药食两用植物阳荷的开发应用研究
2023-07-30林长松
孟 攀,田 野,蔡 菊,林长松
(贵州理工学院食品药品制造工程学院,贵州 贵阳 550005)
阳荷(Zingiber striolatum),又名襄荷、野姜、山姜、莲花姜等,属姜科姜属多年生草本植物,富含蛋白质、膳食纤维素及多种氨基酸[1],是一种高膳食纤维蔬菜。主要分布于我国四川、贵州、广西、湖北、湖南、云南[2-5]等地,生长于林荫下、溪边,海拔300~1 900 m处[6],是一种常用的食药两用的特色蔬菜,花苞可以作为蔬菜食用,可凉拌、炒、烧、炝、煮汤及盐渍、酱淹等[7];枝叶、根茎具有祛风止痛、活血调经、清肿解毒、止咳平喘、化积健胃、预防肿瘤[2,8]等作用,具有良好的药用价值,尤其是对治疗便秘、降血糖等具有良好的应用前景。近年来,随着人们对养身保健的日益重视,阳荷作为一种营养保健功能俱佳的特色蔬菜越来越受到关注,国内外的消费需求不断增加。本文通过梳理阳荷的资源现状和栽培管理情况,对阳荷的化学组分及生物活性作用进行了阐述分析,以期为阳荷资源进一步开发利用提供参考。
1 阳荷功能性活性物质研究
1.1 多糖
多糖是由单糖聚合而成的高分子化合物,是阳荷中的主要营养成分。现代药理研究表明,多糖能增强生物体免疫调节功能,通常具有降血糖、降血脂、抗凝血、抗病毒、抗感染以及抗衰老等功效;因此,对多糖的研究具有十分重要的应用价值。目前,对阳荷中单糖及总多糖测定研究较多,多采用微波辅助提取等方法提取多糖,阳荷中多糖含量较高,且不同产地阳荷多糖含量差别不大,为8%~11%[9-12]。
1.2 挥发油
阳荷中的挥发油成分多样,不同产地阳荷中挥发油种类略有差异。黄泽彬[13]利用GC-MS对不同地区阳荷花苞挥发油化学成分进行分析,从7个不同产地阳荷中共鉴定出116种挥发油,不同产地阳荷共同拥有的挥发油为16种,其中β-水芹烯含量最高,为18.38%~23.34%。蔡依等[14]从湖北恩施采集的阳荷中鉴定出17种挥发油,主要为烯烃类组分,其中棕榈酸(30.508%)含量最多,其次为β-水芹烯(12.359%)。
1.3 黄酮
黄酮类化合物是广泛存在于植物体内的一类次级代谢产物,具有抗菌、抗肿瘤等作用。蔡依[15]通过设计正交试验,在料液比1∶12条件下,用70%乙醇提取,测得阳荷总黄酮的含量为1.398 mg/g。张思颉等[16]测定得出湖南阳荷花苞、根、叶中黄酮含量分别为19.4、9.36、8.68 mg/g。许远等[17]在乙醇浓度71%、料液比21∶1、51 ℃条件下提取21 min,总黄酮获得率为4.5%。综合结果表明,阳荷中总黄酮含量丰富,是阳荷中一类主要生物活性成分。
1.4 红色素
食用天然色素一般是从植物、动物、微生物的可食部分提取、纯化而得,对人体健康没有不良影响,安全性较高。阳荷果实呈鲜红色,是一种较理想的天然红色素资源,其红色素属于花色苷类色素,在室内和酸性条件下稳定性较好[18],不易受到糖类和防腐剂等影响[3],具有一定抗氧化性[19],在食品及药品中有广泛的应用场景。但阳荷中的红色素易受到强酸、强碱及K+、Na+、Fe3+等离子的影响,与钙离子短期接触,则可加深其红色强度;因此,在对阳荷红色素开发利用时宜用于酸性食品中,在应用过程中根据需要尽量避免不利因素的影响。
