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黑枸杞活性成分研究现状及前景分析

2022-01-12朱妞马正锟

中国调味品 2022年1期
关键词:花青素枸杞多糖

朱妞,马正锟

(西安医学院 公共卫生学院,西安 710021)

黑枸杞系茄科枸杞属植物,营养价值高。它含有枸杞多糖、蛋白质、维生素、多种矿物质等营养成分,素有“软黄金”的美誉,含有丰富的花青素,抗氧化功效极佳。其味甘、性平,清心热,用于治疗心热病、心脏病、月经不调等疾病,具有养肝明目、补血安神、改善睡眠、增强免疫力、延缓衰老等多种功效[1]。它分布广泛,在中国的新疆、甘肃、青海、宁夏以及中亚和欧洲等地有所种植。在民间,人们喜生食、榨汁做成饮料和制成药酒使用,以提高自身免疫力、滋补强壮、明目降压[2]。

1 种植现状

国内黑枸杞的种植大都采用人工种植的方法。黑枸杞在我国青海、新疆、甘肃等地均有分布,且其生命力顽强,耐盐碱、耐贫瘠、耐寒抗旱,属于盐生植物。种植的方法主要有两种:种子育苗、扦插种植。后期辅以科学的田间管理和植株修剪,以及病虫害的防治,就能够保证黑枸杞的稳产,增加经济效益[3]。

1.1 种子育苗

黑枸杞果实的成熟期为每年的8~9月份,在果实成熟以后立刻进行采摘,如果采摘时间过晚,果实将被自然风干,作为种子会影响发芽率(不利于用作种子)。在4月中旬要对种子进行筛选处理,主要是把变质的种子剔除,同时除去其中的残枝、果梢、碎屑以及沙土等。再用清水浸泡24 h,搅碎种子并打成浆,然后反复冲洗去除过多的糖分(黑枸杞果实含糖较高),再用0.3%~0.5%的高锰酸钾浸泡2~4 h捞出,用清水反复清洗至无药液残留。种子清洗捞出后,将其堆放在室温20 ℃上下的房间中,盖上覆盖物,每天翻动,并在覆盖物上均匀洒水,避免种子因为缺水而影响发芽率。黑枸杞的育苗季是在春天和秋天。地势平缓、排水良好、灌溉和交通便利、土壤深厚的地方是育苗黑枸杞的最佳选地。

1.2 扦插种植

扦插种植主要在春季的3月下旬至4月上旬和秋季的10月中旬至下旬进行。在一年生的单株上选取比较粗壮的枝条,剪成18~20 cm长,斜插入整好的畦中,压紧、踏实,经常浇水,让土壤保持湿润。也可将果系发达、根荫能力强的黑枸杞的主根截断,使其主根周边荫发苗株。

1.3 栽培技术

幼苗植株成活1年后,在次年春季3月份,每苗行中间挖穴施腐熟农家肥3000~4000 kg/亩,6~8月份适当追肥,一般为在灌水前期追肥尿素15 kg、磷酸二氢钾200 kg、硫酸钾25 kg、过磷酸钙50 kg。在早期以氮肥为主,之后多施加磷肥和钾肥。定植次年进行修枝,按苗株20~30 cm高度截短枝条,保留较长枝条,以发育良好的4~5个枝条作为第一层主枝,以此方法每层隔30~40 cm修剪留枝,并将植株整体修剪为一伞状,这样有利于植株充分吸收阳光,提高产量。黑枸杞原产于柴达木盆地的盐碱地带,因此自身抗病能力很强。其主要的病害有蚜虫、白粉病、黑果病、根腐蚀。在种植的春季和多雨季节可打多菌灵或代森锰锌等抗菌药以作预防,而在病害发生初期,可喷洒波尔多液或50%的多菌灵1000倍防治液;根腐病发生时,可用50%的多菌灵1000~1500倍防治液;开花结果前,喷洒退菌特、多菌灵、波尔多灵液防治;开花结果后代森锌或多种药剂交替使用。每周喷药1次,雨后可立即喷药。若发生虫害,用40%乐果乳油1000~1500倍液、50%马拉硫磷乳油1000~2000倍液、50%磷铵乳油1000~1500倍液,三者其一进行每10 d 1次,连续3~4次的防治喷洒[4]。

