柳蒿芽營養(yǎng)成分及生物活性成分研究進(jìn)展

穆師洋,胡文忠,姜愛麗

(大連民族學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院,遼寧大連 116600)

柳蒿芽營養(yǎng)成分及生物活性成分研究進(jìn)展

穆師洋,胡文忠*,姜愛麗

(大連民族學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院,遼寧大連 116600)

柳蒿芽是一種純天然、野生可食用的野菜,具有較高的營養(yǎng)價值和生物活性。本文就柳蒿芽的主要營養(yǎng)成分、生物活性成分及其提取分離現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述,并對生物活性成分的研究利用進(jìn)行了展望,為柳蒿芽資源的開發(fā)利用提供參考和依據(jù)。

柳蒿芽,營養(yǎng)成分,生物活性成分,提取分離

柳蒿芽(ArtemisiaintegrifoliaL.),別名柳葉蒿、柳蒿、水蒿、白蒿等,為菊科多年生草本植物[1],在我國東北、華北、華中地區(qū)低洼潮濕的溝邊、荒灘、沼澤、林灌叢下、濕草甸、淡水湖草灘地均有野生種分布,主要集中在內(nèi)蒙古呼倫貝爾市及黑龍江大興安嶺地區(qū)的塔河、加格達(dá)奇地區(qū)[2],蒙古、朝鮮、原蘇聯(lián)西伯利亞也有分布。柳蒿芽全草有特異香,既可食用又可藥用,是一種開發(fā)前景較好的野生植物資源。柳蒿芽作為野菜傳入民間是從北方少數(shù)民族達(dá)斡爾族村民開始的,因此也被稱為達(dá)斡爾菜,它是達(dá)斡爾族人民非常喜歡的膳食[3]。柳蒿芽不但營養(yǎng)豐富,而且有許多藥理作用,如:清熱涼血、清熱利濕、清熱利尿、降脂、降壓及降糖等[4]。對于感冒發(fā)燒、胃腸不適、肝炎、肝硬化腹水、高血脂、高血壓、糖尿病等均有一定的作用[5]。春夏季時可采其嫩枝葉,用開水浸燙,經(jīng)清水浸泡后,可炒食或作湯菜,具有特殊香氣[6]。我國野生柳蒿芽資源豐富,目前人們對柳蒿芽的使用及認(rèn)識僅僅停留在民間流傳中,國內(nèi)有關(guān)其營養(yǎng)保健功能的研究報道較少,同時鮮見國外有關(guān)柳蒿芽的報道[7]。本文對柳蒿芽的營養(yǎng)成分及其生物活性成分的研究進(jìn)行了綜述,以期為柳蒿芽資源的開發(fā)利用提供參考。

1 營養(yǎng)成分

柳蒿芽營養(yǎng)價值很高,鮮品和干品中已知含量的營養(yǎng)成分列于表1[4]和表2[8-9]。干品富含蛋白質(zhì),遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于我們?nèi)粘Ｋ秤玫母缓鞍踪|(zhì)的食物,其含量為豆腐的2.76倍、牛肉的1.41倍、雞蛋的2.2倍、雞肉的1.9倍、對蝦的1.6倍[6],且蛋白質(zhì)所含必需氨基酸種類齊全,分布合理,除蛋氨酸含量略低于成年人的必需氨基酸的需要量外,每100g柳蒿芽所含的其它氨基酸均高于成年人的必需氨基酸需要量[6]。馬微[10]等用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定了柳蒿芽中的18種無機(jī)元素,結(jié)果表明鉛、鎘、汞、砷等有毒元素的含量較低,鉀、鈣、鎂、磷、鈉、鐵、錳等無機(jī)元素含量豐富,這些都是人體必需的礦物質(zhì),參與人體整個生命過程。與其他野菜相比,柳蒿芽中的鈣元素含量較高[10]。這與其自然的生長環(huán)境,無污染,不受人工栽培條件的影響和干擾有關(guān),是天然的有機(jī)食品。

表1 柳蒿芽鮮品的營養(yǎng)成分Table 1 Nutritional ingredients of fresh Artemisia integrifolia L.

