黄精食用价值及其加工利用研究进展
2022-03-03乔玉双
王 敏,乔玉双,吴 澎
(1.山东农业大学食品科学与工程学院,山东泰安 271018;2.泰安技师学院,山东泰安 271000;3.香驰控股有限公司,山东博兴 256500)
黄精(Phizoma polygonati)属百合科(Liliaceae),是滇黄精、黄精或多花黄精的根茎。按照外形的差异有“大黄精”“鸡头黄精”“姜形黄精”等多种习称[1],大多生长于山地林下、半坡、灌丛、沟谷旁的阴湿肥沃土壤中或人工栽培种植[2]。“仙人之饵”与“神仙遗粮”是我国传统养生学家以及道家人士对黄精的美称[3],这一称呼足以证明黄精在药食同源佳品中的地位,既可以作为良药医用,又可以作为美食入馔,烹成药膳更是补养佳品。我国关于黄精的最早记载是在一部南北朝时期的医学著作《名医别录》中描述黄精“生山谷,二月采根,阴干”;黄精的形态在唐代时期《新修本草》《食疗本草》和《本草拾遗》有进一步的描述,具体形态记录于《新修本草》[4]。黄精作为我国传统的药用植物,具有两千多年的历史,被誉为养生佳品,可使人寿命延长,主要功效有补气、调和、强健骨骼、补肾填精、齿落更生、延缓衰老等。在经济飞速发展的今天,人们的需求不同于经济匮乏年代的只局限于解决温饱,而是越来越注意“如何吃、吃什么、怎么吃”等问题,对食物有了更高的追求,越来越多的人开始重视营养搭配,注重养生。黄精品性温和,可作为滋补食物长期服用,没有副作用,是上好的滋补强壮食品,因而受到了越来越多的重视。
目前,社会各界人士主要侧重于对黄精活性成分与药理药性方面的研究,对其食用方法的研究仍然较少。本文主要阐述了黄精营养成分、生物活性和加工利用等方面的研究现状,为今后黄精在食品领域的深入开发利用提供参考。
1 黄精的活性成分
黄精中含有丰富的营养物质,每100 g 黄精中淀粉、蛋白质、还原糖含量分别为20、8.4、5 g[5];除此之外,还含有丰富的氨基酸、尼克酸、醌类、黏液质、淀粉、甾体皂苷等,其中研究较多的是黄酮、氨基酸、多糖、皂苷、无机元素、木脂素、蒽醌类化合物等[6]。
1.1 黄精多糖
黄精多糖主要集中在黄精根部,具有多种生物活性,是黄精中的主要有效成分[7-8]。王艳等[9]采用碱提法、Sevag 法脱蛋白得到水溶性粗多糖,最终测得黄精多糖的主要成分为半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖、木糖、葡萄糖等。不同产地的黄精因成长环境与气候条件的不同,多糖含量也不同。王晓丹等[10]测量不同产地的黄精炮制前后多糖含量的变化(见表1),结果发现,炮制后的多糖含量明显低于生黄精。其中,泰山生黄精多糖含量最高,为12.56%,浙江熟黄精中多糖含量最少,为2.23%。朱巧等[11]研究发现,生长年份不同的黄精,多糖含量也不同,且含量变化较大,黄精多糖含量呈现出随着种植年份的增加而升高的趋势。
表1 不同产地的黄精炮制前后多糖含量Table 1 Polysaccharide content of R. polygonati before and after processing in different producing areas
1.2 皂苷
皂苷类成分是药用黄精的主要活性成分,也是黄精作为药用植物的特征性成分,三萜皂苷和甾体皂苷是皂苷类成分的主要组成部分[11]。截至目前,从药用黄精的化学成分中共分离出67 种甾体皂苷类化合物和12 个三萜皂苷类成分[12]。甾体皂苷是一种中性皂苷类化合物,可以去痰止咳、抗炎、抗肿瘤、抗真菌。黄精中的皂苷成分含量较少,目前测得已知的皂苷类成分主要有薯蓣皂苷元、毛地黄糖苷、菝葜皂苷元等。刘绍欢等[13]研究发现,沿用不同的炮制方法,测得的黄精中的薯蓣皂苷元的含量也不同,并且不同炮制方法测得的含量变化明显,但炮制前和炮制后薯蓣皂苷元所保留的时间比较稳定。
