黑老虎植物資源利用研究進展

楊賽男， 戴斌， 潘清平， 梁忠厚,1b*

(1.湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學院a.醫(yī)藥技術(shù)學院；b.林下藥用植物應(yīng)用技術(shù)湖南省工程研究中心，湖南 衡陽 421005；2.湖南中醫(yī)藥大學 藥學院，湖南 長沙 410208)

黑老虎(Kadsuracoccinea)又名冷飯團、鉆地風等，是木蘭科南五味子屬藤本植物，在湖南、四川、江西、貴州等地均有分布[1]。黑老虎是一種珍貴藥材，始記于《嶺南采藥錄》：“黑老虎，蔓生，根有香氣。連州、英德、清遠出產(chǎn)。婦女經(jīng)期前后肚痛，酒煎飲之，水煎亦可”。根據(jù)《中華本草》、《中藥大辭典》等記載，黑老虎根主要用于行氣止痛、散瘀通絡(luò)、跌打損傷、骨折，也可用于胃腸道疾病，如胃及十二指腸潰瘍、急性胃腸炎；亦用于痛經(jīng)、產(chǎn)后瘀血腹痛等[2-3]。黑老虎主要以根部入藥，其他部位被棄用，造成資源浪費和環(huán)境污染。近年來，隨著資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、低碳循環(huán)型經(jīng)濟理念的推廣，中藥資源綜合開發(fā)受到重視[4-6]。深挖黑老虎資源價值，進行多途徑、多層次開發(fā)，尤其是非根部的利用，實現(xiàn)廢棄物的資源化與經(jīng)濟化，促進黑老虎產(chǎn)業(yè)的提質(zhì)增效與綠色可持續(xù)發(fā)展。本文綜述了近10年來圍繞黑老虎所開展的應(yīng)用研究，并對其開發(fā)利用提出了建議，旨在為黑老虎的綜合開發(fā)提供借鑒。

1 黑老虎的根、莖、葉

1.1 藥用價值

除醫(yī)學記載的功效之外，現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)黑老虎更多的藥用價值，包括抗炎、抗蛇毒、抗腫瘤、止咳和降血糖等。

1.1.1 抗炎作用

黑老虎根、莖、葉精油成分較多，其中不乏一些有效的抗炎成分。通過對黑老虎根進行揮發(fā)油提取，分離151種化學成分，其中相對含量在1%以上的有18種[7]。揮發(fā)性成分以烯烴類為主，代表成分有石竹烯、蒎烯、杜松烯等，其中石竹烯治療皮膚炎癥具有良好效果。左毅成等[8]對黑老虎的根、莖、葉進行提取研究，發(fā)現(xiàn)三個部位均含有較高石竹烯，尤其是根部，石竹烯的相對含量可達14.44%～27.65%。此外，根莖的氯仿提取物中，也分離得到多種倍半萜類化合物[9]，其中愈創(chuàng)木烷型倍半萜即匙葉桉油烯醇可以明顯抑制NO產(chǎn)生，NO在炎癥反應(yīng)的各個階段都有產(chǎn)生，參與炎癥反應(yīng)的信號傳導(dǎo)，抑制NO的產(chǎn)生可以有效抗炎。

1.1.2 抗蛇毒作用

針對毒蛇咬傷者，主要使用抗蛇毒血清治療，利用其特異性抗體中和蛇毒素。黃達春等[10]利用超聲乙醇提取法對黑老虎根進行提取，發(fā)現(xiàn)醇提物對尖吻蝮蛇毒中的蛋白水解酶、磷脂酶A2和透明質(zhì)酸酶有明顯抑制作用。當蛇毒與醇提物的質(zhì)量比為1∶5時，后者能抑制蛇毒中98%磷脂酶A2活性、79%蛋白水解酶活性和65.14%透明質(zhì)酸酶活性。同時，醇提物明顯抑制尖吻蝮蛇毒水解纖維蛋白原和類凝血酶的活性，為抗蛇毒的輔助治療，提供了一種新方案。

