甜葉菊的綜合開發(fā)利用

馬磊，石巖

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)旱作技術(shù)山東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青島266109）

甜葉菊的綜合開發(fā)利用

馬磊，石巖

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)旱作技術(shù)山東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青島266109）

主要介紹了甜葉菊的甜味成分的種類和特性、提取與分離工藝、味質(zhì)改進(jìn)技術(shù)；及在藥用、肥料、飼料中的應(yīng)用。甜葉菊是一種綜合開發(fā)利用有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的作物。

甜葉菊；甜菊糖甙；綜合開發(fā)利用

甜葉菊(Stevia rebaudiana)別名甜菊、糖草，屬菊科(Compositae)，斯臺(tái)維亞屬，原產(chǎn)地在南美亞熱帶地區(qū)，1977年我國引進(jìn)栽培獲得成功。甜葉菊含有14種微量元素、32種營(yíng)養(yǎng)成分，因此它既是極好的糖源，又是良好的營(yíng)養(yǎng)來源。甜葉菊的根、莖、葉中含有甜葉菊糖甙，甜葉菊糖甙具有高甜度(為蔗糖的200～300倍)、低熱量(僅為蔗糖的1/300)的特性[1]。因而日益引起人們的關(guān)注和重視，被譽(yù)為最有發(fā)展前途的新糖源[2，3]。我國是一個(gè)缺糖的國家，目前食糖消費(fèi)年人均不到7kg，與歐美國家年人均40～60kg差距很大[4]。由于我國人多地少的國情，并且隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，糖料作物的種植面積呈逐年下降趨勢(shì)[5]。甜葉菊糖甙以其高甜度的優(yōu)勢(shì)緩解了我國食糖緊缺的問題，種植1hm2甜葉菊產(chǎn)糖量的甜度相當(dāng)于種植甘蔗6～7hm2、甜菜11～12hm2，而且發(fā)展甜葉菊用地少，可大大節(jié)約耕地。而且甜葉菊還可用于藥品、肥料及飼料等，是一種綜合開發(fā)利用經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的作物。

1 甜菊糖甙

1.1 甜葉菊甜味成分種類和特性

甜菊干葉中的重要成分是甜菊糖甙[4]，其含量占10%左右；甜菊糖甙是從干燥后的甜菊葉中抽提出的一類具甜味的萜烯類配糖體，為白色粉末；其分子式為C38H60O18，分子量為803。甜菊糖甙易溶于水，不溶于丙二醇或乙二醇，在空氣中吸濕性強(qiáng)，干燥失重為1.5%～4.0%。與蔗糖混合使用有顯著的相乘效果。同時(shí)，甜菊糖甙具良好的耐熱性，不易見光分解，在95℃下加熱處理2h甜度不變，即使加熱8h甜度降低也很少。pH在3～9內(nèi)穩(wěn)定，100℃下熱處理1h也無變化。耐鹽性良好，無美拉德褐變現(xiàn)象，不被微生物同化和發(fā)酵，因而可延長(zhǎng)甜菊糖甙制品保質(zhì)期，便于保存。發(fā)熱量極低，其卡值基本接近零。

目前為止，已從甜葉菊中分離得到8種不同甜度的糖甙[6]：(1)甜菊糖甙(stevioside)(St)、(2)二糖甙(sterio1bioside)(SBio）、(3)萊包迪甙A(rebaudioside A)(RA)、(4)萊包迪甙B(rebaudioside B)(RB)、(5)萊包迪甙C (rebaudioside C)(RC)、(6)萊包迪甙D(rebaudioside D)(RD)、(7)萊包迪甙E(rebaudioside E)(RE)。(8)杜爾可甙A (du1coside A)(DA)。這些配糖體中，含量高，且有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的糖甙體有St、RA、RC、DA四種，特別是其中的RA，不論從甜度和味質(zhì)上均受到好評(píng)。一般說的甜味配糖體含量，都以甜菊總甙(tota1 stev1oside)量表示。甜菊總甙是表示甜菊所含各種甜味甙類的總稱，即總甙(tota1 g1ycoside)。我國目前工業(yè)化大生產(chǎn)提取出來的甜菊甙是多種試組成的混合物，其中的甙組分大致可分為以下三類[7]：

(1）甜菊甙。無色晶體，甜度為蔗糖的270～280倍，是甜菊甙產(chǎn)品的主要組成部分，在混合甙中的比例為50%～70%，味質(zhì)良好，余味長(zhǎng)而微苦。

