黃花菜營養活性研究進展

秦喜悅，張雷，溫艷斌，李景明，張雅麗*

（1.中國農業大學食品科學與營養工程學院，北京 100089；2.大同市農業農村局，山西 大同 037000）

黃花菜（Hemerocallis citrina Baroni）為百合科阿福花亞科萱草屬的一種多年生草本植物，又名金針菜和萱草花。黃花菜古時被稱為“忘憂草”，作為食品和傳統藥品已有上千年歷史[1]。黃花菜的花蕾可以食用，是“四大素山珍”之一，是當代常見且廣受人們喜愛的綠色食品。不僅如此，黃花菜的營養價值還很豐富，是一種熱量很低但富含蛋白質的食物，其維生素和礦物質可以滿足人們日常生活的基本需求，且味道甘甜。黃花菜經常出現在各種膳食中[2]。我國傳統中醫認為，黃花菜是一種具有多種療效的食品，具有平肝養血、安神醒腦、消炎止痛、消腫利尿等功能，能治療耳鳴、心悸不穩、黃疸、痢疾、水腫等多種病癥[3]。文章主要總結了近年來國內外對黃花菜主要活性成分的提取方法和功能研究的內容，以期為相關產業和研究人員提供研究思路。

1 黃花菜的基本營養成分及種植分布

黃花菜營養豐富，含有維生素、糖類、氨基酸、蛋白質以及無機鹽等營養成分。有研究表明黃花菜中含量占比最高的營養成分分別是碳水化合物、蛋白質以及脂肪，它們的占比含量分別為60%、14%和2%[4]。

黃花菜還含有60余種揮發性物質，其中醇類6種（28.06%）、醛類 6種（11.86%）、酮類 10種（14.34%）、酯類3種（4.85%）、烷烴類8種（7.12%）、烯烴類6種（7.47%）、羧酸類9種（16.00%）、酚類 3種（2.10%）、其他9種（8.19%），具體含量如表1所示[4]。

表1 100 g黃花菜中的基本營養成分含量Table 1 The content of basic nutrients in 100 g Hemerocallis citrina Baroni

此外，黃花菜里的營養成分隨著黃花菜所含水分的差異而有所變化。脂肪和維生素與水分的含量呈正相關關系，蛋白質和微量元素與水分的含量則呈負相關關系[5]。

黃花菜分布于全國各地，包括內蒙古、吉林、浙江、江蘇、廣東、江西、四川、山西、甘肅、湖南、湖北等地區。這些地區中最出名的是山西大同[6]，有“黃花之鄉”的美譽；其次是被稱為“黃花菜原產地”的湖南祁東[7]；而甘肅慶陽則是所有產地中黃花菜銷量最高的地區[8]。不同地區的黃花菜的營養成分含量也不同。高志慧[9]研究發現，在幾個產地中，山西大同黃花菜的蛋白質和纖維素含量最高，四川渠縣黃花菜維生素C含量最高，湖南祁東縣黃花菜總糖含量最高。不同產地黃花菜的營養成分含量如表2所示。

近年來，許多地區擴大了黃花菜的種植面積。湖南祁東縣結合黃花菜傳統特色產業，大力推進實施黃花菜重點產業扶貧項目，黃花菜的種植面積逐年上升，目前已有11 000 hm2的種植面積，遍布全縣13個鄉鎮，黃花菜年產量超過4萬噸，是我國最大的黃花菜種植縣，我國70%以上的黃花菜均來自于此[10]。寧夏吳忠市紅寺堡區由于獨特的自然條件，目前黃花菜種植業已成為當地一項重點脫貧項目，其黃花菜種植面積達5 333 hm2，黃花菜年產量9 000 t[11]。陜西省石泉縣政府也將黃花菜產業作為農民致富增收的重點產業，2020年全縣黃花菜種植規模達2 000 hm2，干黃花菜年產量2 000 t，產值2億元，黃花菜已成為當地的特色產業和重要經濟收入來源[12]。

表2 不同產地黃花菜的營養成分含量Table 2 The nutrient content of Hemerocallis citrina Baroni from different producing areas

2 黃花菜中重要功能成分的提取與活性研究

2.1 多酚類物質

植物多酚是一種含有多個酚羥基的化合物，廣泛存在于植物的花、葉、木、皮、果中。植物多酚具有抗氧化、清除體內自由基、降血脂、降血糖、預防心血管疾病等多種生理功效[13]。黃花菜中的主要多酚類物質為山奈酚、槲皮素、異鼠李素-3-O-葡萄糖甙、苔黑酚-β-D-吡喃葡糖苷、根皮素2'-O-β-D-吡喃葡糖苷、根皮素2'-O-β-D-吡喃木糖基-（1→6）-β-D-吡喃葡糖苷[14]。

