黃精研究現狀及發展前景

朱柏雨,向卓亞,余鰻游,楊 星,鄧俊琳,陳 建,朱永清,黃巧蓮,夏 陳

(四川省農業科學院農產品加工研究所/四川省農業科學院食物與營養健康研究所,成都 610066)

黃精(PolygonatumsibiricumRed.)屬百合科 (Liliaceae) 黃精屬(Pilygonatum) 多年生草本植物[1],自古以來就是藥食兩用的佳品,具有補腎虛、填精髓之功效。黃精始載于《雷公炮灸論》,被列為“上品”,是古代養生學家眼中延年益壽之品,常用于脾胃氣虛,精血不足,腰膝酸軟,須發早白等癥,有久服成仙的傳說[2]。李時珍在《本草綱目》中也將黃精稱為“服食安藥”[3]。

1 黃精生物學特征

黃精屬植物具有類似的生物學特征,均為具根狀莖的多年生草本植物。根狀莖呈圓柱形,結節膨大,粗端分枝,莖上無分枝,基部具有膜質的鞘,或直立,或彎拱,或作攀援狀,葉互生、輪生或對生,花生葉腋間,2～4朵,呈傘形、傘房或總狀花序,花被乳白色,長約 9～12mm。果實近球形漿果,直徑7～10mm,種子4～7顆?；ㄆ?～6月,果期8～9月[4]。

黃精藥用歷史十分悠久,1963～2020年各個版本《中華人民共和國藥典》均將黃精收錄其中,并將滇黃精、黃精以及多花黃精作為中藥黃精的基元[5]。三者除具有黃精屬植物生物學特征外還存在明顯的差異,如:滇黃精呈輪生葉序,葉片先端拳卷,傘狀花序,花被為紅色;黃精呈輪生葉序,葉片先端拳卷,傘狀花序,黃精的花被為乳白色至淡黃色;多花黃精呈互生葉序,葉片先端漸尖至尖,花被為黃綠色(圖1)[6]。

圖1 黃精及其花序

2 種質資源及分布

黃精的分布范圍極為廣泛,據世界植物名稱檢索名錄統計,目前全球共有黃精屬植物327種,但主要分布于喜馬拉雅山山系至日本的狹長區域內[7]。該區域內的黃精屬植物主要分為8系,分別為獨花系、點花系、苞葉系、互葉系、短筒系、對葉系、輪葉系以及滇黃精系。我國是黃精屬植物的多樣性中心,共有47種黃精屬植物[8],幾乎全國各地均有分布,其主要生長于灌叢、林下或山坡陰處等環境,其中北方多以黃精為主,我國中部多以多花黃精為主,西南片區則以滇黃精為主,其中云南、重慶、四川等地被稱為我國黃精屬植物的起源中心[9]。

3 功能成分及活性

3.1 黃精的有效成分

3.1.1 多糖 黃精多糖是黃精主要有效成分之一,目前多糖含量已經作為評價黃精品質高低的標準。2020版《中華人民共和國藥典》認為黃精多糖含量以無水葡萄糖(C6H12O6)計,不得低于7.0%[5]。有研究表明,黃精多糖主要由半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、鼠李糖、木糖以及葡萄糖組成,此外還有部分半乳聚糖和半乳糖醛酸,同時不同種類及不同生長環境下的黃精多糖含量及組成有明顯差異[10]。

3.1.2 皂苷 有研究表明黃精皂苷類化合物已有70余種,多以甾體皂苷類為主,除此之外還有三萜和倍半萜化合物。甾體皂苷包括呋喃甾烷型、螺旋甾烷型;三萜皂苷包括烏蘇酸型五環型、齊墩果烷型五環型、達瑪烷型等多種類別[11]。皂苷類化合物合成途徑也分為甾體生物合成、萜類化合物骨架生物合成以及倍半萜和三萜的生物合成。

3.1.3 黃酮 黃精中黃酮類化合物具有含量高、種類多的特點,目前已經從黃精中分離得到20余種黃酮類化合物,通過母核結構可將其分為六大類,其中高異黃酮類含量最高,為黃精重要特征成分[12]。

