黃芪保健功能研究及產品研發現狀

李明澤，秦 飛，李國鋒，黃玉龍，趙保堂，韓心宇

（1.甘肅省農業科學院農產品貯藏加工研究所，甘肅蘭州 730070；2.甘肅渭水源藥業科技有限公司，甘肅定西 748200；3.甘肅省農業科學院，甘肅蘭州 730070；4.甘肅農業大學食品科學與工程學院，甘肅蘭州 730070；5.甘肅省農業機械化技術推廣總站，甘肅蘭州 730046）

0 引言

我國人均GDP 已超1.2 萬美元，居民消費能力進一步提升，日常飲食消費種類選擇更加豐富和多樣化，但日常飲食結構還是整體偏向高脂肪、高蛋白、高能量、低膳食纖維的“三高一低”結構，心血管疾病、肥胖癥、代謝紊亂等慢性病和癌癥的發病率及死亡率均居高不下[1]，與不健康的膳食習慣有一定關系，因此健康飲食的觀念越來越被重視。目前，我國藥食同源品種消費需求總量遠高于非藥食同源品種，年增長率接近10%[2]，年輕消費群體也更加關注健康養生，人均健康養生花費超千元，我國藥食同源市場規模已超3 000 億元，并以每年13.5%的速度增長[3]。在日本，“藥食一如”的理念早已深入人心，功能因子型的第三代功能性食品十分受消費者喜愛，市場規模已超過700 億元[4]。在美國，“food is medicine”（食物就是良藥） 受到了大量醫學機構的認可，被看作解決美國高昂醫療成本的良方[5]，近年來我國食藥同源類藥材每年對歐美地區出口量每年以20%速度遞增，歐美地區食藥同源市場日益火爆，市場規模已接近5 000 億元。

黃芪因其有著降糖降脂、增強機體免疫力、保護心肌、腦細胞，護肝保腎及抗疲勞等諸多功能，一直是藥食同源食品的研究熱點，黃芪已被大量用于和其他藥品復配或作為保健品中的功能性組分，近年來已開發出的黃芪產品多集中在各類黃芪保健酒、滋補酒，黃芪茶、黃芪功能性飲料、黃芪醋飲料，黃芪養生粥和黃芪咀嚼片、餅干等產品[6]。

1 黃芪功能性研究

1.1 黃芪的抗疲勞及增加耐缺氧能力作用

黃芪有著益氣固表之功效，黃芪特征成分黃芪甲苷和黃芪多糖等有效成分可以增強心肺功能，改善血脂指標狀況，有效減緩機體疲勞感。趙文曉等人[7]對大鼠灌胃提取的黃芪多糖，并開展負重力竭游泳試驗，檢測負重力竭游泳時長、甘油三酯（TG）、膽固醇（CHOL）、低密度脂蛋白（LDL）、血尿素（UREA） 和血清丙二醛（MDA） 水平，與對照組相比，灌胃黃芪多糖的大鼠負重力竭游泳時長優于對照組，血清TG、CHOL、LDL 與空白組相比數值更低，差異顯著，UREA 和血清MDA 水平降低極顯著，黃芪多糖可有效改善大鼠疲勞狀況。閆暾等人[8]給KM 小鼠灌胃不同道地產區的黃芪提取液，飼喂4 周后進行負重力竭游泳試驗。試驗表明，所有不同道地產區的黃芪提取液均有明顯的抗疲勞作用，飼喂黃芪提取液的小鼠肝糖原（LG） 含量明顯增加，同時明顯降低了小鼠血液乳酸、尿素氮含量或乳酸脫氫酶的活性，抗疲勞作用明顯。黃勇等人[9]通過將黃芪與百合復配給小鼠灌胃，在5 d 后進行常壓下的耐氧性試驗，發現灌胃黃芪百合顆粒的小鼠，與空白組小鼠相比，大腦神經元細胞水腫、壞死情況明顯有所改善，未產生明顯腦萎縮或形態變化，局部炎癥發生率降低，可能由于灌胃黃芪百合顆粒的小鼠腦總抗氧化能力（T-AOC）、SOD 活性升高及丙二醛（MDA） 含量、VEGF 蛋白和mRNA 含量明顯降低，起到了一定保護作用有關。朱尚文等人[10]將灌胃黃芪的小鼠放入密閉瓶中，與空白組小鼠相比，存活時間更長，同樣得出了黃芪有一定的增強耐缺氧能力的結論。

