*基金項目:云南省應用基礎研究計劃項目(2011FZ246)
第一作者簡介:王胤驍(1994-),男,助理研究員,研究方向:民族醫藥學及中藥藥理學。
△通信作者:張婭,E-mail:352506221@qq.com
摘要:中國藥典收載的黃精品種包括黃精、滇黃精和多花黃精。其中滇黃精的主要產區在滇西南為云南道地品種,對黃精藥用功能評價依據主要來源于黃精多糖的活性。通過對滇黃精多糖的提取工藝,主要藥理作用、化學結構與近年來比較熱門的制劑產品等方面進行歸納整理,并分析與總結了存在的問題,為滇黃精的研究發展、綜合利用提供了理論指導與科學依據。
關鍵詞:滇黃精;黃精多糖;提取工藝;產品制劑
中圖分類號:R285.5""" 文獻標志碼:A""" 文章編號:1007-2349(2024)04-0100-03
本品為百合科植物滇黃精Polygonatum kingianum Coll.et Hemsl.的干燥根莖,在《中國藥典》2020年版中被列為了藥食同源的藥材,云南所產的滇黃精與藥典中兩種不同基原的黃精相比在外形上個頭較大且肉質較為肥厚,而在藥材粉末的鑒別中,滇黃精的維管束多為周木型,其余兩種的維管束多為外韌型,此為三種藥典規定黃精基原的最主要區別[1]。在《山海經·中次十一經》兔牀之山中:“又東北八百里,曰兔牀之山,其陽多鐵,其木多藷藇,其草多雞榖,其本如雞卵,其味酸甘,食者利于人?!逼渲须u榖由清代郝懿行在《山海經箋疏》中考證得知就為百合科黃精屬植物滇黃精[2],此為滇黃精的最早的性味與功效的記載。
黃精由于具有補氣養陰,健脾,潤肺,益腎的功效,而且屬于藥食同源的藥材,近年來被研發制成蜜丸,茶飲,果脯,蜜餞等食品或保健品用于治療脾胃氣虛,體倦乏力,精血不足,須發早白等癥。
云南省滇黃精的主要種植基地多數集中在普洱鎮沅與瀾滄、紅河石屏、香格里拉迪慶、昭通昭陽等地區,且以普洱地區所產的滇黃精質量為最佳。滇黃精多糖為主要活性成分,其他組成還包括有甾體、皂苷類、黃酮類、多糖、神經鞘苷與生物堿等[3-4]?,F代藥理學研究發現,滇黃精中的主要成分黃精多糖,具有調節免疫、抗衰老、抗腫瘤、抗氧化、改善記憶力等多種藥理活性[5-8]。
1" 滇黃精的提取工藝研究
1.1" 黃精多糖的化學成分測定" 黃精多糖的含量測定方法主要是硫酸蒽酮法與硫酸苯酚法,測定結果為黃精粗多糖的組份含量,將其純化分離后即可進行黃精多糖的組分分析[9]。方園等[10]經Sephacryl-s400、DEAE-cellulose、SephadexG-100柱層析后,得到黃精多糖(PSPI),此多糖的主鏈由β-(1→2)鍵相連的果糖構成。王聰[11]從滇黃精中提純分離得到PCPs-1、PCPs-2、PCPs-3等多種多糖成分,其中PCPs-1、PCPs-2主要是半乳糖和葡萄糖2種單糖構成,PCPs-3其中主要成分為半乳糖。張庭廷等[12]對滇黃精多糖研究過程中得知滇黃精多糖大部分為雜多糖,相對分子量大約為8900左右,其糖分占比組成為葡萄糖∶果糖為1∶8.7。
1.2" 黃精多糖的主要提取方法" (1)有機溶劑提取法。(2) 超聲提取法。(3)超聲協同微波提取法、微波提取法。(4)離子液體協同超聲波、微波提取法。(5)堿水提取法。(6)酶解法。(7)閃式提取法。