1.1.3 抗腫瘤作用

腫瘤易轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)，其治療一直是醫(yī)學難題。腫瘤治療多采用綜合治療，單純的化療藥物治療副作用大，患者難以耐受，而中藥中的活性分子，成為腫瘤治療的一個熱門研究分支。Zhao等[11]從黑老虎根中提取分離得到多種化合物，發(fā)現(xiàn)kadusurain A-C(1-3)明顯抑制四種腫瘤細胞系(A549、HCT116、HL-60、HepG2)增殖。Ninh等[12]利用甲醇提取法對黑老虎根進行提取，分離得到多種化合物，其中化合物1、化合物3和化合物5對鼠肝中的腫瘤細胞有明顯抑制作用。

1.1.4 止咳作用

咳嗽是一種常見的呼吸道癥狀，常由炎癥、異物或化學刺激引起。植物提取物成分中的蒎烯、石竹烯等成分，可促進呼吸道腺體的分泌作用，降低炎癥反應(yīng)，發(fā)揮止咳作用。楊艷等[13]對黑老虎的根、莖、葉這三部位揮發(fā)性成分進行分析，提取的揮發(fā)油主要成分有石竹烯、蒎烯、欖香烯、畢澄茄油烯、古巴烯、畢澄茄烯、d-苦橙花醇等，其根、莖、葉中揮發(fā)性物質(zhì)質(zhì)量濃度達到20 mg/mL，葉中蒎烯含量達9.7%，莖中蒎烯含量為6.4%，葉、莖提取物可作為祛痰止咳的原料藥。該團隊采用了水蒸氣蒸餾提取法和頂空-固相微萃取法(SPME)兩種提取法，提取效果相當。此外，黑老虎根提取物中，石竹烯含量較高[8]，有一定止咳作用。

1.1.5 降血糖作用

α-葡萄糖苷酶是人體中將低聚糖分解成為葡萄糖的關(guān)鍵酶，抑制該酶的活性，可以減少葡萄糖的攝入，發(fā)揮降糖作用，阿卡波糖是典型的α-葡萄糖苷酶抑制劑。段林坪等[14]對黑老虎藤莖進行提取分離，得到多種化合物，化合物1效果與阿卡波糖的效果相當，對a-葡萄糖苷酶活性的抑制率達到46.69%，為黑老虎降糖藥物開發(fā)提供了參考。

1.2 作為輔料應(yīng)用價值

食品與化妝品需要加入抗氧化劑、防腐劑等輔料成分，延長產(chǎn)品的有效期。雖然已有多種可供選擇的人工合成防腐劑、抗氧化劑，但植物提取物制成的抗菌藥和抗氧化劑仍有明顯的優(yōu)勢。黑老虎中的多種成分具有抗氧化和抗菌效果，是理想的天然抗氧化劑與防腐劑。

1.2.1 抗氧化價值

天然植物抗氧化劑由于低毒性和安全性，成為研究熱點。黑老虎的根、莖、葉三部位提取物均有抗氧化活性[13]，三個部位的抗氧化活性存在差異，林雄平等[15]利用乙醇提取法，對多部位進行提取和抗氧化研究，其抗氧化活性強弱順序為：老根>幼根>老莖>幼莖>葉，老根的抗氧化活性高到4 604.75 U/ml。李亞軍等[16]利用超聲波輔助提取黑老虎葉中的總黃酮并研究其抗氧化活性，黑老虎葉中總黃酮表現(xiàn)出較好的抗氧化活性，在濃度為0.8 mg/mL時，黑老虎葉總黃酮抗氧化能力與維生素C相當，清除DPPH自由基、氫氧自由基及超氧陰離子的能力，相當于同濃度下Vc的97.6%、82.1%和95.5%。

黑老虎的根、莖、葉均有抗氧化作用，三個部位的抗氧化活性有差異，但從資源的利用和植物體采收角度出發(fā)，可將根、莖、葉三個部位混合后進行提取，實現(xiàn)黑老虎植物資源的綜合可持續(xù)利用。

