蓮藕的活性成分研究進展

柳承芳，劉樂承

（長江大學園藝園林學院，湖北荊州，434025）

蓮藕為睡蓮科蓮屬植物，是一種重要的水生經濟植物，兼具觀賞、食用和藥用價值，深受廣大消費者所喜愛。我國水生蔬菜資源豐富，種植面積已超過67萬hm2，產值超過300億元，居世界第一[1]。其中，蓮藕的種植面積最大，銷售量也最大，同時也是全國銷售量最大的26種蔬菜之一[2]，2005年僅湖北省的蓮藕栽培面積就高達6.73萬hm2，產量197.02萬t[3]。蓮藕含有豐富的碳水化合物、淀粉、蛋白質、單寧、脂質等成分，除此之外，還富含多種活性成分，如膳食纖維、黃酮、揮發油、生物堿、多糖等，具有抗炎、降脂、降血壓、降血糖、抗艾滋和抑菌作用等[4～12]，有著廣闊的開發前景[13～19]。

1 蓮藕的活性成分

1.1 生物堿

存在于蓮藕中的生物堿，均為異喹啉類生物堿。目前的研究主要在荷葉和蓮心，其他組織研究得較少。早在1961年，日本學者富田真雄等[20]就從中國蓮葉片中分離出了荷葉堿、O-去甲基荷葉堿和蓮堿3個單體成分。至今已從荷葉中分離出多種生物堿類化合物，依據其母核結構的差異分為單芐基異喹啉類、阿樸啡類、去氫阿樸啡類和氧化阿樸啡類4類，其中，單芐基異喹啉類主要有O-去甲基衡州烏藥堿、衡州烏藥堿和N-甲基異衡州烏藥堿等；阿樸啡類主要有荷葉堿、蓮堿和O-去甲基荷葉堿等；去氫阿樸啡類主要有去氫荷葉堿、去氫蓮堿等；氧化阿樸啡類主要有鵝掌楸堿等[21]。研究表明，單個生物堿的含量會隨種植地點的不同而不同，其中，荷葉中的主要成分為荷葉堿，其次是O-去甲基荷葉堿和N-去甲基荷葉堿，最后是蓮堿[22]；報道稱5 850 mg蓮心粗生物堿中含有甲基蓮心堿2 545 mg、異蓮心堿698 mg和蓮心堿650 mg[23]。

1.2 膳食纖維

膳食纖維是指能抗人體小腸消化吸收，而在人體大腸能部分或全部發酵的可食用的植物性成分、碳水化合物及其相類似物質的總和，包括多糖、寡糖、木質素以及相關的物質，是繼水、蛋白質、脂肪、碳水化合物、礦物質、維生素之外的“第七大營養素”。膳食纖維一般按溶解性分為水溶性膳食纖維（SDF）和不溶性膳食纖維（IDF）2大類。研究表明，經榨汁去淀粉加工后的藕渣部分富含膳食纖維，其粗纖維含量高達25.1%[24]，是一種很好的纖維素源。雖然蓮藕及藕渣中含有豐富的膳食纖維成分，但至今一直未被很好地開發利用。

1.3 多糖

多糖是由單糖之間脫水形成糖苷鍵，并以糖苷鍵線性或分支連接而成的鏈狀聚合物。一般將少于20個糖基的糖鏈稱為寡糖，多于20個糖基的糖鏈則稱為多糖。蓮藕多糖主要存在于蓮籽[25]、蓮籽紅皮[26]和蓮心[27]中。由于蓮籽的營養價值高，人們主要集中對蓮籽多糖的研究。研究表明，可從子蓮的干燥成熟種子的提取物中獲得蓮籽多糖，此外，蓮籽多糖的含量較高，占3%以上。蓮籽多糖主要包括鼠李糖、夫糖、核糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、半乳糖和葡萄糖等[28]。我國蓮籽品種中可溶性多糖含量為5.16～13.32 mg·g-1（鮮質量），平均 7.45 mg·g-1（鮮質量）[29]。有研究發現，蓮籽硬化外種皮成分包括多糖、木質素和可溶性單寧，單體主要是半乳糖和甘露糖[30]。

1.4 黃酮類

黃酮類化合物是一種以 C6-C3-C6結構為基本母核的天然產物，常以游離態或與糖結合成甙的形式存在。目前，人們已經從荷葉、根莖、雄蕊、蓮籽殼等部位發現有利用價值的黃酮類化合物[31～34]。荷葉中的黃酮類化合物屬于甙類，荷葉甙在新鮮荷葉中的含量約為0.1%，主要是槲皮黃素-3-葡萄糖醛酸甙[35～37]。研究還顯示，荷葉中的黃酮類含有酚羥基[38]。此外，蓮心中的黃酮類化合物包括蘆丁、金絲桃苷、木犀草素等[39]。

