凤仙花综合利用研究进展及开发前景
2020-12-04张桂英马海丽鲜雯朱玉雪杨国武柴薇薇
张桂英 马海丽 鲜雯 朱玉雪 杨国武 柴薇薇
摘要:凤仙花作为集观赏、食用、药用价值于一身的宝贵花卉植物资源,具有极高的研究利用价值和广阔的开发前景。本文从凤仙花的药用、观赏、食用、经济以及色素开发等方面阐述了凤仙花的研究价值,探讨了凤仙花的开发前景及发展方向,以期为凤仙花的综合利用及开发提供依据。
关键词:凤仙花;药理;观赏;色素利用;有效活性物质;食品加工
中图分类号:TS201.2
凤仙花,又名指甲花、好女儿花、凤仙透骨草、金凤花等,隶属于凤仙花科(Balsaminaceae)凤仙花属(Impatiens),一年生草本花卉。全世界的该属植物有900余种,主要分布在亚洲热带和亚热带及非洲,少数种类也分布在欧洲、亚洲温带地区及北美洲。我国约有凤仙花属植物200余种,主要分布在西南地区和西北地区,尤以云南、四川、广西和西藏的种类较为丰富,其中价值最高的凤仙花主要
分布在青藏高原等寒冷洁净的地方[1]。[1]
1.凤仙花的价值及利用
1.1种质资源
凤仙花科(Balsaminaceae)中最大属为凤仙花属(Impatiens),我国凤仙花属种质资源在全国各地都有广泛分布,分布较多的省份为云南省、西藏自治区、四川省和贵州省[2,3]。其中最为丰富的为云南省,大约有110种。云南省高黎贡山地区拥有69种,主要分布地段海拔为2500~3500 m,其中53种为中国特有种,31种为云南特有种[4]。四川省为仅次于云南省,据罗强报道,四川省凤仙花属植物种类共80多个种,含1个变种、20个特有种[5]。根据《西藏植物志》和中国植物志网站记载,西藏现有凤仙花属植物约34种和3个变种,占全国种数的15%左右[6,7]。西藏色季拉山区是西藏花卉资源最丰富的地区之一,该地区凤仙花属植物共10种,1变种,占西藏该属植物种数的30%[8]。由于凤仙花在地理分布上具有的狭域性和特有性,为选育花卉优良品种提供了宝贵而丰富的基因资源。现我国凤仙花属植物种质资源的综合开发利用仍然处于初级阶段,有待进一步研究。
1.2 观赏价值
凤仙花属植物种类繁多,花形奇特且变化多样,花期长,具有很高的观赏价值[9],其花器官特别,由1枚旗瓣、4枚翼瓣、1枚唇瓣、2个侧生萼片组成,整体如凤状一刀。凤仙花可种植在庭院向阳处,或者盆栽摆放在东向、南向、西向的阳台上或有阳光照射的走廊、客厅、书房和臥室窗边进行管理。依据品种形态的不同,也可供夏季花坛、花镜、花篱栽植,其中矮小而整齐的可作盆花,而高大类型的于夏季可代灌木进行庭院布置[10]。凤仙花可以吸收二氧化碳并通过光合作用释放氧气,而人在呼吸过程中,吸入氧气并呼出二氧化碳,从而使室内氧气和二氧化碳达到一个相对平衡[11]。此外,利用凤仙花叶面吸热和水分蒸发的生理功能,可以在冬季和夏季可相对调节温度,起到适度保温作用,在夏季可以起到遮阳隔热作用,在冬季可使室内空气湿度保持相对平衡。
1.3 药用价值
我国中医学研究表明,凤仙花性冷、味甘苦,具有祛风除湿、活血化瘀、止痛的作用,主治风湿病,腰腿疼痛,女性闭经腹痛,产后瘀血,跌打损伤,痈疽,鹅掌风,灰指甲等[12],在临床上有广泛的应用。有研究表明,取适量新鲜白凤仙花,捣烂外敷于患处,范围比受影响的面积略大,厚度约为0.5厘米,用油皮纸包裹,每周换药1次,治疗鹅掌风3例,经1个疗程全部治愈[13]。临床研究发现通过外用米醋处理过的白凤仙花,并加塑料薄膜包裹灰指甲,治疗31例带有灰指甲的顽固性足癣,临床治愈率为87.1%,改善率为12.9%[14]。取适量的凤仙花全草、大蒜、明矾,将这三种药物捣成糊状,睡前包裹在指甲,第二天早上取下,可以治疗甲癣,且病例治愈较多、疗效显著[15]。郭笑丽[16]的研究表明凤仙花加盐捣烂如泥,外科常规换药,贴敷于患处,包扎1次/d,治疗时间最长8次,最短4次,治疗56例甲沟炎,总有效率达98.2%。国外也有学者报道用凤仙花提取物治疗神经性皮肤病、腹背痛、疝气痛、痛风等[17,18]。
