张晓娟,胡选萍,周建军,吴三桥
(陕西理工学院生物学院,陕西汉中723001)
蕨菜化学成分及开发应用研究进展
张晓娟,胡选萍,周建军,吴三桥
(陕西理工学院生物学院,陕西汉中723001)
蕨菜是凤尾厥科多年生草本植物,兼有食用与药用价值。其营养丰富,含有16种氨基酸及多种微量元素。蕨菜全草可入药,具清热、降压、化痰、利尿、滋补等功效,就蕨菜的营养成分、化学成分、药用价值、开发利用现状及前景做一综述。
蕨菜;化学成分;开发应用
蕨菜,别名为蕨台、蕨、龙头菜和拳头菜等,属凤尾蕨科多年生不开花草本植物[1],适于长在温暖阴湿的森林环境,以海拔500m~1 000m丘陵、山地生长发育最好。其生长旺盛,常成片长于山坡草丛或林缘阳光充足处。蕨菜广泛分布于全球亚热带、暖温带和温带地区,在我国分布极为广泛,东北,华北,西南均有分布,蕴藏量丰富,是我国传统大宗森林野生蔬菜之一,有“山菜之王”之称[2]。蕨菜具有很高的营养价值,含有多种维生素、氨基酸、以及人体所需的多种微量元素。蕨菜还含有许多药用成分,其全草入药,能清热利湿、消肿、利水、安神,具有很好的药用价值[3]。因此,蕨菜资源的开发利用,具有良好的经济效益和社会效益。本文就蕨菜的化学成分,药用价值、开发利用现状及前景做一论述,为蕨菜的深加工及开发提供参考。
蕨菜营养丰富,含有粗蛋白、粗脂肪、膳食纤维、胡萝卜素、氨基酸、维生素及微量元素等营养成分。每100 g食用蕨菜茎叶中含水分86.0 g,蛋白质1.6 g、脂肪0.4 g、糖类10 g、粗纤维1.3 g、灰分0.4 g、胡萝卜素16.8 g、VC35mg、钙2.4mg、磷29mg,铁6.7mg,含有常见的16种氨基酸,其中包括人体必需的八种氨基酸。蕨菜还含有胆碱、麦角固醇等营养物质[4]。姚玉霞等[5]研究表明,蕨菜中主要营养成分含量较常见蔬菜高,维生素含量丰富,种类齐全,VB2、VC含量高于一般蔬菜,分别达到0.1mg/kg,36mg/kg。
蕨菜含有多种化学成分,以蕨素及其苷类为主[6]。主要含有蕨素、乙酰蕨素、苯甲酸蕨素、苯乙酸蕨素、棕榈酰蕨素、野樱甙、延胡索酸、琥珀酸、紫云英甙、异槲皮甙、剔里洛甙、鞣质、生物碱、挥发油、多聚糖、核甙酸、糖脂质、咖啡酸等[3,7]。蕨菜还含有昆虫变态激素尖叶土杉甾酮及甲壳甾酮,麦角甾醇,胆硷,茚满酮类等多种化学成分,可开发制取生物医药及化工产品。
张帆等采用树脂及正反相硅胶色谱柱从蕨菜中分离纯化出9个化合物,通过波谱分析将它们分别鉴定为胡萝卜苷、山奈酚-3-O-(6″-O-反-对羟基苯丙烯酰基)-β-D-葡萄糖苷、腺嘌呤核苷、蕨素-3-O-β-D-葡萄糖苷、牛膝甾酮、芦丁、蕨素A、坡那甾酮A和槲皮素。其中腺嘌呤核苷和牛膝甾酮为首次从该种植物中分离得到[6]。李海丽建立了一种快速、准确的HPLC法测定蕨菜中的槲皮素和山萘酚,得出槲皮素的含量为0.11%(n=6),山萘酚的含量为0.15%(n=6)[8]。
蕨菜黄酮为蕨菜中主要有效成分,具降血脂、降血糖、抗过敏、抗氧化、增强机体免疫力、抗肿瘤、抗衰老、治疗心脑血管疾病、抗疲劳等多种药用保健功能,具有很高的利用价值。陈乃富采用70%的乙醇提取、聚酰胺纯化,并进行抗氧化性测定,得出蕨菜总黄酮含量为干重的7.28%,粗黄酮中黄酮含量为27.03%,精制黄酮中的黄酮含量为41.52%,蕨菜黄酮类化合物有较强的清除自由基能力,能显著阻断亚油酸、猪油的自氧化作用,表现出很强的抗氧化活性[9]。多糖由于具有许多独特的生理作用受到人们的重视,成为近年来的一个研究热点。唐巧玉等[10]通过不同工艺提取蕨菜多糖将其得率提高至6.17%,同时得出蕨菜多糖具有体外抗氧化作用,其能力存在浓度依赖性,蕨菜多糖对细菌具有抑制效果。
