荸薺功能活性成分研究進(jìn)展

魏連會(huì)，劉宇峰，姬妍茹，楊慶麗，董 燕，高 媛，張正海

（黑龍江省科學(xué)院大慶分院，黑龍江大慶 163319）

荸薺功能活性成分研究進(jìn)展

魏連會(huì)，*劉宇峰，姬妍茹，楊慶麗，董 燕，高 媛，張正海

（黑龍江省科學(xué)院大慶分院，黑龍江大慶 163319）

荸薺是我國的特產(chǎn)果品，不僅含有多種人體需要的營養(yǎng)成分，而且還富含多種生物活性物質(zhì)，具有很高的營養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值。通過綜述荸薺中多糖、多酚、黃酮類化合物、甾醇、荸薺英等活性物質(zhì)的研究進(jìn)展，為開發(fā)具有高附加值的荸薺功能保健產(chǎn)品提供理論參考。

荸薺；功能；活性成分

荸薺，俗稱馬蹄，又名地栗、烏茶，荸薺是莎草科荸薺，屬多年生草本植物，荸薺的地下莖廣泛種植于我國長江以南各省。荸薺以地下球莖為食用器官，是一種藥食同源的食物，肉質(zhì)細(xì)嫩、汁多味甜、清脆爽口，有“地下雪梨”之美譽(yù)，北方視為“江南人參”［1］。荸薺含有水分、碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維、礦物質(zhì)等多種營養(yǎng)物質(zhì)。據(jù)《中藥大辭典》記載：“荸薺性味甘、微寒、無毒，有溫中益氣、清熱開胃、消食化痰之功效”。中醫(yī)認(rèn)為，荸薺性味甘寒，具有清熱化痰、生津開胃、明目清音、消食醒酒等保健功效［2］。

1 功能活性組分

1.1 多酚類

多酚是多羥基化合物的總稱，能夠通過直接清除體內(nèi)的自由基、抑制氧化酶系、激活抗氧化酶系、與誘導(dǎo)氧化的金屬離子螯合等方式，起到抗氧化的作用［3］。荸薺多酚，主要存在于荸薺的果皮和果肉之間，芽點(diǎn)、蒂頭處，它是荸薺皮表現(xiàn)出抗氧化作用的主要原因。目前，關(guān)于荸薺皮中提取多酚類物質(zhì)的研究較多［4］。陳秋娟等人［5］以荸薺皮為原料，利用微波提取技術(shù)，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，研究了荸薺皮中多酚物質(zhì)的最佳提取工藝，確定了微波提取功率400 W，乙醇體積分?jǐn)?shù)70%，微波提取時(shí)間6 min，料液比1∶40（m/V）等工藝條件，在此條件下荸薺皮中多酚類物質(zhì)的提取率為3.15%。郭艷華等人［6］采用超聲波法提取多酚，確定了最佳的提取工藝，提取劑為60%的乙醇，pH值3.5，料液比1∶30（m/V），超聲時(shí)間50 min，在此條件下荸薺多酚的提取率為1.8%。

1.2 黃酮類

黃酮類物質(zhì)廣泛存在于多種植物中，是一種具有2-苯基色原酮結(jié)構(gòu)的化合物，具有多種生物活性和藥理作用，利于心腦血管疾病的康復(fù)，而且還具有抗炎、抗氧化、抗病毒、抗菌等作用，還可以降低鱗狀上皮細(xì)胞癌和食道癌的風(fēng)險(xiǎn)［7］。目前，隨著對(duì)黃酮類物質(zhì)功能活性研究的深入，對(duì)黃酮類化合物的研究日益增多。吳鵬等人［8］采用分光光度法，以荸薺皮為原料，采用微波技術(shù)提取黃酮類物質(zhì)，并在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用Box-Behnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)和響應(yīng)面分析進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)，得到了團(tuán)風(fēng)荸薺皮中總黃酮微波提取的最優(yōu)工藝為微波功率285 W，乙醇體積分?jǐn)?shù)60%，固液比1∶33.8（m/V），微波時(shí)間37 s。在此條件下，得到團(tuán)風(fēng)荸薺皮中總黃酮的提取率約為386.530 mg/g。許國權(quán)等人［9］研究了影響荸薺皮中總黃酮提取的多種條件，如提取溶劑、提取溫度、提取時(shí)間、料液比、溶劑體積分?jǐn)?shù)等，并通過正交試驗(yàn)優(yōu)化出提取黃酮的最佳工藝條件，結(jié)果表明黃酮含量為1.56%。

