我國藥食同源物質活性成分提取及應用

摘 要：隨著消費者對藥食同源物質關注度的逐漸提升，藥食同源物質中活性成分的提取和應用前景也成為重要研究對象。本文選取藥食同源物質中的主要活性成分，總結其提取方法和綜合應用，分析當前研究中存在的主要問題，提出解決方法，并對前景進行展望，以期為藥食同源物質中活性成分的應用提供參考。

關鍵詞：藥食同源；多糖；皂苷；黃酮；提取；功效

中圖分類號：S-1 文獻標志碼：A 文章編號：1008-1038（2024）05-0002-06

DOI：10.19590/j.cnki.1008-1038.2024.05.001

Research Progress on Extraction and Application of Active Components of Medicinal and Edible Homologous Substances in China

WANG Mengxin1， ZHAO Yuewei1， ZHAO Dongmei2， ZHOU Hongli3， WU Peng1*

（1. College of Food Science and Engineering， Shandong Agricultural University， Taian 271018， China;

2. Market Supervision and Administration Bureau of Taishan， Shandong province Taian 271018， China;

3. Shandong Weixuankang Health Industry Development Co.， Ltd， Taian 271000， China）

Abstract： With the increasing attention of consumers to the homologous substances of medicine and food， the extraction and application prospect of active components in the homologous substances of medicine and food has also become the main research object. In this paper， the main active components in medicinal and edible homologous substances were selected， the extraction methods and comprehensive applications were summarized， the existing problems in current research were analyzed， the solutions were put forward， and the prospect was prospected， so as to provide theoretical basis for the development and application of active components in medicinal and edible homologous substances.

Keywords： Medicinal and edible homologous; polysaccharide; saponin; flavone; extraction; efficacy

近年來，隨著社會的發展和生活水平的提高，人們的健康意識日益增強，具有補益和預防疾病作用的功能性食物受到重視和推崇，藥食同源物質愈發受到人們的關注。

藥食同源物質，如黃精、紫蘇、薄荷等，是在國家現有的中藥材標準類別中，經過食品安全風險評估，認為長期服用對人體無害的動物和植物的可食用組分[1]，是通過中國傳統醫學中食療、藥膳、養生等方面的應用，體現出藥物和食物在起源上的聯系，也是人們對食物和藥物有了深刻的認識后，希望尋找到既有特定的功能、又可長期安全服用、起到調整機體某些不平衡機制作用的物質，由此藥食同源物質的開發和應用是現代食品研究的一個重點方向。

本文以藥食同源物質普遍含有的多糖、皂苷、黃酮等活性成分為例，概括總結了其提取方法及應用現狀，分析當前存在的主要問題，并結合發展趨勢展望了其發展前景，以期為藥食同源物質中活性成分的開發應用提供參考。

1 多糖

在藥食同源物質的研究中，對多糖類成分的研究較多，包括提取方法、功效和應用等。多糖是由超過10個單糖基經過α-或β-糖苷鍵聚合、脫水形成的天然高分子化合物[2]，是一類重要的信息分子，在有機體中參與多種生命活動，具有抗氧化、抗腫瘤、降血糖以及調脂等作用，發展前景廣闊。

1.1 多糖的制備提取

1.1.1 微波提取法

微波法提取多糖是利用波長較短的電磁波，在磁場的壓力下使細胞破裂、內含物釋放，并在萃取液的浸泡中與萃取液相互融合擴散[3]。相比于直接水提醇沉而言，微波提取法有效耗時短，具有高效、節能、省時的特點，原因可能是微波提取時間短，溫度適宜，減少了高溫對多糖的破壞，但提取率較低，需進一步調整。鮑智娟等[4]采用微波法提取薄荷多糖，得出在微波功率200 W、加熱時間60 min、固液質量比1∶15時，提取的薄荷多糖可達7.88%。

1.1.2 超聲輔助法

超聲提取是利用高頻機械波產生強烈的高速射流或沖擊波，形成高頻振動，產生空化和熱效應，從而加速植物細胞、組織和結構的變形和斷裂[5]。以多花黃精為原料，在料液比1∶20（g/mL）、超聲功率810 W、超聲時間20 min條件下，測得杉木林多花黃精多糖含量為108.57 mg/g，天然闊葉林、毛竹林、人工闊葉林的多糖含量均高于90 mg/g[6]。相較于水提醇沉法，超聲輔助法的溫度較低，可以減少高溫對有效成分的破壞；同時超聲輔助提取的提取時間較短，可有效提高提取效率。但需要注意的是，選擇超聲處理時，要著重注意超聲波的功率，不同原料之間的超聲功率存在一定的差異，若超聲波的功率過大，可能會導致多糖降解，得率降低[7]，因此在實際應用中要對其進行多次調整，確定最佳功率，確保操作方法的可行性。