1.2.2 抗菌價值

抑菌制劑可有效防止食物腐敗和污染，植物抑菌藥在食品中受到青睞。大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌是食物污染和腐敗的常見菌，黑老虎葉中含有鄰苯二酚化合物以及間羥基苯甲酸[8]，鄰苯二酚具有滅殺滴蟲和強抑菌的作用，間羥基苯甲酸酯類可以破壞微生物細胞膜，抑制菌落生長。在根、莖、葉三個部位的對比研究中發(fā)現(xiàn)，葉提取物的抑菌效果最佳。在抑制細菌種類方面，三個部位的提取液對以上三種菌均有抑制作用，其中枯草芽孢桿菌的抑菌效果最明顯。此外，葉提取物中的倍半萜類化合物和三萜類化合物也發(fā)揮了抑菌作用[14]，對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌有抑制作用。以上研究為開發(fā)黑老虎作為天然的抗菌劑提供了理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)方向，其中葉的提取液抗菌效果最佳，被廢棄的葉片可充分利用，采集葉片有利于黑老虎資源的可持續(xù)應(yīng)用。

1.3 根、莖、葉資源利用現(xiàn)狀

黑老虎根、莖、葉資源藥用價值的應(yīng)用主要集中在根部，多基于黑老虎的行氣止痛、散瘀通絡(luò)功效，已應(yīng)用于21種中成藥，如壯腰健腎丸、克痛酊、跌打萬花油、強力健身膠囊等，也見于多種方劑。無論是中成藥還是方劑，均是以黑老虎根部入藥?；诤诶匣⒌目固悄虿∽饔茫柶畋蟮萚17]開發(fā)一項提取黑老虎葉、莖中α-葡萄糖苷酶抑制成分的技術(shù)，以期用于抗糖尿病治療。其他的藥用價值，雖有文獻研究，暫未見市場推廣使用。

基于黑老虎的抗氧化、抑制炎癥、抑菌的作用，根、莖、葉資源也見用于化妝品領(lǐng)域，邱選東等[18]利用黑老虎根提取物，開發(fā)了一種抑菌止癢洗發(fā)水，有效抑制馬拉色菌繁殖減少頭皮屑、抑制脂溢性皮炎所致的瘙癢；趙玲艷等[19]通過乳酸發(fā)酵法，提高根、莖提取物的抗氧化和抗炎效果，并制備成黑老虎抗炎面膜；蔡偉等[20]制備基于黑老虎葉提取物的面膜精華液，有效提高面膜精華液的DPPH自由基清除率；楊昌宏等[21]制備了一種基于黑老虎葉子提取物的補水修復(fù)面膜，且對黑老虎葉提取工藝進行了詳細研究；石遠玉等[22]利用黑老虎嫩鮮葉制備出天然的亮膚露，韓國夢妝公司也推出了基于黑老虎根提取物的緊膚潤白精華乳。

2 黑老虎的果實與花

黑老虎果實以直接食用為主，但果肉含量低，可食率低。研究發(fā)現(xiàn)，黑老虎的果皮、種子中含有多種營養(yǎng)成分，包括氨基酸、糖類、脂肪酸、揮發(fā)油、礦物質(zhì)、維生素、功能成分，各成分及含量(見表1)[23-30]。由表1可見，果皮、果肉和種子三個部位均含有多種營養(yǎng)成分。如氨基酸，除了含有人體必需的氨基酸外，還包含高營養(yǎng)價值的組氨酸、精氨酸、胱氨酸。果實中的脂肪酸也較為豐富多樣，亞油酸的含量最高，油酸和棕櫚酸也有較高含量。含有石竹烯、杜松烯等多種功能性揮發(fā)油，具有抗炎、鎮(zhèn)咳等功效。礦物質(zhì)、維生素以及功能成分種類繁多，除營養(yǎng)價值外，在疾病預(yù)防、治療、增加免疫力等方面具有應(yīng)用價值。三個部位各成分含量存在差異，如氨基酸和脂肪酸的含量表現(xiàn)為種子>果肉>果皮，而揮發(fā)油與維生素含量三個部位差異較小，礦物質(zhì)含量則隨著種類的不同在不同的部位呈現(xiàn)差異。功能成分含量上，果皮與種子要明顯高于果肉。不同部位的差異，也意味著三個部位不同的開發(fā)價值。黑老虎前期開花量大，結(jié)果的過程中需要摘除多余的花，目前黑老虎的花未見被利用，造成了資源的浪費。

