品添加剂等。

2    提取分离制备方法

花卉有效成分属于天然产物，具有一定的生物活性或独特功能。近年来，天然产物药物和功能性食品的市场需求量日益增加，人们对天然产物有效成分的研究逐渐深入，有关的提取分离技术日益受到人们的重视。目前，在天然产物的有效成分提取分离技术中，传统提取方法包括浸渍法、压榨法、索氏提取、蒸汽或水蒸馏法、渗流法等，这类方法不仅提取效率低，而且周期长、有效成分损失多、工序多。一些新型提取技术如超临界流体萃取（Supercritical fluid extraction，SFE）、超声波辅助提取（Ultrasound-assisted extraction，UAE）、微波辅助提取（Microwave-assisted extraction，MAE）、加速溶剂萃取（Accelerated solvent extraction，ASE）等技术的应用越来越广泛。此外，与传统的凝胶色谱纯化、打孔树脂吸附分离相比，高速逆流色谱法（High-speed counter-current chro-matography，HSCCC）和制备型高效液相色谱法（Preparative high-performance liquid chromatography，P-HPLC）新型纯化技术具有操作简单、纯化效率高等优势，在天然产物的制备领域得到大量应用。

2.1    超临界CO2提取法

SFE是以超临界状态下的流体作为萃取溶剂，萃取分离混合物的过程。在超临界状态下，流体具备良好溶剂的特性，其类似于液体，具有较大溶解度和密度，也与气体相似，具有较强穿透力。传统萃取方法存在回收率低、费时费力、污染严重、重现性差等问题，而SFE克服了这些弊端，消除了有机溶剂对人体和环境造成的危害，且使样品的萃取过程更加快速简便。CO2气体是常用的超临界流体，其临界压力（7.39 MPa）和临界温度（31.06 ℃）都较低，适合提取中等极性和非极性物质，在天然产物有效成分提取方面有着广泛的应用，如各种植物油和精油的提取[21]。

由于CO2的非极性和低分子量，对强极性大分子量的成分进行有效提取具有一定的困难，因而可以在CO2超临界流体中加入适量的夹带剂如甲醇、乙醇等调节其极性。2013年，Patil等[22]在流体中加入离子液体作为改性剂，对胡黄连根中的胡黄连苷Ⅰ和胡黄连苷Ⅱ进行萃取发现，离子液体可以有效提高胡黄连苷的提取率。由此证明，在流体中加入适量的夹带剂可以减少基质与分析物的相互作用，提高选择性。

目前，还有研究者将SFE与分子蒸馏（Molecular distill-ation，MD）相结合，提高天然产物有效成分的分离提取效率。2012年，Liang等[23]采用SFE-MD相结合的技术，从大蒜中提取热敏性的大蒜素，得到其他常用分离手段难以获得的高纯度产品。

2.2    超声波辅助提取法

UAE是利用超声波的空化效应、机械效应和热效应，通过增加介质分子的运动速度，增大介质的穿透力以提取生物有效成分。它不仅操作简单且具有不受分子量大小和成分极性的限制、常温操作、提取时间短、比较适合不稳定化合物提取的特点。虽然有时UAE方法的提取效率会低于其他方法，但它依然在天然产物有效成分提取方面以及食品、医药、环境等领域得到了广泛运用。

近年来，离子液体作为良好的溶剂，应用于UAE的样品前处理过程中。如Cao等[24]以1-alkyl-3-methylimidazolium离子液为溶剂，提取白胡椒中的胡椒碱，较传统UAE提取率增加了100%，提取时间节省了3/4。

2.3    加速溶剂萃取法

ASE也称加压液体提取（ Pressurized liquid extraction，PLE）。ASE实现了高温（50～200 ℃）、高压（1 000～3 000 PSI）条件下的提取，具有基体影响小、有机溶剂用量少、快速、回收率高、可对同一种样品进行多次萃取、重现性好等优点，已成为样品前处理的常用方式之一。该方法曾被美国环保局（EPA）推荐为标准方法（US-EPA 3545），2005年成为中华人民共和国国家标准（GB/T 19649—2005）。Shen等[25]对比了索氏提取法、UAE、MAE、ASE等方法对辣椒中辣椒素和生姜中姜黄素提取效率的影响，结果发现，采用ASE方法时目标物的提取效率优于其他3种方法。

