黃精功能成分及深加工開發(fā)研究進展

姜麗穎，吳 澎

（山東農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院，山東泰安 271018）

黃精（Rhizoma polygonati）為百合科黃精屬植物黃精（Polygonatum sibiricumRed）、滇黃精（Polygonatum kingianumColl.et Hemsl）或多花黃精（Polygonatum cyrtonemaHua）的根莖[1-2]，是多年生草本植物，迄今為止已發(fā)現(xiàn)40 余種該屬植物，在我國有31 種，廣泛分布于除南方熱帶以外的廣大地區(qū)[3]。

黃精是我國傳統(tǒng)的名貴滋補中藥[4]，化學成分多樣，藥理活性廣泛，具有降血糖、抗氧化、調節(jié)免疫力、改善記憶力和抗菌消炎等藥理作用[5-6]，藥用價值和食用價值均很高。黃精是一種藥食同源植物[7]，適合加工成各種產(chǎn)品，在食品、營養(yǎng)、保健、醫(yī)療等行業(yè)都有較大的開發(fā)價值及廣闊的應用前景。目前多種黃精制劑已廣泛應用于臨床，如黃精口服液、黃精茶、蓯蓉精顆粒、黃精贊育膠囊、黃精精油眼罩等，并發(fā)揮著不同的效用[8]。黃精中還含有多種天然美容活性成分，利用黃精開發(fā)純天然的保健化妝品，如沐浴露、烏發(fā)寶、面膜等，具有廣闊的發(fā)展前景。

但是近年來，黃精的應用只集中于少數(shù)領域，要充分利用黃精的營養(yǎng)價值，加大對黃精的開發(fā)，還需要對其主要功能成分和深加工技術及產(chǎn)品進行系統(tǒng)的梳理分析。本文對黃精主要功能成分的研究現(xiàn)狀和黃精深加工開發(fā)的現(xiàn)狀進行了總結，提出了現(xiàn)階段存在的問題，對發(fā)展前景進行了展望，以期為我國黃精資源的綜合開發(fā)及合理利用提供科學依據(jù)。

1 黃精功能成分

黃精的主要功能活性成分有黃精多糖、黃精低聚糖、黃精皂苷、生物堿類化合物和黃酮類化合物等[9-11]。其中，黃精多糖是黃精中最主要的藥理活性成分[12]，在抗氧化、抗疲勞、降血糖、抗菌、抗炎、提高免疫功能及改善記憶力等方面有較好的功效[13]；其次是黃精甾體皂苷，具有調節(jié)血糖、防治心腦血管疾病及抗腫瘤等多種藥理活性[14]。

1.1 黃精多糖

Shu 等[15]研究了黃精多糖對環(huán)磷酰胺誘導的免疫抑制雞的保護作用，結果表明，黃精多糖加速了免疫器官相對重量的恢復，并維持了其結構和功能，可顯著刺激血清免疫球蛋白和抗氧化指標，改善外周血T 淋巴細胞增殖，并得出黃精多糖可拮抗環(huán)磷酰胺誘導的免疫抑制的結論。Li 等[16]研究了黃精多糖的結構及其抗高血糖活性，通過洗脫實驗和紫外光譜表明，黃精多糖是一種雜多糖，主要由葡萄糖、甘露糖、半乳糖醛酸、半乳糖、葡萄糖醛酸和阿拉伯糖組成，摩爾比分別為7.22、1.0、0.16、0.11、0.05 和0.02。黃精多糖中單糖含量最高的是葡萄糖，其次是甘露糖、半乳糖醛酸、半乳糖、葡萄糖醛酸和阿拉伯糖，并得出黃精多糖在鏈脲佐菌素（STZ）誘導的糖尿病小鼠中表現(xiàn)出顯著的抗高血糖活性，改善胰島素耐受性，影響血脂代謝的結論。張智等[17]探究了微生物法提取的發(fā)酵黃精多糖對肥胖小鼠腸道菌群的影響，結果表明，發(fā)酵黃精多糖具有改善高脂膳食小鼠的血脂水平以及具有調節(jié)腸道菌群紊亂的作用。

在黃精多種營養(yǎng)成分的研究中，黃精多糖的研究居多，具有廣闊的開發(fā)前景，近幾年來，黃精多糖在食品行業(yè)受到廣泛關注，越來越多的含有黃精多糖的產(chǎn)品被開發(fā)出來，如黃精多糖酸奶等。但是目前對于黃精多糖的主要組成成分和結構特性的研究報道有限，沒有深度了解其結構構效關系，阻礙了對黃精相應功能性產(chǎn)品的綜合開發(fā)和應用。