注:∑代表氨基酸總量,*為必需氨基酸。

2 活性物質(zhì)及其應(yīng)用研究進(jìn)展

2.1 多糖

多糖是機(jī)體內(nèi)天然大分子之一,廣泛存在于高等植物、動物、真菌等體內(nèi)。植物性多糖沒有細(xì)胞毒性,具有豐富的生物活性,如免疫調(diào)節(jié)[11]、抗腫瘤[12]、降血糖[13]、抗病毒[14]、降血脂、抗凝血等活性,己經(jīng)成為當(dāng)今新藥的發(fā)展方向之一。因此,對具有很強(qiáng)生物活性的植物多糖的研究更受到廣泛的重視。柳蒿芽中的多糖分解得到的單糖主要由鼠李糖和葡萄糖組成[15]。劉榮等[15]通過高效液相色譜和傅立葉紅外光譜等方法對柳蒿芽多糖進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的初步鑒定和分析,結(jié)果表明柳蒿芽粗多糖經(jīng)DEAE-纖維素離子交換柱層析得到的分級PSWP-1、PSWP-2和PSWP-3均為白色絮狀固體,均易溶于水,不溶于乙醇、乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑,三組分均為β-構(gòu)型糖苷鍵相連的吡喃環(huán)多糖[1]。

多糖提取方法很多,傳統(tǒng)的有水提醇沉法、酶提取法、超濾法、微波提取法、超聲波提取法[1]。目前對柳蒿芽多糖的提取研究不多,劉榮[15]等人采用水提醇沉的方法對柳蒿芽中的多糖進(jìn)行了粗提取。李佳梅等[16]用熱水浸提法和微波處理法提取柳蒿芽多糖,最佳工藝條件為:液固比25∶1,微波處理15min后,于90℃熱水浴,提取4h,多糖提取率為8.63%。朱翹楚等[17]用酶提取法提取柳蒿芽多糖,得出適宜條件是纖維素酶為底物質(zhì)量的0.5%、果膠酶為底物質(zhì)量的2.0%、溫度55℃、溶液pH為5.5、加熱時間為0.5h、料液比1g∶20mL,此條件下多糖的提取率為5.37%。兩法相比下,用熱水浸提和微波處理結(jié)合法提取柳蒿芽多糖得率更高,效果更好。

2.2 黃酮

黃酮類化合物(flavonoids)是一類低分子量的天然植物成分,為植物多酚類的代謝物,大多有顏色,是許多中草藥的有效成分[18]。大量研究表明,黃酮類化合物無毒無害,具有清除自由基、抗氧化[19]、抗癌[20]、抗菌、抗過敏[21]、抗炎癥、抗病毒[22]等多種生物活性及藥理作用,對人類的腫瘤、衰老、心血管等疾病的治療和預(yù)防也具有重要意義[21]。柳蒿芽中含有豐富的黃酮成分,約占干料的0.831%[18]。劉榮等[23]的研究中通過單細(xì)胞凝膠電泳法考察了柳蒿芽黃酮對細(xì)胞內(nèi)DNA氧化損傷的修復(fù)作用,結(jié)果表明柳蒿芽黃酮具有較好的抑制由活性氧造成的細(xì)胞DNA氧化損傷的能力。這一結(jié)論對于柳蒿芽黃酮的開發(fā)利用及黃酮類化合物抗氧化作用機(jī)制的研究有一定的參考價值。

黃酮類的提取方法多種多樣,主要有水提法、堿性水或堿性稀醇提取法、有機(jī)溶劑提取法、微波輔助提取法、超聲波法、酶提取法、超臨界萃取法等[22]。有關(guān)柳蒿芽中黃酮類化合物的研究比較少,劉榮[24]和趙福陽等[18]通過單因素實驗和正交實驗,確定了超聲波輔助法及微波法提取柳蒿芽黃酮類化合物的工藝參數(shù),兩種方法提取柳蒿芽的得率分別為4.02%和3.02%,綜合比較超聲輔助提取法和微波輔助提取法,前者操作過程簡單,在適用性和經(jīng)濟(jì)性上都優(yōu)于后者,效果較好。白曉艷等[25]采用正交實驗設(shè)計,研究了以乙醇為溶劑通過浸提法提取柳蒿芽中黃酮類化合物,得出最佳條件為乙醇的體積分?jǐn)?shù)為80%,提取時間3.5h,固液比為1∶40(g/mL),提取溫度為70℃。此條件下,柳蒿芽黃酮類化合物的提取率為3.95%,高于微波輔助法[24],與超聲輔助法[18]的黃酮提取率接近,同時具有操作方法簡單方便的特點。綜合以上,采用超聲輔助法和醇提法有利于柳蒿芽黃酮的提取。

