荷叶成分与生物学功能研究进展

谭一丁，邓放明

（湖南农业大学食品科学技术学院，湖南长沙410128）

荷叶，是多年生挺水植物莲的叶片，夏季采摘，其叶片自叶茎顶端呈圆盘状横向展开，直径可达60厘米。我国的荷叶资源非常丰富，大部分区域均有栽植，主要种植区分布在长江、黄河、珠江流域，尤以湖南、湖北、福建、浙江等南方各省为盛。荷叶有着特殊的质地、风味和活性功能，在食品、医药等领域应用广泛。本文对莲的种类、荷叶的活性成分及生物学功能等方面的研究进展，以及荷叶在食品方面的应用进行了较为系统地梳理，以期为相关领域的进一步研究和应用提供参考依据。

1 莲的分类研究进展

目前，国内外单独针对荷叶的分类研究记录较少，针对莲的种质资源和分类研究比较多。据初步统计，目前世界范围内的莲大约有2000余种，其中很多品种尚未经过权威机构的信息整理和评估登记，出现很多同种多名、一名多用的混乱情况，严重阻碍了莲的品种鉴定、科学研究和生产交易。为此，国际园艺学会（International Society for Horticultural Science，ISHS）出台了国际栽培植物命名法规，规范了国际栽培植物的命名法则，并授权国际睡莲与水景园艺协会（International Waterlily&Water Gardening Society，IWGS）作为莲属栽培品种的国际登录权威机构，具体登录工作由我国的IWGS会员单位承担。

1.1 国外研究

国际上关于莲的分类研究主要是植物学分类研究。1736年，瑞典植物学家Carolus Linnaeus将莲作为一个种编入睡莲科睡莲属，直到1763年，Adans将莲种提升为莲属，仍归属于睡莲科[1]。1829年，Du Mortier提出将莲属提升为独立的莲科，但并未在学术界引起重视[2]。1901年Lyon通过染色体研究，发现了莲区别于睡莲科的证据[2]。1955年，Li H L[3]研究分析了睡莲科各个属的形态特征，建议将莲属独立为莲科。2013年，Wang Y等[4]通过基因测序研究，证明莲是一支单系类群，可以从睡莲科中分离出来成为独立的莲科。

1.2 国内研究

我国传统上对莲的园艺学分类研究比较多，依据莲的栽培目的习惯将莲分为花莲、子莲、藕莲3个大类。近年来，以中国荷花研究中心、武汉市农业科学院蔬菜研究所等单位为代表的科研机构及其研究人员在莲的种质资源和分类方面开展了大量研究。王其超、张行言等自60年代起开始在全国范围调查收集荷花资源，至2004年先后整理出版了3版《中国荷花品种图志》[5]，共计收录608个荷花品种，在此期间，两人利用二元分类法认定了美国黄莲为中国莲的亚种[6]，制定并不断优化了花莲（不含子莲、藕莲）的分类系统，在世界荷花研究领域有着广泛的影响。80年代初，我国部分科研单位开始莲的资源征集、保存及利用工作，至2003年，在“国家种质武汉水生蔬菜资源圃”内一共收集保存有从国内18个省153个市县征集的莲资源572份[7]。

国内对莲的植物学分类研究也有报道。1994年，韦平和等[8]通过染色体研究为莲应该独立列为莲科提供了证明。2009年，郭宏波、柯卫东[1]发现中国的花莲、子莲、藕莲无论在表型上还是基因组上的分化均已达到极显著水平，认为可以将这3个类别分别列为一个亚种。

2 荷叶活性成分研究进展

2.1 主要成分

2.1.1 黄酮类成分

黄酮类物质是高等植物中广泛存在的一类化合物，荷叶中黄酮类物质的含量较高且种类丰富，主要包括芦丁、金丝桃苷、紫云英苷、槲皮素、山奈素和异鼠李素等，其中以槲皮素含量最高[9]，另外还有大量以槲皮素为母核的衍生物，其糖链有葡萄糖、木糖、鼠李糖、半乳糖等。荷叶中总黄酮的含量随着荷叶的生长发育呈现先上升后下降的趋势，5～7月含量逐渐增加，8～9月达到较高水平，最高含量可达72.93 mg/g，随后进入衰老期，随着物质流失，含量下降[10]。