有機溶劑提取法:用水、乙醇、堿水等溶劑對黃精進行煎煮,此為黃精多糖最傳統的提取方法。李麗等[13]用控制變量法探尋溶劑水的溫度、pH值、料液比及提取時間對黃精多糖浸出率的影響,通過正交試驗得出:溫度為80℃、pH值為7、料液比為1∶20、提取時間為2 h,此條件下水提黃精多糖的浸出率最高為8.925%。高嵩等[14]使用正交試驗的方法對滇黃精的多糖進行提取分析,得知滇黃精多糖在單純使用純化水為提取溶劑的情況下,8倍量的水,60 min的提取時間,黃精多糖的浸出率為最高。用此方法經過三次提取黃精多糖的提取率也接近于李麗最佳條件下的提取率。
超聲波輔取法:超聲波提取對比溶劑提取法提取效率更高,縮短的提取時間,適用于不耐高溫提取物的提取,能更加保證有效成分的活性。駱文燦[15]用控制變量法研究超聲波功率波長、超聲時間、溫度、料液比對超聲提取黃精多糖提取率的影響,經研究得出當超聲功率為152.8W,超聲時間為59.7min,溫度為72.9℃,料液比為1∶18時,黃精多糖的浸出率最高達16.6%。
微波提取法:微波提取相比傳統提取方法的最大優勢在于能使提取物的純度更高,也可以提高提取效率、縮短提取時間、對于提取溶劑的消耗更少,適用于提取溶劑價格較高的藥材提取。胡芳等[16]用正交試驗與控制變量法探究微波功率、提取時間、料液比對黃精多糖微波提取的影響,得出當微波功率為450W,浸潤60min后微波提取5min,料液比為1∶50時提取率達到最高為接近12.0%。
超聲協同微波提取法:超聲協同微波提取法顧名思義是將微波和超聲波兩種提取技術相結合,充分利用二者的優點,提高了在一般實驗環境下對滇黃精多糖的提取速率,其快速、高效是此種方法的提取優勢,且提取過程中對滇黃精多糖的破壞程度小。周桃英等[17]通過正交試驗與單因素優化了滇黃精多糖的提取工藝,并分析了微波功率、料液比以及提取時間等因素對滇黃精多糖提取率的影響,發現超聲-微波協同法提取滇黃精的最佳工藝條件為提取時間80s,料液比1∶32、超聲功率50W、超聲頻率40kHz、微波功率300W、該條件下滇黃精多糖提取率接近11.2%。
超聲、微波協同離子液體提取法:充分利用極性離子的高效選擇性再協同超聲與微波的共同優勢,能彌補傳統提取方法的不足,提高提取效率,降低溶劑使用與能耗,該方法廣泛適用于熱不穩定和極性高的提取物萃取。粟敏等[18]用正交試驗與控制變量法探究離子液體的濃度、溫度、超聲功率、提取時間幾個變量對黃精多糖提取率的影響,研究發現當離子液體濃度為0.6mol/L,提取溫度為47℃,超聲功率為220W,提取20min時提取率最高為12.3%。
堿水提取法:利用堿性溶液能抵消滇黃精根莖細胞壁分子之間的相互作用力,從而使細胞壁崩解,使有滇黃精多糖更容易溶出,使得黃精多糖更容易被提取。趙瑞萌等[18]采用控制變量法對黃精多糖的提取工藝進行研究,探究藥材粒度、堿液濃度、料液比對藥材浸出率的影響,發現使用3%的NaOH堿液,固液比1∶15,藥材粒度60目黃精多糖的提取率最高為接近11.90%。堿法提取更易取得純度較高的提取物,不足之處為:對于黃精多糖,堿液易破壞多糖中的糖苷鍵,使多糖水解。
酶解法:此方法也是利用相對于的細胞酶溶解細胞壁,使得有效成分更容易析出,可以極大程度的縮短提取時間,提高提取效率。苑璐等[19]使用控制變量法探究酶解法提取黃精多糖時酶配比、溶液pH值、酶解溫度、料液比、酶濃度、酶解時間、水提時間對浸出率的影響,實驗發現提取效率最高的用酶量配比為,木瓜蛋白酶∶纖維素酶為7∶3,加酶量為0.15g/L,料液比1∶20,并在溫度50℃、pH值5.0的環境下進行酶解、完全酶解2 h,并水沸后浸提2 h,在此工藝環境條件下,滇黃精多糖提取率可達到21.55%。