1.3 甾醇類

植物甾醇具有抗炎、降低膽固醇、多種生物功能活性，同時(shí)可作為營養(yǎng)劑、柔軟劑、抗氧化劑等，目前已被廣泛應(yīng)用到醫(yī)藥、食品、化妝品等領(lǐng)域［10］。盧敏等人［11］采用超聲波法，提取荸薺塊莖皮中的甾醇，對(duì)提取的條件進(jìn)行了單因素試驗(yàn)研究，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了中心組合試驗(yàn)和響應(yīng)面分析，確定了荸薺塊莖皮中甾醇的最佳提取條件為60%乙醇，料液比1∶40（m/V），提取時(shí)間14 min，超聲功率600 W，實(shí)際測得植物甾醇的紫外吸光度為1.375。劉倩等人［12］優(yōu)化了超聲波提取荸薺塊莖果肉中植物甾醇的提取工藝，荸薺塊莖果肉植物甾醇的最佳提取工藝條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)60%，料液比1∶20（m/V），提取時(shí)間9 min，提取功率395 W，在此條件下測得吸光度為1.502。

1.4 多糖類

多糖廣泛存在于動(dòng)植物及微生物中，不僅能為生物提供骨架及能量來源，同時(shí)具有重要的生物學(xué)功能。研究表明，多糖具有抗腫瘤、抗病毒、抗突變、抗衰老、抗凝血、降血糖和環(huán)境治理的作用；已成為當(dāng)今功能保健食品研究的重點(diǎn)。荸薺作為一種藥食同源的蔬菜，含有多糖類物質(zhì)［13］。王穎等人［14］采用熱水浸提和正交優(yōu)化方法，對(duì)水溶性多糖的提取工藝進(jìn)行了初步的研究，得到最佳提取工藝的條件為固液比1∶30（m/V），提取溫度80℃，提取時(shí)間3 h，荸薺多糖的得率為1.78%。

1.5 荸薺英

據(jù)現(xiàn)代研究證明，荸薺中含有一種不耐熱的抑菌物質(zhì)——荸薺英，存在于荸薺的果肉和果皮中，其主要成分為酚類、生物堿、有機(jī)酸、皂苷、游離黃酮類等，其中一種為24-乙基-△7-膽甾醇。荸薺英對(duì)金黃色葡萄球菌、產(chǎn)氣桿菌、綠膿桿菌等有不同程度的抑制作用［15］。

2 生物功能活性

2.1 抗氧化作用

張俐勤等人［16］研究發(fā)現(xiàn)，荸薺皮對(duì)豬油、大豆油、菜籽油均有一定的抗氧化作用，并將荸薺皮的抗氧化作用與檸檬酸和抗壞血酸進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，0.2%的荸薺皮提取物對(duì)豬油的抗氧化能力弱于0.2%的抗壞血酸、強(qiáng)于0.2%的檸檬酸，其提取物對(duì)豬油的抗氧化能力呈劑量-效應(yīng)關(guān)系。荸薺皮提取物與抗壞血酸、檸檬酸、酒石酸復(fù)配使用時(shí)，抗氧化能力增強(qiáng)。李行任等人［17］通過還原能力測定試驗(yàn)、DPPH自由基清除活性的測定，及ABTS陽離子自由基清除活性測定，研究了荸薺皮提取物黃酮的抗氧化能力。試驗(yàn)結(jié)果表明，荸薺皮總黃酮具有良好的抗氧化作用，和良好的ABTS·+，DPPH自由基清除活性，IC50分別為1.86，0.49 mmol TE/g，其自由基清除能力均大于標(biāo)準(zhǔn)品。

