我国山药研究进展

景 娴，江 海，2*，杜欢欢，孟怡璠

(1.陕西理工学院生物科学与工程学院，陕西汉中 723000；2.陕西省陕南秦巴山区生物资源综合开发利用协同创新中心，陕西汉中 723000)



我国山药研究进展

景 娴1，江 海1，2*，杜欢欢1，孟怡璠1

(1.陕西理工学院生物科学与工程学院，陕西汉中 723000；2.陕西省陕南秦巴山区生物资源综合开发利用协同创新中心，陕西汉中 723000)

摘要山药是一种营养价值很高的药食同源食品，具有很高的市场前景和商业价值。综述了山药的品种资源、化学成分、药理作用以及近年来我国山药产品的开发状况，同时展望了山药产品的发展前景。

关键词山药；种质资源；化学成分；药理作用；产品开发

山药(Dioscoreaopposita)为薯蓣科(Dioscoreaceae)薯蓣属(Dioscorea)[1]多年生缠绕性藤本薯蓣(DioscoreaoppositaThunb.)的根茎，是薯蓣属植物地下块茎的俗称，既是一味重要的中药，又是一种常见蔬菜植物，因其卓越的药用保健功效和可口的风味品质而深受世人的关注和喜爱[2]，其营养价值、药用价值和经济价值高，是一种具有良好市场前景和产业开发潜力的药食同源的经济食物[3]。我国自夏、商起始种植山药，明清以来逐渐应用为药材。《神农本草经》、《本草纲目》中均将山药列为上品。山药产地多、产量高、营养成分全面，含有丰富的碳水化合物及蛋白质，其干品和谷物相比所差无几，因此山药也是国际性的重要粮食作物[4]。

我国薯蓣属山药生长适应性强，产地分布广，南起广西，北至陕西，东起河北，西至云南，均有人工栽培或野生分布。山药垂直分布于海拔70～1 600 m的丘陵或高山，好温暖、向阳的自然环境，对土壤质地要求一般，山坡、平地均可栽培。以土质肥沃疏松、透气排水良好、土层深厚的沙壤土最好，土壤的pH以6.5～7.5 为宜[5]。笔者综述了山药的品种资源、化学成分、药理作用以及近年来山药产品的开发状况，同时展望了山药产品的发展前景。

1山药品种资源

我国目前人工栽培的山药主要有太谷山药、铁棍山药、小绒毛山药、白皮山药和菜山药等5个类型[6]。而薯蓣属的其他几个种，如参薯、山薯、褐苞薯蓣等，在南方一些地区也有种植，并在当地作为商品药材进行使用。早在3000年前我国已经开始食用山药，自夏、商起开始种植。山药的栽培品种以长江为界进行划分，长江以北大多种植薯蓣，在长期栽培过程中形成了具有各自地方特点的品种，如江苏射阳怀山药、昆明淮山药、贵州安顺山药、太谷山药、铁棍山药等；而在长江以南除薯蓣外还种植参薯、山薯和褐苞薯蓣等[7]。裴鉴[8]在《中国植物志》中将山药及其相近种主要归纳如下：①薯蓣(D.PolystachyaTurcz.)在我国分布较广，常生于海拔150～1 500 m的山坡、溪边、路旁灌木丛或杂草中。除东北三省及内蒙古、西藏、青海等省区以外，各地均广为栽培，其中尤以河南、山西两省交界处为中心形成集中产区。②参薯(D.alataLinn.)又名大薯、淮山，亦为广布种，我国长江以南各省区均有栽培，主产于浙江温州、湖北利川、湖南桂阳、广西博白等地。民间多作蔬菜食用。③山薯(D.fordiiPrain et Burk.)又称广东淮山，分布于广东、广西、福建、浙江南部和湖南南部，生于海拔50～1 200 m的山坡、山坳、溪沟边或路旁的杂木林中。主产于广东化州、高州、廉江、遂溪、三水、台山等县市，是广东省大宗栽培药材品种之一。④褐苞薯蓣(D.persimilisPrain et Burk.)又称广西淮山，分布于湖南、广东、广西、贵州南部和云南南部，生于海拔100～1 950 m的山坡、路旁、山谷杂木林中或灌木丛中。南方各地也有栽培，主产于广西陆川、玉林、桂平、平南、灵山等县。⑤日本薯蓣(D.japonicaThunb.)又称土淮山，广布于南方各省，喜生于向阳山坡、山谷、溪沟边、路旁的杂木林下或草丛中，在我国均为野生。

