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蒲公英食品研究进展

2023-10-24马先红李璇

食品工业 2023年9期
关键词:蒲公英多糖抗氧化

马先红,李璇

吉林化工学院(吉林 132022)

蒲公英又称黄花地丁,也叫白鼓丁,是一种具有数千年悠久历史的菊科多年生草本植物,分布于全球多个国家和地区,大约有2 000种,被研究的有75种,并且正在不断被发掘中,蒲公英多分布于北方[1]。蒲公英全身可食,根身粗深,通常一株或多株生于土壤,根茎短。根部长叶,叶片平展。花葶无数,与叶同等长度,有毛。花瓣呈舌状,颜色为黄色,外层舌片的中央有紫红色的宽带。花期在4—5月,果期在6—7月[2]。

蒲公英是一种可食用的植物,也可用于防治疾病。其味道微苦,属于寒性食物,自身没有毒性,全珠都可入药。作为中草药,有清热解毒、清肝利肺、抑菌消炎等药理作用。作为食品,有丰富的蒲公英类固醇、菊糖、旋覆花酚、天冬酰胺、果胶、胆碱、豆类固醇等多种对人体有益的物质[3]。近几年,蒲公英因为自身特别丰富的药理价值和食用价值,在医疗和食品开发方面受到重大关注[4-5]。对蒲公英营养成分、活性成分、生物活性及蒲公英食品研究现状进行综述,将会为蒲公英的深度开发利用提供一定的理论参考。

1 蒲公英的营养成分

蒲公英中富含脂肪、碳水化合物和蛋白质,对促进人体生长发育、提供所需能量和增强免疫力有重大作用。它含有较多的粗纤维,对肠胃有很好的调节作用,还能起到降血糖的作用[6]。其所含蛋白质及食物纤维比一般蔬菜如番茄、大白菜、豆角及菠菜等都要高出数十倍。蒲公英中的维生素和矿物质Ca、Fe、P的含量很高,有助于维持人体内环境的稳定和酸碱平衡[7-8]。硒是必需微量元素中的高效抗癌元素,而100 g蒲公英中含硒量达14.7 μg,远高于其他草本植物。

2 蒲公英的活性成分

黄酮、多糖、多酚、萜类化合物都是蒲公英中的有效成分,具有多种生理活性,如抗菌、抗炎、抗氧化等。蒲公英所拥有的药用价值和食用价值基本都离不开其含有的活性成分[9]。

2.1 多糖类化合物

蒲公英中富含丰富的多糖类物质,多糖指的是多个相同或者不同的单糖构成的化合物,它主要存在于动物、植物和微生物中,包括果胶、纤维素等,对生物体的生长发育过程起着紧要的作用。蒲公英多糖包括葡萄糖、菊糖、果糖、蔗糖、聚糖等,它们在植物体内的干重含量占比30%~50%,而蒲公英根部的多糖含量是干重的一半,菊糖是根部干重含量的45%[10]。多糖的分子结构中存在许多极性官能团,它们与水分子的亲和性很强。某些分子量较小、分支程度较小的多糖在水溶液中具有一定的溶解性,且随着温度的升高,其溶解性逐渐增强。Chen等[11]在120 ℃下,用高压灭菌器从蒲公英叶片中提取并纯化酸性水溶性多糖,即新型蒲公英叶多糖(DLP120)。DLP120是由果胶和阿拉伯半乳聚糖组成的复合多糖,主要由阿拉伯糖(32.35%)和半乳糖(44.91%)组成。DLP120通过诱导细胞凋亡抑制HepG2细胞增殖,主要阻滞细胞周期在S期,具有作为抗癌药物的潜力。张静等[12]利用热水浸提方法从蒲公英根中得到蒲公英根多糖,并对其进行单因素试验和正交试验,得出最佳蒲公英根多糖提取条件,即料液比1∶40(g/mL)、提取温度80 ℃、提取时间3 h、提取次数2次。在此提取条件下,其多糖得率为8.945%。

