白首烏生產(chǎn)加工技術(shù)研究進(jìn)展

閆凱旋，陳 鐳，沈明晨，張 明，吳承東

（江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所新洋試驗(yàn)站，江蘇 鹽城 224049）

白首烏作為一種傳統(tǒng)中藥材，其主要來(lái)源于蘿藦科（Asclepiadaceae） 鵝絨滕屬植物耳葉牛皮消（Cynanchum auriculatum Royle ex Wight）、戟葉牛皮消（Cynanchum bungei Decne） 和隔山消（Cynanchum wilfordii（Maxim.） Hemsl） 的干燥塊根[1]。鹽城市濱?？h是國(guó)內(nèi)最大的白首烏種植加工基地，耳葉牛皮消是當(dāng)?shù)貜V泛種植的品種。白首烏塊根中含有人體必需的淀粉、多糖、黃酮、氨基酸和C21甾苷類化合物等多種活性物質(zhì)[2]，具有黑發(fā)、抗氧化衰老、滋補(bǔ)肝腎、抗抑郁[3]等功效[4]，是歷代醫(yī)學(xué)家公認(rèn)的防老珍品。大量現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證明了白首烏具有促毛發(fā)、護(hù)肝養(yǎng)腎、抗血管舒張、調(diào)節(jié)免疫、降血脂和抗腫瘤等作用[5]。伴隨著市場(chǎng)需求的增加，白首烏種植生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品加工技術(shù)也隨之迅速發(fā)展，綜述了白首烏的生產(chǎn)種植技術(shù)、綠色加工技術(shù)、耳葉牛皮消全株資源化利用等白首烏食品加工技術(shù)的研究進(jìn)展，以期為白首烏產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步開發(fā)利用及耳葉牛皮消全株資源化利用提供參考。

1 白首烏生產(chǎn)技術(shù)栽培技術(shù)研究進(jìn)展

1.1 白首高效種植技術(shù)

江蘇濱海縣境內(nèi)自清朝咸豐年間已有種植白首烏，并將其研磨成粉用于食用及上貢朝廷的記載，改革開放以來(lái)，濱海白首烏更是暢銷國(guó)際市場(chǎng)，遠(yuǎn)銷韓國(guó)、日本、美國(guó)和東南亞國(guó)家。在巨大的市場(chǎng)需求下和當(dāng)?shù)卣囊龑?dǎo)下，濱海縣當(dāng)?shù)匕资诪醴N植規(guī)模逐步擴(kuò)大，形成了涵蓋種植、加工、銷售等和旅游觀光為一體的大規(guī)模地方特色產(chǎn)業(yè)。但土地的重茬種植導(dǎo)致白首烏病蟲害頻發(fā)且塊根易腐爛等問(wèn)題嚴(yán)重[6]。為此，張明等人[7]研究發(fā)現(xiàn)，白首烏-水稻輪作能顯著減少白首烏霜霉病及褐斑病的發(fā)生，且黃酮、多酚、甾苷含量顯著提高。赫明濤等人[8]則探索了白首烏與蠶豆、油菜、小麥等作物套種新模式，套種模式均不同程度上減輕了白首烏苗期草害且增加了土壤肥力。沈明晨等人[9]研究了玉米單作、白首烏單作和玉米- 白首烏間作模式下玉米和白首烏的病害發(fā)生情況及生長(zhǎng)性狀差異，結(jié)果表明，在間作模式下，白首烏塊根增產(chǎn)13.8%，玉米的銹病和小斑病病情指數(shù)分別降低了10.22%和5.97%；白首烏的霜霉病發(fā)病率和褐斑病發(fā)病率分別降低了14.2%和15.2%。玉米- 白首烏的間作模式下，利用玉米秸稈為白首烏提供攀援支撐，有效改變白首烏葉片空間位置，提高了葉面面積和光能利用率，立體化的空間分布降低了病害的發(fā)生幾率，提高了白首烏的品質(zhì)與產(chǎn)量，雖然玉米為白首烏提供攀援條件，但其攀附高度并非越高越好，張明等人[10]研究發(fā)現(xiàn)，一味地提高白首烏藤蔓高度，會(huì)導(dǎo)致地上部分吸取大量養(yǎng)分而生長(zhǎng)過(guò)盛，掠奪了地下塊根生長(zhǎng)所需養(yǎng)分，最終導(dǎo)致塊根減產(chǎn)。除了生長(zhǎng)高度，白首烏種植密度對(duì)底下塊根產(chǎn)量也有重要影響。張鋒等人[11]探討了不同栽培密度下白首烏的光合特性、干物質(zhì)積累分配、產(chǎn)量及活性成分之間的關(guān)系，試驗(yàn)結(jié)果表明，C21甾苷含量與種植密度無(wú)顯著關(guān)系，但多糖和黃酮含量隨種植密度增大逐步增加。因此，探索合適的作物與白首烏套種，并重點(diǎn)優(yōu)化套種模式下適宜的藤蔓攀附高度和栽培密度將有助利于進(jìn)一步提高白首烏的產(chǎn)量和品質(zhì)。

