荷葉成分與生物學功能研究進展

譚一丁，鄧放明

（湖南農業大學食品科學技術學院，湖南長沙410128）

荷葉，是多年生挺水植物蓮的葉片，夏季采摘，其葉片自葉莖頂端呈圓盤狀橫向展開，直徑可達60厘米。我國的荷葉資源非常豐富，大部分區域均有栽植，主要種植區分布在長江、黃河、珠江流域，尤以湖南、湖北、福建、浙江等南方各省為盛。荷葉有著特殊的質地、風味和活性功能，在食品、醫藥等領域應用廣泛。本文對蓮的種類、荷葉的活性成分及生物學功能等方面的研究進展，以及荷葉在食品方面的應用進行了較為系統地梳理，以期為相關領域的進一步研究和應用提供參考依據。

1 蓮的分類研究進展

目前，國內外單獨針對荷葉的分類研究記錄較少，針對蓮的種質資源和分類研究比較多。據初步統計，目前世界范圍內的蓮大約有2000余種，其中很多品種尚未經過權威機構的信息整理和評估登記，出現很多同種多名、一名多用的混亂情況，嚴重阻礙了蓮的品種鑒定、科學研究和生產交易。為此，國際園藝學會（International Society for Horticultural Science，ISHS）出臺了國際栽培植物命名法規，規范了國際栽培植物的命名法則，并授權國際睡蓮與水景園藝協會（International Waterlily&Water Gardening Society，IWGS）作為蓮屬栽培品種的國際登錄權威機構，具體登錄工作由我國的IWGS會員單位承擔。

1.1 國外研究

國際上關于蓮的分類研究主要是植物學分類研究。1736年，瑞典植物學家Carolus Linnaeus將蓮作為一個種編入睡蓮科睡蓮屬，直到1763年，Adans將蓮種提升為蓮屬，仍歸屬于睡蓮科[1]。1829年，Du Mortier提出將蓮屬提升為獨立的蓮科，但并未在學術界引起重視[2]。1901年Lyon通過染色體研究，發現了蓮區別于睡蓮科的證據[2]。1955年，Li H L[3]研究分析了睡蓮科各個屬的形態特征，建議將蓮屬獨立為蓮科。2013年，Wang Y等[4]通過基因測序研究，證明蓮是一支單系類群，可以從睡蓮科中分離出來成為獨立的蓮科。

1.2 國內研究

我國傳統上對蓮的園藝學分類研究比較多，依據蓮的栽培目的習慣將蓮分為花蓮、子蓮、藕蓮3個大類。近年來，以中國荷花研究中心、武漢市農業科學院蔬菜研究所等單位為代表的科研機構及其研究人員在蓮的種質資源和分類方面開展了大量研究。王其超、張行言等自60年代起開始在全國范圍調查收集荷花資源，至2004年先后整理出版了3版《中國荷花品種圖志》[5]，共計收錄608個荷花品種，在此期間，兩人利用二元分類法認定了美國黃蓮為中國蓮的亞種[6]，制定并不斷優化了花蓮（不含子蓮、藕蓮）的分類系統，在世界荷花研究領域有著廣泛的影響。80年代初，我國部分科研單位開始蓮的資源征集、保存及利用工作，至2003年，在“國家種質武漢水生蔬菜資源圃”內一共收集保存有從國內18個省153個市縣征集的蓮資源572份[7]。

國內對蓮的植物學分類研究也有報道。1994年，韋平和等[8]通過染色體研究為蓮應該獨立列為蓮科提供了證明。2009年，郭宏波、柯衛東[1]發現中國的花蓮、子蓮、藕蓮無論在表型上還是基因組上的分化均已達到極顯著水平，認為可以將這3個類別分別列為一個亞種。

2 荷葉活性成分研究進展

2.1 主要成分

2.1.1 黃酮類成分

黃酮類物質是高等植物中廣泛存在的一類化合物，荷葉中黃酮類物質的含量較高且種類豐富，主要包括蘆丁、金絲桃苷、紫云英苷、槲皮素、山奈素和異鼠李素等，其中以槲皮素含量最高[9]，另外還有大量以槲皮素為母核的衍生物，其糖鏈有葡萄糖、木糖、鼠李糖、半乳糖等。荷葉中總黃酮的含量隨著荷葉的生長發育呈現先上升后下降的趨勢，5～7月含量逐漸增加，8～9月達到較高水平，最高含量可達72.93 mg/g，隨后進入衰老期，隨著物質流失，含量下降[10]。

