黃精研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景

朱柏雨,向卓亞,余鰻游,楊 星,鄧俊琳,陳 建,朱永清,黃巧蓮,夏 陳

(四川省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/四川省農(nóng)業(yè)科學院食物與營養(yǎng)健康研究所,成都 610066)

黃精(PolygonatumsibiricumRed.)屬百合科 (Liliaceae) 黃精屬(Pilygonatum) 多年生草本植物[1],自古以來就是藥食兩用的佳品,具有補腎虛、填精髓之功效。黃精始載于《雷公炮灸論》,被列為“上品”,是古代養(yǎng)生學家眼中延年益壽之品,常用于脾胃氣虛,精血不足,腰膝酸軟,須發(fā)早白等癥,有久服成仙的傳說[2]。李時珍在《本草綱目》中也將黃精稱為“服食安藥”[3]。

1 黃精生物學特征

黃精屬植物具有類似的生物學特征,均為具根狀莖的多年生草本植物。根狀莖呈圓柱形,結節(jié)膨大,粗端分枝,莖上無分枝,基部具有膜質(zhì)的鞘,或直立,或彎拱,或作攀援狀,葉互生、輪生或?qū)ι?花生葉腋間,2～4朵,呈傘形、傘房或總狀花序,花被乳白色,長約 9～12mm。果實近球形漿果,直徑7～10mm,種子4～7顆?；ㄆ?～6月,果期8～9月[4]。

黃精藥用歷史十分悠久,1963～2020年各個版本《中華人民共和國藥典》均將黃精收錄其中,并將滇黃精、黃精以及多花黃精作為中藥黃精的基元[5]。三者除具有黃精屬植物生物學特征外還存在明顯的差異,如:滇黃精呈輪生葉序,葉片先端拳卷,傘狀花序,花被為紅色;黃精呈輪生葉序,葉片先端拳卷,傘狀花序,黃精的花被為乳白色至淡黃色;多花黃精呈互生葉序,葉片先端漸尖至尖,花被為黃綠色(圖1)[6]。

圖1 黃精及其花序

2 種質(zhì)資源及分布

黃精的分布范圍極為廣泛,據(jù)世界植物名稱檢索名錄統(tǒng)計,目前全球共有黃精屬植物327種,但主要分布于喜馬拉雅山山系至日本的狹長區(qū)域內(nèi)[7]。該區(qū)域內(nèi)的黃精屬植物主要分為8系,分別為獨花系、點花系、苞葉系、互葉系、短筒系、對葉系、輪葉系以及滇黃精系。我國是黃精屬植物的多樣性中心,共有47種黃精屬植物[8],幾乎全國各地均有分布,其主要生長于灌叢、林下或山坡陰處等環(huán)境,其中北方多以黃精為主,我國中部多以多花黃精為主,西南片區(qū)則以滇黃精為主,其中云南、重慶、四川等地被稱為我國黃精屬植物的起源中心[9]。

3 功能成分及活性

3.1 黃精的有效成分

3.1.1 多糖 黃精多糖是黃精主要有效成分之一,目前多糖含量已經(jīng)作為評價黃精品質(zhì)高低的標準。2020版《中華人民共和國藥典》認為黃精多糖含量以無水葡萄糖(C6H12O6)計,不得低于7.0%[5]。有研究表明,黃精多糖主要由半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、鼠李糖、木糖以及葡萄糖組成,此外還有部分半乳聚糖和半乳糖醛酸,同時不同種類及不同生長環(huán)境下的黃精多糖含量及組成有明顯差異[10]。

3.1.2 皂苷 有研究表明黃精皂苷類化合物已有70余種,多以甾體皂苷類為主,除此之外還有三萜和倍半萜化合物。甾體皂苷包括呋喃甾烷型、螺旋甾烷型;三萜皂苷包括烏蘇酸型五環(huán)型、齊墩果烷型五環(huán)型、達瑪烷型等多種類別[11]。皂苷類化合物合成途徑也分為甾體生物合成、萜類化合物骨架生物合成以及倍半萜和三萜的生物合成。

3.1.3 黃酮 黃精中黃酮類化合物具有含量高、種類多的特點,目前已經(jīng)從黃精中分離得到20余種黃酮類化合物,通過母核結構可將其分為六大類,其中高異黃酮類含量最高,為黃精重要特征成分[12]。

3.1.4 氨基酸及微量元素 不同種類及不同生長條件下的黃精氨基酸含量及種類差異較大,目前已經(jīng)從黃精中分離得到10種人體非必需氨基酸以及人體全部必需氨基酸,其中蘇氨酸(Thr)、賴氨酸(Lys)、甘氨酸(Gly)、亮氨酸(Leu)、精氨酸(Arg)含量最為豐富[13]。微量元素方面目前已經(jīng)從黃精中檢出了鉀(K)、鈣(Ca)、鎂(Mg)、磷(P)等常量元素以及鐵(Fe)、銅(Cu)鋅(Zn)、錳(Mn)、錳(Mn)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、硒(Se)等微量元素,除此之外還在部分黃精中檢出了鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)等16種稀土元素以及釷(Th)元素[14]。