2.3 揮發(fā)性成分

柳蒿芽中揮發(fā)性物質(zhì)有獨特的香味,與其含有大量的萜烯、酯、醇、酮、醚類物質(zhì)相關(guān)。目前多見在蔞蒿的揮發(fā)油及揮發(fā)性成分方面的研究[26-27],對柳蒿芽揮發(fā)性成分的研究較少,僅王建剛[28]等人采用頂空固相微萃取(HS-SPME)和氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)技術(shù)對柳蒿芽中的揮發(fā)性成分進(jìn)行分離鑒定,用色譜峰面積歸一化法確定各組分的相對含量。結(jié)果表明柳蒿芽中確定的揮發(fā)性成分共62種,占總峰面積的98.54%。對鑒定出的成分歸類分析,發(fā)現(xiàn)柳蒿芽揮發(fā)性物質(zhì)中含萜烯類物質(zhì)30種(52.51%),酯類物質(zhì)7種(10.32%),醇類物質(zhì)18種(22.33%),酮類物質(zhì)4種(3.82%),醛類物質(zhì)2種(0.27%),醚類物質(zhì)1種(9.29%)。并非所有的揮發(fā)物對柳蒿芽的香氣都有貢獻(xiàn)[29]。其主要成分月桂烯具有令人愉快的甜香脂氣息,α-法呢烯有青香、草香氣味,是一些香料的主要成分。蒿醇、(順)-1,8-萜二醇內(nèi)醚具有鎮(zhèn)咳平喘、祛痰的功效[30-31]。柳蒿芽中富含揮發(fā)油,對柳蒿芽的化學(xué)成分的研究,多集中在分析地上部分的揮發(fā)油成分[32-34]。揮發(fā)油中的倍半萜烯化合物石竹烯含量占32.3%[18],是柳蒿芽藥理作用中的一種有效成分,具有較強(qiáng)的香氣和生理活性。

2.4 其他成分

馮孝章等[35]研究了對柳蒿芽的地上部分,從中分離得到artselenin、artselenoid、二十九烷醇、二十九烷基正丁酯、6,7-二-羥基香豆素、東莨菪素、β-谷甾醇、胡蘿卜素等12個化合物。為進(jìn)一步開發(fā)利用柳蒿芽天然資源,闡明其有效成分,張健等[36]對柳蒿葉進(jìn)行了系統(tǒng)的化學(xué)成分研究,從中分離得到6種有效成分,經(jīng)光譜方法鑒定分別為β-谷甾醇(β-sitosterol),傘形花內(nèi)酯(umbelliferone),東莨菪素(scopoletin),芹菜素(apigenin),木犀草素7-O-β-D-葡萄糖苷(luteolin-7-O-β-D-glucoside),蘆丁(rutin)。其中傘形花內(nèi)酯、芹菜素、木犀草素7-O-β-D-葡萄糖苷、蘆丁為首次從該植物中分離得到。這些有效化合物的獲得,為證明柳蒿芽的相關(guān)藥理作用提供了依據(jù)。

3 展望

柳蒿芽作為一種純天然、野生的可食用野菜,因其豐富的營養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì),具有很高的開發(fā)潛力和應(yīng)用價值。我國野生柳蒿芽資源豐富,但對柳蒿芽的加工利用很少,每年都有大量的柳蒿芽資源廢棄。對柳蒿芽中生物活性成分的研究利用與開發(fā),具有很重要的現(xiàn)實意義,能有效地提高柳蒿芽的附加值,發(fā)展前景十分廣闊。目前,以柳蒿芽為原料的食品罐頭[37]、保健酒[38]、香醋[39]等已有開發(fā),柳蒿芽中多糖、黃酮類活性成分的提取亦有報道[16-17,24]。今后應(yīng)該把對柳蒿芽的研究重點放在進(jìn)一步提取、分離、純化其有效的生理活性成分,鑒定活性成分結(jié)構(gòu),研究其構(gòu)效和量效關(guān)系,以及柳蒿芽的貯藏保鮮,加大對柳蒿芽資源的利用,提高加工水平,開發(fā)符合人們需要的功能性食品。

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Review on the nutritional ingredients and bioactive ingredientsofArtemisiaintegrifoliaL.

MU Shi-yang,HU Wen-zhong*,JIANG Ai-li

(College of Life Science,Dalian Nationalities University,Dalian 116600,China)

ArtemisiaintegrifoliaL. is a natural,edible and wild vegetable with high nutritional value and biological activity. In this paper,the main nutritional ingredients,bioactive ingredients,the extraction and separation of these ingredients were reviewed,and research of bioactive ingredients were discussed to provide reference and basis for exploitation ofArtemisiaintegrifoliaL. resources.

ArtemisiaintegrifoliaL.;nutritional ingredients;bioactive ingredients;extraction and separation

2014-10-21

穆師洋(1992-)，女，在讀碩士，研究方向：食品加工與質(zhì)量安全控制。

*通訊作者:胡文忠(1959-)，男，博士，教授，研究方向：食品加工與質(zhì)量安全控制。

TS255.3

A

1002-0306(2015)13-0385-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.13.073