2.1.2 生物堿類成分

生物堿類成分在高等植物中廣泛存在，大多呈堿性且具有環狀結構，是一類含氮次生代謝產物。荷葉中的生物堿研究始于公元十九世紀，自日本科學家福田真雄等從荷葉中分離出荷葉堿、O-去甲基荷葉堿以及蓮堿3個成分以來，荷葉生物堿的提取分離受到越來越多人的關注。國內外學者先后從荷葉中分離得到20多種生物堿類成分[11]，主要分為以下幾種：單芐基異喹啉類生物堿6種；阿樸啡類生物堿6種；氧化阿樸啡類2種；去氫阿樸啡類生物堿4種；原阿樸啡類生物堿以及雙芐基異喹啉類生物堿3種。

2.1.3 揮發性成分

荷葉中的揮發性成分很多，是形成荷葉特殊風味的關鍵物質。通過多種方法分析，荷葉中提取的揮發性成分可達近百種之多，其中以乙酸的含量最高，其次為DL-檸檬烯、己酸、苯乙醇、正壬醛、苯酚、丙酸、苯乙酸乙酯、醛、苯甲醛等。荷葉主要賦香成分為正壬醛、己醛和DL-檸檬烯；苯乙醇、苯乙酸乙酯和苯甲醛對荷葉的香味起到協調和增強作用[12]。

2.1.4 多糖類成分

荷葉中多糖類物質的含量比較高[13]，主要多糖級分以酸性多糖為主，是以阿拉伯糖為主要單糖的多糖，同時還夾雜著少量的甘露糖、葡萄糖和半乳糖[14]。

2.1.5 其他成分

荷葉中還含有酒石酸、蘋果酸、沒食子酸、苯甲酸、正十八烷酸、鄰羥基苯甲酸等多種有機酸，以及多酚、甾體、將倍半萜類等物質成分。

2.2 分離提取

近年來，國內外對荷葉中黃酮類物質、生物堿類物質等各類活性成分的分離提取研究很多，有機溶劑提取、微波輔助提取、超聲輔助提取等方法均有報道。寧娜等[15]優化了纖維素酶輔助乙醇回流提取荷葉中荷葉堿的工藝（酶解pH值4.5、酶解溫度45℃、纖維素酶用量1.5 mg/g、酶解時間50 min）。周韻等[16]通過正交法優化荷葉中荷葉堿的超聲提取工藝。付洋等[17]優化了超聲-微波協同輔助提取荷葉總黃酮的工藝條件[提取時間5 min、微波功率125 W、乙醇濃度70%、料液比 1 ∶30（g/mL）、超聲功率 50 W]。蔡敏等[18]通過超聲波輔助乙醇提取法獲得荷葉黃酮的粗提物，再用3種不同大孔吸附樹脂進行分離純化，比較得出了最佳精制工藝。鄒佳峰等[19]利用正交試驗優化甲醇-鹽酸水解法得到荷葉總黃酮醇苷的最佳提取條件（10%鹽酸甲醇溶液在80℃條件下水解120 min）。許惠玲等[20]在單因素試驗的基礎上，通過正交試驗法得到了荷葉多酚的最佳提取條件[乙醇濃度50%，提取時間50 min，液料比 60 ∶1（mL/g）、提取溫度 50 ℃]。劉軍波等[21]通過正交試驗優化纖維素酶提取法得到荷葉多糖的最佳提取條件（酶添加量 2.0 mg/g，料液比 1∶45（g/mL），溫度60℃，浸提時間120 min）。

隨著荷葉活性成分研究的逐步深入，應用高效液相色譜法（high performance liquid chromatography，HPLC）法同時測定荷葉中多種成分的研究逐漸興起，這種方法通過測定分析荷葉各組分的特征峰，尋找圖譜輪廓的主要共性，可以構建荷葉的指紋圖譜，用于荷葉產品的質量控制[22-26]。