表1 黑老虎果實的營養(yǎng)成分Table 1 Nutritional composition of Kadsura coccinea

2.1 食用價值

黑老虎作為一種水果，可直接食用，其果肉維生素C含量較高，粗蛋白中含有7種人體必需氨基酸和8種非必需氨基酸，氨基酸評分為40.06%；含有10種礦質(zhì)元素，其中鎂、錳、鐵、銅等礦物元素含量高于蘋果、櫻桃、葡萄、獼猴桃、荔枝、龍眼、草莓[31]，是營養(yǎng)較為全面的水果品種。對比巨峰葡萄和紅瑪瑙石榴，黑老虎果肉中維生素C含量最高，鈣、鐵、鋅等礦質(zhì)元素含量豐富，特別是硒元素；果核中粗多糖、亞麻酸相對含量均高于巨峰葡萄和紅瑪瑙石榴[23]。

除了常見的水果營養(yǎng)外，學者還對其他不食用部位進行了研究。黑老虎的果皮厚(1.11～2.59 mm)，其中生物堿含量達到3.20 mg/g，花色苷含量達到8.89 mg/g，果皮中含有的營養(yǎng)成分種類與果肉相當，含量跟種子中的豐度相當[27]，適合開發(fā)為果脯蜜餞。黑老虎種子含有豐富的脂肪酸，其中不飽和脂肪酸就達到了81.89%[29]，是一種優(yōu)質(zhì)的脂肪原料，可作為健康油脂進行開發(fā)。種子中營養(yǎng)成分全面[29,32]，含有氨基酸、多糖、礦物質(zhì)、總黃酮等多種營養(yǎng)成分。氨基酸種類齊全，包含了7種人體必需氨基酸。黑老虎籽中粗多糖的含量為2.68 g/100 g，包含阿拉伯糖、鼠李糖等9種利用價值較高的糖類。種子中的總黃酮(以蘆丁計)的含量為1.84 g/100 g，總皂苷(以人參皂苷計)的含量為0.21 g/100 g。還含有維生素B1、維生素B2、維生素C、維生D、維生素E，以及豐富的礦質(zhì)元素，特別是人體必需的微量元素鐵、鋅、硒。由此可見，黑老虎籽除開發(fā)成健康油脂外，也可開發(fā)成具有提高免疫力等功能的保健食品。

2.2 藥用價值

黑老虎主要是以根入藥，但黑老虎果實也有藥用價值。黑老虎果皮中含有多種花青素，這些活性成分作用廣泛，如通過抑制酶的活性、抑制活性氧ROS的形成等途徑發(fā)揮抗氧化作用，上調(diào)或保護抗氧化防御系統(tǒng)。同時，花青素類多酚化合物還可抑制α形葡萄糖苷酶活性，能改善H2O2氧化應(yīng)激引起的脂肪細胞對胰島素的抵抗，黑老虎果皮有一定的降糖作用[33]。李里等[34]也印證了這一點，果皮和種子提取物對a-葡萄糖苷酶和a-淀粉酶也有抑制作用，當提取物濃度達到500 g/L時，對a-葡萄糖苷酶抑制率高達62.96%，對a-淀粉酶抑制率達到(71.68±1.25)%。黑老虎果皮、果肉、種子中含有豐富的揮發(fā)性成分，高漸飛等[35]對果實中的揮發(fā)性成分進行分析，揮發(fā)性物質(zhì)主要是石竹烯、蒎烯、大月桂烯、欖香烯、畢澄茄烯等，它們大部分具有保健和藥用的功效，如鎮(zhèn)咳、祛痰和抗真菌作用，欖香烯有抗癌作用，具有良好的抗腫瘤活性[36-37]。