3.1.5 其他成分 黃精中除上述幾類物質(zhì)意外還含有有酚酸、生物堿、蒽醌類化合物、揮發(fā)性物質(zhì)、植物甾醇、木脂素等多種物質(zhì)[15]。

3.2 黃精的功能活性

黃精復雜的功能活性成分造就了其多種多樣的功能活性,目前關于黃精的功能活性研究主要集中于延緩衰老、抗疲勞、降血糖以及抗腫瘤等方面。

3.2.1 延緩衰老 肖坤敏等[16]利用Box-Behnken響應面法對滇黃精多糖進行提取,采用DEAE纖維素離子交換樹脂純化多糖后考察了對ABTS自由基清除能力,結果表明滇黃精粗多糖、中性酸性多糖能夠較好地清除ABTS自由基,并呈一定的量效關系。巫永華等[17]研究了黃精多酚的自由基清除能力,研究結果表明,黃精多酚的抗氧化能力與其濃度具有較強的量效關系。

3.2.2 抗疲勞 榮曉娟等[18]研究了多花黃精對成熟雄性動物抗疲勞能力的影響,研究結果顯示,多花黃精鮮品可以明顯延長老鼠的游動能力和動物爬桿能力,而且還可以明顯降低動物體內(nèi)血乳酸、血清尿素氮水平,并且增加了動物體內(nèi)肝糖元和肌肝糖水平,表明黃精也有抗疲勞作用。

3.2.3 降血糖 馬娟等[19]考察了安徽、云南、黑龍江、廣西、湖南和遼寧6個地區(qū)的滇黃精、多花黃精和雞頭黃精提取物對α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制情況,分析比較了其體外降血糖功效差異。結果表明黃精水提取物對α-葡萄糖苷酶的抑制率均在60%以上,最高可98.36%,對α-淀粉酶抑制率均在80%以上,最高可達91.85%,對于 α-淀粉酶的抑制率由高到低排序為:安徽>云南>黑龍江>廣西>湖南>遼寧,表明黃精具有較強的降血糖活性。

3.2.4 其它活性 除上述幾種主要的活性外,黃精還具有抗腫瘤[20]、抗抑郁[21]、提高記憶力[22]和增強肝功能[23]等多種效果。

4 應用現(xiàn)狀

黃精作為一種藥食兩用資源應用歷史十分悠久,在藥品、食品、保健品以及化妝品等方面均有開發(fā)應用。藥用方面主要以藥材應用于中成藥的生產(chǎn),目前已黃精為原料生產(chǎn)的中成藥主要包括黃精丸、當歸黃精膏、十一味黃精顆粒、益元黃精糖漿、黃精贊育膠囊等多個品種[24],其主要用于補氣養(yǎng)血、身體虛弱、腰腿無力、補腎填精、清熱利濕、倦怠少食等癥。食品方面黃精已經(jīng)被開發(fā)為茶飲、輕酒、蜜餞,以及與面食相結合開發(fā)出黃精薄脆、黃精素餅等多種產(chǎn)品。保健品方面以黃精為主要原料的保健品有306個,其中有223個具有增強免疫力、緩解體力疲勞功能,49個具有輔助降血糖、輔助降血脂效果,其他保健品主要集中于延緩衰老、改善睡眠、輔助改善記憶、增加骨密度、輔助保護肝損傷、改善營養(yǎng)性貧血、抗氧化等方面。

5 產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及問題

5.1 黃精品種選育及栽培措施研究不足

隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展和人民保健意識不斷上升,以黃精為原料的食品、保健品銷量不斷上升,從而導致市場對黃精的需求大大增加。但目前黃精的獲取主要來源于黃精野生資源,已經(jīng)導致黃精野生資源遭到嚴重破壞,因此只有大規(guī)模人工栽培才能解決當前窘境[25]。近年來雖然已經(jīng)開展黃精良種選育研究,但效果依舊不理想,主要表現(xiàn)在對野生黃精資源馴化工作滯后,馴化效果差,良種嚴重不足等。同時,對黃精高產(chǎn)、高質(zhì)栽培措施研究也有待提高,目前人工栽培雖然從一定程度上提高了黃精產(chǎn)量,但黃精種植基地建設不足、栽培規(guī)模較小、科技含量低,且較為分散,導致科學化管理難以實施,農(nóng)戶缺少專業(yè)知識、田間管理低下、多以經(jīng)驗種植黃精,農(nóng)藥化肥濫用導致病蟲害頻發(fā),種植成本高,栽培黃精品質(zhì)與野生黃精品質(zhì)有較大差距,難以得到市場認可,從產(chǎn)量和品質(zhì)上均無法滿足市場的需求[26]。

