白首烏生產加工技術研究進展

閆凱旋，陳 鐳，沈明晨，張 明，吳承東

（江蘇沿海地區農業科學研究所新洋試驗站，江蘇 鹽城 224049）

白首烏作為一種傳統中藥材，其主要來源于蘿藦科（Asclepiadaceae） 鵝絨滕屬植物耳葉牛皮消（Cynanchum auriculatum Royle ex Wight）、戟葉牛皮消（Cynanchum bungei Decne） 和隔山消（Cynanchum wilfordii（Maxim.） Hemsl） 的干燥塊根[1]。鹽城市濱海縣是國內最大的白首烏種植加工基地，耳葉牛皮消是當地廣泛種植的品種。白首烏塊根中含有人體必需的淀粉、多糖、黃酮、氨基酸和C21甾苷類化合物等多種活性物質[2]，具有黑發、抗氧化衰老、滋補肝腎、抗抑郁[3]等功效[4]，是歷代醫學家公認的防老珍品。大量現代醫學研究證明了白首烏具有促毛發、護肝養腎、抗血管舒張、調節免疫、降血脂和抗腫瘤等作用[5]。伴隨著市場需求的增加，白首烏種植生產技術和產品加工技術也隨之迅速發展，綜述了白首烏的生產種植技術、綠色加工技術、耳葉牛皮消全株資源化利用等白首烏食品加工技術的研究進展，以期為白首烏產業的進一步開發利用及耳葉牛皮消全株資源化利用提供參考。

1 白首烏生產技術栽培技術研究進展

1.1 白首高效種植技術

江蘇濱海縣境內自清朝咸豐年間已有種植白首烏，并將其研磨成粉用于食用及上貢朝廷的記載，改革開放以來，濱海白首烏更是暢銷國際市場，遠銷韓國、日本、美國和東南亞國家。在巨大的市場需求下和當地政府的引導下，濱海縣當地白首烏種植規模逐步擴大，形成了涵蓋種植、加工、銷售等和旅游觀光為一體的大規模地方特色產業。但土地的重茬種植導致白首烏病蟲害頻發且塊根易腐爛等問題嚴重[6]。為此，張明等人[7]研究發現，白首烏-水稻輪作能顯著減少白首烏霜霉病及褐斑病的發生，且黃酮、多酚、甾苷含量顯著提高。赫明濤等人[8]則探索了白首烏與蠶豆、油菜、小麥等作物套種新模式，套種模式均不同程度上減輕了白首烏苗期草害且增加了土壤肥力。沈明晨等人[9]研究了玉米單作、白首烏單作和玉米- 白首烏間作模式下玉米和白首烏的病害發生情況及生長性狀差異，結果表明，在間作模式下，白首烏塊根增產13.8%，玉米的銹病和小斑病病情指數分別降低了10.22%和5.97%；白首烏的霜霉病發病率和褐斑病發病率分別降低了14.2%和15.2%。玉米- 白首烏的間作模式下，利用玉米秸稈為白首烏提供攀援支撐，有效改變白首烏葉片空間位置，提高了葉面面積和光能利用率，立體化的空間分布降低了病害的發生幾率，提高了白首烏的品質與產量，雖然玉米為白首烏提供攀援條件，但其攀附高度并非越高越好，張明等人[10]研究發現，一味地提高白首烏藤蔓高度，會導致地上部分吸取大量養分而生長過盛，掠奪了地下塊根生長所需養分，最終導致塊根減產。除了生長高度，白首烏種植密度對底下塊根產量也有重要影響。張鋒等人[11]探討了不同栽培密度下白首烏的光合特性、干物質積累分配、產量及活性成分之間的關系，試驗結果表明，C21甾苷含量與種植密度無顯著關系，但多糖和黃酮含量隨種植密度增大逐步增加。因此，探索合適的作物與白首烏套種，并重點優化套種模式下適宜的藤蔓攀附高度和栽培密度將有助利于進一步提高白首烏的產量和品質。

1.2 白首烏采收技術

在中國，耳葉牛皮消的地下塊根被稱為白首烏，在韓國被稱為白朔根，是耳葉牛皮消種植的主要經濟收獲物，白首烏塊根深埋土壤下15~20 cm 處，且多年生藥用白首烏需要收獲完整的塊根才能保證其較高的商品價值，若采收不當可能會直接導致白首烏品質下降和減產[12]。因此，白首烏塊根采收品質的好壞直接關系到白首烏種植戶的經濟效益，采收工作顯得尤為重要。另外，不同規格和種植齡的白首烏用途及價值也各不相同，在采收過程中農戶往往還要進行分揀作業，使得其采收工作費時費力。傳統的小規模種植多采用人工挖掘的方式收獲塊根，不能滿足白首烏大規模采收的實際需求。當前，濱海地區白首烏種植大戶基本采用旋耕機挖掘配合人工拾取的方式對白首烏塊根進行采收，該方法大幅提高了白首烏采收效率，基本滿足當地白首烏大面積采收需要。但在未來，隨著農村勞動力的減少和用工成本的不斷提高，推廣集挖掘、拾取及分揀作業為一體的機械采收系統將成為白首烏采收的重要趨勢，相關設備的設計研發或將成為白首烏產業發展的重要課題。

2 白首烏加工技術

2.1 白首烏產品加工

白首烏中含有多種活性物質，其中甾體總苷類、黃酮類等為其最主要的活性成分[13-14]，具有重要的藥食兩用價值。但當前白首烏傳統產品加工技術含量低、特別是白首烏粉加工過程粗糙、加工過程中營養損失等問題突出，導致濱海白首烏加工品質有待提升。