1.4 采收加工

黑枸杞采收期在芒种和秋分之间,即6~8月份。成熟果实为深紫色。采收方式为将果实连同枝丫一起剪下,摊开阴干后抖落果实,挑拣去除杂物和品相不好的果实并分出品级,保存在通风凉爽干燥的环境中。如果用作榨汁的原料,成熟果实应立即采摘,否则不会跌落,而是挂在枝头自然风干。

1.5 重盐碱地黑枸杞的栽培

黑枸杞原生长在盐碱地环境中,因此在培育方式上没有大的变化,主要是对土地利用的方法做一些调整。在次生盐碱地、重盐碱地、盐碱荒地、沿海滩涂等土壤条件下种植黑枸杞,首先对土地进行深度松土;如果是多年的荒地需要晾晒整个冬季。对翻耕晾晒后的土地施以基肥,腐熟圈肥每亩1~2 t,或有机肥每亩200~600 kg,同时施加含钙磷肥。整地按阳畦进行,于高起的垄上栽培植株。灌溉用水因地制宜:淡水、地下咸水、淡水与海水的混合水皆可,若灌溉用水困难,海水也可以对其灌溉。灌溉方式用穴灌或漫灌,但因黑枸杞耐旱,所以不要高频次地浇灌,同时注意防涝。盐碱地易结板块,因此划土次数要适当增加,保持土壤和作物根部透气。

2 主要活性成分及研究现状

黑枸杞含有的主要活性成分有花青苷、花青素、甜菜碱、多糖和黄酮,具有抗氧化、抗肿瘤、促进伤口愈合等多种生理功能。

2.1 花青苷

花青苷是花色素与糖苷键结合而成的一种化合物,它主要存在于植物的根、茎、叶、花和果实中,是一种黄酮类的水溶性色素,溶于水、乙醇和甲醇,但不溶于氯仿和乙醚等有机溶剂。大部分金属离子不影响其稳定性。花青苷具有抗肿瘤、抗氧化、保护心血管系统、提高免疫力以及调节血脂的作用[5]。

花青苷易受温度和pH的影响。目前从黑枸杞中提取花青苷的方法主要有超声波辅助提取、恒温水浴提取、微波提取等[6]。不同的提取方法有不同的特点,例如:超声波相较于水浴提取法,降低了提取时间,提高了花青苷的色价和提取率[7]。微波辅助提取作为新兴的提取方法,具有选择性强、易于控制、加热速度快、受热体系均匀、提取率高的特点,非常适合热不稳定物质的提取,采用此种方法可以简化实验操作、缩短提取时间、提高提取效率。

有机色素的提取大都离不开乙醇,用乙醇提取的花青苷中含有大量杂质,比如多糖、生物碱等。这就需要对其进行纯化处理,采用X-5大孔吸附树脂对提取的花青苷有不错的纯化效果;采用离子交换柱层析法也可达到同样的效果,且所用设备简单、容易操作、成本低廉,但分析时间变长。目前实验室较多采用反相高效液相色谱法,该法具有分离能力强、效率高、重复性好的优点,对黑枸杞中花青苷的分离提纯效果更佳。

2.2 花青素

花青素是一种天然的可食用色素,广泛存在于蔬菜和水果中,是植物花瓣和果实的主要构成色素之一。黑枸杞中花青素的含量是蓝莓的5~10倍,含量极为丰富。由于花青素含有的大量酚羟基可以阻止自由基的链式反应,因此具有清除活性氧化的效果[8]。与Vc相比,黑枸杞中的花青素在还原能力、羟基自由基清除能力方面较为不足;但超氧阴离子清除能力和DPPH清除能力与Vc的清除能力相当。

姚思敏蔷等[9]对黑枸杞鲜果、自然风干果、冷冻干燥果中的花青素进行含量测定,并与蓝莓进行对比,发现经过干燥后的黑枸杞中花青素含量最低,但也达到了每100 g干果中花青素含量3.28~3.45 g(鲜果为4.36 g/100 g),黑枸杞中的花青素具有很好的开发利用价值。最佳的提取工艺为常占瑛等所采用的方法:在乙醇体积分数为50%、料液比(黑枸杞粉末/乙醚)为1∶20(g/mL)、提取温度为50 ℃、提取时间为3 h时,黑枸杞中花青素的提取率达到最大。