2.3 輔料應(yīng)用價值

2.3.1 抗氧化價值

天然抗氧化劑在食品防腐領(lǐng)域有巨大應(yīng)用潛力?，F(xiàn)有研究表明，黑老虎果實與花的提取物有抗氧化效果。多酚和黃酮均有較強抗氧化活性，李里等[34]利用超聲波輔助乙醇提取法，對黑老虎的果皮和種子進行了提取，提取液中多酚含量為0.21～0.95 mg/g，黃酮含量為0.66～1.61 mg/g，對DPPH清除活性為0.35～0.40 μmol/g。黑老虎花中含有豐富的總黃酮，李亞軍等[38]采用超聲提取法，對黑老虎花中的總黃酮進行提取研究，花中總黃酮具有與維生素C相當?shù)目寡趸芰?，且發(fā)現(xiàn)在花全開期(6月)其黃酮含量最高，可考慮提取花中黃酮作為天然抗氧化劑。

2.3.2 抗菌價值

黑老虎干果提取物對食品腐敗細菌具有顯著的抑菌活性，可開發(fā)成天然食品防腐劑。抑菌作用可能與提取液的五味子甲素、五味子酯等木脂素類有關(guān)，黑老虎干果的乙醇提取物，對蠟樣芽孢桿菌抑菌能力大于苯甲酸鈉和山梨酸鉀；對金黃色葡萄球菌的抑菌能力與苯甲酸鈉相同，稍差于山梨酸鉀[39]。劉麗等[40]與林雄平等[15]的研究均證實黑老虎果實提取物有明顯抑菌作用，且果實提取物的抗菌活性強于根、莖等部位。

黑老虎干果提取物具有抑菌作用，也可作為植物殺菌劑。劉濤等[41]利用溶劑提取法對黑老虎干果粉末進行提取，其石油醚萃取物、氯仿萃取物和乙酸乙酯萃取物對煙草花葉病毒TMV均表現(xiàn)較好的抑制活性。進一步的分離產(chǎn)物與寧南霉素的配比，效果優(yōu)于單劑。以上研究為開發(fā)植物源農(nóng)藥和復(fù)配型農(nóng)藥提供了一定的理論參考基礎(chǔ)。陳蔚燕等[42]采用索氏提取法和微波萃取法，利用丙酮溶劑對五味子干果粉末進行了提取。兩種方法的提取液均對種植物病原真菌(柑橘炭疽病菌、棉花枯萎病菌、小麥全蝕病菌、白菜灰斑病菌、辣椒炭疽病菌)都有抑制作用，為黑老虎應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和開發(fā)植物源殺菌劑提供了可能。

2.3.3 其他價值

黑老虎果皮提取物是一種美白護膚的潛在原料[34]，果皮和種子提取液對酪氨酸酶有抑制作用。其中，絡(luò)氨酸酶是色素生成的一種關(guān)鍵酶，參與了體內(nèi)黑色素的產(chǎn)生，可引起皮膚斑點，酪氨酸酶抑制劑被廣泛應(yīng)用于美白化妝。黑老虎果皮提取液可明顯抑制酪氨酸酶的活性，且果皮中的維生素C具有抗氧化活性，可促進膠原蛋白的形成，具有抗氧化、抗衰老作用。因此，黑老虎果實提取物可作為一種天然美白護膚品進行開發(fā)。

黑老虎的花含有多種揮發(fā)性物質(zhì)[35]，主要成分含蒎烯(含量17.7%)、月桂烯(12.2%)、石竹烯(6.3%)，尤其是月桂烯具有特殊香氣，可用于飲料的香型配制和香料調(diào)合劑的制作等[43-44]。