2.2 酚酸类化合物

蒲公英中的酚酸类化合物较多,从蒲公英中分离出绿原酸、咖啡酸、苯乙酸、酒石酸、莴苣酸、对香豆酸、没食子酸、苯乙酸等[10]。其中,对细菌有显著抑制效果的是咖啡酸和绿原酸,咖啡酸的衍生物菊苣酸和单咖啡酰酒石酸这2种有机酸具有降糖、降脂、抗菌、抗病毒和辅助治疗感冒的功效[13]。沈奇等[14]采用乙醇作为萃取剂,以整个蒲公英为原料,采用正交试验法,确定在物料比1︰16、温度60 ℃、时间2 h、80%乙醇体积分数条件下,在蒲公英中绿原酸提取率达60%以上。

2.3 萜类化合物

萜是一个总称,指含有全部异戊二烯的聚合体及其衍生物。在蒲公英中,其萜类成分主要有三萜类化合物和倍半萜类化合物。其中,三萜类化合物主要包括伪蒲公英甾醇棕榈酸酯、伪蒲公英、3-乙酰伪蒲公英甾醇、蒲公英甾醇乙酯、羽扇豆醇乙酸酯[15]。在蒲公英中,含有一种五环三萜类化合物,名为萜醇。其拥有抗炎、降血糖、清热解毒、抗氧化、抗癌等药理作用,它还可以通过调节Akt通路抑制肺癌细胞糖酵解水平和己糖激酶活性[16-17]。蒲公英半萜类化合物主要包括蒲公英苦素、异倍半萜素A和蒙古蒲公英素B,其植株甘、苦的味道都是由半萜类化合物导致的[15,18]。

2.4 黄酮类化合物

黄酮类化合物在自然界中普遍存在,它是一种天然产物,常见的黄酮类物质包括黄酮、黄酮醇、双黄酮、橙酮等,而在蒲公英中,已鉴定出40余种黄酮类化合物。黄酮类化合物作为功能性成分,还具有抗氧化、抗肿瘤、抗衰老等功效[19]。蒲公英黄酮类醇提取物可抑制人食管鳞癌细胞增殖,并且通过阻遏上皮间充质转化,进而抑制人食管鳞癌细胞细胞迁移和侵袭能力[20]。经过益生菌发酵后的蒲公英黄酮,与未发酵前相比,它拥有更强的DPPH自由基清除能力、还原力,且可以显著抑制金黄色葡萄球菌和沙门菌的活性[21]。

3 蒲公英的生物活性

3.1 抑菌性

已有研究证明蒲公英拥有抑菌性。蒲公英对沙培林、金黄色葡萄球菌具有很好的杀灭效果,对伤寒杆菌、脑膜炎球菌、变形杆菌、绿脓杆菌、白喉杆菌、痢疾杆菌、肺炎双球菌等也有很好的杀灭效果[22]。蒲公英含有阿魏酸,能抑制嗜中性白细胞的聚集,对病毒、细菌也有一定的抑制作用。李云祥等[23]在前期研究中用纸片抑菌法发现,蒲公英的脂溶性物质对沙门氏菌具有较好的抑制作用,初步认为其抗菌作用可能与其对菌体的细胞膜结构的破坏有关。最终结果表明,蒲公英植酸可阻遏沙门菌的生长,其重要机理是破坏菌体的细胞膜。张维华等[24]以产气荚膜梭菌、脆弱拟杆菌和蜡样芽胞杆菌为研究对象,采用传统方法联合基质辅助激光解析串联飞行时间质谱仪(MALDITOF)检测细菌中蛋白质的表达,研究发现,蒲公英溶液对其具有较强的抑制和杀菌效果,并测定蒲公英溶液对各种细菌的抑制和杀菌浓度:其对产气荚膜梭菌的最低抑菌浓度(MIC)为0.06 g/mL,最低杀菌浓度(MBC)为0.25 g/mL;对脆弱拟杆菌的MIC和MBC分别为0.03 g/mL和0.125 g/mL;对蜡样芽胞杆菌的MIC为0.125 g/mL,MBC为0.5 g/mL。