目前国内经常使用且比较常见的山药主要有以下几个品种[9]：①正品怀山药(淮山药)系薯蓣科植物薯蓣(DioscoreaoppositaThunb.)的干燥根茎，《中国药典》中收录有该品种。主产区于河南温县、武陟、沁阳等地，山西、山东也有分布。此种山药产量大、质量优，供给全国并出口。②方山药即白薯为参薯(DiscoreaalataL.)，主产区于云南、湖南、广西等地。本种属有白薯、红薯、白脚板薯、红脚板薯等多种型，用白薯加工作为山药药材使用。因四川地区将白薯加工成四方条块状，故四川中药业将其称之为“方山药”。③褐苞薯(DioscoreapersimilisPrain et Burk)主要分布于云南、广东、广西等地，广东某些地区用褐苞薯的块茎作为“淮山”或“土淮山”入药使用。④山薯(DioscoreafordiiPram et Burk)主要分布于广东、广西、福建等地。⑤汀山(DioscoreaquinquelabaThunb.)分布于江西，当地将其用作药用。

2山药主要化学成分

山药块茎中主要含有淀粉、蛋白质、游离氨基酸等营养成分及多糖、尿囊素、胆碱、甾醇类等多种活性成分和一些微量元素，这些化学成分形成了山药营养价值和活性作用，是利用山药的物质基础[10]。

2.1蛋白质山药中所含的黏液蛋白是一种多糖蛋白质的混合物，能预防心血管系统的脂肪沉积，保护动脉血管过早硬化；能预防肝、肾结缔组织的萎缩；能保持消化道、呼吸道及关节腔的润滑。研究表明，山药粗蛋白质具有抗DPPH和羟自由基活性，对·OH具有较强的清除作用，且对Fe2+具有较强的螯合作用[11]。

2.2氨基酸山药是富含氨基酸食品，有很高的营养价值[12]。8种必需氨基酸的含量是决定蛋白质营养价值的主要因素之一。山药富含18种氨基酸(包括8种人体必需氨基酸)，谷氨酸的含量最高，精氨酸含量也较高，其次为丝氨酸和天冬氨酸。谷氨酸具有健脑作用，能促进脑细胞的呼吸，有利于脑组织中氨的排除，经人体吸收后可由中枢神经系统中的谷氨酸脱羧酶催化生成GABA作用于延髓的循环中枢，有持续降低血压的作用；脯氨酸是体内胶质合成的原料；亮氨酸能促进胃液分泌；天门冬氨酸能治疗肝病和胆汁分泌障碍等。

2.3多糖类山药多糖是目前公认的从山药中分离提取获得的重要活性成分，也是近年来在山药方面研究的热点[13]。山药多糖的组成和结构比较复杂，目前研究分离出多种不同的山药多糖，其中有均多糖、杂多糖、糖蛋白，相对分子质量从数千到数百万不等，其多糖含量和糖基组成也各不相同，主要由甘露糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖组成。山药多糖具有健脾胃、益肺肾、抗突变、调免疫、降血糖、抗衰老等多种功能[14]，且粗多糖比纯多糖更具活性。