5.2 精深加工能力不足,產(chǎn)品檔次低

雖然黃精具有良好的風味和適口性,已在食品、藥品、保健品等方面廣泛應用,但黃精在食品及保健品方面的應用占到其產(chǎn)量的75%以上,藥用占比僅僅20%左右,能夠發(fā)揮黃精產(chǎn)業(yè)價值的仍然是在食品方面。由于缺少精深加工綜合利用的企業(yè)帶動以及資金投入導致黃精精深加工及綜合利用研發(fā)不夠。以黃精為原料開發(fā)的食品主要包括黃精茶、黃精酒、黃精黑芝麻丸、黃精蜜餞、薄脆、素餅等,這些產(chǎn)品雖然在一定程度上促進了黃精在食品行業(yè)的應用的發(fā)展,但由于缺少精深加工手段介入,導致這些產(chǎn)品檔次低、規(guī)模小,無法有效地提升黃精產(chǎn)品附加值[27],無法有效帶動整個黃精產(chǎn)業(yè)健康蓬勃發(fā)展,從對黃精品種選育、栽培措施研究等方面的發(fā)展起到消極作用,造成惡性循環(huán)。

5.3 重視程度不夠、投入不足

近幾年黃精產(chǎn)業(yè)雖然有所發(fā)展,但總體來說仍舊處于較低水平,主要原因是政府相關部門給予的的重視程度不足,對于黃精野生資源馴化、品種選育種植栽培、精深加工以及產(chǎn)品銷售等方面的政策和資金投入較少,高校和科研院所對黃精的研究深度不夠,范圍不足,導致黃精產(chǎn)業(yè)發(fā)展無法形成體系。此外政府部門對于黃精產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持、引導不足,缺少龍頭企業(yè)的介入,導致其規(guī)?；?、高檔化發(fā)展受阻。最后有關黃精產(chǎn)業(yè)發(fā)展的監(jiān)管力度不足,政策制度不完善,市場規(guī)范化欠缺同樣嚴重制約黃精產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

6 發(fā)展策略與展望

6.1 加大資金及科技投入,加速技術體系完善

隨著黃精市場需求量不斷升上,野生資源不斷枯竭的情況下,應加大資金及科研投入,引導高校及科研院所積極開展黃精野生資源馴化、良種選育以及配套高效栽培措施研究,加強黃精病蟲害防治研究,同時吸引中藥栽培企業(yè)積極推廣優(yōu)良黃精品種的示范推廣在提升黃精產(chǎn)能的同時,推動黃精野生資源的保護,促進黃精產(chǎn)業(yè)綠色健康可持續(xù)發(fā)展。同時推進黃精功能成分解析、研究黃精做種功能活性并探索作用機理,對黃精功能性農(nóng)產(chǎn)品開發(fā),豐富黃精高端食品、保健品具有重要的指導意義。

6.2 促進精深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展,推動產(chǎn)品多元化發(fā)展

黃精在食品、保健品應用方面有著巨大的開發(fā)潛力,但已有產(chǎn)品種類較少,技術水平較低,導致產(chǎn)品附加值不高。隨著經(jīng)濟發(fā)展和生活水平不斷提高,國民慢性病正呈爆發(fā)式增長,目前我國已經(jīng)將人群亞健康以及慢性疾病的防控已上升至國家戰(zhàn)略,健康產(chǎn)業(yè)成為國民經(jīng)濟支柱性產(chǎn)業(yè),功能性食品產(chǎn)業(yè)在我國也受到空前的重視,近年來國民對中藥產(chǎn)品治未病的?；诖?推動黃精精深加工,引入精深加工龍頭企業(yè)開發(fā)黃精功能性農(nóng)產(chǎn)品,推動產(chǎn)品多元化發(fā)展,提升黃精附加值對黃精產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重大意義。

6.3 加強宏觀調(diào)控,發(fā)揮政府指導作用

政府部門除在資金方面對黃精產(chǎn)業(yè)予以投入之外,還應該發(fā)揮政府宏觀調(diào)控職能,積極引入黃精栽培、精深加工龍頭企業(yè),給予中小型企業(yè)足夠的政策扶植,積極引導企業(yè)開展精深加工及產(chǎn)品開發(fā),提高黃精附加值,積極推進科技成果轉(zhuǎn)化,擴大黃精高端產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模,增強企業(yè)市場競爭力。

6.4 建立營銷新策略,打造品牌效應

在競爭激烈的商業(yè)環(huán)境中,品牌營銷策略的重要性日益凸顯。作為企業(yè)與消費者之間的紐帶,品牌不僅僅是一個名稱或標志,更是消費者心目中的形象與價值所在。因此,為了在市場中脫穎而出,可由政府、科研院所、企業(yè)牽頭,聯(lián)合舉辦黃精產(chǎn)業(yè)大會,舉辦黃精產(chǎn)業(yè)學術會談等,利用會議的形式將黃精的功效價值進行推廣,擴大黃精知名度。此外還可利用數(shù)字化時代的互聯(lián)網(wǎng)、社交媒體等多種渠道推廣高品質(zhì)黃精產(chǎn)品,促進黃精產(chǎn)業(yè)高品質(zhì)發(fā)展。