3.1.4 氨基酸及微量元素 不同種類及不同生長條件下的黃精氨基酸含量及種類差異較大,目前已經從黃精中分離得到10種人體非必需氨基酸以及人體全部必需氨基酸,其中蘇氨酸(Thr)、賴氨酸(Lys)、甘氨酸(Gly)、亮氨酸(Leu)、精氨酸(Arg)含量最為豐富[13]。微量元素方面目前已經從黃精中檢出了鉀(K)、鈣(Ca)、鎂(Mg)、磷(P)等常量元素以及鐵(Fe)、銅(Cu)鋅(Zn)、錳(Mn)、錳(Mn)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、硒(Se)等微量元素,除此之外還在部分黃精中檢出了鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)等16種稀土元素以及釷(Th)元素[14]。

3.1.5 其他成分 黃精中除上述幾類物質意外還含有有酚酸、生物堿、蒽醌類化合物、揮發性物質、植物甾醇、木脂素等多種物質[15]。

3.2 黃精的功能活性

黃精復雜的功能活性成分造就了其多種多樣的功能活性,目前關于黃精的功能活性研究主要集中于延緩衰老、抗疲勞、降血糖以及抗腫瘤等方面。

3.2.1 延緩衰老 肖坤敏等[16]利用Box-Behnken響應面法對滇黃精多糖進行提取,采用DEAE纖維素離子交換樹脂純化多糖后考察了對ABTS自由基清除能力,結果表明滇黃精粗多糖、中性酸性多糖能夠較好地清除ABTS自由基,并呈一定的量效關系。巫永華等[17]研究了黃精多酚的自由基清除能力,研究結果表明,黃精多酚的抗氧化能力與其濃度具有較強的量效關系。

3.2.2 抗疲勞 榮曉娟等[18]研究了多花黃精對成熟雄性動物抗疲勞能力的影響,研究結果顯示,多花黃精鮮品可以明顯延長老鼠的游動能力和動物爬桿能力,而且還可以明顯降低動物體內血乳酸、血清尿素氮水平,并且增加了動物體內肝糖元和肌肝糖水平,表明黃精也有抗疲勞作用。

3.2.3 降血糖 馬娟等[19]考察了安徽、云南、黑龍江、廣西、湖南和遼寧6個地區的滇黃精、多花黃精和雞頭黃精提取物對α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制情況,分析比較了其體外降血糖功效差異。結果表明黃精水提取物對α-葡萄糖苷酶的抑制率均在60%以上,最高可98.36%,對α-淀粉酶抑制率均在80%以上,最高可達91.85%,對于 α-淀粉酶的抑制率由高到低排序為:安徽>云南>黑龍江>廣西>湖南>遼寧,表明黃精具有較強的降血糖活性。

3.2.4 其它活性 除上述幾種主要的活性外,黃精還具有抗腫瘤[20]、抗抑郁[21]、提高記憶力[22]和增強肝功能[23]等多種效果。

4 應用現狀

黃精作為一種藥食兩用資源應用歷史十分悠久,在藥品、食品、保健品以及化妝品等方面均有開發應用。藥用方面主要以藥材應用于中成藥的生產,目前已黃精為原料生產的中成藥主要包括黃精丸、當歸黃精膏、十一味黃精顆粒、益元黃精糖漿、黃精贊育膠囊等多個品種[24],其主要用于補氣養血、身體虛弱、腰腿無力、補腎填精、清熱利濕、倦怠少食等癥。食品方面黃精已經被開發為茶飲、輕酒、蜜餞,以及與面食相結合開發出黃精薄脆、黃精素餅等多種產品。保健品方面以黃精為主要原料的保健品有306個,其中有223個具有增強免疫力、緩解體力疲勞功能,49個具有輔助降血糖、輔助降血脂效果,其他保健品主要集中于延緩衰老、改善睡眠、輔助改善記憶、增加骨密度、輔助保護肝損傷、改善營養性貧血、抗氧化等方面。

5 產業發展現狀及問題

5.1 黃精品種選育及栽培措施研究不足

隨著經濟不斷發展和人民保健意識不斷上升,以黃精為原料的食品、保健品銷量不斷上升,從而導致市場對黃精的需求大大增加。但目前黃精的獲取主要來源于黃精野生資源,已經導致黃精野生資源遭到嚴重破壞,因此只有大規模人工栽培才能解決當前窘境[25]。近年來雖然已經開展黃精良種選育研究,但效果依舊不理想,主要表現在對野生黃精資源馴化工作滯后,馴化效果差,良種嚴重不足等。同時,對黃精高產、高質栽培措施研究也有待提高,目前人工栽培雖然從一定程度上提高了黃精產量,但黃精種植基地建設不足、栽培規模較小、科技含量低,且較為分散,導致科學化管理難以實施,農戶缺少專業知識、田間管理低下、多以經驗種植黃精,農藥化肥濫用導致病蟲害頻發,種植成本高,栽培黃精品質與野生黃精品質有較大差距,難以得到市場認可,從產量和品質上均無法滿足市場的需求[26]。