目前常用提取黃花菜中多酚類化合物的方法是溶劑萃取法[15]，但該法的提取溶劑會造成污染，容易對后期的試驗造成影響，因此常采取一些輔助手段如超聲、微波等，能夠破壞植物細胞壁，促使多酚溶出。具體的提取方法如表3所示。

表3 黃花菜中多酚類化合物的常用提取方法Table 3 Common extraction methods of polyphenols in Hemerocallis citrina Baroni

多酚類物質是植物中最重要的抗氧化成分，主要是由于其可作為還原劑、單態失氧劑、金屬螯合劑以及給氫劑與鐵酰血紅蛋白的還原劑發生氧化還原反應[17]，因此黃花菜多酚是一種具有開發潛力的天然抗氧化劑。黃花菜的多酚類成分在體外的抗氧化試驗[15]表明，黃花菜多酚對羥基自由基、超氧陰離子自由基、DPPH自由基均具有一定的清除作用，其半抑制率（IC50）分別為 0.117 6、0.163 8、0.159 3 mg/mL，并且清除率與黃花菜多酚濃度成量效關系。與VC相比，黃花菜多酚對羥基自由基的清除率強于VC，對超氧陰離子自由基、DPPH自由基的清除率則弱于VC，說明黃花菜中的多酚類物質是一種具有開發潛力的天然抗氧化劑。

黃花菜又名安神菜、忘憂草，現代研究發現黃花菜多酚的另一重要作用是抗抑郁。有研究發現[18]，黃花菜多酚對過氧化氫誘導的大鼠嗜鉻細胞瘤（PC12）細胞損傷具有一定的保護作用，其作用機制可能和黃花菜多酚能夠調控PC12細胞神經遞質地釋放有關。Xu等[19]研究表明，黃花菜多酚可改善輕度抑郁大鼠的抑郁情緒狀態及相關認知功能障礙，其機制與調節腦內神經遞質和腦源性神經營養因子水平、降低皮質酮水平以及減輕氧化應激有關。Liu等[20]研究表明黃花菜多酚的抗抑郁作用可能與調節單胺類神經遞質從而影響神經系統有關。GU等[21]研究發現，黃花菜多酚的抗抑郁作用主要依賴于小鼠腦內的3種激素水平的升高，分別是單胺類神經遞質血清素、去甲腎上腺素和多巴胺。還有研究發現，黃花菜多酚的抗抑郁作用可能與抑制核因子-κB信號通路有關[22]。

2.2 多糖類物質

黃花菜為百合科多年生草本植物，其主要成分多糖是一種具有α-型吡喃糖苷結構的水溶性雜多糖。據報道，黃花菜多糖具有抗氧化、抗癌、降血脂等重要功能，廣泛應用于醫藥、保健食品等領域[23]。

黃花菜多糖的提取多以水提醇沉法為主，周紀東等[24]通過5種方法來提取黃花菜中的多糖類物質，分別為水提醇沉法、微波輔助提取法、超聲波輔助提取法、微波處理-水提醇沉法和超聲波處理-水提醇沉法，同時借助苯酚-硫酸法來測定多糖含量。結果表明，提取效率最高的是微波輔助提取法，其后依次為優化后的超聲波處理-水提醇沉法、超聲波輔助提取法、水提醇沉法。具體的提取結果如表4所示[24]。

表4 黃花菜中多糖類化合物的常用提取方法Table 4 Common extraction methods of polysaccharides in Hemerocallis citrina Baroni

植物多糖最主要的生物活性作用之一是免疫調節作用。有研究顯示[25]，植物多糖通過調節Thl/Th2淋巴細胞的亞群平衡，進一步影響細胞因子水平，從而調整機體的免疫應答。黃花菜多糖具有顯著的體內抗腫瘤活性[26]，可以提高荷瘤小鼠血清中白細胞介素-2（interleukin-2，IL-2）和腫瘤壞死因子-α（Tumor necrosis factor-α，TNF-α）的含量，其作用機制可能與多糖能夠提高機體的免疫功能有關。

黃花菜多糖還具有一定的抗氧化作用。有研究顯示[27]，黃花菜的花、根、葉中的3種多糖對自由基均具有一定的清除作用：當花的多糖含量為1 mg/mL時，其對超氧陰離子自由基和羥基自由基的清除率分別為92.56%和90.68%；當根的多糖含量為1 mg/mL時，其對超氧陰離子自由基和羥基自由基的清除率分別為95.62%和45.92%；而葉的多糖對超氧陰離子自由基和羥基自由基的清除率最低，量效效應不明顯。綜上表明，黃花菜的花和根的多糖均具有很強的抗氧化活性。