1.3 黄酮
黄酮类化合物具有十分悠久的研究历史,查耳酮、二氢黄酮、高异黄酮等是目前已知的黄精中黄酮类化合物主要的结构类型。陈毅坚等[14]用乙醇作为溶剂提取黄精黄酮,采用单因素实验和正交实验,得出最佳条件为乙醇浓度80%、液料比25∶1、提取时间60 min、提取次数3 次,在此条件下滇黄精黄酮最大提取率为0.40%。钱森和等[15]在单因素实验的基础上结合响应面实验,确定了黄精黄酮提取的最佳条件:乙醇体积百分比浓度为81%、提取温度为69 ℃、料液比为1∶18、提取时间为2.5h、提取2 次,此时黄精黄酮的提取率为0.63%,各因素对提取率影响大小的排序为料液比>乙醇浓度>提取时间。
1.4 氨基酸及微量元素
氨基酸和无机元素是维持人体正常生命活动所需的两大营养物质。黄精中含有11 种人体必需的氨基酸,其中,游离氨基酸主要由苏氨酸和丙氨酸构成。李晓明[16]用电感偶合等离子发射光谱仪测得,泰山黄精中有31 种微量元素,其中,Mg、F、Zn、Mn、Cu、Cr 等含量丰富,生理活性强,营养价值高。王曙东等[17]测定得出多花黄精根茎中含有18 种无机元素和16 种氨基酸,K、Fe、Mg、Ba、Cu、Mn、Bi 等微量元素含量较高,黄精根茎中的氨基酸含量小于根须中的氨基酸含量。
1.5 木脂素与醌类化合物
黄酮、蒽醌类化合物具有重要的药用价值,多存在于黄精的根、茎、叶中。孙隆儒等[18]首次发现并从黄精中提取出木脂素类成分。目前,在短筒黄精中分离得到3个醌类化合物,其中的部分成分对心脑血管疾病具有显著的治疗作用[19]。
2 黄精的生物活性
黄精中含有多种活性成分,因而具有调节免疫、提高学习记忆力、抗氧化、抗疲劳、保护心血管系统、降血糖血脂、抗癌抗肿瘤、治疗骨质疏松、改善造血功能等多种化学活性与药理作用[20-21]。
2.1 调节免疫力
黄精具有显著的增强免疫力的功效,在解决免疫难题方面享有盛誉[22]。吴柳花等[23]建立小鼠模型,研究了黄精对长期超负荷游泳致阴虚内热的大鼠的作用,研究表明,黄精能使其体质量增加,抓力增大,可以改善免疫力低下大鼠的免疫力。傅圣斌等[24]研究黄精多糖对免疫力低下的小鼠免疫功能的影响,得出黄精多糖可使小鼠胸腺及脾脏质量增加,血清溶血素含量及巨噬细胞吞噬指数明显提高,证实了黄精多糖可明显改善环磷酰胺致免疫抑制小鼠的免疫功能。肖小妹等[25]通过对儿童肾病综合征红细胞免疫功能影响的研究,得出黄精多糖可增强肾病综合征患者的红细胞免疫功能。
2.2 抗氧化
黄精具有较强的抗氧化功效。钱森和等[26]初步探究了黄精黄酮的抗氧化性,研究发现,120 μg/mL 的黄精黄酮对DPPH 自由基和羟自由基清除能力较强,几乎与VC清除自由基的能力相当,说明黄酮成分具有抗氧化活性。李舒婕等[27]进行了体外抗氧化实验,研究发现,一定浓度下的黄精多糖具有明显的抗氧化能力。齐冰等[28]建立小鼠模型,通过对比黄精治疗组和衰老模型组的小鼠,证明泰山黄精中的多酚和黄酮成分能显著延缓衰老,具有较好的抗氧化能力。张国强等[29]用乙醇提取西藏卷叶黄精中的多酚类物质,通过抗氧化实验,证实黄精中多酚提取物作为抗氧化物质,抗氧化性质优良,甚至比VC 的抗氧化能力更强。
2.3 改善学习记忆力