1.5 多酚類

多酚是一大類結構不同、含有多羥基的化合物總稱。研究表明，蓮藕中酚類物質分布不均勻，表皮比內部多，而藕節又比表皮多[40，41]。蓮藕中的多酚類物質主要是多巴、兒茶酚、沒食子酸、D-（+）-兒茶素和L-（-）-表兒茶素等[42，43]。蓮籽中酚類物質主要由咖啡酸、氯原酸、羥基苯甲酸和沒食子酸等組成，具有抗氧化作用[44，45]。

1.6 揮發油

荷葉中含有48種精油成分，占總峰面積的92.5%[46]。有研究表明，水蒸氣蒸餾所得的荷葉揮發油共分離出41個峰，鑒定出31種成分，占其揮發油總相對含量的94.13%；而超臨界萃取所得的荷葉揮發油共分離出66個峰，鑒定出54種成分，占其揮發油總相對含量的89.45%[47]。

1.7 其他成分

蓮藕中還存在許多其他的活性成分，如荷葉中含有琥珀酸、葡萄糖酸、酒石酸、蘋果酸、檸檬酸、草酸、沒食子酸、正十八烷酸、苯甲酸、鄰羥基苯甲酸等有機酸和非揮發性有機酸[48]，還有小檗科桃兒七屬和八角蓮屬植物中含有的鬼臼毒素[49]。此外，荷花中富含礦物質、維生素C和17種氨基酸，其中7種為必需氨基酸[50]。

2 蓮藕活性成分的開發利用價值

2.1 藥用價值

①抗氧化及抗衰老 荷葉黃酮抑制亞油酸氧化的能力較強，且當荷葉黃酮濃度為0.3 mg/mL時，其抗氧化能力最強[51，52]。荷葉中蓮藕多糖也具有抗氧化性，且使用超聲波輔助提取法提取的多糖的體外抗氧化活性明顯高于水提法所得的多糖[53]。

②抑菌作用 李鳴宇等[54]從荷葉中提取到了伴放線放線桿菌、粘性放線菌、內氏放線菌、具核梭桿菌、牙齦卟啉菌等對牙周相關疾病有較好抑菌效果的有效成分。唐裕芳等[55]研究也表明，荷葉超臨界CO2萃取物對酵母、霉菌、細菌都有一定抑制作用，在堿性環境和酸性環境中較為明顯，對大多數酵母、霉菌、細菌的最低抑菌濃度不超過1.56 g/L。此外，蓮籽多酚具有抑制枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、李斯特氏菌、沙門氏菌和大腸桿菌的作用[56]。

③降血脂 目前，蓮藕的降血脂作用主要以研究荷葉的生物堿類物質為熱點。研究表明，荷葉生物總堿對肥胖大鼠的體重增長有明顯的抑制作用，并可顯著地降低肥胖高脂血癥大鼠的TG、AI及TC水平[57]。荷葉中各種生物堿對脂肪酶具有抑制作用，其中，荷葉堿的抑制作用最強[58]。有研究發現，荷葉總生物堿提取物的中高劑量組及陽性藥物對照組大鼠血清TC、TG和LDL-C均明顯降低，HDLC顯著升高，可見荷葉總生物堿提取物對血脂具有全面調節作用[59]，而且荷葉生物堿的降脂作用強于荷葉黃酮的[60]。此外，荷葉黃酮提取物對胰脂肪酶有抑制作用，且呈非競爭性抑制[61]。

④其他作用 蓮藕藕節中的提取物具有凝血作用[11]。從人們日常食用的蔬菜蓮藕中分離純化到的一種多糖復合物，命名為LB2，除了抗氧化活性，LB2還能較好地抑制HIV-1整合酶的3'切割活性。蓮藕多糖還具有降低糖尿病小鼠血糖的能力[12]。

2.2 食用價值

蓮藕含有豐富的碳水化合物、蛋白質、維生素、礦物質和鞣質等。全株含有淀粉、酷類、蛋白質、脂肪和卵磷脂，除此之外還含有少量的生物堿、黃酮類、胡蘿卜素、核黃素、尼克酸、維生素C及多種金屬元素。蓮藕是一種生熟兼食的蔬菜，并集營養和保健于一體，是一種藥食同源食品。蓮藕的加工制品比較有歷史和產量大的主要是藕粉和鹽漬藕，此外還有蓮藕汁、速凍藕片、脫水藕片、清水藕、鹽水藕、藕脯、蓮藕面包、蓮藕醋等加工制品。