迄今为止,现代药学研究已从指甲花的果皮、种子、根中分离出黄酮类、萘醌类、甾醇类、多肽类等多种化合物,其中黄酮、香豆素、萘醌类为主要成分,是指甲花主要药理作用的基础[19]。其药理作用主要有抗炎、抗过敏、抗氧化、促透皮和抗真菌,具有治疗心脏血管疾病、抗肿瘤、抗病毒等作用[20]。研究表明,凤仙花提取物对组胺H1受体和PAF受体均有拮抗作用,对急、慢性过敏均有较好的疗效,其提取物还含有一定量的抗炎、抗菌活性成分,其中抗菌作用明显[21]。曹仁烈等[22]的研究发现凤仙花对堇色毛癣菌、许兰氏黄癣菌、铁锈色小芽孢癣菌、红色表皮癣菌及腹股沟表皮癣菌等均有不同程度的抑制作用。凤仙花中总黄酮的含量较高,含有芦丁、槲皮素、山奈酚,是天然的抗氧化剂[23,24]。胡喜兰等[25]发现凤仙花的各种不同提取物均具有一定的抗氧化能力。凤仙花水提取物萃取后的水层剩余物是抗氧化能力较强的部位,100g凤仙花花瓣水提物的抗氧化能力相当于2.3g维生素C、0.76g槲皮素和0.02g芦丁的抗氧化能力[26]。
风仙花含有较多的人体必需微量元素,刘思曼等[27]对凤仙花植株不同部位的微量元素含量进行比较分析,发现野生凤仙花、叶、茎和根中含有人体必需的微量元素铜、锌、铁、锰、钴、镍、铬和宏量元素钙、铁,9种元素合量由高到低的顺序依次为叶>茎>花>根。凤仙花中除含以上成分外,还含多糖成分,急性子多糖的提取率可达3.62%[28]。此外,Clevenger等[29]从凤仙花的白色花瓣中分离得到杨梅素。凤仙花的籽油中还含有丰富的油脂类物质,脂肪油含量约17.9%,其中以脂肪酸为主要成分[30]。
1.4 食用价值
我国食用花卉历史悠久,食花文化从古代就有。远在春秋战国时期,人们就有食花的习惯[31]。凤仙花不仅具有很高的观赏价值及药用价值,而且还有较高的食用价值,是独具特色的食品原料。凤仙花植株可以食用,嫩株可炒食,又可烧、绘、腌、泡,味道鲜美,风味独特。种子又可榨油。据《物类相感志》:煮肉炖鱼时,放数粒凤仙花种子,肉易烂,骨易酥。凤仙花也可腌制加工,把凤仙花嫩茎切成3-5cm长的小段,洗净,腌制方法有生腌和熟腌二种,以熟腌为主[32]。凤仙花还被用来制备较有前景的保健饮料,并且在保持风仙花药用价值的情况下,饮料口感甘甜舒爽,较有市场前景[33]。如,凤仙花被用来制作的一种花粉富硒梨汁,营养物质丰富,硒含量较高,并且其中所含的硒元素在梨汁中其他成分的协同作用下,易于被人体吸收利用,极大地提升了富硒梨汁的营养价值[34]。凤仙花粉也可被用来制备茶叶,其优点在于保留了茶叶芬芳的前提下,充分发挥凤仙花可活血消张的药用价值[35]。
1.5 天然色素利用
近年来,天然植物在染发剂方面的应用得到了人们的重视。用于天然染发剂的植物种类日益增多,如凤仙花、核桃壳、槟榔、五倍子、西洋甘菊花等,其中最受欢迎的为凤仙花[36]。凤仙花的天然色素值得深入研究和开发利用,但在我国这些方面的研究仍然处于初级阶段。凤仙花,又名指甲花,在印度、中东和其他地方被称为HENAA海娜。它本身带有一种天然的红棕色色素,具有指甲花菎色素,可以结合蛋白质,因此,中东地区长期种植这种植物来染指甲,并用它的汁液来装饰自己,著名的印度人体彩绘也是由它染色[37]。现在市场上的大部分染发剂为海娜粉,其原料為凤仙花。凤仙花经干燥研磨可制成海娜粉,整个过程不含任何化学加工成分,,属植物性深红色染料,作为化学染发剂的替代品,它具有无刺激性、无毒、无过敏反应、天然、安全等优势。我国《化妆品卫生标准》规定,指甲花(Henna)可作为染头发制品的着色剂,凤仙花收载于2003年卫生部编撰的《已使用化妆品成分名单》中。目前,美国FDA也准许将其作为可使用的染色剂[38]。