(2）萊包迪甙。這種甙又可分為RA，RC，RD，RE等四種，其中RA是無色結(jié)晶，甜度為蔗糖的450倍，甜味純正，近似蔗糖，是甜菊試產(chǎn)品中甜味最優(yōu)質(zhì)部分。RC為無色結(jié)晶，甜度不到蔗糖的50倍并帶苦味。RD為無色結(jié)晶，甜度為蔗糖的150倍。RE的甜庶為蔗糖的100～150倍。RA在干葉中占總甙的15%～20%左右，RC占10%～15%左右，RD，RE占的比例較小。

(3）杜爾可甙。該甙可分為DA和DB兩種，其中DB和RC是同一種物質(zhì)，DA在干葉中占總甙比例也比較小，且其甜度為蔗糖的150倍左右。

總的來說，甜菊甙是甜菊甙產(chǎn)品的主要組成部分，其次是RA部分，但如果產(chǎn)品中RA含量越高，甜味就越純正，也就會(huì)受越多消費(fèi)者的青睞。因此，我們要想改善現(xiàn)有甜菊甙產(chǎn)品風(fēng)味，就必須想辦法提高甜菊甙產(chǎn)品中RA部分含量。

目前工業(yè)化生產(chǎn)的甜菊糖甙主要有3種基本形式[8]：(1)淡棕色粗提取物，為50%純品；(2)微黃色，為80%～90%高等純品；(3)白色粉末狀，為90%以上精品。

1.2 甜菊糖甙提取與分離工藝。

甜菊糖甙提取方法[9]通常采用醇提取法、吸附法、浸提法、樹脂法、分子篩法等，目前應(yīng)用最廣的是樹脂工藝法。此法雖有一定的加工能力，但處于傳統(tǒng)的方式，糖甙總收率可達(dá)85%，產(chǎn)品含量為90%，生產(chǎn)成本較高，因此降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量是甜菊糖甙提取工藝中亟待解決的問題。

提取得到的甜菊糖甙粗品要經(jīng)過進(jìn)一步的濃縮和純化。目前比較先進(jìn)的工藝有兩種，一種是完全反滲透法，另一種是反滲透器與熱蒸發(fā)器串聯(lián)濃縮法。從濃縮時(shí)間上看，兩者基本相同。但改進(jìn)工藝后操作簡(jiǎn)便，產(chǎn)品質(zhì)量提高，不易吸潮，很少出現(xiàn)粘壁焦糖現(xiàn)象。這兩種方法試生產(chǎn)效果好，完全達(dá)到生產(chǎn)要求，產(chǎn)品質(zhì)量也比較高。

以上方法得到的產(chǎn)品是各種糖甙組分的混合產(chǎn)品，還可以進(jìn)行進(jìn)一步的糖甙組分分離。目前報(bào)道的分離技術(shù)有；(1)高效液相色譜法(HPLC)[10，11]；(2)液滴逆流分配層析法(DCCC)[12]；(3)薄層色譜法(TLC)[13，14]；(4)重結(jié)晶法[15]；(5)超臨界萃取法[16，17]；(6)毛細(xì)管電泳法[18]；(7）樹脂吸附分離提取法等。

采用樹脂吸附分離法[6]提取、精制甜葉菊糖具有快速、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定持久等優(yōu)點(diǎn)，是目前甜葉菊糖精制過程中不可缺少的工藝流程。大孔吸附樹脂對(duì)甜葉菊提取成分的吸附作用具有一定的選擇性。近年來，南開大學(xué)高分子化學(xué)研究所正著手致力于設(shè)計(jì)合成一種對(duì)甜菊甙具有高吸附選擇性的大孔親和性吸附樹脂，并研究它對(duì)于甜葉菊糖8種糖甙的分離作用，力圖采用樹脂的選擇性吸附作用提取分離出萊包迪甙A含量高的甜葉菊糖產(chǎn)品。

1.3 甜菊糖甙的味質(zhì)改進(jìn)

由于甜菊葉提取物是8種雙萜糖甙的混合物，其口感、甜度各不相同。其中甜菊甙和萊包迪甙C帶有一定的后苦味道，嚴(yán)重影響著甜葉菊糖的味質(zhì)，為此，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量研究改進(jìn)工作。