2.4淀粉类 淀粉是山药中的主要碳水化合物。山药淀粉中抗性淀粉含量较高，具有较强的抗酸解及酶解性。抗性淀粉具有降低血清胆固醇含量、改善肠道微生物菌群、增加大肠中短链脂肪酸含量等功能，故认为淀粉是山药有效成分之一。山药淀粉颗粒呈广椭圆形或椭圆形，山药淀粉与普通玉米、小麦、马铃薯淀粉相比有较高的变性温度。山药淀粉的溶解度和膨胀度明显小于玉米淀粉和马铃薯淀粉[15]，X-射线衍射图像反映出山药淀粉晶体结构为CB型。Wang等[16]研究表明，山药淀粉属于C型淀粉，非结晶区域位于内部，结晶区域存在于外部。

2.5尿囊素类尿囊素(allantoin)属咪唑类杂环化合物，化学名为2，5-二氧代-4-咪唑烷基脲，是山药的重要活性成分之一。尿囊素具有镇静、局部麻醉等作用，可促进组织细胞生长，加快伤口愈合，外用促进皮肤溃疡面和伤口愈合等作用。山药中的尿囊素具有抗刺激，促进上皮生长、消炎、抑菌等作用，常于治疗手足皲裂、鱼鳞病、多种角化皮肤病。由于良好的临床治疗效果，尿囊素正被作为外用制剂广泛应用。此外，尿囊素还具有抑制流感病毒的功效，能用于保护损伤的胃黏膜，在治疗糖尿病、骨髓炎、肝硬化及癌症方面也发挥了重要功效[17]。

2.6微量元素山药中含有P、Fe、Zn、Cu、Co、K、Na、Ca等18种元素的含量，其中淮山药中K含量最高，其次为P、Na、Mg、Ca等，其中K、P、Na在淮山药中的含量明显高于土壤中的含量，说明淮山药对这些元素有富集作用。不同产地山药对无机元素的富集能力不同，无机元素含量差异明显，怀山药中Cu、Nb、Ca含量最高，对P、Sr、Zn、Cu、K的富集能力大于非道地产区山药。微量元素对体内多种酶有激活作用，对蛋白质和核酸的合成、免疫过程乃至细胞的繁殖均有直接或间接作用[18]。

3山药药理作用

3.1调节免疫作用山药富含多糖，可刺激或调节免疫系统，能促进网状内皮系统的吞噬，增强细胞杀伤力，活化吞噬细胞，诱导免疫因子的表达，增强巨噬细胞、淋巴细胞等免疫系统的功能。用山药水煎液给小鼠灌胃可增加前列腺、精囊腺的重量，有增强雄性激素作用。山药多糖可明显提高免疫功能低下的小鼠腹腔巨噬细胞吞噬百分率和吞噬指数，促进其溶血素和溶血空斑的形成以及淋巴细胞转化，并明显提高外周血T淋巴细胞比率。山药的磷脂成分主要为磷脂酰胆碱，含量在60%以上，其次为溶血磷脂酰胆碱，含量约为11%，磷脂类成分具有提高免疫功能的作用，但其作用机制尚待进一步研究[19]。

3.2抗氧化抗衰老作用脂质过氧化中间产物导致蛋白质分子聚合，终产物丙二醛引起蛋白质分子交联，细胞膜不饱和脂肪酸减少，影响细胞膜流动性，引起机体衰老。山药蛋白多糖对活性氧自由基H2O2、·OH有良好的清除作用，对·OH清除作用与VC相当；对小鼠肝组织脂质过氧化反应和小鼠红细胞溶血具有抑制作用。将怀山药用乙醇提取，对提取物进行溶剂萃取，分为不同的极性部分，并通过DPPH法测定各部分抗自由基活性，结果发现，醋酸乙酯萃取部分活性最强，氯仿萃取部分次之，再其次是正丁醇和水溶性部分，表明抗自由基活性与萃取物中多酚性成分含量有一定的相关性，怀山药各部分均具有抗自由基活性。对于D-半乳糖衰老大鼠经山药水提物治疗后，脑组织及血清中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽氧化(GSPx)的活性可明显提高，氧化产物丙二醛(MDA)含量降低，表明山药具有明显的抗衰老能力[20]。