閃式提取法:閃式法具有超高的提取效率,該方法為滇黃精多糖的最快捷提取方法,也能夠充分的保護滇黃精多糖不被破壞。陳艷等[20]通過控制變量法研究閃式提取中提取時間、料液比、提取電壓等因素對滇黃精多糖浸出率的影響,研究發現當提取電壓50伏、料液比1∶1、提取時間40s,在此提取工藝條件下僅進行1此提取,其黃精多糖提取率就可達到15%,此方法為滇黃精多糖最適宜的提取方法。
其他提取方法:近年來有學者通過減壓內部沸騰法,對黃精多糖進行工藝提取。楊軍宣等[21]采用單因素實驗,以滇黃精多糖的浸出率為評價指標,探尋提取溫度、提取時間、提取壓力、提取次數、解吸液種類、液料比等因素對提取浸出率效果的影響,并與傳統水提法進行比較研究。結果發現最佳工藝為以60%乙醇溶液為解吸液,解吸30min,提取壓力-0.074兆帕,提取溫度75℃,液料比14∶1,提取2次,提取時間8 min。結論該方法具有快速、高效、低成本等優點,提取效果優于傳統提取方法。
2" 滇黃精制劑新產品概況
《神仙芝草經》中記載:“黃精寬中益氣,使五臟調和,肌肉充盛,骨髓堅強,其力倍增,多年不老,顏色鮮明,發白更黑,齒落更生”。且在《名醫別錄》中,陶弘景將黃精列為草部之首,由此可見黃精此種藥用植物優越的保健與治療作用。
現代藥理研究表明,黃精具有調節免疫力,降血糖、降血脂、抗衰老、抗氧化、提高學習和記憶能力,延年益壽、抗疲勞、保護心血管與肝臟等多種藥理作用,且黃精作為藥食兩用的中藥產品具有非常廣闊的市場前景[22]。
滇黃精食用味道甘甜且無異味,質地滋潤軟糯而纖維感不重,且具有獨特固有香氣,有較好的風味與適口性,作為保健食品加工工藝簡單,在中國食用歷史悠久,且受眾群體廣泛,近年來滇黃精的系列品紛紛涌現市場,但其制劑產品研發主要集中在簡單初加工領域,市場上存在的大多數熱銷產品,例如九蒸九曬黃精制品、黃精芝麻丸、黃精蜜餞、黃精茶、黃精酒、黃精飲品[23],在廣東地區,使用黃精煲雞湯已經尤為盛行。
3" 滇黃精制劑新產品開發思路
滇黃精的制劑依然適用《千金翼方》中“九蒸九制”的炮制方法,制成大芝麻丸或蜜餞其保健療效最為突出,且此制劑工藝最為簡單,受眾群體最多[24]。滇黃精中除了主要發揮藥理作用的黃精多糖外,滇黃精中所富含的黃酮類成分也需要充分利用,現代研究發現,黃精中所蘊含的黃酮類成分具有降血脂功效,可開發成黃精口服液[25]。詩圣杜甫詩中描述黃精“掃除白發黃精在,君看他年冰雪容”具有很優秀的抗氧化作用和烏發功效,可以利用滇黃精抗衰老的藥理作用重點開發黃精相關美白產品與化妝品[26]。將滇黃精與云南當地出名的普洱茶相結合,推出的保健茶飲,此產品口味也比較獨特,類似于近年來兩廣地區風靡的糯香茶,黃精產品可以著重考慮與當地特色產品結合,共同提高產品附加值[27]。
4" 小結
綜上所述,無論從營養成分還是藥用成分角度來看,黃精都是極具開發價值的藥食同源中藥材。其中滇黃精的化學營養成分豐富、產量較高,且滇黃精為云南本地的道地藥材,資源豐富、種植廣泛,因此使得滇黃精產品加工產業的發展前景更加廣闊??傮w來說,滇黃精的相關保健品開發還處于初級階段,即只是原植物簡單加工的短線產品,加工技術含量低、產品重復率高、產品品質難以評價,深加工能力較弱,沒有市場主導產品,研究開發技術平臺不完善。因此開發黃精功能性保健品,注重其功效作用和食品技術相結合,優化黃精產品初加工工藝,完善深加工技術,明確質量標準,確保有效成分不流失,有助于豐富黃精食品保健品市場也是黃精保健品開發的關鍵技術和難題。
參考文獻:
[1]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典.一部[M].北京:中國醫藥科技出版社,2020:319-320.