蕨菜全草可入药,性味甘寒,具有较高的药用价值。具清热滑肠,降气驱风,、降压、化痰、利尿、滋补等功效,可治食膈、气膈、肠风热毒[2]。蕨素对细菌有一定的抑制作用,能清热解毒、杀菌消炎。蕨菜还富含一种抗癌元素——硒,硒可阻碍致癌物质在体内的代谢过程,激活免疫反应,从而增强机体免疫能力[11]。
蕨菜根状茎也可药用,有解毒、利尿的功效,蕨根所提取的淀粉称为蕨粉,有一定的滋补作用。因此,常食能补脾益气,强健机体,增强抗病能力,并能减肥。
3.1 蕨菜食品、保健品的开发
蕨菜口感脆嫩鲜美,营养价值高。其生长环境无污染,是一种纯天然绿色无污染的蔬菜,深受人们的喜爱,目前,蕨菜加工食品主要有保鲜蕨菜、盐浸蕨菜,蕨菜干,蕨菜罐头等。
3.1.1 保鲜蕨菜的研究
蕨菜采收时间短,容易褐化、老化。采摘后需要及时进行保鲜处理,保鲜蕨菜既保持了蕨菜原有的色泽风味,又克服了传统盐腌后蕨菜水分、灰分、蛋白质等营养物质损失量大及Na离子含量高的缺点。
保鲜蕨菜的工艺流程:鲜蕨菜采收→清洗→修整→烫漂→脆化冷却→沥干→装袋→真空封口→杀菌→冷却。铜、锌离子能置换出叶绿素中的镁离子生成较稳定的铜或锌的叶绿素衍生物,铜离子较易取代镁离子,但食品要求铜离子的残留量不超过10mg/kg,因此常采用锌盐对蕨菜进行护绿处理。烫漂后的蕨菜迅速放入氯化钙溶液中,钙离子与果胶物质生成不溶性的盐,增进蕨菜的硬度。王海研究表明在pH8的漂烫液中加入200mg/kg的锌离子,95℃漂烫3min可达到满意的保鲜护绿效果[12]。唐克华等[13]研究表明,将绿色蕨菜在85℃以上的0.01%~0.1%柠檬酸+0.5% NaCl烫漂液中烫漂5min~6min,0.5%CaCl2中硬化30min~60min,再以0.01%~0.1%的复合护绿剂-D为包装汤汁且不进行巴氏杀菌处理的加工,其护绿效果达到国内先进水平。
3.1.2 腌制加工
工艺流程:原料分选→清水清洗,晾干→整理分级→第一次腌制→第二次腌制→成品。第1次腌制,蕨菜和食盐的比例为10∶3,先在腌制器底部撒一层厚约2 cm食盐,再放一层蕨菜,厚约5 cm,随后一层盐一层菜地依次装满腌制器,最上层再撒一层厚约2 cm食盐,上压石头或其他重物,腌制8 d~10 d。第二次腌制:将蕨菜从腌制器中取出,从上到下依次码放到另一腌制器中,蕨菜和食盐的比例为20∶1,一层盐一层菜地摆放;用质量分数为35%的盐水,灌满腌制器,蕨菜表面压一重物,以防蕨菜漂浮,腌制14 d~16 d即可[14]。该法经济、省工省时,缺点是损害了蕨菜的营养又使其原有的色泽和风味变差。
3.1.3 蕨菜干
工艺流程:原料分选、整理→沸水热烫7min~8min(热烫液中一般加入质量分数0.2%~0.5%的柠檬酸和质量分数0.2%的焦亚硫酸钠)→冷却→晾晒或烘干→包装。为防止蕨菜内外部水分不均,特别要防止蕨菜表面出现折断和破碎,应剔除过湿结块、碎屑。
3.1.4 蕨菜罐头
工艺流程:原料→挑选、清洗→护色→0.4%(CaCl2)硬化处理→漂洗→沥干→装袋注汤汁→真空包装→杀菌→冷却。
方红斌[15]采用400mg/kg浓度的Zn2+(葡萄糖酸锌溶液)和200mg/kg浓度的Na2SO3(亚硫酸钠溶液)漂烫,0.4%的CaCl2溶液硬化处理,杀菌后的蕨菜罐头可室温保存6个月以上,且保持了蕨菜原有色泽、质地、口感。