2.2 抗菌作用

鄧佳聰?shù)热耍?8］研究發(fā)現(xiàn)荸薺皮提取液含有抑菌成分，對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌的最小抑菌濃度（MIC）均為0.39%，同時(shí)與化學(xué)防腐劑苯甲酸鈉進(jìn)行了比較，苯甲酸鈉的MIC為1.56%。荸薺皮提取物的抑菌效果明顯好于苯甲酸鈉，且具有較好的熱穩(wěn)定性和紫外線穩(wěn)定性。吳士筠等人［19］研究了荸薺皮和荸薺果肉提取液對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、啤酒酵母、黑曲霉、青霉菌的抑菌效果，結(jié)果表明，荸薺皮的抑菌效果優(yōu)于荸薺肉的抑菌效果，荸薺皮提取液對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的MIC均為3.33%，對(duì)多數(shù)真菌的MIC為20%，說明荸薺皮對(duì)細(xì)菌和真菌都具有抑菌效果，尤其對(duì)細(xì)菌的抑菌效果更強(qiáng)。

張全軍等人［20］用不同極性的有機(jī)溶液，對(duì)荸薺粗提物進(jìn)行分部提取，通過抑菌試驗(yàn)篩選出了最強(qiáng)的活性組分，對(duì)最強(qiáng)的活性組分進(jìn)行了氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）測定，鑒定了抑菌物質(zhì)的種類。研究表明，荸薺皮中的抑菌物質(zhì)含有甾醇、有機(jī)酸類、脂類和黃酮類11種活性成分。

2.3 抗癌作用

荸薺具有抗癌作用。上海腫瘤防治研究協(xié)作組在篩選中藥的過程中發(fā)現(xiàn)，荸薺的各種制劑對(duì)動(dòng)物體內(nèi)的癌細(xì)胞均有抑制作用；新加坡中醫(yī)學(xué)報(bào)也曾介紹，食用荸薺能夠輔助治療食道癌［21］。另外，在致癌物質(zhì)中，亞硝胺是最令人關(guān)注的一類物質(zhì)，它能引起人體及動(dòng)物肝臟等多器官的惡性腫瘤，如果能夠阻斷亞硝胺的合成，消除亞硝胺的前體，就可以達(dá)到抑制癌癥的目的。研究發(fā)現(xiàn)，荸薺皮提取物能夠起到阻斷亞硝胺合成、消除亞硝胺的作用，從而對(duì)抑制癌癥有一定的療效［22］。

2.4 其他作用

此外，素有“冬春佳果”之稱的荸薺，甘寒性涼，能清肺熱，具有生津潤肺化痰、治療肺熱咳嗽作用。在呼吸道傳染病多發(fā)的季節(jié)，食用荸薺還有預(yù)防和治療流行性腦膜炎、百日咳、急性咽喉炎等呼吸道疾病的功效。研究發(fā)現(xiàn)，荸薺還含有粗蛋白和淀粉，可以促進(jìn)大腸的蠕動(dòng)，臨床上常用于治療熱邪引起的食積痞滿和大便燥結(jié)等。荸薺水煎液還能利尿排淋，可作為尿道感染患者的食療佳品。

3 結(jié)語

總之，荸薺具有豐富的營養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)含有多糖、多酚、黃酮類、甾醇等諸多功能活性組分。目前對(duì)荸薺混合提取物的功能作用研究較多，而對(duì)單一組分的報(bào)道較少，從荸薺提取物中分離、提取、純化出一種單一活性組分，開發(fā)出荸薺系列功能保健食品及其藥品，其應(yīng)用前景十分廣闊。

［1］ 孔進(jìn)喜，韓文芳，呂廣英，等.荸薺食品加工研究進(jìn)展 ［J］.保鮮與加工，2011，11（1）：43-46.

［2］ 王薇.荸薺的保健功能及加工利用 ［J］.食品與藥品，2005，7（7）：45-46.

［3］ 王雪飛，張華.多酚類物質(zhì)生理功能的研究進(jìn)展 ［J］.食品研究與開發(fā)，2012，33（2）：211-213.

［4］ 劉旭，周忠光，安柏松，等.荸薺藥理學(xué)研究進(jìn)展 ［J］.中醫(yī)藥信息，2010，27（6）：106-108.