2.3 吸收代謝

荷葉中的大部分活性成分可以透過腸壁吸收，但不同成分的吸收強弱存在較大差異。荷葉多成分整體的腸滲透性研究表明，荷葉堿、金絲桃苷、異槲皮苷、紫云英苷等常見荷葉活性成分在腸道多成分吸收影響下，顯示出較差的腸滲透性[27-28]。靜脈注射試驗則表明，荷葉堿等主要生物堿成分在進入血液循環以后能在肝臟、肺、脾臟、腎臟等組織臟器中迅速分布，且主要以原形存在，并能在較長時間內（6 h）維持一定濃度，最終大部分通過腎臟排出體外[29-30]。

3 荷葉生物學功能研究進展

3.1 降脂減肥

荷葉的降脂減肥功效在中醫古籍中早有記載，由于活性成分組成復雜、種類較多，長期以來，以荷葉及其粗提物進行整體功能性研究及應用的報道比較多，且均顯示出非常好的降脂減肥功效。現代研究表明，荷葉中的生物堿、黃酮類物質是降脂減肥的活性物質，其中生物堿類的功效最為顯著[31]。其功能機理主要是在腸道吸收階段抑制脂肪酶活性，減少人體對脂肪的水解和吸收[32]；在人體利用階段減少脂質合成、提高脂質氧化代謝以及脂蛋白脂酶和肝脂酶的活性[33]，從而達到降脂減肥的目的。

3.2 抑菌消炎

研究表明，荷葉中的生物堿類化合物、黃酮類化合物具有較好的抑菌活性。荷葉中的生物堿可以通過破壞細菌的細胞結構、抑制細菌和酵母的有絲分裂、影響能量代謝等多種途徑，達到抑菌或殺菌的效果[34]。黃酮類化合物屬于酚類衍生物，具有類似于酚類化合物的抑菌活性[35]。

3.3 抗氧化

研究表明，荷葉提取物具有清除各種自由基的能力，具有明顯的抗氧化活性。荷葉的抗氧化能力主要來源于黃酮類化合物，多酚類化合物也表現出較強的抗氧化活性，此外，部分生物堿也具有一定的抗氧化活性。荷葉中各種抗氧化物質的化學結構研究表明，酚羥基可能是影響抗氧化活性的關鍵基團，酚羥基在分子結構中的數量、位置以及與相鄰官能團的相互影響對化合物的抗氧化性能有顯著的影響[36]。

3.4 抗病毒

1994年，柏田良樹[37]首次確認了荷葉中的芐基異喹啉類生物堿具有抗人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）活性，他用荷葉中提取的兩種生物堿及兩種黃酮糖苷成功抑制了H9細胞中HIV-1病毒的增殖。Yashiwada Y等[38]發現荷葉中的3種主要生物堿成分具有較強的抗HIV活性。Boustie J等[39]發現荷葉堿具有顯著的抗脊髓灰質炎病毒的活力。肖桂青[40]研究發現荷葉總生物堿具有顯著的抗雞新城疫病毒（newcastle disease virus，NDV）作用。

3.5 抗腫瘤

有研究表明，荷葉提取物對乳腺癌細胞的增殖有較強的抑制作用，其對人口腔表皮樣癌細胞、人乳腺癌細胞等多種腫瘤細胞可發揮較強的細胞毒性作用[41]。李娜等[42]研究發現荷葉堿可將人肝癌細胞株HepG2阻滯于G0/G1期，誘導其發生凋亡，凋亡機制可能與調節相關蛋白NF-КB、Bcl-2、Bax的表達有關。

3.6 止血

中醫自古就發現荷葉有止血的功效，用法有生用和制炭用兩種，且制炭后的止血功效顯著增強。現代研究表明，荷葉中的黃酮類成分是荷葉生品、炭品的主要止血活性成分，荷葉制炭后止血作用增強的主要原因是抗凝血成分荷葉堿、甲基蓮心堿、蓮心堿等生物堿含量顯著降低，具有止血作用的金絲桃苷、異槲皮苷轉化為止血作用更強的槲皮素[43]。

3.7 神經系統作用

研究發現荷葉提取物還具有鎮靜、抗驚厥的作用。Mclennan H等[44]以家鴿頂蓋腦片中的神經元為介質，用電離子透入療法考查了荷葉堿對不同氨基酸誘導的神經興奮的抑制作用，結果顯示荷葉堿對氨基酸引起的神經興奮有選擇性抑制作用。閆明珠等[45]研究發現荷葉乙醇提取物具有顯著的鎮靜催眠作用，生物堿是其主要活性成分。精神藥理學研究還顯示出荷葉堿能誘導僵癥，抑制自發性運動、條件躲避等反應[46]。