1.6 经济价值
凤仙花适应性很强,在绝大部分地区都可生长,技术要求简单,收益较高,销路广泛,各地药市也都长期收购,具有较高的经济效益。目前,凤仙花在市场上的价格为45-60元/千克,透骨草3-4元/千克,并且亩产种子高达150 kg左右。近年来,凤仙花的市场前景广阔,从2010年世博会后,价格持续上涨,已达 65元,且全国各地中药材市场上的凤仙花均十分紧缺[39]。调查结果显示,近年来凤仙花种植面积较少,出现供不应求的情况,因此,及时大规模种植发展并加速凤仙花综合利用的研究显得尤为重要。
2.凤仙花的开发前景及发展方向
2.1 凤仙花有效活性物质开发
凤仙花瓣中含有花色素苷,花色素是由类黄酮代谢所衍生的多酚类化合物,是植物所特有的 [40]。花色素具有清除氧自由基及抑制脂质过氧化的能力,并且保护DNA和肝脏的氧化性损伤 [41],花色素苷能够抑制络氨酸酶活性,防止黑色素(如雀斑、老年班)形成,它还可以降低高血脂大鼠的甘油酯水平,改善甘油脂蛋白的分解代谢,具有抑制胆固醇吸收,抑制动脉硬化以及抗肿瘤、抗过敏、抗突变、保护胃粘膜和降低血糖等众多生理功能[42-44],因此,在医学领域有着广泛的应用。凤仙花含有大量的芦丁、槲皮素、山奈酚及其衍生物,有文献报道这3种成分对脑缺血均有良好确切的治疗效果[45-47]。但是目前凤仙花在改善脑缺血的研究上还存在大量空白,未来可将凤仙花外用作为透皮剂或在外用制剂的进行应用,以改善脑缺血。凤仙透骨草提取液具有广谱抗菌性,对霉菌、酵母、革兰氏阴性和阳性菌均表现出了抑菌活性,其中对真菌的抑制效果优于细菌[48]。因此,对凤仙花有效活性物质进行广泛深入研究,可以对凤仙花更好地深度开发利用。
2.2 凤仙花天然色素开发前景
自然界广泛分布的花色素以矢车菊苏、飞燕草素、天竺葵素、锦葵色素、芍药花色素、牵牛花色素为主,花色素的存在使植物具有较高的园艺价值,利用转基因技术,还可以改变和创造新花色,已有极为广泛的应用。凤仙花中含有花色素、指甲花菎色素等多种色素[49],利用现代化高新技术分离提取植物花卉中的有效成份已成为增加植物花卉附加值的一个重要途径[50]。在环保意识日益加强的今天,天然色素广泛用于化妆品、印染等化工工业,有着巨大的优势,无毒无害,来源丰富,生态、经济和社会效益可观[51]。因此,利用高新技术提取凤仙花中有效的天然色素成份,制成植物染料、天然化妆品,市场价值开发潜力巨大。
2.3 凤仙花在食品加工中的应用
近年来,随着对天然食用色素的某些生理活性作用的逐步发现,天然食用色素已越来越受到人们的喜爱,天然食用色素取代人工色素将是食品加工的必然趋势。我国拥有丰富的凤仙花植物资源,凤仙花在食品工业中有可能成为天然食用色素进行应用。此外,鉴于凤仙花提取物的抑菌特性,将其代替化学防腐剂和保鲜剂对食物进行保鲜,也具有良好的开发潜能。
结语
目前,凤仙花作为我国民间名花,主要用于观赏,在综合利用方面尚未形成规模,附加值较低。因此加大对凤仙花的综合开发与利用,在充分研究其药用价值的基础上,重点研究凤仙花的色素提取加工技术,进一步进行凤仙花下游产业的开发,具有极大的潜力。未来可将凤仙花发展为既有观赏价值,又有长期经济效益的高附加值经济花卉。
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作者简介:张桂英(1997-),女,土族,青海民和人,大学本科,主要研究方向为:特色植物资源研究与利用。
通讯作者:柴薇薇(1981-),女,汉族,博士,讲师,主要从事研究方向为:植物逆境生理与分子生物学、特色植物资源研究与利用。