2.3 甜菜碱

甜菜碱别名甜菜素、三甲铵乙内酯、甘氨酸三甲胺内盐,是一种碱性物质,其有效成分为三甲基甘氨酸,作为黑枸杞中的主要药效成分之一,它具有降压、抗肿瘤、抗脂肪肝的作用,其氯化物铝盐还具有抗溃疡、促进伤口愈合、止汗去味的功效[10]。在家禽养殖中还可以部分代替蛋氨酸,减少了胆碱作为甲基供体向甜菜碱的氧化转化过程,降低了蛋氨酸水平,增加了家禽腹腔脂肪沉积的能量利用率,提高了家禽养殖的经济效益[11]。

刘增根等[12]通过对柴达木黑果枸杞进行HPLC含量测定发现因实验原料产地不同,黑枸杞甜菜碱的含量在0.82%~1.64%之间,加样回收率在96.17%~101.28%(n=5),RSD为2.32%,说明黑枸杞中的甜菜碱含量存在一定的地域性差异。

2.4 枸杞多糖

枸杞多糖具有促进免疫力、滋补、强身健体、降低血糖、抗疲劳、抗氧化、延缓衰老、提升免疫力的作用[13-14]。根据汪建红等[15]对糖尿病小鼠进行黑枸杞多糖剂量低(20 mg/(kg·d))、中(50 mg/(kg·d))、高(80 mg/(kg·d))的灌胃研究发现,糖尿病小鼠的血糖值分别降低了14.01%(p<0.05)、31.50%(p<0.01)、32.21%(p<0.01),表明黑枸杞中的枸杞多糖可以有效降低四氧嘧啶引起的血糖升高,并且小鼠的SOD值分别升高了33.17%、30.54%、14.16%;肝匀浆MAD值分别降低了39.59%、27.77%、28.77%。通过对比,黑枸杞中的枸杞多糖可以增强实验小鼠SOD的活性,并抑制MAD生成。通过实验还发现黑果枸杞中的多糖对糖尿病小鼠的食量和饮水量有明显的控制作用。冯薇等[16]对小鼠做了黑枸杞多糖不同剂量负重游泳能力实验,在中剂量(50 mg/(kg·d))的条件下,小鼠的抗疲劳能力提升了2倍多。换而言之,黑枸杞多糖在一定程度上可以提高机体的运动技能,另一方面,它对糖尿病患者的虚弱无力有着一定的缓和作用。

白红进等[17]对取自新疆塔里木盆地的黑果枸杞,采用4种(常规提取法、超声波提取法、微浓提取法、超声波-微波协同萃取法)现代提取技术对黑枸杞中多糖进行提取,实验结果表明超声波-微波萃取的黑枸杞多糖含量最高。并且相较于常规方法,超声波-微波协同萃取法的提取时间更少,所用仪器和设备简单,这为后续工业化大规模提取枸杞多糖提供了有效的指导和参考。

2.5 总黄酮

黄酮主要分布在植物的根、茎、叶和果实中,是一种很强的抗氧化剂。具有降压、抗动脉粥样硬化、抗心肌缺血、抗心律失常的作用,此外还具有刺激孕酮和雌激素含量增加、改善生殖损伤、调节近胃端适应力、改善胰岛素抵抗、抗抑郁、镇痛抗炎、抗肿瘤的作用[18]。

目前从黑枸杞中提取总黄酮的方法主要有7种,分别是热水提取法、有机溶剂提取法、碱液提取法、微波提取法、超声波提取法、超临界流体萃取法和酶解法。段亚云等[19]通过对超声波-微波协同提取黑枸杞总黄酮工艺的优化,总黄酮的提取率达到了0.982%~1.012%。该方法极大地缩短了提取时间,且提取率较其他提取方法显著升高。