1.1.3 復合酶解法

酶法提取通過酶催化糖苷鍵斷裂，使多糖的分子質量減少，降低多糖分子黏度，從而提高多糖得率[8]。張梓原等[9]對比了復合酶解（纖維素酶與木瓜蛋白酶）法和直接水提醇沉法的效果，兩種方法均處于最佳的條件下，水提醇沉法的黃精多糖提取率為8.84%，而復合酶的提取率可達22%，采用復合酶解法的多糖得率遠高于水提醇沉法。夏平等[10]利用復合酶法提取桑葉多糖，優化得到最佳提取條件為溫度50 ℃、pH 5.0、酶用量1.0%、提取時間1 h，此時桑葉多糖得率提高了38.63%。復合酶解法作用條件較溫和，可以減少多糖的損失，但需要注意的是，采用復合酶法時，由于不同酶的最適作用條件不同，復合酶中水解酶的選擇和添加比例都需要進一步的研究，以進一步提高多糖的提取率。

1.2 多糖的功效

1.2.1 抗腫瘤

從山楂中提取的多糖可以通過減少腸道炎癥，增加細胞凋亡率和維持腸道菌群來有效預防結腸癌[11]。免疫系統是機體主要的腫瘤防御系統，與腫瘤的發生、發展和轉移密切相關，研究表明，黃精多糖可以通過促進免疫因子的表達發揮免疫調節作用，在MFC胃癌荷瘤小鼠體內發揮抑瘤作用[12]。而在對蒲公英多糖對乳腺癌細胞增殖和凋亡的影響的研究中發現，蒲公英多糖可以通過調整不同蛋白質的表達來誘導乳腺癌細胞凋亡，進而抑制其增殖，從而達到抗乳腺癌的作用，這為蒲公英多糖影響乳腺癌細胞作用機制提供了新的實驗依據，為臨床乳腺癌的治療提供了新思路[13]。

1.2.2 降血糖

多糖具有一定的降血糖功效。通過建立糖尿病大鼠模型對比發現，黃精多糖組大鼠胰島形態得到改善，經研究其作用機制可能與其抑制胰島細胞凋亡有關[14]。菊花多糖能夠有效改善Ⅱ型糖尿病，降低大鼠空腹血糖值，提高糖耐量，改善大鼠胰島素含量和胰島素抵抗指數，改善大鼠異常脂代謝和氧化應激水平[15]。為研究多花黃精生品粗多糖與九蒸品粗多糖的應用，以Ⅰ型糖尿病小鼠為模型進行試驗，得出黃精多糖能改善脂肪變性與肝糖原的儲存能力，這為多花黃精生品及九蒸品多糖的合理應用提供了依據[16]。

1.2.3 調脂

動脈粥樣硬化性心腦血管疾病是導致全球中老年死亡的主要原因，高血脂會加速動脈粥樣硬化，對人們的身體健康造成影響[17]。通過高膽固醇飲食建立試驗動物模型，光鏡觀察主動脈內膜粥樣硬化形成情況，發現黃精多糖可以顯著降低高血脂癥試驗動物的血清總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇，減少主動脈內膜泡沫細胞的形成[18]，可證明黃精多糖具有調脂作用。玉竹多糖可以通過調節肝臟脂代謝相關基因的表達水平，促進脂肪氧化分解，抑制脂肪酸合成，抑制小鼠質量的增加，從而有效預防小鼠肥胖的發生[19]。

2 皂苷

皂苷是一種植物配糖體，是天然植物中具有的生物活性成分之一，是由氧鯊烯骨架與三萜或甾體糖苷配基連接組成[20]。據統計，一半以上天然植物中含有皂苷，越來越多的研究揭示了其在降血糖、抗抑郁、抗癌等方面具有良好的發展前景。

2.1 皂苷的制備提取方法

2.1.1 超聲輔助法

超聲輔助提取皂苷具有高效、安全、成本低等優點，且能保護被提取成分不被破壞，可以對其進一步的研究，以提高提取效率。在對桔梗皂苷的提取試驗中發現，在浸泡時間1.02 h、乙醇濃度67.3%、超聲時間45.45 min、料液比1∶7.7（g/mL）時效果最佳，皂苷提取率可達97.9%[21]，提取率高。

2.1.2 微波提取法

微波提取法是皂苷提取常用的方法之一，可以使植物細胞內部溫度在短時間內實現升高，使細胞內部壓力超過細胞壁承受能力，細胞被破壞后，細胞內有效成分流出，具有提取時間短、效率高、溶劑消耗低、環境污染小等優點[22]。