4 荷葉在食品方面的應用

食品工業中，荷葉因其降脂減肥、抑菌防腐、天然清香的特性，常在食品開發中用來作為食物的功能配料和風味調料，在蒸煮食品中常用作荷葉飯、糯米雞、粉蒸肉等食品的天然包裝材料。荷葉在食品工業中有原葉、浸提汁、荷葉粉等多種使用方式，根據使用目的的不同，又可以分為主料、輔料、添加劑等使用方式。

4.1 主料

荷葉作為食品主料使用，常見的使用方式有原葉、浸提汁等。這類食品一般能夠整體保留荷葉降脂減肥、抑菌、防腐等活性功效，同時還具有荷葉特有的清香。吳軍艦[47]、何莉萍[48]使用荷葉原葉開發了荷葉茶的加工工藝。楊海軍等[49]采用新鮮荷葉發酵，開發了一套荷葉酒的釀造工藝。

4.2 輔料

荷葉作為食品輔料使用，一般通過有選擇性地浸提荷葉活性成分或添加荷葉粉，賦予食品部分或全部的荷葉活性功效。胡嫻等[50]以烏龍茶為主要原料，配以杭白菊、山楂、荷葉和決明子等輔料，開發了一款口感柔和、營養復合的復方保健烏龍茶。葉錦坤等[51]以香菇為原料，配以山楂、菊花、葛根、桑、荷葉等輔料，開發了一種復方香菇飲料，保證營養成分的同時兼具保健功效，可用于清肺潤燥，養胃清熱。荷葉在飲料行業的功能性應用很多，主要以浸提汁的使用方法最為常見。

4.3 添加劑

荷葉作為食品添加劑使用，一般是用于食品的防腐保鮮或賦予食品荷葉清香。閆文杰等[52]將荷葉浸提汁應用于冷卻豬肉保鮮，成功抑制了冷卻豬肉中細菌的生長繁殖，減緩脂肪氧化，且提取物的濃度越高，保鮮效果越好。黃玉婷等[53]將荷葉提取物應用于梅魚保鮮也得到了良好的效果。

5 展望

荷葉具有天然清香和多種生物學功能，是一種天然的藥食同源食物，備受廣大消費者喜愛。然而，荷葉在采收、加工、貯藏過程中，受到酸、堿、光照、溫度等因素的影響，在一般儲存條件下很難長久保持鮮葉的色澤、風味質地和營養成分，且荷葉的采收期主要集中在夏季，造成荷葉制品的生產存在明顯的季節限制。我國荷葉資源豐富，但目前只有極少數的荷葉資源得到合理利用，每年采收期過后，大量荷葉爛在荷田里，造成了大量的荷葉資源浪費。因此，荷葉的開發利用必須尋求原料保鮮、初加工和保藏等方面的技術突破，才能實現荷葉制品的工業化長期連續生產，從而解決荷葉資源浪費。

荷葉含有黃酮、生物堿等多種活性成分，是開發保健食品的良好材料。但是目前，荷葉的應用多是在復方制品中，對荷葉有效部位的深入研究還比較少，在加工過程中也較少使用高新技術，對其毒副反應的研究也有待加強。因此，今后的研究工作應著重于對分離提純活性成分的高新技術、產品的純度和功能的有效性、純化后單體的生理功效進行研究，同時，加強對荷葉提取物的長期毒性和不良反應的藥效學和毒理學的觀察，相關產品的開發應由粗加工向提取、精制、深加工轉變，多途徑、多學科地系統研究，從而開發出高效低毒的保健食品和系列藥品。

研究顯示，荷葉老葉制炭擁有更好的止血功效[54]，荷葉用于沼氣發酵也比稻草秸稈擁有更高的產氣量和甲烷含量[55]，用作食品防腐劑也具有穩定且良好的性能[56]，荷葉本身還是優良的膳食纖維來源。這些研究結果表明了荷葉老葉、廢葉的利用價值，為荷葉更廣泛的開發利用提供了方向。