3.2 抗炎性

炎症也就是所谓的发炎,它是人体对外界或体内的刺激产生的一种防御机制,是人体的一种自卫反应,主要表现为局部的皮肤或器官出现疼痛、发红、肿胀、皮肤温度高、充血、部分器官发生功能障碍等症状。炎症一般是由细菌、病毒、衣原体、支原体等感染所致,也有可能是由非感染性的原因所致,会对人体产生严重的伤害,导致人体自身组织的损伤。蒲公英植物中包含蒲公英赛醇等多种活性成分,其具有消肿散结、清热解毒、疏通经络、促进脏腑功能活动等功效,对各类胃脘痛的患者均可起到消炎止痛、清热润胃、保护胃肠的作用[25]。马艳妮等[26]经研究发现在蒲公英根部进行醇提的基础上,通过大孔吸附树脂柱分离和活性评价得到蒲公英根的高效抗菌抗炎活性组分,构建出吸附提取分离工艺:70%乙醇回流提取后,用D101大孔吸附树脂进行柱分离,在水洗脱后的70%乙醇洗脱部位为蒲公英根的抗菌抗炎活性组分。该组分对9种人、畜禽常见病原菌具有明显的抑菌和杀菌作用。

3.3 抗氧化性

研究表明:与慢性病、年龄等因素相关的氧化应激可引起炎症反应。蒲公英中的黄酮、多糖和酚类物质对自由基具有较强的清除能力,具有较好的抗氧化效果。潘明月等[27]采用高效液相色谱(HPLC)方法,对蒲公英中抗氧化成分的组成及作用机制进行研究,利用多种联机数据库,找出蒲公英中共同的抗氧化剂作用靶标,构建一个蛋白相互作用网络(PPI),并对其进行基因本体(GO)和京都基因与基因百科组全书(KEGG)信号途径的富集分析。结果表明蒲公英各相提取物都有不同程度的抗氧化效果,在乙酸乙酯、二氯甲烷、石油醚、正丁醇相中,乙酸乙酯相提取物的抗氧化作用最佳。Jedrejek等[28]研究表明蒲公英叶和花中4种酚类成分可显著抑制由H2O2或H2O2/Fe诱导的血浆脂质过氧化。

3.4 抗肿瘤

蒲公英抗肿瘤的运作机理主要为干预细胞信号的传导、控制凋亡有关蛋白、阻遏肿瘤细胞增殖并诱导其死亡、阻遏肿瘤细胞迁移、阻遏新生血管形成等[29]。关于其抗癌作用的研究集中于其有效组分,如有机酸、黄酮、甾醇、三萜、多糖等。

在蒲公英中,含有的多糖物质可以提高外周血细胞的免疫力,让癌细胞的生存环境发生变化,从而减缓癌细胞的生长速度。除此之外,这种多糖可对核突变进行抑制,还可加速诱导癌细胞的凋亡。蒲公英中的黄酮能够改变细胞膜的渗透性,进而破坏细胞膜的整体性,一些金属离子、蛋白质和碳水化合物的渗出会导致细胞代谢紊乱,进而导致细胞死亡,这一特性能够杀死癌细胞。

在蒲公英中,含有的酚酸能对细胞周期产生抑制作用,阻碍细胞分化过程,从而对癌细胞的增殖和分化产生影响。此外,蒲公英中的酚酸还是一种很好的氧自由基清除剂,可减少氧自由基对健康细胞的损伤作用[30]。

4 蒲公英食品研究现状

因为蒲公英属于药食同源食品,市场上已出现功能饮料类、饼干类、茶饮类等蒲公英食品,也有地区将蒲公英作为野菜拌饭或者做成酱菜。国外也开始大规模种植蒲公英用作食品开发。国内对蒲公英加工技术还不太成熟,有很大的发展空间。

4.1 蒲公英饮品

4.1.1 蒲公英茶

我国传统制茶工艺,不需要任何添加剂,只用炒制便可完成。其中,蒲公英中的水溶性功能成分可在制作时充分溶解散发,不仅具有保健功能还保留本身特有的香味,在满足大众喝茶需求的同时,也起到清热解暑,消炎利肝的保健作用[31]。

4.1.2 蒲公英酸奶

蒲公英加到酸奶里,可以改善酸奶的口感和风味,增加其营养价值。也可把蒲公英汁液加入鲜牛奶中,使酸奶具有的还原金属离子、抗氧化的能力与蒲公英拥有的抗氧化功能结合,提高食品抗氧化能力,更好地发挥食品的保健功能。赵建英等[32]采用响应面方法,将蒲公英汁、白砂糖和葡萄柚汁作为主要添加物,对其生产工艺进行优化,得出葡萄柚柚汁20 g、蒲公英汁8 g、白砂糖7 g的最佳生产工艺,使其既有独特的风味,又有一定的营养价值。