1.5 其他
除上述活性成分外,阳荷中还富含蛋白质、氨基酸、脂肪等营养成分及大量微量元素,相比于常见的蔬菜,其粗纤维、蛋白质等含量较高,必需氨基酸与非必需氨基酸的比例配比合理,具有较均衡的营养价值[8]。
2 阳荷生物活性及应用研究
2.1 阳荷生物活性研究
2.1.1 抗菌作用
阳荷中的活性物质具有一定的抗菌作用。例如,司民真等[4]对云南野生阳荷中挥发性物质进行提取,提取物香茅醛具有抗真菌及抑制金黄色葡萄球菌、伤寒杆菌作用,β-蒎烯具有抗炎、祛痰和抗真菌的作用。蔡依等[20]对阳荷乙醇提取物及不同极性萃取物进行体外抑菌活性研究,结果表明:阳荷乙醇提取物和石油醚萃取物具有较好的杀菌效果。白雅竹等[8]利用不同乙醇浓度的洗脱溶剂将阳荷根据不同极性成分分离,得到不同的供试样品。根据MTT试验,95%乙醇洗脱物(ZC-Ⅴ(IC50=56.7~57.8 µg/mL))具有显著的抗肝癌细胞株生长的活性。梁帅等[11]证明阳荷中含有的总多糖、总黄酮、总生物碱和挥发油等化学组分均有一定的抗菌活性,其中挥发油抗菌活性最强,总生物碱次之,多糖抗菌活性较弱。
2.1.2 降血糖作用
关于阳荷的醇提物降血糖的研究,陈天洪等[21]采用胰岛素抵抗HepG2细胞模型检测了阳荷花苞的降血糖效果,结果表明:阳荷花苞降血糖作用良好。但由于阳荷醇提取物中含有丰富的多糖类、黄酮类、蛋白质、脂肪以及β-谷甾醇、胡萝卜苷、胸腺嘧啶、尿嘧啶、对羟基苯甲酸、3-羟基-4-甲氧基苯甲酸、蔗糖等成分,其中降血糖的有效部位及有效成分作用机理有待于进一步加强研究追踪,确定其中的降血糖的活性部位或活性单体[8]。
2.1.3 抗氧化作用
阳荷中的红色素、总黄酮、多糖等具有较强的抗氧化作用。陈仕学等[19]通过POV值和福林酚法测定阳荷抗氧化性,结果表明:随着阳荷红色素含量增加,阳荷羟自由基的清除效果越好,且相同条件下,其抗氧化性强于维生素E。张海涛等[22]研究表明,0.2%阳荷黄酮抗氧化能力强于0.05%柠檬酸,相当于0.05%VC。曹小燕等[10]通过体外抗氧化试验证明,阳荷多糖具有较强的清除DPPH·、ABTS·+、O2·-和·OH自由基能力,且自由基清除活性随阳荷多糖浓度的增加而增强。
2.2 阳荷的应用
阳荷作为常见的野生蔬菜,其营养价值丰富,富含多种营养成分及生物活性物质,在生物仿生工业和食品工业、调味剂、功能性食品方面都具有广泛应用[23]。阳荷的嫩芽、茎果味道鲜美,含有丰富的维生素、多种氨基酸以及有“第七大营养元素”之称的膳食纤维,是名贵的“山珍”,其可以作为蔬菜(取刚出土的嫩芽凉拌或炒食),风味独特,鲜香可口;也可将花苞制成泡菜、制作糕点等;马识淳等[24]利用阳荷及桑葚为原料,通过粉碎、超声提取、过滤、离心、调配、均质等一系列工艺研制了阳荷、桑葚复合饮料,并通过动物试验证明其在体内抗疲劳效果较好。此外,市面上已申请一系列发明专利,如阳荷保健醋[25]、保健脯[26]等。阳荷红色素作为天然色素,是一种较理想的天然红色素资源,在化妆品领域也具有广泛应用前景。阳荷还是一种很好的中药材,其花果、根茎、叶都可入药,具有消肿解毒、活血调经、止咳健胃等作用[19]。黄泽彬等[27-28]已将阳荷挥发油设计应用于研发制备抗炎、抗前列腺癌等制品。
3 阳荷生长特性及栽培管理