1.2 黃精低聚糖

低聚糖又名寡糖，由單糖組成，很難或不被人體消化吸收，且能量低，有調節(jié)人體腸道菌群、調節(jié)血脂等功能。目前，低聚糖已被證明大量存在于藥用植物中，不僅能作為能量儲存成分，而且在各種疾病的治療中發(fā)揮重要作用[18]。低聚糖也是黃精的主要生物學活性成分之一，但目前對黃精低聚糖的分析和研究并不多。

Lhb 等[19]首次從黃精中分離出低分子寡糖組分PFOS，通過評價其對脂多糖（lps）誘導的腹膜炎小鼠模型中的體內(nèi)抗炎活性，表明其可顯著減少肺結構損傷，對肺損傷具有初步的保護作用。Zhang 等[20]通過體外益生元實驗表明，黃精中的果聚糖和半乳聚糖可被益生菌利用，這一發(fā)現(xiàn)有助于擴大黃精低聚糖的應用。

1.3 黃精皂苷

皂苷是滇黃精的主要活性成分之一，根據(jù)對黃精總皂苷的眾多研究發(fā)現(xiàn)，其具有降血糖、抗炎、抗腫瘤和抗真菌等作用[21]。Lu 等[22]以鏈脲佐菌素（STZ）誘導的糖尿病大鼠為實驗對象，研究了黃精總皂苷對血糖的調節(jié)作用和機制，研究中采用液-液萃取法提取黃精總皂苷，實驗表明，黃精總皂苷能有效緩解糖尿病大鼠的高血糖和高脂血癥，其不僅能促進人體外周組織糖生成，還能促進葡萄糖的利用，為黃精皂苷降糖作用機制提供了更可靠的依據(jù)。包瑞敏等[23]采用響應面法對黃精皂苷提取條件進行了優(yōu)化，結果表明，最佳提取條件為纖維素酶添加量0.4%、果膠酶添加量5.0%、料液比1∶16（g/mL）、酶解pH 5.0、酶解溫度45 ℃、酶解時間2.0 h，總皂苷得率4.06%，本研究還證實了黃精皂苷對α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶具有一定的抑制活性。目前，已從多花黃精中提取出多種皂苷類化合物，見表1。

表1 多花黃精中的皂苷類化合物Table 1 Saponins from P.multiflorum

1.4 黃酮類化合物

黃酮類化合物是黃精中另一個重要的活性成分，具有降血糖、抗炎、抗氧化、抗腫瘤等藥理活性。目前，已從多花黃精不同部位中提取出多種黃酮類化合物，見表2。

表2 多花黃精中的黃酮化合物Table 2 Flavonoids from P. multiflorum

1.5 生物堿類化合物

黃精中的生物堿類化合物目前共分離得到6 個，具體如表3 所示。

表3 多花黃精中的生物堿類化合物Table 3 Alkaloids from P.multiflorum

2 黃精的深加工現(xiàn)狀

2.1 黃精功能飲料

隨著飲料行業(yè)的不斷發(fā)展和人們消費水平的提高，我國軟飲料的發(fā)展逐漸趨于天然、營養(yǎng)和保健。功能性植物飲料是以含有某種對人體有益的具有特殊功效成分的植物為原料，經(jīng)過加工、科學配比、專業(yè)品評制成的適合大眾需要的植物飲料產(chǎn)品[30]。將黃精烘干粉碎過篩后，通過超聲波酶法提取后過濾得到黃精提取液，經(jīng)過與其他原料進行配比制成黃精功能飲料，其具有多種調節(jié)機體功能的作用。

靈山島尖九年一貫制學校項目選址于廣州市南沙新區(qū)明珠灣區(qū)起步區(qū)，總用地面積70896m2，總建筑面積73581m2，總班數(shù)72班。項目建設內(nèi)容包括：教學樓、行政管理用房、生活服務用房、圖書館、體育館、報告廳及其他配套輔助用房等功能，并配套運動場地、道路廣場以及綠地等室外工程等。本項目為EPC項目。