研究表明,黄精可以改善学习记忆力。孙隆儒等[30]建立小鼠模型,定期灌胃黄精乙醇提取物,观察其对小鼠学习记忆能力的作用,结果发现,采用黄精乙醇提取物灌胃的小鼠学习能力明显高于正常小鼠的学习能力,对东莨菪碱导致的小鼠学习障碍有明显改善作用。王威等[31]经研究发现,黄精多糖也能改善慢性脑缺血大鼠的学习和记忆能力。赵小贞等[32]研究表明,黄精口服液可以改善血管性痴呆雌性大鼠记忆力,能够降低血管性痴呆雌性大鼠学习时的记忆错误频率,具有提高脑组织活力的功效,黄精水煎剂也能改善大鼠的空间学习能力。除此之外,黄精提取物也可以改善衰老小鼠的学习记忆能力,具有明显的提升智力和抗衰老的功效。
2.4 降脂降血糖
近几年,社会上对多糖类药物降血糖、血脂的报道越来越多,黄精在医疗方面对治疗糖尿病有显著的功效[33-34]。徐茂红等[35]研究发现,黄精多糖可以提高小鼠的血清胰岛素含量,降低糖尿病小鼠的血糖水平,对糖尿病有一定的治疗作用。高英[36]建立高血糖小鼠模型,分组灌喂阳性药物、不同剂量的黄精浸膏、黄精多糖溶液,研究发现,黄精多糖的降糖活性明显,对比各组血糖水平发现,高剂量黄精多糖溶液的降血糖功效尤为明显。Zhao 等[37]观察黄精多糖对糖尿病小鼠视网膜的作用,发现黄精多糖对剂量依赖性的抗糖尿病性视网膜损伤具有保护作用。王建新[38]建立链脲佐菌素致糖尿病小鼠模型,观察黄精的降糖降脂作用,经研究推断,黄精可在临床上用来治疗糖尿病和高血脂症。
2.5 抗炎抑菌、抗病毒
黄精具有抗炎抑菌、抗病毒的功效。李志涛等[39]进行抑菌实验,研究得出,适当剂量的微波辅助法提取的黄精多糖可以明显抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和藤黄球菌。彭成等[40]为研究黄精多糖的抗炎作用,建立了家兔眼结膜、角膜炎症模型,用黄精多糖眼药水对家兔进行治疗,考察黄精多糖的抗炎作用,发现黄精多糖眼药水能改善模型家兔结膜充血、水肿、分泌物增加、角膜混浊、睫状充血等局部症状。此外,黄精还能改善小鼠耳廓肿胀、大鼠足趾肿胀的症状,能够降低大鼠肉芽肿的质量,减少肉芽肿内渗出,对治疗大鼠免疫性关节炎的原发病灶和继发病变有显著疗效,表明黄精多糖具有良好的抗炎作用。
3 黄精的加工利用
3.1 传统炮制
黄精传统炮制方法简单易行,技术含量低,炮制目的也只是单纯为了改善口味,减少刺激性物质和降低不良反应,加强其功效。唐代《食疗本草》中记载“蒸之,若生则刺人咽喉,曝使干,不尔朽坏”,明代《本草原始》也延用了这种说法;对黄精炮制的目的和方法详细记载于清代的《医林篡要药性》中:“生黄精,实有辛莶之味,戟人喉吻,惟蒸晒久,庶几补养滋肾耳”。从现有的古籍记载可以看出,早期黄精炮制主要是为了消除“刺人咽喉”的不良作用[41]。
黄精传统炮制方法有九制黄精、酒黄精、熟地制黄精、枸杞制黄精、黑豆制黄精,在古籍中多有记载。《雷公炮灸论》记录了单蒸法:“凡采得,以溪水洗净后蒸,从巳至子,刀切薄片暴干用”,这是记录中已知的黄精最早的炮制方法[42]。孙思邈的《千金翼方》中记录了以“九蒸九曝”法为原型的重蒸法,为后来的“九蒸九曝”法的产生打下基础;正式的“九蒸九曝”法是由孟诜在总结前人经验的基础上推出的,这使黄精的炮制方法被进一步完善。宋代以后中药炮制的发展非常繁荣,炮制方法也有所创新,如王怀隐的《太平圣惠方》独创了与酒共制的方法,增加了与蔓荆子蒸制的新炮制方法。元明代以后黄精的炮制方法主要以继承为主,如李时珍仍采用雷斅法,李忠立采用了孟诜之法;汪昂、张仲岩对黄精的炮制均以继承雷斅或孟诜制法为主;易思荣等[43]在继承前人传统的黄精酒制的基础上实现了创新,首先提出了黄精与黑豆共蒸的炮制方法,并指出该方法忌用铁器。