1.2 黃芪對器官保護作用

黃芪中主要活性成分以黃芪皂苷類物質黃芪甲苷和異黃酮類物質毛蕊異黃酮為代表，有保護心腦細胞、護肝保腎的作用。有學者以H2O2對大鼠的心肌細胞進行誘導凋亡，細胞培養過程中發現，加入黃芪甲苷的處理組的乳酸脫氫酶（LDH）、超氧化物歧化酶（SOD） 活力明顯高于對照組和心肌細胞受損模型組，經免疫組化和Western-blotting 法檢測發現，處理組的熱休克蛋白70（Hsp-70）、Bcl-2 家族蛋白表達明顯高于模型組，Caspase 家族蛋白、Bax 蛋白明顯低于模型組，說明黃芪甲苷可能通過對上調Hsp-70、Bcl-2 的表達和下調Caspase-3、Bax 的表達來干預抑制心肌細胞的衰亡[11]。余淑菁等人[12]對肺上皮BEAS-2B 細胞培養過程中使其感染肺炎鏈球菌，經40 μmol/L 黃芪甲苷處理的試驗組與對照組相比，細胞凋亡率明顯降低，同樣得出了黃芪甲苷通過干預Bcl-2、Bax 等蛋白的表達可以減輕肺炎鏈球菌對肺細胞的損傷的結論。黃芪對腦缺血造成的損傷（CI/RI） 有一定的預防作用，通過對大鼠灌胃黃芪提取物4.37g/（kg·d），能夠明顯預防腦損傷，大腦形態未產生明顯病變，核仁清晰可辨[13]。趙佩等人[14]通過對AMI（急性心肌梗死） 模型大鼠灌胃4 周后，黃芪甲甙對可以明顯改善AMI 大鼠心功能增強血流動力，且可降低其血清AngⅡ、ET-1、BNP 水平，可能與下調NOX/ROS/TNF-a 信號通路表達有關。對小鼠飼喂添加黃芪超微粉的飼料，與對照組相比，可以明顯減少肝壞死發生率，降低AST（谷草轉氨酶） 和ALT（谷丙轉氨酶）[15]。Bing Zhou 等人[16]發現黃芪中的黃芪甲苷可以抑制SREBP-1c（固醇調節元件結合蛋白） 核內轉移，對改善肝臟內脂肪堆積有一定的改善作用。

1.3 黃芪對胃腸道改善及疾病防治作用

黃芪中黃芪多糖、黃芪皂苷、黃芪甲苷及黃酮類活性成分通過介導體內激酶、核轉錄因子、多種蛋白酶等的傳到途徑，可以在一定程度上抑制胃腸道癌細胞的增殖、轉移，并誘導其消亡[17]，類似黃芪功能性成分對胃腸道保護及疾病防治作用研究較多，但研究多集中于細胞層面，缺乏大樣本量動物試驗乃至臨床試驗數據，需要進一步開展深入研究。楊彬彬等人[18]以Winstar 大鼠每日飼以高脂低蛋白飼料加力竭游泳建立脾虛濕困大鼠模型，灌胃黃芪多糖（APS），連續喂養4 周后，測定指標，發現與對照組相比模型組大鼠小腸內壁絨毛長度變短且排列紊亂，表皮細胞出現明顯壞死狀況，飼喂APS的大鼠小腸絨毛細胞齊整、排列有序，雖有少量炎癥細胞浸潤，但間質見無明顯水腫現象，且胃動素、胃泌素、血清淀粉酶和D- 木糖水平顯著升高，APS 可以有效改善胃腸道消化功能。白雪松等人[19]開展了基于腸道微生態的黃芪改善腸道菌群環境研究，以C57BL/6 小鼠為試驗模型，灌胃2.50 g/kg 的黃芪超微粉處理組的小鼠胃腸道環境明顯優于空白組，也優于黃芪飲片給藥組和傳統粉末給藥組，能量供應有所增長，抗氧化能力更強，代謝物質蓄積有所減少。

1.4 黃芪的降血糖、降血脂及改善動脈粥樣硬化作用

黃芪有調節機體代謝的作用，因此在臨床上常常用于配合治療糖尿病及其并發癥[20]，黃芪通過雙向調節血糖、抗氧化、抗炎和提升機體免疫能力等作用在治療糖尿病的同時還能對腎臟起到一定的保護作用，避免糖尿病患者產生腎病等并發癥[21]。黃芪甲苷對2 型糖尿病有一定的改善作用，通過對糖尿病模型大鼠灌胃黃芪甲苷，能夠顯著提高大鼠血液、腸組織和細胞中GLP-1（胰高血糖素樣肽-1） 的含量，對糖尿病有一定的改善和治療作用[22]。脂類物質沉積在動脈血管壁會導致動脈粥樣硬化（AS），而黃芪中的活性成分可以有效地降低AS 大鼠血清中的氧化型低密度脂蛋白（ox-LDL），在一定程度上延緩和降低AS 病變程度[22]。目前，臨床上多以他汀類等降脂藥物來降低患者血脂，延緩動脈粥樣硬化[23]，因其容易造成肝損傷和橫紋肌溶解，安全性也備受爭議，而黃芪有效成分可以從調節蛋白、阻止巨噬細胞自噬及抗血小板聚集等方面發揮抗AS的作用[24]。