[2]郝懿行撰,欒保群點校.山海經箋疏[M].北京:中華書局,2019:214.
[3]陳興榮,王成龍,李龍星,等.滇黃精的化學成分及藥理研究進展[J].時珍國醫國藥,2002,13(9):560.
[4]Li X C,Yang C R,M atsuura I,et al.Steroid saponins from Polygonatum kingianum[J].Phytochemistry,1992,31(12):3559.
[5]程銘恩,王德群.黃精屬5種藥用植物根狀莖的結構及其組織化學定位[J].中國中藥雜志,2013,38(13):2068-2072.
[6]陸建平,張靜,張艷貞.黃精多糖的功能活性及應用前景[J].食品安全質量檢測學報,2013,4(1):273-278.
[7]時曉娟,李朋收,魏穎,等.黃精多糖提取工藝及藥理作用研究進展[J].中醫藥導報2015,21(23):103-105.
[8]侯慧.黃精的化學成分及藥理作用研究探討[J].黑龍江科技信息,2014(7):78.
[9]朱巧,鄧欣,張樹冰,等.黃精多糖的提取工藝、組分分析與含量測定研究進展[J].中南藥學,2017,15(11):1586-1590.
[10]方園,王彩霞,徐德平.黃精多糖的分離及結構鑒定[J].食品與發酵工業,2010,36(8):79-82.
[11]王聰.多花黃精多糖提取分離、分子量測定及其粗多糖的初步藥效研究[D].成都:成都中醫藥大學,2012.
[12]張庭廷,胡威,汪好芬,等.九華山黃精多糖的分離純化及化學表征[J].食品科學,2011,32(10):48-51.
[13]李麗,楊思文,施伽.黃精多糖的提取工藝優化[J].安徽農學通報,2017,23(5):45-47.
[14]高嵩,王鶴潼,王立芳,等.黃精多糖提取純化工藝研究[J].上海中醫藥大學學報,2015(3):86-90.
[15]駱文燦.超聲波輔助提取長梗黃精多糖工藝的研究[J].福建農業學報,2016,31(4):431-436.
[16]胡芳,周娟娟,陳愛娟.黃精多糖微波輔助提取工藝研究[J].現代中藥研究與實踐,2015,29(4):52-54.
[17]周桃英,陳年友,陳中建,等.超聲波-微波協同法提取黃精多糖工藝研究[J].江蘇農業科學,2013,41(6):231-233.
[18]趙瑞萌,孫庭閣,張玲.堿法提取黃精多糖及提取工藝流程的優化[J].泰山醫學院學報,2010,31(1):45-47.
[19]苑璐,冷凱良,周余航,等.復合酶解法優化黃精多糖提取工藝[J].食品與生物技術學報,2017,36(9):996-1001.
[20]陳艷,王杰,李慧,等.黃精多糖的閃式提取及對乳酸菌發酵特性的影響[J].食品工業,2017,38(6):161-166.
[21]楊軍宣,張毅,呂姍珊,等.減壓內部沸騰法提取黃精多糖的工藝[J].中成藥,2016,38(2):460-463.
[22]楊德,薛淑靜,盧琪,等.黃精藥理作用研究進展及產品開發[J].湖北農業科學,2020,59(21):5-9.
[23]胡舒婷.黃精的營養成分研究與產品試制[D].西北農林科技大學,2022.
[24]郭濤,王榮靖,宋藝君,等.黃精九蒸九曬炮制過程中藥效化學成分動態變化[J].藥學研究,2022,41(4):220-224+229.
[25]韋國蘭,白鳳,龍杰鳳.黃精多糖口服液制備工藝的研究[J].凱里學院學報,2022,40(3):42-49.
[26]常富業.黃精抗衰、養生與美容作用詮析[J].中華中醫藥學刊,2011,29(3):593-594.
[27]楊迎,侯婷婷,王成,等.黃精茶飲的制備工藝及其免疫調節作用研究[J].食品安全質量檢測學報,2022,13(21):7083-7090.
(收稿日期:2023-10-28)