1.2 白首烏采收技術(shù)

在中國(guó)，耳葉牛皮消的地下塊根被稱為白首烏，在韓國(guó)被稱為白朔根，是耳葉牛皮消種植的主要經(jīng)濟(jì)收獲物，白首烏塊根深埋土壤下15~20 cm 處，且多年生藥用白首烏需要收獲完整的塊根才能保證其較高的商品價(jià)值，若采收不當(dāng)可能會(huì)直接導(dǎo)致白首烏品質(zhì)下降和減產(chǎn)[12]。因此，白首烏塊根采收品質(zhì)的好壞直接關(guān)系到白首烏種植戶的經(jīng)濟(jì)效益，采收工作顯得尤為重要。另外，不同規(guī)格和種植齡的白首烏用途及價(jià)值也各不相同，在采收過(guò)程中農(nóng)戶往往還要進(jìn)行分揀作業(yè)，使得其采收工作費(fèi)時(shí)費(fèi)力。傳統(tǒng)的小規(guī)模種植多采用人工挖掘的方式收獲塊根，不能滿足白首烏大規(guī)模采收的實(shí)際需求。當(dāng)前，濱海地區(qū)白首烏種植大戶基本采用旋耕機(jī)挖掘配合人工拾取的方式對(duì)白首烏塊根進(jìn)行采收，該方法大幅提高了白首烏采收效率，基本滿足當(dāng)?shù)匕资诪醮竺娣e采收需要。但在未來(lái)，隨著農(nóng)村勞動(dòng)力的減少和用工成本的不斷提高，推廣集挖掘、拾取及分揀作業(yè)為一體的機(jī)械采收系統(tǒng)將成為白首烏采收的重要趨勢(shì)，相關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)研發(fā)或?qū)⒊蔀榘资诪醍a(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要課題。

2 白首烏加工技術(shù)

2.1 白首烏產(chǎn)品加工

白首烏中含有多種活性物質(zhì)，其中甾體總苷類、黃酮類等為其最主要的活性成分[13-14]，具有重要的藥食兩用價(jià)值。但當(dāng)前白首烏傳統(tǒng)產(chǎn)品加工技術(shù)含量低、特別是白首烏粉加工過(guò)程粗糙、加工過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)損失等問(wèn)題突出，導(dǎo)致濱海白首烏加工品質(zhì)有待提升。

白首烏塊根作為中藥和食品被食用的歷史已經(jīng)超過(guò)200 多年，現(xiàn)已被制作成首烏代餐粉[15]、首烏酒[16]、首烏脆脆果等保健食品且廣受歡迎。目前，國(guó)內(nèi)的白首烏制品市場(chǎng)空前膨脹，但尚缺乏對(duì)白首烏莖、葉皮等部分的加工利用，白首烏粉作仍是當(dāng)前白首烏加工產(chǎn)業(yè)的主要產(chǎn)品[17-18]。首烏粉的傳統(tǒng)加工環(huán)節(jié)涉及去皮、粉碎、洗滌、靜置等工藝過(guò)程，粉碎、洗滌環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生大量含有C21甾苷、揮發(fā)油、氨基酸、多糖等物質(zhì)的廢水、廢渣，若直接由污水處理設(shè)施處理，不僅造成浪費(fèi)還增加了加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此，如何對(duì)白首烏粉加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣、廢液進(jìn)行資源化利用成為諸多研究者思考的問(wèn)題。宋萍萍等人[19]嘗試對(duì)白首烏粉生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)剩余廢液（藥渣和皮） 進(jìn)行成分再提取，利用大孔樹脂實(shí)現(xiàn)對(duì)廢液中多糖、磷酯類化合物和C21甾苷的分離提取。陳明等人[20]則以白首烏粉加工過(guò)程中的二級(jí)漿液（棄去上清液和底層乳白淀粉所剩的中間灰白層） 為培養(yǎng)基，通過(guò)接種不同芽孢桿菌和乳酸菌發(fā)酵，根據(jù)發(fā)酵液中粗蛋白含量?jī)?yōu)化出白首烏二級(jí)漿液的最佳發(fā)酵條件。上述2 種方法均是對(duì)白首烏粉加工工藝所產(chǎn)廢水資源化利用的成功探索。為解決白首烏粉、白首烏片即食性差，營(yíng)養(yǎng)流失大等問(wèn)題，吳雋松等人[21]以德式乳桿菌等為發(fā)酵劑對(duì)由白首烏粉、奶粉構(gòu)成的原料進(jìn)行發(fā)酵處理，通過(guò)試驗(yàn)對(duì)白首烏發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，在最優(yōu)條件下，發(fā)酵所制的白首烏酸奶活菌數(shù)達(dá)到2.2×108CFU/mL，發(fā)酸乳抗氧化值為580.2 mg VCE/L，酸度適中，口感柔和細(xì)膩，該發(fā)酵加工工藝是對(duì)白首烏深加工產(chǎn)品開發(fā)的重要探索。擠壓法加工白首烏粉是對(duì)白首烏加工的一種新的嘗試，該方法作為常用的食品加工工藝，具有可同時(shí)實(shí)現(xiàn)混剪、輸送、加壓、加熱等工藝流程的特點(diǎn)。陳洪興等人[22]分別探索了擠壓溫度、進(jìn)料量、原料含水量對(duì)擠壓法所制白首烏品質(zhì)的影響，相較于常見的傳統(tǒng)工藝制作的白首烏粉，擠壓法所制白首烏粉脂肪含量更低，蛋白質(zhì)含量更高，極大地減少了白首烏粉加工過(guò)程中關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)的流失，該研究為減少白首烏粉加工過(guò)程營(yíng)養(yǎng)流失提供參考。