2.1.3 酶提取法

酶提取法是通過酶分解細胞壁，增加皂苷與提取溶劑的接觸面積，使其更好、更快地溶于溶劑中，提升提取速度及皂苷得率。由于酶的作用條件較溫和，皂苷提取效果較好，未來可以進一步對其進行開發利用，以獲得更佳的提取效果。以黃精皂苷得率為評價指標，通過單因素試驗對纖維素酶添加量、果膠酶添加量、料液比、酶解pH、酶解溫度以及酶解時間進行研究，采用響應面法對提取條件進行優化，在纖維素酶添加量0.4%、果膠酶添加量5.0%、料液比1∶16（g/mL）、酶解pH為5.0、酶解溫度45 ℃、酶解時間2.0 h時效果最佳，皂苷得率為4.06%[23]。

2.2 皂苷的功效

2.2.1 降血糖

淀粉被人體攝入后會被α-淀粉酶消化為麥芽糖和糊精，并進一步被α-葡萄糖苷酶轉化為葡萄糖，從而使血糖升高。因此，抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的活性對緩解血糖的升高具有重要作用[23]。研究表明，不同濃度的黃精總皂苷對α-葡萄糖苷酶均有抑制作用，同時對α-淀粉酶抑制率隨濃度的增大而增強，這說明黃精皂苷具有降血糖功能[24]。同時滇黃精及其不同提取物對α-糖苷酶都有一定的抑制作用，這與其降血糖的功能相符，同時相對于其他組分，滇黃精皂苷的抑制作用更明顯，且成量效關系[25]。

2.2.2 抗抑郁

抑郁癥是一種患病率、自殺率、死亡率和復發率高的疾病，嚴重威脅著人類生命和健康。祝凌麗[26]通過建立慢性應激模型大鼠，將模型組與處理組進行行為對比后發現，黃精皂苷能有效地減少慢性應急模型大鼠海馬和大腦皮層神經元表達細胞腦源性神經營養因子和酪氨酸激酶B的降低，從而起到抗抑郁的作用。通過連續21 d給予大鼠刺激，造成大鼠慢性輕度不可預見應激抑郁模型，同時每天給予生理鹽水、赤芍總苷、百合總皂苷灌胃治療發現，赤芍總苷、百合總皂苷聯合應用對大鼠具有一定的抗抑郁作用，其作用機制可能與調節大鼠神經遞質的表達有關[27]。這表明皂苷有一定的抗抑郁作用，可進一步研究其作用機制，獲得更好的發展應用。

2.2.3 抗癌

以九華黃精為原料，制備高純度的皂苷，研究發現黃精皂苷可以通過阻滯細胞周期、介導線粒體途徑、死亡受體途徑等誘導細胞凋亡，從而發揮其體外抗癌作用[28]。同時，不同藥物聯用可能會通過協同作用而發揮更好的抗癌作用，因此可以進一步對其進行研究，以期獲得更大的突破。

3 黃酮

黃酮類化合物來源廣泛，主要分布于水果、蔬菜、茶、谷物、植物根莖、花中，大部分來源于色彩鮮艷的花卉、水果和樹葉[29]。黃酮類化合物具有許多高價值的生物學功能，包括降血糖、抗氧化、抗炎等，在人體疾病的治療和預防中具有有益的作用。

3.1 黃酮的制備提取方法

3.1.1 乙醇浸提法

黃酮類化合物的浸提方法較多，如熱水提取法、堿性水溶液法、乙醇浸提法等，通常乙醇作為較為常用的浸提劑。以紫蘇為例，在最佳條件下用水提取紫蘇總黃酮時，其提取率為1.80%，而用乙醇提取時，提取率約為3.0%，提取率有明顯的提高[30]。用乙醇進行浸提具有提取方法簡單、易操作的優點，但同時存在提取效率較低、耗時較長的問題，在大規模生產上具有一定的局限性，需進一步改進。以總黃酮含量為評價指標，對多花黃精提取工藝可視化分析后得出，除提取次數外，乙醇濃度、提取時間、提取溫度及固液比對多花黃精中總黃酮的含量均有影響，其最佳提取條件為乙醇濃度50%～70%，提取溫度50～60 ℃，提取時間為140～150 min，提取2次，固液比1∶14～1∶18[31]。

3.1.2 微波輔助提取法

微波輔助提取是利用微波能進行活性物質萃取的一種提取技術，微波效應有利于加速植物材料中活性物質的擴散和溶解[32]，具有提取速度快、溶劑消耗少、產品質量好、提取率高等優勢[33]。以紫蘇油粕為例，采用微波輔助法提取黃酮與傳統的醇提取方法對比，提取率可提高54.31%，雖然微波輔助提取法可以提高提取率，縮短提取時間，但需要注意控制微波時間，防止因提取溫度過高，損失提取物質，從而使得率下降[34]。