2.4    微波辅助提取法

MAE是一种新发展起来的利用微波能进行物质萃取的技术，是使用适合的溶剂在微波反应器中从天然植物、矿物或动物组织中提取各种化学成分的技术和方法。与浸提、溶剂回流甚至UAE等提取方法相比，MAE不仅快速高效、加热均匀、选择性好、节省溶剂、工艺简单，还可以保持有效物质的生理活性，并能同时处理多个样品，符合环境保护要求。因此，近10年来MAE技术广泛用于天然产物生物碱类、多酚类、挥发油类、黄酮类、有机酸、多糖类、萜类、皂苷类等有效成分的提取分离。如2010年，Ma等[26]在离子液体下，借助微波作用，从荷叶中高效提取N-去甲荷叶碱等3种生物碱，有效地缩短了提取时间。

离子液体微波辅助萃取法（ILs-MAE）采用绿色溶剂——离子液体替代传统的有机萃取溶剂（如甲醇、乙醇），与高效液相色谱法联用可以实现丹参中脂溶性成分的快速提取和分离分析[27];此外，ILs-MAE也在提取多酚类、黄酮等物质方面得到了成功应用[28]。

2.5    高速逆流萃取法

高速逆流萃取是20世纪80年代发展起来的一种连续高效的液-液分配萃取分离技术。其利用螺旋柱在运动时产生的多维离心力场，使互不相溶的两相不断混合，同时保留其中的一相（固定相），利用恒流泵连续输入另一相（流动相），随流动相进入螺旋柱的溶质在两相之间反复分配，按分配系数的次序，被依次萃取分离出。在流动相中分配比例大的先被洗脱，在固定相中分配比例大的后被洗脱，从而实现分离。高速逆流萃取具有适用范围广、操作灵活、快速、制备量大、费用低、环保高效等优点。诺卡酮属于雅槛蓝烷系的双环倍半萜酮，是一种重要的食用及烟用香料。2009年，王帅斌[29]采用同时蒸馏萃取和超临界流体萃取制备益智粗体物，然后进行高速逆流色谱分离研究，1 kg益智能得到4.569 g纯度94.50%的诺卡酮，提高了提取效率。

2.6    索氏提取法

索氏提取法是早期开发的脂质类产品的提取分离方法，其利用溶剂的回流和虹吸原理，对固体混合物中所需成分进行连续提取。随着温度的升高，再次回流开始，每次虹吸前，固体物质都能被醇的热溶剂所萃取，溶剂反复利用，缩短时间，萃取效率较高。早在2007年时，彭书练等[30]采用索氏提取法制备辣椒素，充分考察了浸取溶剂、辣椒皮粉细度、固液比、浸取时间和虹吸次数等工艺参数后，确定最佳工艺，提取率大于90%;但这种方法适用于提取溶解度较小的物质，当物质受热易分解和萃取剂沸点较高时不宜用此种方法。

3    展望

蜜源植物的花和花粉含有碳水化合物、脂类、蛋白质、酶、核酸、有机酸、色素等多种微量元素和营养成分，可提高人体的免疫力，还具有调节内分泌、抗肿瘤、预防衰老等功效，享有“完全营养品”的国际美誉。

目前，蜜源花卉的利用途径大多都仅作为观赏性植物，其综合开发利用不高。结合现代精制工艺，蜜源花卉可以开发新的保健产品或饮品、食品等，不仅可以提升蜜源花卉的价值，获得一定经济收益;而且还能够解决农业产业当中这些副产品的回收利用问题。鉴于上文所述，蜜源花卉有诸多可利用的价值，其花粉更是具有广阔的开发前景。为了更好地利用蜜源花卉资源，其深度开发利用是未来蜜源花卉的重点研究领域。

4    参考文献

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作者简介   童万民（1968-），男，浙江兰溪人，农艺师，从事农业技术应用与推广工作。

*通信作者

收稿日期   2019-02-24