我国幅员辽阔,地大物博,根据已知的记录得知各省份黄精的炮制加工方法大致相同,但因地域的差异,在加工炮制和使用方法等方面也有细微的差别,而不同炮制方法所用的辅料、时间、次数等均有较大的差异[44]。浙江、安徽、上海等地主要沿用清蒸法,其主要炮制过程包括蒸、闷、切和干燥;北京、山东等地以酒蒸法为主,主要炮制过程为酒拌、闷、蒸、切、干燥,其中蒸、闷两个过程不断重复;福建等地区多采用清蒸法或煮法,将药材进行反复蒸或煮,直至黄精变为黑色、质地柔润、味道甘甜,再切片晒干;陕西规定黄精炮制方法为30 余小时的酒蒸法或酒炖法,酒黄精炮制过程为水浸、蒸、晒、酒闷、再蒸、切片干燥。添加不同的辅料炮制黄精的方法还有黑豆制、熟蜜制、酒制、生姜制、蜜制、熟地黄膏制法等。
3.2 现代加工
在人们生活品质提高的同时,对食品品质的要求也越来越高,市场上对于健康食品的需求量也越来越大,黄精具有的抗衰老、抗氧化、提高免疫力等功效与人们的生活紧密联系,对黄精活性成分药理作用及其机理研究的更加深入,一些保健企业窥得商机,开发出了一系列以黄精为主的功能保健食品与药膳、滋补食品等。例如一种含黄精、积雪草的增强免疫力的功能性食品,由黄精、积雪草制作而成,可以补气益肾、增强免疫力、延缓衰老[45]。将鲜黄精经真空干燥,粉碎成黄精食品添加剂,以此为主要原料添加其他中药粉,制成具有降血压、血脂、血糖,预防动脉硬化、冠心病等作用的冲剂、胶囊等产品[46],功效显著且食用方便。孔瑕等[47]选用重庆产黄精为原料,用直接煎煮法可以将黄精中多糖提取出来,以提取液中多糖的含量为指标,制出一款黄精多糖口服液,为黄精的进一步开发利用提供参考。张建萍等[48]以酒黄精和山楂为原料,制作出一款酒精度为10.55%vol 的保健营养型果酒,具有独特的发酵醇香和酯香和较强的保健作用。
除民间常用的具有补气养生、补益强身等功效的党参黄精猪肚、黄精蒸鸡、黄精瘦肉粥和黄精炖排骨等膳食外,黄精休闲食品也被越来越多的开发出来。如一种富硒黄精果脯[49],制作原料为黄精丁和甘露醇,将黄精丁进行漂烫处理后置于融化后的甘露醇中煮制,待煮至口味酸甜即为完成。田惠鑫等[50]以水和糯米为主要原料,青稞和黄精为辅料,应用原辅料吸水及原辅料对粥黏度影响的单因素试验和正交试验,制成营养丰富的青稞黄精粥,为西藏青稞及黄精的开发利用奠定了基础,建立科学的方法。叶文峰等[51]以新鲜生黄精作为主料,配以罗汉果、柠檬酸,用β-环糊精包埋其黄精苦涩味研制出一款营养丰富、口感适当、具有独特黄精风味的天然性饮料。吕嘉枥等[52]利用发酵工艺,复配鲜乳和黄精浸提液制作成口感良好、营养丰富的黄精酸奶。张松等[53]通过单因素实验优化了黄精薏仁馒头的配方,调配了黄精粉、薏仁粉、加水量的比例,研制出一款感官性状良好的黄精馒头,其质构特性指标完全符合市售要求,同时具有适宜开发和推广的特点。
4 展望
当前,黄精的炮制与初加工依然沿用古籍中记载的传统方法或依据当地的传统习惯,黄精炮制方法种类繁多且大多都是依据前人的经验。为充分发挥黄精的多种效用,维持黄精制品的质量,保证其口感,势必要研究出一套规范、科学、统一的炮制方法。可以通过严格控制黄精制作工程中的蒸制时间、煮制时间、干燥温度、干燥时间、切片厚度等,依据对黄精活性成分含量、颜色、口味等的测定与对比分析,确定最佳的加工工艺与方法,以保证黄精制品制备工艺的科学性,得到高质量的黄精制品。
现在流行的黄精产品,多都是黄精口服液、黄精复合饮料、黄精酵素、黄精滋补酒、黄精粥、黄精饼、黄精膏、黄精发酵制品等。可见黄精的产品开发还处于原材料简单加工制作的“短、小、乱”的初级阶段,生产线路短,生产工艺水平低,科研投入少,创新能力弱,深加工力度不够,且产品种类繁多,杂乱不一,没有代表性的产品来主导市场,缺少方便携带与食用的深加工产品。黄精的深加工必须从黄精的活性成分出发,结合其药理活性,在研制新药品的同时,兼顾保健和功能性食品的开发以提高黄精的综合利用价值。