2.6 酚酸

酚酸是一类含有酚环的有机酸,广泛存在于自然界中,特别是在一些中草药中含量较高。但其结构不稳定,易受到水分、温度、光、酶、酸的影响而改变结构和原有的性质。近年来,肿瘤、心脑血管疾病、高血糖、细菌病、炎症等愈来愈严重地影响人类的健康,且发病几率日益增高[20-21]。酚酸类化合物在抗炎、抗过敏、保护血管、抗氧化活性、抗肿瘤、抗菌及保护肝脏方面具有显著作用,因此对治疗上述人患疾病有很大应用价值。

楼舒婷[22]将新疆黑枸杞和青海黑枸杞用化学提取法和体外消化法对原儿茶酸、儿茶素、咖啡酸、绿原酸、对香豆酸、阿魏酸、对羟基苯甲酸进行含量测定,通过数据对比发现体外消化法的提取率高于化学提取法,主要是因为在体外消化的过程中,酶解和pH的变化能够让酚酸更易从结合态分解为游离态。

陈晨等[23]采用固相技术及HPLC法对青海柴达木盆地的黑枸杞进行浓度测定,测定浓度分别为:没食子酸0.0037 g/L、原茶儿素0.0162 g/L、儿茶素0.3346 g/L、绿原酸0.4908 g/L、咖啡酸0.0468 g/L、丁香酸0.0110 g/L。此方法操作简单,去除了大部分干扰物,还起到了浓缩富集的作用,提高了黑枸杞果汁中酚酸的定性和定量检测的精确度。

3 发展前景与应用

3.1 种植与环境改善

黑枸杞所需要的生长环境简单,本身的环境适应力很强,因此不需要投入过多的劳动力就可以大面积种植。而其经济利润远高于普通作物,并且黑枸杞含有人体所需的必需脂肪酸、氨基酸和Vc,可谓营养全面,而其中所含比较多的还原糖和色素具有深远的开发意义。我国国土面积辽阔,但仍然有近200万平方公里的沙漠和沙漠化土地,而黑枸杞根系发达,繁殖能力和生存能力强,在枝条被沙土覆盖后能再生出新的根系,因此将其作为环境改善的植物具有很好的生态效益。在一些贫困地区,有针对性地开发黑枸杞扶贫产品,对于提升当地经济发展水平和脱贫工作有积极的意义。

3.2 药物开发

随着社会进步越来越快,人们的生活压力也越来越大,疾病的发生率也随之不断增高,因此人们比过去更加重视自身健康。黑枸杞所含活性物质因具有抗衰老、抗氧化、抗癌、抗高血压、抗糖尿病、抗高血脂、抗血栓、治疗感染、炎症性肠病和改善免疫的作用,且天然的提取物在治疗疾病时具有低毒的特性,能够给患者降低治疗过程中的不适感,因此可以作为预防或治疗多种疾病的替代品[24]。

3.3 综合开发利用,促进全民健康

在我国一些地区,人们保留将黑枸杞果实作为布匹染料的习惯。因此,黑枸杞在饮料和染料方面具有相当的市场开发价值。黑枸杞不仅可以入药、制成茶品,而且通过对内在成分的提取可以做成可口的保健饮料,以较为低廉的成本增强人体健康。习总书记说过:“没有全民健康,就没有全面小康”。我国人口众多,要实现全民健康,更多的在于预防。黑枸杞含有多种活性成分,具有抗氧化、养肝明目、补血安神、改善睡眠、增强免疫力、延缓衰老等多种生理功能,对血糖、血压、心血管疾病等有很好的预防和保健作用。从全国范围来看,黑枸杞的消费还处于较低的水平,普通民众对黑枸杞的保健功能了解不多。将黑枸杞推广到普通家庭中去,让每一个人将黑枸杞作为日常食品,既可以提升产业经济效益,又有利于促进全民健康水平。

4 结束语

黑枸杞的研究大多集中在种植、物质提取及作用、含量比例上。通过搜集整理资料,对黑枸杞在种植、含有的主要活性成分及功效、研究现状方面做了较为详细的阐述,发现黑枸杞在科学技术的进步下有很大的开发潜力,如:药用开发、食用或饮料制品开发、抑制荒漠化的环境保护开发等。而随着研究和市场化的不断发展,现阶段急需一部有关黑枸杞品质的鉴定标准,以此来区分在市场上出现的黑枸杞品质,用以提高黑枸杞的经济化发展、更严谨地科学研究和稳定黑枸杞的市场价值。

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