在甜葉菊糖組分中，甜菊甙、萊包迪甙A及萊包迪甙C的相對(duì)含量較高，占總量的90%以上。其中萊包迪甙A甜度高，味質(zhì)接近蔗糖，是理想的甜味成分，而甜菊甙及萊包迪甙C具有較強(qiáng)的余苦味，在很大程度上影響了甜葉菊糖的味質(zhì)，使甜葉菊的應(yīng)用受到了限制。因此應(yīng)該對(duì)有較強(qiáng)余苦味的甜菊甙、萊包迪甙、斯替維伯甙進(jìn)行改造與轉(zhuǎn)化，改善其味質(zhì)。近年來有許多研究用酶轉(zhuǎn)糖基化法將甜菊甙、萊包迪甙C轉(zhuǎn)化成低聚葡萄糖配體，以改進(jìn)其味質(zhì)的報(bào)道。也有用酯化法、細(xì)菌微生物法及摻雜法等措施進(jìn)行味質(zhì)改進(jìn)的研究，都有效地改善了甜菊糖甙的味質(zhì)。

2 藥用作用

甜葉菊有一定的藥理作用，有控制血糖、降低血壓、促進(jìn)新陳代謝的作用，亦有治療糖尿病，肥胖癥、調(diào)節(jié)胃酸、恢復(fù)神經(jīng)疲勞之功效[19]。甜葉菊莖用活化水于45～60℃提取，并于此溫度下濃縮，制備家畜健康飲料和乳房洗劑，治療家畜乳腺炎，促進(jìn)健康，治療應(yīng)激引起的疾病、慢性支氣管炎、肺炎、肝功能障礙、肝炎、卵巢機(jī)能減退[20]。甜葉菊可增進(jìn)家畜、賽馬和寵物的食欲并能治療它們的慢性疾病及牛的不孕癥，已引起國外畜牧和飼料工作者的關(guān)注[21]。

3 用于肥料及飼料等

甜葉菊干葉中除含有甜菊糖甙，還含有大量蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素、灰分和無氮浸出物等非糖成分，因此它是多種產(chǎn)品綜合開發(fā)利用的植物資源。

甜菊葉殘?jiān)鼘儆诠I(yè)廢料[4]，卻是很好的有機(jī)肥料，有機(jī)質(zhì)含量極高，含Ca2+和Fe2+，可改良培肥土壤。其次，腐熟的甜菊葉殘?jiān)c基礎(chǔ)基質(zhì)配制成蔬菜育苗土，最適合香瓜、西瓜、柑桔、西紅柿?？纱龠M(jìn)幼苗生長(zhǎng)發(fā)育，增加幼苗干鮮物質(zhì)重、促進(jìn)早熟、增加甜度，是很好的育苗基質(zhì)，且成本低廉。第三，甜菊葉殘?jiān)砑拥皆耘嗑惻囵B(yǎng)料中，既可滿足食用菌對(duì)養(yǎng)分的需要，又可滿足食用菌對(duì)各種微量元素、維生素及透氣性的要求，因而發(fā)菌快、出菌早、菌質(zhì)好、產(chǎn)量高，尤其是銀耳，長(zhǎng)得又白又大；栽培金針菇，略帶甜味，風(fēng)味獨(dú)特。第四，甜菊葉殘?jiān)梢?%比例做禽類飼料，能起到預(yù)防禽類拉稀等作用，調(diào)節(jié)禽類消化功能，并能提高產(chǎn)蛋率。第五，甜菊葉殘?jiān)蓳降斤暳侠?，用來喂奶牛、奶羊，可增加奶甜度，提高奶質(zhì)量和奶中微量元素、氨基酸等物質(zhì)，對(duì)產(chǎn)奶量有一定促進(jìn)作用。

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Comprehensive Development and Utilization of Stevia

MA Lei，SHI Yan
(Dryland Technology Key Laboratory of Shandong Province,Qingdao Agricultural University,Qingdao 266109,China)

Stevia rebaudiana has high deve1oping and uti1izing va1ue and market va1ue.Some information were introduced on aspects.the types and characteristics of stevia and steviosides，extraction and separation of the effective ingredients;and the use in medicament，ferti1izer and feed.

Stevia rebaudiana;Stevioside;Comprehensive deve1opment and uti1ization

雜566.9

A

1007-2624(2009）01-0068-02

2008-07-11

馬磊(1982-），男，山東省濰坊市人，主要從事作物高產(chǎn)生理生態(tài)工作。

石巖，E-mai1.yanshi@qau.edu.cn