2.2 白首烏全株資源化利用

耳葉牛皮消的塊根入藥被稱為白首烏，但其他部分（如根皮、莖葉） 卻也極少被加工利用。在白首烏粉加工過(guò)程中，根皮長(zhǎng)期被當(dāng)作廢棄物丟棄，但已有研究表明白首烏的根皮中含有較高含量的C21甾苷化合物，Wang X J 等人[23]通過(guò)光譜分析了白首烏根皮中分離出的16 種化合物，包括5 種三萜（1-5）、5 種C21- 甾體（6-10）、2 種其他甾體（11-12）、2 種酚類（13-14） 和其他（15-16），其中C21甾苷類化合物在抗腫瘤方面的研究較多[24]，其制劑已廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)。莊子銳等人[25]研究發(fā)現(xiàn)，白首烏中C21甾苷類化合物低、高劑量（150，300 mg/kg） 均能明顯干預(yù)小鼠肝腎纖維化進(jìn)程，相較于對(duì)照組，白首烏甾苷可顯著降低組織內(nèi)膠原的沉積并減輕肝腎纖維化的病變。因此，具有高C21甾苷化合物含量的根皮被直接廢棄，是一種極大的資源浪費(fèi)。除此之外，耳葉牛皮消的莖葉中也含有豐富的總黃酮，因其味苦的特點(diǎn)目前未被有效利用。吳立云等人[26]利用大孔樹脂提取耳葉牛皮消莖葉中的總黃酮，研究其對(duì)小鼠急性肝損傷的保護(hù)作用。結(jié)果表明，耳葉牛皮消莖葉中的總黃酮能有效緩解小鼠急性肝損傷。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)耳葉牛皮消的加工利用多集中在耳葉牛皮消塊根的多元化深加工，對(duì)耳葉牛皮消莖葉、花、根皮的開發(fā)和利用缺乏深入的研究探索。

3 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，隨著耳葉牛皮消中多糖、黃酮、C21甾苷類化合物等活性物質(zhì)在抗腫瘤、抗抑郁和護(hù)肝護(hù)腎等方面的功效被現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究逐漸證實(shí)，消費(fèi)者對(duì)以耳葉牛皮消各部分制成的首烏酒、首烏花茶、首烏代餐粉等產(chǎn)品顯示出極大興趣。白首烏產(chǎn)品市場(chǎng)認(rèn)可度正在逐步擴(kuò)大，但白首烏的高效種植和加工技術(shù)單一、耳葉牛皮消植株利用率低仍限制濱海白首烏的高質(zhì)量發(fā)展。除了要進(jìn)一步研究白首烏的化學(xué)成分功能，研發(fā)高效提取技術(shù)，更應(yīng)在白首烏的生產(chǎn)和加工環(huán)節(jié)做文章。通過(guò)水旱輪作、套種、立體化種植等技術(shù)減少白首烏病蟲害發(fā)生、增加單位畝產(chǎn)和塊根生長(zhǎng)質(zhì)量，是提高白首烏產(chǎn)量和質(zhì)量的重要技術(shù)手段。研發(fā)對(duì)白首烏采收特點(diǎn)具有針對(duì)性采收設(shè)備將有利于提高白首烏采收效率和控制成本。通過(guò)發(fā)酵加工、擠壓法加工等技術(shù)最大限度地減少白首烏加工環(huán)節(jié)的營(yíng)養(yǎng)流失、用發(fā)酵和樹脂吸附等技術(shù)實(shí)現(xiàn)白首烏加工廢水的資源化利用，將有利于在加工環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)白首烏價(jià)值最大化開發(fā)。另外，耳葉牛皮消的根莖、花中也含有豐富的活性成分，但因?yàn)槿狈m合的加工技術(shù)始終未得到有效利用。未來(lái)，對(duì)耳葉牛皮消莖葉、花的加工技術(shù)開發(fā)研究將成為白首烏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。