2.1.2 生物碱类成分

生物碱类成分在高等植物中广泛存在，大多呈碱性且具有环状结构，是一类含氮次生代谢产物。荷叶中的生物碱研究始于公元十九世纪，自日本科学家福田真雄等从荷叶中分离出荷叶碱、O-去甲基荷叶碱以及莲碱3个成分以来，荷叶生物碱的提取分离受到越来越多人的关注。国内外学者先后从荷叶中分离得到20多种生物碱类成分[11]，主要分为以下几种：单苄基异喹啉类生物碱6种；阿朴啡类生物碱6种；氧化阿朴啡类2种；去氢阿朴啡类生物碱4种；原阿朴啡类生物碱以及双苄基异喹啉类生物碱3种。

2.1.3 挥发性成分

荷叶中的挥发性成分很多，是形成荷叶特殊风味的关键物质。通过多种方法分析，荷叶中提取的挥发性成分可达近百种之多，其中以乙酸的含量最高，其次为DL-柠檬烯、己酸、苯乙醇、正壬醛、苯酚、丙酸、苯乙酸乙酯、醛、苯甲醛等。荷叶主要赋香成分为正壬醛、己醛和DL-柠檬烯；苯乙醇、苯乙酸乙酯和苯甲醛对荷叶的香味起到协调和增强作用[12]。

2.1.4 多糖类成分

荷叶中多糖类物质的含量比较高[13]，主要多糖级分以酸性多糖为主，是以阿拉伯糖为主要单糖的多糖，同时还夹杂着少量的甘露糖、葡萄糖和半乳糖[14]。

2.1.5 其他成分

荷叶中还含有酒石酸、苹果酸、没食子酸、苯甲酸、正十八烷酸、邻羟基苯甲酸等多种有机酸，以及多酚、甾体、将倍半萜类等物质成分。

2.2 分离提取

近年来，国内外对荷叶中黄酮类物质、生物碱类物质等各类活性成分的分离提取研究很多，有机溶剂提取、微波辅助提取、超声辅助提取等方法均有报道。宁娜等[15]优化了纤维素酶辅助乙醇回流提取荷叶中荷叶碱的工艺（酶解pH值4.5、酶解温度45℃、纤维素酶用量1.5 mg/g、酶解时间50 min）。周韵等[16]通过正交法优化荷叶中荷叶碱的超声提取工艺。付洋等[17]优化了超声-微波协同辅助提取荷叶总黄酮的工艺条件[提取时间5 min、微波功率125 W、乙醇浓度70%、料液比 1 ∶30（g/mL）、超声功率 50 W]。蔡敏等[18]通过超声波辅助乙醇提取法获得荷叶黄酮的粗提物，再用3种不同大孔吸附树脂进行分离纯化，比较得出了最佳精制工艺。邹佳峰等[19]利用正交试验优化甲醇-盐酸水解法得到荷叶总黄酮醇苷的最佳提取条件（10%盐酸甲醇溶液在80℃条件下水解120 min）。许惠玲等[20]在单因素试验的基础上，通过正交试验法得到了荷叶多酚的最佳提取条件[乙醇浓度50%，提取时间50 min，液料比 60 ∶1（mL/g）、提取温度 50 ℃]。刘军波等[21]通过正交试验优化纤维素酶提取法得到荷叶多糖的最佳提取条件（酶添加量 2.0 mg/g，料液比 1∶45（g/mL），温度60℃，浸提时间120 min）。

随着荷叶活性成分研究的逐步深入，应用高效液相色谱法（high performance liquid chromatography，HPLC）法同时测定荷叶中多种成分的研究逐渐兴起，这种方法通过测定分析荷叶各组分的特征峰，寻找图谱轮廓的主要共性，可以构建荷叶的指纹图谱，用于荷叶产品的质量控制[22-26]。