3.1.5 蕨菜茶
陈乃富对蕨菜茶的加工工艺研究得出,将新鲜的蕨菜采用蒸汽杀青5min,110℃~130℃烘干,并剪切成2 cm长度是适宜的加工方法,沸水冲泡效果较好[16]。孙汉巨等选用新鲜蕨菜作原料,辅以茉莉花全粉、木糖醇、柠檬酸与麦芽糊精,开发出一种适合糖尿病等患者食用的功能性饮料[17]。谷仿丽等[18]对蕨菜茶毒性进行了研究,试验结果表明蕨菜茶无毒。蕨菜保健饮品色泽自然、风味独特且有香味,同时具有饮用方便快捷,易于运输等优点。
此外,蕨菜还可以开发蕨菜复合挂面。将新鲜蕨菜均质后,添加到挂面配方中,可使挂面色泽诱人,营养价值提高,达到集营养和保健于一体的复合蕨菜挂面。
3.2 存在问题及解决方案
3.2.1 存在问题
目前,蕨菜资源的开发利用中存在一些问题。(1)由于野蕨菜的采集还没有法规约束,对野生蕨菜资源缺乏保护。(2)加工工艺简单,缺乏精深加工,其化学成分和功效因子有待进一步研究。(3)由于蕨菜采收期短,生长地较偏僻,其利用大多停留在当地群众采食阶段,缺乏系列产品及销售渠道[19]。
3.2.2 解决方案
(1)合理开发,保护资源。实行资源开发与保护并重,以较少的资源消耗换取尽可能好的效益,提倡可持续性发展。开展蕨菜人工栽培,建立种植基地。(2)加大科技、资金投入,大力发展蕨菜的深加工、综合开发利用研究。(3)加大宣传、拓宽市场。
随着人们生活水平的提高,保健意识的加强,绿色食品越来越受到人们的青睐。蕨菜是我国传统大宗森林野生蔬菜之一,兼有食用与药用价值,具有纯天然、无污染、营养保健价值高等优点,是世界公认的健康绿色食品。近些年,随着全球范围内山野菜热的兴起。蕨菜已成为一种畅销的出口商品,市场前景广阔。在日本、东南亚等国及港澳地区均有食用蕨菜的传统。我国每年出口盐渍蕨菜和蕨菜干数万吨,出口量逐年增加,供不应求,经济效益显著。我国蕨菜资源分布范围广,蕴藏量丰富。开发利用蕨菜资源,具有投资少,见效快的优点,不仅可以为人们提供大量无公害的森林蔬菜,丰富人们的饮食文化,满足居民对高品质绿色蔬菜的需要,还可以节约大量耕地,充分利用我国的森林资源,对促进林业综合开发,可持续性发展有着重要的意义。同时,蕨菜食品保健品的开发对增加山区农民收入,推动区域经济发展有着重要的现实意义。
[1]曹清明,钟海雁,李忠海,等.我国蕨淀粉资源的综合开发利用[J].食品研究与开发,2007,28(12):168-170
[2]陈洪国.蕨菜的开发与利用[J].食品研究与开发,2001,22(S1): 42-44
[3]刘翠花,大次卓嘎,钟政昌,等.西藏野生蕨菜的营养价值及其开发利用前景分析[J].西藏科技,2007(5):9-10
[4]方利娟,苏仕林.蕨菜的价值及其开发利用[J].现代农业科技,2009 (15):124-127
[5]姚玉霞.扫帚菜、蕨菜营养成分分析[J].氨基酸和生物资源,2003, 25(1):1-2
[6]张帆,罗水忠,高宝莼,等.蕨菜的化学成分研究[J].天然产物研究与开发,2004,16(2):121-123
[7]许广波,李艳茹,石铁源,等.延边地区野生蕨菜资源及其研究进展[J].中国野生植物资源,2000,19(6):30-35
[8]李海丽.HPLC测定蕨菜中的槲皮素和山萘酚[J].华西药学杂志, 2009,24(4):398-399
[9]陈乃富.蕨菜黄酮类化合物的提取及其抗氧化作用[J].食品与发酵工业,2003,29(11):63-66