5.2 精深加工能力不足,產品檔次低

雖然黃精具有良好的風味和適口性,已在食品、藥品、保健品等方面廣泛應用,但黃精在食品及保健品方面的應用占到其產量的75%以上,藥用占比僅僅20%左右,能夠發揮黃精產業價值的仍然是在食品方面。由于缺少精深加工綜合利用的企業帶動以及資金投入導致黃精精深加工及綜合利用研發不夠。以黃精為原料開發的食品主要包括黃精茶、黃精酒、黃精黑芝麻丸、黃精蜜餞、薄脆、素餅等,這些產品雖然在一定程度上促進了黃精在食品行業的應用的發展,但由于缺少精深加工手段介入,導致這些產品檔次低、規模小,無法有效地提升黃精產品附加值[27],無法有效帶動整個黃精產業健康蓬勃發展,從對黃精品種選育、栽培措施研究等方面的發展起到消極作用,造成惡性循環。

5.3 重視程度不夠、投入不足

近幾年黃精產業雖然有所發展,但總體來說仍舊處于較低水平,主要原因是政府相關部門給予的的重視程度不足,對于黃精野生資源馴化、品種選育種植栽培、精深加工以及產品銷售等方面的政策和資金投入較少,高校和科研院所對黃精的研究深度不夠,范圍不足,導致黃精產業發展無法形成體系。此外政府部門對于黃精產業發展的支持、引導不足,缺少龍頭企業的介入,導致其規?；?、高檔化發展受阻。最后有關黃精產業發展的監管力度不足,政策制度不完善,市場規范化欠缺同樣嚴重制約黃精產業發展。

6 發展策略與展望

6.1 加大資金及科技投入,加速技術體系完善

隨著黃精市場需求量不斷升上,野生資源不斷枯竭的情況下,應加大資金及科研投入,引導高校及科研院所積極開展黃精野生資源馴化、良種選育以及配套高效栽培措施研究,加強黃精病蟲害防治研究,同時吸引中藥栽培企業積極推廣優良黃精品種的示范推廣在提升黃精產能的同時,推動黃精野生資源的保護,促進黃精產業綠色健康可持續發展。同時推進黃精功能成分解析、研究黃精做種功能活性并探索作用機理,對黃精功能性農產品開發,豐富黃精高端食品、保健品具有重要的指導意義。

6.2 促進精深加工產業發展,推動產品多元化發展

黃精在食品、保健品應用方面有著巨大的開發潛力,但已有產品種類較少,技術水平較低,導致產品附加值不高。隨著經濟發展和生活水平不斷提高,國民慢性病正呈爆發式增長,目前我國已經將人群亞健康以及慢性疾病的防控已上升至國家戰略,健康產業成為國民經濟支柱性產業,功能性食品產業在我國也受到空前的重視,近年來國民對中藥產品治未病的?；诖?推動黃精精深加工,引入精深加工龍頭企業開發黃精功能性農產品,推動產品多元化發展,提升黃精附加值對黃精產業發展具有重大意義。

6.3 加強宏觀調控,發揮政府指導作用

政府部門除在資金方面對黃精產業予以投入之外,還應該發揮政府宏觀調控職能,積極引入黃精栽培、精深加工龍頭企業,給予中小型企業足夠的政策扶植,積極引導企業開展精深加工及產品開發,提高黃精附加值,積極推進科技成果轉化,擴大黃精高端產品生產規模,增強企業市場競爭力。

6.4 建立營銷新策略,打造品牌效應

在競爭激烈的商業環境中,品牌營銷策略的重要性日益凸顯。作為企業與消費者之間的紐帶,品牌不僅僅是一個名稱或標志,更是消費者心目中的形象與價值所在。因此,為了在市場中脫穎而出,可由政府、科研院所、企業牽頭,聯合舉辦黃精產業大會,舉辦黃精產業學術會談等,利用會議的形式將黃精的功效價值進行推廣,擴大黃精知名度。此外還可利用數字化時代的互聯網、社交媒體等多種渠道推廣高品質黃精產品,促進黃精產業高品質發展。