3.1 生长习性及环境选择
阳荷适应性广,抗逆性强,喜生于疏松、湿润、凉爽、肥沃的环境,较耐阴、不耐高温与强光[5,29-30]。规模化种植阳荷,应尽量选择降雨充沛、云雾较多、夏季凉爽、土壤有机质含量较高的二高山地区[30],或在阳光较强的地方搭建遮阳棚,避免高温灼晒,辅助阳荷生长。
3.2 栽培管理
3.2.1 繁殖方式
阳荷可采用种子繁殖或地下茎分兜繁殖。在南方,阳荷多处于半野生状态,加之由于种子发芽率低,苗期长,栽培扩繁一般采用地下茎分割繁殖[5,29],将地下茎挖起,每块2~3芽切开,作为繁殖材料,在临栽时可用25%的农用链霉素浸种10~20 s后晾干种植[31],用于防治多种病害。
3.2.2 栽培模式
阳荷起源于我国东南部,喜温,不耐寒,最宜生长温度为20~30 ℃。合理的栽培模式能有效提高阳荷的产量和品质,增加种植经济效益。根据阳荷性喜隐蔽、潮湿的生长特性,可采用设施栽培、露地立体套种栽培模式。设施栽培能有效控制阳荷适宜的生长条件,改善阳荷品质,延长产品供应周期。立体栽培可采用粮荷间种、果荷套种、林下种植等规模种植模式,可有效提高土地使用效益。阳荷也可以单独露地栽培,但在强烈光照下应采取适当的遮阳措施[32]。
3.2.3 田间管理
春季容易滋生杂草,要在阳荷嫩芽出土后,结合中耕进行1次全面除草和培土。阳荷为多年生植物,一次栽培可多次采收,栽培前面2年中耕宜浅,尽量避免损伤地下茎。定植3年后植株老根纵横交错会导致生长势相对衰弱,中耕宜适当深翻,以疏除部分老根和地下茎,促进新根和地下茎的生长发育。在中耕除草的同时,对新出土的嫩芽进行培土和施肥,施肥以腐熟的人畜尿液或沼液为佳,能达到使嫩芽和花苞保持柔软脆嫩、提高阳荷品质的效果。后期根据阳荷苗生长情况追施2次肥料。阳荷地下茎不耐涝,雨季要注意排水防涝[33-34]。
3.2.4 病害防治
阳荷植株有特殊的气味,具有驱虫害作用,因此虫害极少。零星栽培时,病菌传播机会少,病害也轻,但大面积种植时,阳荷难免发生病害,而茎和地下肉质根腐烂病是阳荷最严重的病害之一[2],一般发生在夏秋高温期间,此时土壤潮湿、通风不良,故易发病,表现为病株的地下茎腐烂,叶变黄,植株软腐,枯萎。防治方法:选育良种能有效减少腐烂病的发生[2];选取适宜地势进行种植,做好清沟排水,防止田间积水;发病后及时清除病株,实行换茬、轮作种植。屈尚蓝等[30]研究表明,目前尚没有理想的杀菌药剂,主要以农业防治为主,药剂防治为辅,如可通过切断传播根源控制病害的发生和蔓延。
3.2.5 采收
阳荷属于多年生植物,1年种植可多年采收。一般11月份种植的阳荷,次年8月底可采收阳荷花苞;种植2年以上的阳荷,6月底花苞开始形成,7—9月可陆续采收,1个季度可采收4~5次。此外,阳荷的嫩芽和更新的地下茎也可采收,以供食用。
4 结语
阳荷是我国广泛种植的一类多年生草本植物,在南方多属半野生状态,是一种营养价值很高的食药同源的膳食纤维蔬菜。易于栽培管理,病虫害较少,富含丰富的营养成分,具有抗癌、抗氧化、抗炎、降血糖等作用,具有丰富的营养价值和药用价值,在食品、药品、化妆品领域都有广泛的应用前景。应进一步加强对阳荷医疗保健价值方面的基础应用研究,以及在食品、保健品、化妆品等领域的产品开发和标准的制定,进而提升阳荷的附加值。