2.3 吸收代谢

荷叶中的大部分活性成分可以透过肠壁吸收，但不同成分的吸收强弱存在较大差异。荷叶多成分整体的肠渗透性研究表明，荷叶碱、金丝桃苷、异槲皮苷、紫云英苷等常见荷叶活性成分在肠道多成分吸收影响下，显示出较差的肠渗透性[27-28]。静脉注射试验则表明，荷叶碱等主要生物碱成分在进入血液循环以后能在肝脏、肺、脾脏、肾脏等组织脏器中迅速分布，且主要以原形存在，并能在较长时间内（6 h）维持一定浓度，最终大部分通过肾脏排出体外[29-30]。

3 荷叶生物学功能研究进展

3.1 降脂减肥

荷叶的降脂减肥功效在中医古籍中早有记载，由于活性成分组成复杂、种类较多，长期以来，以荷叶及其粗提物进行整体功能性研究及应用的报道比较多，且均显示出非常好的降脂减肥功效。现代研究表明，荷叶中的生物碱、黄酮类物质是降脂减肥的活性物质，其中生物碱类的功效最为显著[31]。其功能机理主要是在肠道吸收阶段抑制脂肪酶活性，减少人体对脂肪的水解和吸收[32]；在人体利用阶段减少脂质合成、提高脂质氧化代谢以及脂蛋白脂酶和肝脂酶的活性[33]，从而达到降脂减肥的目的。

3.2 抑菌消炎

研究表明，荷叶中的生物碱类化合物、黄酮类化合物具有较好的抑菌活性。荷叶中的生物碱可以通过破坏细菌的细胞结构、抑制细菌和酵母的有丝分裂、影响能量代谢等多种途径，达到抑菌或杀菌的效果[34]。黄酮类化合物属于酚类衍生物，具有类似于酚类化合物的抑菌活性[35]。

3.3 抗氧化

研究表明，荷叶提取物具有清除各种自由基的能力，具有明显的抗氧化活性。荷叶的抗氧化能力主要来源于黄酮类化合物，多酚类化合物也表现出较强的抗氧化活性，此外，部分生物碱也具有一定的抗氧化活性。荷叶中各种抗氧化物质的化学结构研究表明，酚羟基可能是影响抗氧化活性的关键基团，酚羟基在分子结构中的数量、位置以及与相邻官能团的相互影响对化合物的抗氧化性能有显著的影响[36]。

3.4 抗病毒

1994年，柏田良树[37]首次确认了荷叶中的苄基异喹啉类生物碱具有抗人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）活性，他用荷叶中提取的两种生物碱及两种黄酮糖苷成功抑制了H9细胞中HIV-1病毒的增殖。Yashiwada Y等[38]发现荷叶中的3种主要生物碱成分具有较强的抗HIV活性。Boustie J等[39]发现荷叶碱具有显著的抗脊髓灰质炎病毒的活力。肖桂青[40]研究发现荷叶总生物碱具有显著的抗鸡新城疫病毒（newcastle disease virus，NDV）作用。

3.5 抗肿瘤

有研究表明，荷叶提取物对乳腺癌细胞的增殖有较强的抑制作用，其对人口腔表皮样癌细胞、人乳腺癌细胞等多种肿瘤细胞可发挥较强的细胞毒性作用[41]。李娜等[42]研究发现荷叶碱可将人肝癌细胞株HepG2阻滞于G0/G1期，诱导其发生凋亡，凋亡机制可能与调节相关蛋白NF-КB、Bcl-2、Bax的表达有关。

3.6 止血

中医自古就发现荷叶有止血的功效，用法有生用和制炭用两种，且制炭后的止血功效显著增强。现代研究表明，荷叶中的黄酮类成分是荷叶生品、炭品的主要止血活性成分，荷叶制炭后止血作用增强的主要原因是抗凝血成分荷叶碱、甲基莲心碱、莲心碱等生物碱含量显著降低，具有止血作用的金丝桃苷、异槲皮苷转化为止血作用更强的槲皮素[43]。

3.7 神经系统作用

研究发现荷叶提取物还具有镇静、抗惊厥的作用。Mclennan H等[44]以家鸽顶盖脑片中的神经元为介质，用电离子透入疗法考查了荷叶碱对不同氨基酸诱导的神经兴奋的抑制作用，结果显示荷叶碱对氨基酸引起的神经兴奋有选择性抑制作用。闫明珠等[45]研究发现荷叶乙醇提取物具有显著的镇静催眠作用，生物碱是其主要活性成分。精神药理学研究还显示出荷叶碱能诱导僵症，抑制自发性运动、条件躲避等反应[46]。