黃芪中的以黃芪甲苷、毛蕊異黃酮及黃芪多糖為代表的皂苷類、異黃酮類物質和多糖功能性成分，通過調整蛋白和信號通路的表達可以對造成器官損傷的狀況有一定的抑制效果，或改善或提升部分酶的活性，起到保護器官或改善身體狀況的作用，但多數研究都集中于細胞層面或小樣本量動物試驗，大量臨床試驗和長期監測數據較少，未來需要開展更為深入和長期的研究。

2 黃芪藥食同源產品開發

2.1 黃芪復合飲料

黃芪復合飲料通常以黃芪提取液、黃芪超微粉與其他原料復配或以黃芪、黃芪提取液作為發酵原料開發出具有一定功能性或保健功能的復合飲料。仇鳳梅等人[25]以黃芪提取液15%，玫瑰花提取液40%，輔以白砂糖4%，檸檬酸0.0.4%，食用膠1.4%（卡拉膠0.04%、CMC-Na0.10%） 復配開發出黃芪玫瑰復合飲料。黃芪紅棗[26]和黃芪枸杞[27]也是較為常見的黃芪復合飲料基礎復配形式，再經過添加白砂糖或其他代糖作為甜味劑，加入少量檸檬酸等矯味劑和黃原膠、CMC 等進一步增稠或穩定飲料狀態，加入不同的果汁或提取液，開發出不同風味、兼具一定功能性的黃芪復合飲料。黃芪復合飲料中因含有黃芪黃酮、皂苷、多糖類物質，往往具有一定的抗氧化性。聶萬虹[28]將5%～6%的黃芪提取液和板栗酶解液復配，輔以CMC-Na 添加量0.15%，蔗糖脂肪酸酯0.04%，六偏磷酸鈉和白砂糖，經調配均質后制成了有一定抗氧化保健功能的黃芪復合飲料，經測試，黃芪復合飲料的總抗氧化能力為0.227，最大鐵離子還原能力0.58，最大·OH 清除率86.76%，最大·O2-清除率分別為70.12%，最大DPPH-清除率分別為76.08%。

2.2 黃芪固體飲料

黃芪固體飲料通常將黃芪和其他主輔料復配，通過噴霧干燥或熱風干燥成固體粉末制得的具有一定功能性的固體飲料。毛午晶[29]以黃芪為主要原料，通過真空減壓濃縮方式得到黃芪浸膏粉，將黃芪浸膏粉、麥芽糊精、乙醇復配后再經噴霧干燥制成黃芪抗疲勞固體飲料，并確定了最佳成型工藝參數：黃芪浸膏粉與麥芽糊精及乙醇用量比例為1∶1.5∶0.2，最佳噴霧干燥工藝參數：進樣溫度和流量分別為140 ℃，450 mL/h，料液密度1.065 g/cm3。張萌[30]以黃芪山楂為主要原料，麥冬、黃精、甘草、瓜蔞、黨參、當歸為輔料，混合后經浸泡、超高壓處理后煎煮提取，取上清液，濃縮至固形物含量40%，加入等質量的起泡劑，再經熱風干燥至含水量4%得到黃芪山楂固體飲料，當其質量濃度為5 mg/mL 時，DPPH 自由基清除率的IC50 值為5.70 mg/mL，TEAC 值為877.89 μmol Trolox/g，鐵離子還原力為669.44 μmol Trolox/g，與維C 作對照，有一定的抗氧化性。白莉等人[31]以黃芪、黨參、甘草、肉桂為原料開發了一款參芪復合固體飲料，最佳配比為甜味劑51%，β- 環狀糊精10%，果粉6%，酸味劑0.6%，以維C作為對照，當飲料質量濃度為5 mg/mL 時，對ABTS+、·OH 與DPPH 自由基的清除率均在50%以上，表現出一定的抗氧化能力。雖然生產中黃芪固體飲料采用熱風干燥雖然成本較低，但是與噴霧干燥相比，產品得率相對較低，產品往往會產生一定的褐變，對其中的黃酮、多糖類功能性成分也有一定的影響。