[10]唐巧玉,朱玉昌,周毅峰.蕨菜中多糖含量及其活性分析[J].食品工业,2008(2):20-21
[11]张艳红,卜秀艳.蕨菜的经济价值及露地栽培技术[J].中国林副特产,2008(5):57-58
[12]王海.绿色蕨菜贮藏加工的研究[J].食品工业科技,2002,23(2): 86-87
[13]唐克华,张碧林,董爱文,等.绿色蕨菜的护绿加工新工艺[J].吉首大学学报:自然科学版,2006,27(1):114-117
[14]陆宁,檀华蓉.工业化蕨菜加工技术[J].保鲜与加工,2002,2(2): 22-23
[15]方红斌.蕨菜软罐头的护色研究[J].食品科技,2007(6):101-103
[16]陈乃富.蕨菜茶的加工工艺研究[J].食品与发酵工业,2006,32 (3):125-128
[17]孙汉巨,钟昔阳,许圣辉.功能性蕨菜全粉饮料的加工工艺研究[J].食品工业科技,2005,26(12):118-120
[18]谷仿丽,陈乃富,段晓琴.蕨菜茶的急性毒性研究[J].饮料工业, 2007,10(10):29-30
[19]朱杰英,陈功锡.湘西野生蕨菜植物资源及其开发利用研究[J].吉首大学学报:自然科学版,2000,21(4):6-8
Research Progress on Chemical Constituents,Development and Application of Pteridium Aquilinum Var.latiusculum.
ZHANG Xiao-juan,HU Xuan-ping,ZHOU Jian-jun,WU San-qiao
(School of Biological Science and Engineering,Shaanxi University of Technology,Hanzhong723001,Shaanxi,China)
Pteridium aquilinum var.latiusculum was the perennial herbaceous plants.It has the edible and medicinal value.It contains rich nutrition,16 amino acid and various kinds of trace elements.The whole plant has medicinal value.Such as reducing fever,lowering blood pressure,Resolving phlegm,diuresis,nourishing action .This paper introduced the nutrient composition,chemical composition,medicinal value,development and utilization status and prospects of Pteridium aquilinum var.latiusculum.
pteridium aquilinum var;chemical composition;development and application
10.3969/j.issn.1005-6521.2014.03.033
2012-10-31
陕西理工学院引进人才科研启动项目(No.SLGQD0715)
张晓娟(1980—),女(汉),讲师,硕士研究生,从事生物工程专业教学及科研。