2.4 果實資源利用現(xiàn)狀

黑老虎果實的應(yīng)用，多集中在食品領(lǐng)域。黑老虎果實具有以下特點[45]：單個漿果的彈性和咀嚼感、膠黏感與葡萄類似，具有較強的咀嚼性，適宜制作果脯蜜餞類產(chǎn)品；果皮出汁率低，榨汁的濁度較高，不適宜生產(chǎn)飲品果汁；黑老虎果肉果汁適宜生產(chǎn)混濁型產(chǎn)品，不宜調(diào)配成澄清型產(chǎn)品；黑老虎種子有苦澀味，在制備果汁過程中，應(yīng)剔除種子部位。除了作為水果直接食用外，目前也有多件涉及黑老虎果實深加工的技術(shù)發(fā)明。

在固體/半固體食品方面，鄒建文等[46]將黑老虎鮮果去皮去籽后制備成黑老虎果脯；謝瑋等[47]采用微波滲糖的方法，對果脯制備工藝進行研究，對護色硬化、滲糖濃度以及時間、干燥時間進行優(yōu)化，制備得到形態(tài)飽滿，酸甜可口，品質(zhì)較高的果脯。饒紅欣等[48]制備了黑老虎調(diào)味果粉，便于直接沖泡食用。程金生等[49]通過提取黑老虎果的多糖、黃酮，并將其噴霧干燥制備黑老虎沖劑顆粒。趙玲艷等[50]利用摻入黑老虎果以降低檳榔硬度、同時利用黑老虎果的抑菌和提免疫效果，制備了黑老虎健康檳榔，以降低檳榔致癌性；楊振宇等[51]通過益生菌發(fā)酵制備益生菌黑老虎果膏。趙玲艷等[52]將黑老虎果引入到辣椒醬，制備了口味獨特的黑老虎辣椒醬。

在液體食品方面，劉瑋等[53]采用濕法超微粉碎方法生產(chǎn)黑老虎果漿，同時也制備了一種發(fā)酵型黑老虎果酒。鄒建文等[54]進一步探討濕法超微粉碎技術(shù)制備黑老虎果汁的工藝參數(shù)，認為以新鮮黑老虎漿果為原料，粉碎度控制在80～100目最佳，在此條件下制備的果汁飲料產(chǎn)品較為澄清且風味穩(wěn)定；陸俊等[55]通過預(yù)處理、破碎，榨汁、調(diào)配混勻和發(fā)酵等工序制備了一種黑老虎酵素飲料；楊昌宏等[56]通過乳酸菌發(fā)酵工藝制備了一種黑老虎醋酸飲料；陸英等[57]充分利用黑老虎種子，通過剝離含苦澀味的種皮，制備了無苦味黑老虎籽油。

在化妝品領(lǐng)域也有應(yīng)用，楊昌宏等[58]通過黑老虎種子提取物制備了一種細胞修復(fù)精油；陽祁斌等[17]發(fā)現(xiàn)黑老虎果皮的醇提液對酪氨酸酶有較高的抑制率，并發(fā)明了一種果皮醇提取方法，以期用于天然美白護膚品的開發(fā)。梁忠厚等[59]利用黑老虎果提取物，制備了黑老虎美白沐浴露。

3 總結(jié)與展望

總得來說，黑老虎幾乎整個植株(根、莖、葉、花、果實和種子)均具有較高的應(yīng)用價值，具有廣闊的開發(fā)利用前景。然而，目前關(guān)于黑老虎非根部分的應(yīng)用價值依然沒有引起足夠的重視，且少有黑老虎活性成分藥用和非藥用(食用、美業(yè)和輔料應(yīng)用等)作用機理的深入研究。黑老虎的種植隨著品種[60-61]、產(chǎn)地[62-65]、生境的[66-67]的不同，產(chǎn)量及有效成分存在差異。因地制宜，開展黑老虎良種選育、推動其栽培種植技術(shù)和加工方法標準化，可提升黑老虎資源的綜合利用效率，促進黑老虎產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。