2.3 黃芪復合咀嚼片

黃芪咀嚼片通常以黃芪粉、黃芪超微粉或者黃芪提取液干燥粉為主要原料，添加其他藥食同源類中藥材、枸杞、大棗、薄荷等輔料，添加白砂糖、阿斯巴甜、甜菊糖、赤蘚糖醇等甜味劑，檸檬酸等矯味劑和硬脂酸鎂、微晶纖維素等黏結劑復配，經造粒、干燥、整粒和壓片工序制成。郭清毅等人[32]以11%黃芪濃縮液，9%木糖醇，1%復配膠，0.11%檸檬酸制成半固體型無糖咀嚼片，成品色澤均勻、軟硬適中、口感酸甜爽滑且兼具一定的保健作用。丁濤等人[33]開發出具有一定輔助降血糖功能的咀嚼片，通過靜脈注射四氧嘧啶造模高血糖小鼠，喂食以黃芪為主要原料，生地黃、人參葉等為輔料制備的芪黃參葉片，飼喂飼料中芪黃參葉片含量2.25 g/kg，45 d 后，取尾部血液測定血糖值，結果表明能明顯降低高血糖小鼠的空腹血糖和血糖曲線下面積，正常小鼠飼喂含有芪黃參葉片后空腹血糖值無明顯變化。靳元元[34]以20%的富硒黃芪浸膏粉為主要原料，輔以10%微晶纖維素、1%的檸檬酸和硬脂酸鎂、17%的軟糖和51%的甘露醇，制得富硒黃芪咀嚼片，對環磷酰胺免疫抑制造模的小鼠進行喂食，發現咀嚼片可以明顯改善因環磷酰胺造成的胸腺和脾臟萎縮。

2.4 黃芪復合保健酒

黃芪復合保健酒通常以基酒中添加黃芪超微粉、黃芪提取液制成配制酒或采用黃芪與其他發酵原料采用共酵的方式制成的各類發酵蒸餾型黃芪保健酒。黃芪中的黃芪黃酮、多糖和皂苷類物質能起到一定的抗氧化和抗疲勞作用，因此目前開發的各類黃芪保健酒通常都以抗氧化和抗疲勞作為賣點。馮子瑤[35]以蘋果、板栗熟化后進行混合發酵后蒸餾得到基酒，加入經過浸提得到的黃芪提取液制成黃芪果栗配制酒，經抗氧化性能測定后發現對DPPH 自由基最大清除率為54.5%，·O2-自由基最大清除率為90.26%，總抗氧化能力最大值為0.534，說明添加黃芪提取液的酒體具有一定的抗氧化能力。有學者采用生料釀酒工藝，以黃芪和燕麥為主要原料，每千克發酵酒體中添加8 g 酒曲、50 g 黃芪，水和燕麥質量比5∶2，發酵溫度和時間為27.5 ℃，24 d，釀造出的黃芪燕麥酒酒體清亮、香醇淡雅，兼具燕麥的香味和黃芪的保健功效[36]。柴智等人[37]以黃芪和高粱為原料，采用二次蒸餾的方式開發出黃芪高粱酒，通過考查酒體中多糖含量和感官評分，確定了最佳的釀酒工藝參數為黃芪與高粱質量比1∶9，發酵溫度15 ℃，發酵時間40 d，釀制的黃芪高粱酒總多糖含量在10%以上。

2.5 其他黃芪產品

陳麗艷等人[38]以黃芪、大豆為主要原料，采用共同發酵方法，研發黃芪豆豉，以纖溶酶活性為指標，確定了最佳的發酵工藝為在大豆中添加等量的黃芪水提液（質量濃度75 mg/mL），優勢發酵菌株為DCT-1，37 ℃下發酵36 h，制成具有高纖溶活性的黃芪豆豉。李睿等人[39]將黃芪經過氫氧化鈣溶液浸泡，再經纖維素酶酶解處理，調味和超高壓處理，以感官評分為評判指標，采用模糊數學和響應面結合方法得到最佳配方為黃芪10 g，蜂蜜16.5 g，陳醋12 mL，食鹽0.4 g，制得酸甜適口的即食性黃芪。目前，開發的黃芪產品還有黃芪薏米餅干、黃芪玫瑰方糖、黃芪酸奶、黃芪抗運動疲勞營養補充劑等產品。

3 結語

雖然已經有針對抗氧化、抗疲勞、改善胃腸道等功能的黃芪產品問世，但是其產品還是難以滿足如今大眾多元化及特定人群的消費需求，需要開發更加方便、快捷符合大健康理念的黃芪功能食品和飲品。黃芪作為食藥同源類大宗中藥材，其功能成分對機體的保健作用機理研究還有待進一步深度挖掘，目前研究多集中于細胞層面和以小鼠、大鼠為對象的動物試驗，缺乏大量的臨床數據來佐證，黃芪類產品對人體的功效也缺乏長時間跨度和大樣本量的試驗數據。在國家大健康戰略和食藥同源大產業發展的大趨勢下，使黃芪食藥同源產品開發更加科學化、標準化，對促進黃芪加工技術研究，解決黃芪產業鏈條短、產品附加值低等問題，激活市場潛力，提升人民健康水平，推進中醫藥現代化和助力鄉村振興有著重要的意義。