［5］ 陳秋娟，羅楊合，張志，等.微波輔助提取荸薺皮中多酚類物質(zhì)的工藝研究 ［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（24）：10 144-10 146.

［6］ 郭艷華，李艾華，張玉敏.荸薺皮多酚的提取及脂質(zhì)抗氧化活性 ［J］.江漢大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)報(bào)），2012，40（6）：24-28.

［7］ 王曉梅，曹穩(wěn)根.黃酮類化合物藥理作用研究進(jìn)展 ［J］.宿州學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，22（1）：105-107.

［8］ 吳鵬，汪洋，王知龍，等.團(tuán)風(fēng)荸薺皮總黃酮的微波提取工藝研究 ［J］.中國調(diào)味品，2014，39（9）：20-23.

［9］ 許國權(quán)，郭艷華.荸薺皮中總黃酮物質(zhì)的提取及其抑菌作用研究 ［J］.江漢大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)報(bào)），2013，41（6）：95-99.

［10］趙偉，韓靜美，劉春波，等.植物甾醇分析方法研究進(jìn)展 ［J］.分析儀器，2012（4）：6-11.

［11］盧敏，楊志剛，羅兵，等.超聲波法輔助提取荸薺塊莖皮中甾醇的工藝研究 ［J］.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，54（12）：2 988-2 990.

［12］劉倩，楊志剛，羅兵，等.超聲波法提取荸薺塊莖果肉植物甾醇的工藝研究 ［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（32）：11 492-11 495.

［13］彭述輝，曾援.功能性多糖的研究進(jìn)展 ［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（19）：10 255-10 258.

［14］王穎，曾霞，周天，等.荸薺多糖提取條件研究 ［J］.食品研究與開發(fā)，2015，36（10）：49-51.

［15］李作美，邵杰.荸薺皮中生物活性物質(zhì)的研究進(jìn)展 ［J］.中國食物與營養(yǎng)，2009（3）：60-62.

［16］張俐勤，陶昆，范建奇，等.荸薺皮提取物對(duì)食用油脂抗氧化作用研究 ［J］.中國油脂，2015，40（5）：39-41.

［17］李行任，羅楊合，韋林，等.荸薺皮總黃酮的純化及其抗氧化活性研究 ［J］.食品研究與開發(fā)，2015，36（13）：1-4.

［18］鄧佳聰，鄭紅.荸薺皮粗提物抑菌作用的研究 ［J］.河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，33（3）：66-68.

［19］吳士筠，邱品瓊.荸薺皮和荸薺肉的提取液抑菌作用研究 ［J］.食品科學(xué)，2009，30（19）：143-146.

［20］張全軍，王輝.荸薺皮抑菌活性成分的研究 ［J］.食品與藥品，2013，15（6）：424-426.

［21］蔡健.荸薺的營養(yǎng)保健和加工利用 ［J］.中國食物與營養(yǎng)，2005（3）：40-42.

［22］郭艷華，胡思前.荸薺皮提取物對(duì)亞硝化反應(yīng)的抑制作用研究 ［J］.食品與機(jī)械，2008，24（3）：64-66.◇

Research Progress in Active Ingredients of Chinese Water Chestnut

WEI Lianhui，*LIU Yufeng，JI Yanru，YANG Qingli，DONG Yan，GAO Yuan，ZHANG Zhenghai
（Daqing Branch，Heilongjiang Academy of Sciences，Daqing，Heilongjiang 163319，China）

Chinese water chestnut is a specialty fruit in China.It is not only rich in various nutrients needed by the body，but also rich in variety of active ingredients，which has high nutritional value and medicinal value.In this atical，the active ingredients are extracted from Chinese water chestnut，such as flavonoids，polyphenols，polysaccharide and sterols are discussed.All of these studies will offer some theoretical reference for developing health products of Chinese water chestnut with high added value.

Chinese water chestnut；fuction；active ingredients

TQ461

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.04.016

1671-9646（2016）04a-0052-03

2016-02-25

魏連會(huì)（1983— ），男，碩士，研究實(shí)習(xí)員，研究方向?yàn)楣δ苄允称贰?