白首烏塊根作為中藥和食品被食用的歷史已經超過200 多年，現已被制作成首烏代餐粉[15]、首烏酒[16]、首烏脆脆果等保健食品且廣受歡迎。目前，國內的白首烏制品市場空前膨脹，但尚缺乏對白首烏莖、葉皮等部分的加工利用，白首烏粉作仍是當前白首烏加工產業的主要產品[17-18]。首烏粉的傳統加工環節涉及去皮、粉碎、洗滌、靜置等工藝過程，粉碎、洗滌環節會產生大量含有C21甾苷、揮發油、氨基酸、多糖等物質的廢水、廢渣，若直接由污水處理設施處理，不僅造成浪費還增加了加工企業的經濟負擔。因此，如何對白首烏粉加工過程中產生的廢渣、廢液進行資源化利用成為諸多研究者思考的問題。宋萍萍等人[19]嘗試對白首烏粉生產過程中所產剩余廢液（藥渣和皮） 進行成分再提取，利用大孔樹脂實現對廢液中多糖、磷酯類化合物和C21甾苷的分離提取。陳明等人[20]則以白首烏粉加工過程中的二級漿液（棄去上清液和底層乳白淀粉所剩的中間灰白層） 為培養基，通過接種不同芽孢桿菌和乳酸菌發酵，根據發酵液中粗蛋白含量優化出白首烏二級漿液的最佳發酵條件。上述2 種方法均是對白首烏粉加工工藝所產廢水資源化利用的成功探索。為解決白首烏粉、白首烏片即食性差，營養流失大等問題，吳雋松等人[21]以德式乳桿菌等為發酵劑對由白首烏粉、奶粉構成的原料進行發酵處理，通過試驗對白首烏發酵工藝進行優化，在最優條件下，發酵所制的白首烏酸奶活菌數達到2.2×108CFU/mL，發酸乳抗氧化值為580.2 mg VCE/L，酸度適中，口感柔和細膩，該發酵加工工藝是對白首烏深加工產品開發的重要探索。擠壓法加工白首烏粉是對白首烏加工的一種新的嘗試，該方法作為常用的食品加工工藝，具有可同時實現混剪、輸送、加壓、加熱等工藝流程的特點。陳洪興等人[22]分別探索了擠壓溫度、進料量、原料含水量對擠壓法所制白首烏品質的影響，相較于常見的傳統工藝制作的白首烏粉，擠壓法所制白首烏粉脂肪含量更低，蛋白質含量更高，極大地減少了白首烏粉加工過程中關鍵營養的流失，該研究為減少白首烏粉加工過程營養流失提供參考。

2.2 白首烏全株資源化利用

耳葉牛皮消的塊根入藥被稱為白首烏，但其他部分（如根皮、莖葉） 卻也極少被加工利用。在白首烏粉加工過程中，根皮長期被當作廢棄物丟棄，但已有研究表明白首烏的根皮中含有較高含量的C21甾苷化合物，Wang X J 等人[23]通過光譜分析了白首烏根皮中分離出的16 種化合物，包括5 種三萜（1-5）、5 種C21- 甾體（6-10）、2 種其他甾體（11-12）、2 種酚類（13-14） 和其他（15-16），其中C21甾苷類化合物在抗腫瘤方面的研究較多[24]，其制劑已廣泛應用于臨床醫學。莊子銳等人[25]研究發現，白首烏中C21甾苷類化合物低、高劑量（150，300 mg/kg） 均能明顯干預小鼠肝腎纖維化進程，相較于對照組，白首烏甾苷可顯著降低組織內膠原的沉積并減輕肝腎纖維化的病變。因此，具有高C21甾苷化合物含量的根皮被直接廢棄，是一種極大的資源浪費。除此之外，耳葉牛皮消的莖葉中也含有豐富的總黃酮，因其味苦的特點目前未被有效利用。吳立云等人[26]利用大孔樹脂提取耳葉牛皮消莖葉中的總黃酮，研究其對小鼠急性肝損傷的保護作用。結果表明，耳葉牛皮消莖葉中的總黃酮能有效緩解小鼠急性肝損傷。目前，國內對耳葉牛皮消的加工利用多集中在耳葉牛皮消塊根的多元化深加工，對耳葉牛皮消莖葉、花、根皮的開發和利用缺乏深入的研究探索。

3 結語

近年來，隨著耳葉牛皮消中多糖、黃酮、C21甾苷類化合物等活性物質在抗腫瘤、抗抑郁和護肝護腎等方面的功效被現代醫學研究逐漸證實，消費者對以耳葉牛皮消各部分制成的首烏酒、首烏花茶、首烏代餐粉等產品顯示出極大興趣。白首烏產品市場認可度正在逐步擴大，但白首烏的高效種植和加工技術單一、耳葉牛皮消植株利用率低仍限制濱海白首烏的高質量發展。除了要進一步研究白首烏的化學成分功能，研發高效提取技術，更應在白首烏的生產和加工環節做文章。通過水旱輪作、套種、立體化種植等技術減少白首烏病蟲害發生、增加單位畝產和塊根生長質量，是提高白首烏產量和質量的重要技術手段。研發對白首烏采收特點具有針對性采收設備將有利于提高白首烏采收效率和控制成本。通過發酵加工、擠壓法加工等技術最大限度地減少白首烏加工環節的營養流失、用發酵和樹脂吸附等技術實現白首烏加工廢水的資源化利用，將有利于在加工環節實現白首烏價值最大化開發。另外，耳葉牛皮消的根莖、花中也含有豐富的活性成分，但因為缺乏適合的加工技術始終未得到有效利用。未來，對耳葉牛皮消莖葉、花的加工技術開發研究將成為白首烏產業發展的重要方向。