劉日斌等[31]以黃精、山藥、枸杞3 種藥食同源材料為原料，采用超聲波輔助酶法提取工藝和超聲波輔助提取工藝提取相應的汁液，通過實驗得出該復合飲料的最佳配方為黃精、山藥、枸杞相應提取液分別各占25%、20%、6%，白砂糖添加量6%，檸檬酸添加量0.08%，其多糖含量約為3.29%。該復合飲料不僅同時具有黃精、山藥和枸杞三種食物的功能和營養(yǎng)價值，還具有獨特的香氣和口感。李安等[32]研制了一種黃精發(fā)酵功能飲料，首先用保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌制備黃精發(fā)酵漿，然后用黃精發(fā)酵漿進行飲料調配，通過響應面法確定了最佳配方為黃精發(fā)酵漿添加量15%，白砂糖添加量10%，檸檬酸添加量0.7%，復合穩(wěn)定劑添加量0.6%。該調配型功能乳飲料口感純正、營養(yǎng)豐富、穩(wěn)定性好。

黃精作為功能性突出的植物原料，其降血糖、抗氧化、調節(jié)免疫力等營養(yǎng)功能均可滿足現(xiàn)代人的需求，因而其在功能飲料中的應用值得深入研究和推廣。黃精飲料的開發(fā)豐富了市場上的飲料品種，為消費者提供了更多的選擇，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2.2 黃精酒

保健酒是以傳統(tǒng)中藥為原料，經(jīng)發(fā)酵或配制成的飲用酒，適用于特定人群飲用，具有調節(jié)機體功能，并不以治療為目的。黃精酒制品因口感適宜并具有一定的保健效用，被消費者所喜愛。目前黃精酒的研制可按其生產(chǎn)工藝分為黃精釀造酒和黃精露酒[33]。黃精釀造酒是指將黃精或黃精提取物添加到未發(fā)酵的糧食中，然后將黃精與糧食同時進行釀造而制成的酒，例如發(fā)酵型黃精米酒等。汪濤等[34]采用曲線模型的方法對發(fā)酵型黃精米酒進行動力學研究，并分析了發(fā)酵過程中抗氧化成分的變化；梁安怡[35]通過正交試驗優(yōu)選出發(fā)酵型黃精米酒的最佳釀制條件，并研究得出黃精水提液對釀酒酵母的生長具有促進作用，有助于縮短酒的釀造周期。

黃精露酒通常是指在已有的飲用酒中直接添加黃精或黃精提取物后調制而成的飲用酒。張建萍等[36]以山楂和酒黃精為原料，研制具有保健功效的黃精山楂酒，通過正交試驗優(yōu)化得到黃精山楂酒最佳制作工藝：糖添加量為20%、酵母添加量為0.15%、發(fā)酵溫度為28 ℃和酒黃精添加量為3%，在此條件下制作的黃精山楂酒酒精度為10.55%vol，總酸含量為13.97 g/L，還原糖含量為7.84 g/L，總糖含量為13.07 g/L。王玉良等[37]對黃精枸杞酒的功效成分和多種穩(wěn)定性進行了研究，結果表明酒中富含總皂苷和多糖，酒體的熱穩(wěn)定性、抗氧化性、抗還原性都較強，而抗冷性能不強。

目前，市場上的黃精酒多數(shù)仍為傳統(tǒng)的黃精浸泡酒，這種傳統(tǒng)的黃精保健酒的酒精度偏高，導致多數(shù)青年和女性不會選擇飲用，使其消費市場受到了極大的限制，而釀造型黃精酒的酒精度比浸泡酒小很多，更能迎合大多數(shù)消費者的喜好，但就目前研究來看，發(fā)酵型黃精保健酒工藝技術含量較高，想要完成功效強、口味佳的新型保健酒制備，還應加強發(fā)酵型黃精保健酒的生產(chǎn)工藝探究，從而更好地推動新型黃精保健酒加工業(yè)的發(fā)展[38]。因此需要進一步研究黃精釀造酒的工藝，建立完善質量標準體系，擴大市場。

2.3 黃精酸奶

酸奶因具有促進腸胃消化的功能而深受大眾的喜愛，黃精酸奶是指將黃精提取液和牛乳復配后接種菌種，然后通過發(fā)酵制成的一種口感獨特且具有黃精功能性的保健酸奶。將黃精加入酸奶中能夠增加酸奶的營養(yǎng)價值，具有廣闊的發(fā)展前景。