2.3 黃酮類物質

黃花菜中的黃酮類物質是其重要的功能成分之一，植物黃酮主要具有四大功效，分別為降血脂、抗氧化、降血壓、提高免疫力等。目前，研究人員已經從萱草屬植物中分離并鑒定出了26種黃酮類化合物。其中，數量占比最多的是黃酮醇及其苷類，另外還包括少數黃酮及其苷類、異黃酮類和二氫黃酮類等[28]。

黃花菜中的黃酮類物質的傳統提取方法是乙醇浸提法，詹利生等[29]借助這種方法來提取黃花菜黃酮，結果表明，使用相同體積的乙醇來提取黃花菜中的黃酮，分多次提取率顯著大于單次提取率。乙醇浸提法操作簡便，但提取時間過長，已逐漸被新方法取代。目前常用的提取方法如表5所示。

表5 黃花菜中黃酮類化合物的常用提取方法Table 5 Common extraction methods of flavonoids in Hemerocallis citrina Baroni

黃酮類物質的主要生物活性作用是抗氧化。詹利生等[29]研究表明黃花菜中的總黃酮具有清除羥基自由基和抑菌的作用。當黃花菜中提取的總黃酮濃度為1 g/L時，對羥基自由基清除率可達48.7%；總黃酮對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌的抑制率在0.2 g/L～0.4 g/L的試驗范圍內與其濃度呈正相關。郎娜等[33]也發現黃花菜中的總黃酮濃度在其試驗范圍內對羥基自由基、超氧陰離子自由基的清除能力隨其濃度的增加而增大。

黃花菜中的黃酮成分對肝臟具有一定的保護作用。Wang等[34]研究表明，黃花菜中的黃酮成分能夠通過抗氧化和抗凋亡途徑保護大鼠正常肝細胞（BRL-3A）免受叔丁基過氧化氫（tert-butyl hydroperoxide，t-BHP）誘導的氧化應激損傷，有可能成為一種潛在的保肝藥物。沈楠等[35]研究發現黃花菜中的黃酮類化合物可以有效減少小鼠的免疫性肝損傷，其作用機制可能與調控小鼠抗凋亡基因bcl-2、促凋亡基因bax的表達，從而提高小鼠的抗氧化能力有關。沈楠等[36]發現，黃花菜中的黃酮類成分能夠通過提高小鼠的抗氧化能力而減少小鼠的四氯化碳肝損傷；并且可能通過降低人體氧化反應、減少肝X受體α和脂肪酸合成酶mRNA的轉錄及蛋白表達，從而抑制過氧化氫對人正常肝細胞的損傷。

黃花菜中的黃酮成分還可能具有一定的抗衰老作用。李云霞[37]研究發現黃花菜中的黃酮類化合物能夠顯著增加性未成熟的小鼠子宮的濕重和子宮系數，迅速提升小鼠血清中的雌激素水平，結果表明黃花菜中的黃酮類化合物對于機體內雌激素的調節具有一定作用，可作為女性抗衰老食物的候選。

3 總結與展望

綜上所述，我國種植和食用黃花菜歷史悠久，黃花菜種植區域廣泛、資源豐富、品種地域特色鮮明，黃花菜不僅是一種營養豐富的蔬菜，同時也具有重要的營養價值，因而越來越受到人們的關注。目前，我國多地推廣了黃花菜的規模化種植并生產出大量黃花菜原料，亟需開發出高附加值的黃花菜新產品。本文總結了黃花菜中的重要功能性成分，如多酚、多糖、黃酮類化合物的提取方法，同時對它們在抗氧化、抗腫瘤、抗抑郁、抑菌、保肝、抗衰老等方面的功能和機理進行了整理，以期為黃花菜的進一步加工利用提供參考依據，也為黃花菜在食品以外，如藥品和保健品等領域的應用提供思路。

雖然國內外研究人員對黃花菜功能成分的提取、純化、結構鑒定以及營養活性等的研究已經取得了一定的進展，但還遠遠不夠。比如，目前還沒有提高黃花菜功能成分穩定性的技術手段；黃花菜功能成分的營養活性的作用機制還不夠明確；黃花菜預防各種疾病的最佳攝入量以及藥代動力學研究等方面還有待完善。因此，進一步深化黃花菜的功能成分研究，對黃花菜的價值開發和合理加工應用具有重要意義。