4.1.3 蒲公英功能饮料

在蒲公英中,有很多对人体有好处的活性物质,它有非常好的保健作用,蒲公英中所含的绿原酸,可以起到清热解毒、抗氧化、改善肠道健康等作用。以其为监测指标可以增加饮料口感的同时兼具保健功能。尹佳乐等[33]通过试验,确定以水添加量100%为标准,蒲公英浸提液60%、人参浸提液20%、木糖醇11%和柠檬酸0.09%,并对其进行优化。该工艺所制的保健型复合饮料,抗疲劳效果显著,口味独特。Kim等[34]利用蒲公英的高营养价值,开发具有增强生理化学特性的蒲公英益生菌功能饮料。

4.1.4 蒲公英咖啡

因为咖啡中含有咖啡因,所以会引起甲状腺亢进、心律过快等问题。长期吃油的人可以饮用蒲公英咖啡,有助于肝胆胰代谢多余的油脂,从而降低胰腺等疾病的发生。烘烤过的蒲公英根部自带天然的蜂蜜香,有提神的效果[35]。

4.2 蒲公英粮食制品

4.2.1 馒头

张令文等[36]在一次发酵法工艺制作馒头的过程中,研究pH、揉面时间、揉面次数、醒发时间、蒲公英添加量等对蒲公英馒头营养价值和品质的影响。结果证明,以20 g蒲公英浸出物为原料,以1 kg面粉为原料,发酵出的馒头质量较好。

4.2.2 饼干

在传统糕点制品的加工过程中加入蒲公英,可提高其营养价值。蒲公英饼干优良的制作配方为蒲公英粉2 g、黄油14 g、牛奶13 g、炼乳4 g、白砂糖4 g、低筋面粉30 g。制作的饼干不仅全年龄段都可以食用,而且营养平均,其原料便宜易得,制作方法简单,可以很好地填补我国在蒲公英健康食品领域的空白,所以拥有很好的发展前景[37]。

4.2.3 蒲公英面包

王艳萍等[38]将含有高营养价值的蒲公英粉加到面粉中发酵,制成具有蒲公英保健功能的特色面包,其最佳配方(面包粉添加量100%为基准)为蒲公英粉3.0%、食盐1.0%、鸡蛋12.5%、酵母1.0%、奶粉6.0%、改良剂0.6%、黄油8.0%。

4.3 蒲公英酱菜

酱菜是一种风味独特的调味品。腌渍蔬菜的生产技术简便,无需复杂的设备,每家每户都能生产。柳诚刚[39]通过单因素试验和正交试验得出蒲公英酱菜配料调配的最佳配方:食用调和油6.0%、姜丝5.0%、味精2.5%、食盐2.5%、生抽3.5%、红辣椒3.0%、大蒜4.5%、花生仁若干、八角、小茴香及黑芝麻少许,此时蒲公英酱菜风味独特,口感香醇。

4.4 蒲公英豆腐

迟晓君等[40]按照单因素试验和正交试验研制出含有蒲公英的最佳豆腐配方:黑豆、黄豆2种豆沫质量比3∶2,豆沫与蒲公英质量比3∶1,熟化过程中加水量与豆质量比1∶2。用该配方研制的豆腐呈白色,无豆渣,且味道清新口感细腻。

5 结语

蒲公英作为一种药食同源植物,拥有很高的营养价值。其含有的多糖物质对生物生长发育有重要作用。酚酸类、黄酮类、萜类均具有抗氧化、抗衰老、防癌、消炎等功效。蒲公英人工种植逐渐扩大,国内外均对其活性成分进行大量研究。可充分利用现代化深加工技术,生产出以蒲公英活性物质为主要成分的药品、食品、保健品,以促进相关产业深入发展。以蒲公英为原料的保健食品,现在多以饮料、饼干等形式存在。因此,在蒲公英保健食品开发方面具有广阔前景。

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