3.1.3 超聲輔助提取法

超聲輔助提取法是提取黃酮常用的方法之一[35]。在單因素試驗的基礎上，對紫蘇葉黃酮的超聲輔助提取工藝進行響應面優化，得到超聲功率313 W、提取時間31 min、乙醇體積分數37%、料液比1∶15（g/mL）的最佳工藝參數，在此條件下，紫蘇葉黃酮的提取量可達22.48 mg/g[36]。以乙醇為提取液，采用超聲波輔助提取法提取山楂黃酮，在料液比1∶41.24（g/mL）、乙醇體積分數69.99%和萃取時間38.93 min的條件下，提取率達1.123 mg/g[37]。

3.2 黃酮的功效

3.2.1 抗氧化

羥基自由基有很強的氧化性，會對生物體內的組織進行攻擊，使細胞損傷或死亡[36]。黃酮對羥基自由基有一定的清除能力，研究表明，紫蘇葉黃酮能顯著提高氧化應激環境下細胞的存活率，恢復胞內抗氧化酶系酶活力，這表明紫蘇葉黃酮能通過提高胞內抗氧化酶系的活性從而緩解氧化應激損傷[38]。黃酮是天然的抗氧化劑，利用其抗氧化性可開發功能性食品、食品抗氧化劑、保健藥品等，擁有廣闊的市場前景。

3.2.2 降血糖

用四氧嘧啶法復制糖尿病小鼠模型，觀察紫蘇總黃酮提取物對糖尿病小鼠的降糖作用，結果顯示，高、中、低劑量治療組與模型組小鼠相比，糖尿病小鼠血糖濃度明顯降低[39]，表明紫蘇總黃酮提取物可明顯降低糖尿病小鼠的血糖濃度，提高血糖降低率，對糖尿病并發癥的預防及治療具有潛在意義。游離脂肪酸是調節胰島素敏感性的重要因素，通過對肥胖人群及Ⅱ型糖尿病患者人群觀察發現，其血清游離脂肪酸水平明顯升高，桑葉黃酮作為桑葉的主要活性成分之一，能夠明顯降低糖尿病大鼠的空腹血糖、游離脂肪酸及胰島素水平，發揮抗糖尿病作用，有明確的降糖作用[40]。

3.2.3 抗炎

通過建立模型發現，紫蘇黃酮對醋酸致小鼠毛細血管通透性增高、二甲苯誘導的小鼠耳廓腫脹、棉球誘導的大鼠肉芽腫和角叉菜膠致小鼠氣囊炎等炎癥模型均有一定的抑制作用，同時表明，紫蘇黃酮可以抑制急性炎癥早期的毛細血管擴張、滲出水腫，對中晚期炎癥纖維組織增生、肉芽形成有改善作用[41]，說明紫蘇黃酮具有明顯的抗炎作用，這為以紫蘇葉為原料的抗炎新藥提供了參考，黃酮未來的藥用開發前景廣闊。

4 展望

近年來，關于藥食同源物質的研究逐漸成熟并取得了一定的成績。以多糖和皂苷、黃酮為例的藥食同源物質中的活性成分，其提取方法多采用浸漬提取、微波提取及超聲輔助提取等，同時三者均有抗氧化、降血糖的作用功效，具有良好的發展前景。關于藥食同源物質的研究，目前存在的問題主要有：（1）藥食同源物質含有多種活性成分，如木脂素、生物基等，對于其他活性成分的研究有待進一步深入；（2）提取方法較單一，提取率仍有一定的提升空間，可以嘗試不同方法的結合，提高提取率以及資源的利用率；（3）對活性成分的保健功效雖有一定的研究，但其作用機理研究不夠透徹，部分仍處于推斷階段，還需經過更加權威的實驗論證。隨著消費者對藥食同源物質了解的逐漸深入，其活性成分的提取和應用有廣闊的發展前景，因此提高活性成分提取率、明確作用機制、發揮其功能功效是今后研究的重點。

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收稿日期：2023-12-11

基金項目：泰安市科技特派員項目-高效利用泰山黃精資源的產品研發及示范（2021TPY009）；山東省自然科學基金-高 RG-I 結構域果膠的特異獲取及其對腸道免疫調節作用機制的研究（ZR2022MC187）；教育部中華優秀傳統文化專項課題（A類）重大項目（尼山世界儒學中心/中國孔子基金會課題基金項目）-飲食文化視角下構筑中華民族共同體的共同歷史記憶與文化基因研究（23JDTCZ015）

第一作者簡介：王盟鑫（1999—），女，在讀碩士，研究方向為食品科學

*通信作者簡介：吳澎（1972—），女，教授，博士，主要從事食品科學方面的教學與研究工作