3 蓮藕活性成分的提取

3.1 生物堿

蓮藕中生物堿的提取方法有溶劑提取法（酸水提取法[62]、醇提法[63]）、水蒸氣蒸餾法[64]、微波法[65]及超聲法[64]。荷葉中的生物堿堿性較弱，不能直接溶解于水中，但與酸作用生成鹽類后可溶于水中，因此，荷葉堿可用偏酸性的水溶液提取[66]。采用酸水法[62]提取荷葉中的荷葉堿、原花青素，具有提取效率高、工藝簡便、成本低等特點，適合于工業化大生產應用。加熱回流法比超聲波提取的產量高，用95%乙醇的提取純度較高，同時用酸水提取生物堿的含量較高[64]。利用微波輔助提取技術[65]來提取荷葉中的生物堿，與傳統方法相比，大大提高了總生物堿的提取率。采用單一的溶劑加熱回流法提取荷葉生物堿，耗時費能，溶劑用量大，且純度和提取率都不高。為了提高提取率，減少溶劑用量，可借助超聲波、微波以及超臨界流體萃取技術等新型的輔助技術，提高原材料的利用率。

3.2 膳食纖維

蓮藕中膳食纖維的提取有酶法、酸堿法和生物發酵法[67～69]。目前，膳食纖維的制備主要是酸堿法，但是高酸高堿對提取物有一定程度的損害，因而可結合其他物質來提取蓮藕中膳食纖維，如結合堿和蛋白酶提取藕渣中的不溶性膳食纖維，產率較高[68]。吳疆鄂等[69]對3種方法的提取進行了評價，酶處理法對纖維素和半纖維素均有降解作用，總膳食纖維含量為79.6%，產品膨脹力明顯提高，由5.0 mL/g增加到9.0 mL/g；酸堿處理法降解纖維素類物質最徹底，得率只有17.33%，總膳食纖維含量為98.2%，以不溶性膳食纖維為主；用生物發酵法處理原料，得率最高，達到59.23%，總膳食纖維含量和水溶性膳食纖維含量分別為82.7%和18.8%。對于蓮藕副產物加工而言，3種方法均能獲得較好的膳食纖維產品，在原料利用和產品特性方面具有差異。

3.3 多糖

蓮藕多糖的提取主要有酶法提取法、水提醇析法和微波輔助提取法[70～73]。酶法催化效率高，針對性強，對提取率的提高有顯著的促進作用，可達到8.42%[27]。但因酶自身容易受溫度、pH值等因素的影響而變性，故應用的范圍受限。水提醇析法成本低、工藝簡單，提取物接近天然，對其結構分析有一定的幫助，但提取率低，僅為3.29%[70]。微波輔助提取既可縮短提取時間，降低提取劑用量，還可提高蓮籽多糖的提取率，可高達17.32%，具有快速、安全、節能、易放大和易控制等優點[72]，因其高效省時的特點已被人們廣泛應用。

3.4 黃酮類

目前用于蓮藕中黃酮的提取分離方法主要有水提取法、乙醇/水溶劑提取法、超聲波法、微波法、大孔樹脂吸附分離法、乙醇/水溶液加微波和樹脂提取分離法[73～75]。采用乙醇溶液—微波輔助提取方法，黃酮的提取率高，優于純水、無水乙醇、60%乙醇溶液3種提取方法[76]。

3.5 多酚類

蓮藕多酚的提取主要有溶劑提取法（包括微波提取法和超聲波提取法）、膜分離法、沉淀法、樹脂吸附法和超臨界萃取法等[56]。其中，微波提取和超聲波提取法因其高效省時的特點已被人們廣泛應用于實際中，而超臨界萃取法是一種新型的提取分離技術，近年來發展很快。

3.6 揮發油

蓮藕揮發油的提取方法有超臨界CO2萃取和水蒸氣蒸餾。超臨界CO2萃取揮發油比傳統的水蒸氣蒸餾提取法質優，收率大大提高，萃取時間短，無溶劑殘留[77，78]。

4 展望

隨著蓮藕活性成分的開發及應用，蓮藕顯出它獨有的價值，但開發利用中還存在以下問題。一是蓮藕中雖含有多種活性成分，如生物堿、黃酮類、多酚類、膳食纖維、多糖等等，但已經被利用的很少，因而應用研究還有待于更加深入；二是資源浪費，大量的蓮藕加工下腳料（如藕節、藕皮、藕渣）、荷葉、蓮蓬、荷花、蓮心和通心蓮加工下腳料（如外種皮、蓮心）等等通常作為廢棄物處理，既浪費資源，又污染環境[79]；三是許多機理還待研究，如蓮藕多酚對金黃色葡萄球菌有抑制作用，但其作用機理還不清楚，又如蓮藕多糖的降糖作用及抗氧化能力等可能是蓮藕多糖用于防治糖尿病的主要藥理學基礎，但其降糖作用機理也尚待深入研究。

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