4 荷叶在食品方面的应用

食品工业中，荷叶因其降脂减肥、抑菌防腐、天然清香的特性，常在食品开发中用来作为食物的功能配料和风味调料，在蒸煮食品中常用作荷叶饭、糯米鸡、粉蒸肉等食品的天然包装材料。荷叶在食品工业中有原叶、浸提汁、荷叶粉等多种使用方式，根据使用目的的不同，又可以分为主料、辅料、添加剂等使用方式。

4.1 主料

荷叶作为食品主料使用，常见的使用方式有原叶、浸提汁等。这类食品一般能够整体保留荷叶降脂减肥、抑菌、防腐等活性功效，同时还具有荷叶特有的清香。吴军舰[47]、何莉萍[48]使用荷叶原叶开发了荷叶茶的加工工艺。杨海军等[49]采用新鲜荷叶发酵，开发了一套荷叶酒的酿造工艺。

4.2 辅料

荷叶作为食品辅料使用，一般通过有选择性地浸提荷叶活性成分或添加荷叶粉，赋予食品部分或全部的荷叶活性功效。胡娴等[50]以乌龙茶为主要原料，配以杭白菊、山楂、荷叶和决明子等辅料，开发了一款口感柔和、营养复合的复方保健乌龙茶。叶锦坤等[51]以香菇为原料，配以山楂、菊花、葛根、桑、荷叶等辅料，开发了一种复方香菇饮料，保证营养成分的同时兼具保健功效，可用于清肺润燥，养胃清热。荷叶在饮料行业的功能性应用很多，主要以浸提汁的使用方法最为常见。

4.3 添加剂

荷叶作为食品添加剂使用，一般是用于食品的防腐保鲜或赋予食品荷叶清香。闫文杰等[52]将荷叶浸提汁应用于冷却猪肉保鲜，成功抑制了冷却猪肉中细菌的生长繁殖，减缓脂肪氧化，且提取物的浓度越高，保鲜效果越好。黄玉婷等[53]将荷叶提取物应用于梅鱼保鲜也得到了良好的效果。

5 展望

荷叶具有天然清香和多种生物学功能，是一种天然的药食同源食物，备受广大消费者喜爱。然而，荷叶在采收、加工、贮藏过程中，受到酸、碱、光照、温度等因素的影响，在一般储存条件下很难长久保持鲜叶的色泽、风味质地和营养成分，且荷叶的采收期主要集中在夏季，造成荷叶制品的生产存在明显的季节限制。我国荷叶资源丰富，但目前只有极少数的荷叶资源得到合理利用，每年采收期过后，大量荷叶烂在荷田里，造成了大量的荷叶资源浪费。因此，荷叶的开发利用必须寻求原料保鲜、初加工和保藏等方面的技术突破，才能实现荷叶制品的工业化长期连续生产，从而解决荷叶资源浪费。

荷叶含有黄酮、生物碱等多种活性成分，是开发保健食品的良好材料。但是目前，荷叶的应用多是在复方制品中，对荷叶有效部位的深入研究还比较少，在加工过程中也较少使用高新技术，对其毒副反应的研究也有待加强。因此，今后的研究工作应着重于对分离提纯活性成分的高新技术、产品的纯度和功能的有效性、纯化后单体的生理功效进行研究，同时，加强对荷叶提取物的长期毒性和不良反应的药效学和毒理学的观察，相关产品的开发应由粗加工向提取、精制、深加工转变，多途径、多学科地系统研究，从而开发出高效低毒的保健食品和系列药品。

研究显示，荷叶老叶制炭拥有更好的止血功效[54]，荷叶用于沼气发酵也比稻草秸秆拥有更高的产气量和甲烷含量[55]，用作食品防腐剂也具有稳定且良好的性能[56]，荷叶本身还是优良的膳食纤维来源。这些研究结果表明了荷叶老叶、废叶的利用价值，为荷叶更广泛的开发利用提供了方向。