胡曉佳等[39]以牛乳、黃精、蔗糖為原料，通過正交試驗優(yōu)化確定了最佳發(fā)酵條件為黃精浸提液添加量15%、菌種接種量3.0%、蔗糖添加量8%、發(fā)酵時間4.0 h。王杰等[40]探究了白砂糖、果膠、改性木薯淀粉和黃精多糖添加量對酸奶發(fā)酵特性的影響，確定了黃精酸奶的最優(yōu)配方：鮮牛奶中加入乳清蛋白粉2%、白砂糖7%、果膠0.5%、改性木薯淀粉0.5%和黃精多糖0.4%，并通過與不添加黃精多糖酸奶的對比，發(fā)現(xiàn)添加黃精多糖能夠抑制乳酸菌的產(chǎn)酸，從而在一定程度上延長酸奶的保藏期。朱建平等[41]研制了一種以黃精、山楂、牛奶為主要原料的新酸奶配方，結果表明最佳配方為奶粉180 g/L，山楂藥液（0.6 g 生藥/mL）50 mL/L，黃精藥液（0.6 g 生藥/mL）100 mL/L，白糖80 g/L。研究表明，黃精制成的乳制品的降脂作用優(yōu)于單純服用黃精或奶制品。

黃精功能性酸奶因黃精九蒸九曬后呈黑褐色，生產(chǎn)出來的酸奶顏色一般為黃色，但香氣濃郁，口味純正，兼具酸奶特有的口感和黃精特有的香味。研究發(fā)現(xiàn)，黃精酸奶中含有的黃精多糖能夠使黃精酸奶相比普通酸奶具有更適宜的酸度，從而改善了酸奶保質期短的問題。

2.4 黃精其他產(chǎn)品

2.4.1 黃精速溶茶

我國有悠久的飲茶文化。近年來，隨著大眾消費水平的提高，人們對茶的要求逐漸趨于保健、營養(yǎng)。速溶茶是一種能迅速溶解于水的固體飲料茶，是以成品茶、半成品茶或鮮葉為原料，通過提取、過濾澄清、濃縮和干燥等工藝加工而成的一種易溶于水而無茶渣的顆粒狀、粉狀或碎片狀的新型固體飲料，具有方便攜帶，加水即可飲用，不含農(nóng)藥殘留等優(yōu)點。黃精速溶茶是以黃精為原料所制成的一種能迅速溶于水的飲料茶。李惠[42]對黃精速溶茶的加工工藝進行了研究，結果表明反滲透膜濃縮方法對黃精澄清液濃縮有較佳的效果，真空冷凍干燥方式能夠更好地保留黃精的風味和有效成分。

2.4.2 黃精餅干

黃精在食品加工中的狀態(tài)可以是黃精提取物、黃精粉末、黃精切片等。將黃精粉加入高筋面粉中，加入輔料后通過一定的加工工藝可制作出黃精韌性餅干，使其具有黃精的功能性質，提高餅干的營養(yǎng)價值。謝晶等[43]經(jīng)單因素實驗和正交實驗確定了穇子黃精韌性餅干的最佳生產(chǎn)工藝和配方：以高筋面粉100%計，大豆油添加量10%，糖粉添加量24%，穇子粉添加量20%，黃精粉添加量4%，在烤制溫度上火170 ℃、下火160 ℃的條件下，烤制時間為20 min。

3 黃精開發(fā)存在的問題與展望

黃精在食品方面的加工生產(chǎn)工藝和技術水平相對較低，且創(chuàng)新少，導致市場上黃精深加工產(chǎn)品種類較少，制約了黃精產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展[44-46]。黃精的保健功能較多，如補氣養(yǎng)陰、降血糖、增強免疫力等都是很好的應用方向，但目前市場上的黃精開發(fā)產(chǎn)品突出的保健功能較少且不明確，沒有充分篩選和挖掘黃精的功能特效，導致產(chǎn)品種類較少、開發(fā)程度較低[47]?，F(xiàn)有的黃精食品沒有市場主導產(chǎn)品，創(chuàng)新能力較弱。對于黃精飲料、黃精酒、黃精酸奶等方面的研究相對較多，而黃精速溶茶、黃精餅干、黃精糕點、黃精糖果等方面的研究開發(fā)較少。

黃精作為藥食兩用的傳統(tǒng)中藥材，其悠久的食用歷史為黃精在食品方面的開發(fā)奠定了堅實的基礎?；谀壳包S精的深加工現(xiàn)狀，我國應繼續(xù)深入開展黃精深加工研究，如從黃精的有效成分和功能活性方面出發(fā)，在研發(fā)黃精產(chǎn)品的同時，可兼顧化妝品等其它領域的研究，實現(xiàn)黃精的綜合利用。在食品方面，對黃精速溶茶、黃精餅干、黃精糕點、黃精糖果等食品，食用和攜帶方便，符合當今社會快節(jié)奏的生活方式，具有很大的市場開發(fā)潛力，可進一步開發(fā)利用，拓寬黃精深加工領域，滿足更多用戶的需要。