3.3降糖作用糖尿病是一种体内胰岛素相对或绝对不足、靶细胞对胰岛素敏感性降低、胰岛素本身存在结构上的缺陷而引起的碳水化合物、脂肪和蛋白质代谢紊乱的一种慢性疾病。山药具有补肺健脾、益肾固精的功效，因此山药为治疗糖尿病的常用药物之一。现代药理研究证实，山药汁可以显著地降低糖尿病(DM)大鼠的血糖水平和糖化血红蛋白率，并使胰岛素分泌水平具有明显的恢复性升高；山药多糖对2型糖尿病(T2DM)大鼠具有明显的降血糖作用，其机制可能是通过提高己糖激酶(HK)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、苹果酸脱氢酶(MDH)等糖代谢关键酶活性而发挥作用。山药多糖对DM大鼠血糖的降低作用与剂量相关，大剂量降糖更明显[21]。

3.4抗突变和抗肿瘤作用采用Ames标准平板掺入法测定山药多糖体外抗突变作用，在鼠伤寒沙门氏需组氨酸营养缺陷型菌株TA97、TA98、TA100中，山药多糖对3种致突变物2-氨基芴(2-AF)、苯并芘(B[a])、黄曲霉毒素B1(AFB1)的活性均有抑制作用[22]。山药活性多糖的抗突变作用主要是通过抑制突变物对菌株的致突变作用而实现。现代药理研究证实，山药活性多糖可以增强白细胞的吞噬功能，增加机体免疫力。赵国华等[23]研究发现，低剂量的山药多糖(50 mg/kg)对肺癌具有明显的抑制作用；中高剂量组则对肺癌及黑色素瘤两者均有抑制效果，且中等剂量作用最强。体内试验表明，山药多糖对荷瘤小鼠T淋巴细胞增殖能力和NK细胞活性具有提高作用，同时还能提高小鼠脾脏细胞产生白细胞介素(IL)-2的能力和腹腔巨噬细胞产生肿瘤坏死因子(TNF)-α的能力；山药多糖在体内具有强烈的抑瘤活性是通过增强机体的免疫功能实现的[24]。

3.5调整消化系统功能山药为补中益气药，临床用于治疗脾胃虚弱症。生山药、清炒、土炒、麸炒4种山药炮制品煎剂对家兔离体肠管节律性活动有明显作用，对肾上腺素产生的肠管紧张性降低给予4种煎剂均可使肠管恢复节律。山药多糖可减轻试验性肝损伤所致炎性反应，降低肝体指数，降低血清中ALT、AST活性和MDA的含量，提高肝细胞中GSH的含量，说明山药多糖对CCL4造成的试验性肝损伤有保护作用。山药还能促进皮肤溃疡面和伤口愈合，具有生肌作用，可用于胃及十二指肠溃疡[25]。

4山药产品开发

在我国，山药传统的食用方法是烹饪菜肴或作为药材入药，真正意义上的山药食品在市面上商业化流通的种类少、口味单一，且因其水分含量大、易褐变[26]、易断等特点而不利于长期保存和运输[27]。所以为了储藏和运输方便，满足山药行业的快速发展和人们对山药食品的需求，一般把山药做成各种营养价值高、易贮藏且食用方便的山药产品，深受人们喜爱，更能满足人们日常的生活需求。

4.1山药饮料山药块茎肉质脆爽，汁液丰富，是加工饮料的良好原材料。利用山药加工成的各种饮料，在市场上很畅销，如山药胡萝卜复合饮料[28]、山药枸杞饮料[29]等饮品，主要是以山药为主料，加入一种或2种其他水果或蔬菜成分制成具有保健作用的饮品[30]。加大山药复合饮品的市场开发力度，整合其药物、保健和社会经济价值于一体，有利于山药饮品市场经济价值的开发[31]。

4.2山药发酵制品利用发酵方法不仅可以延长食品的贮藏期，且可以改善食品的营养价值，具有整肠、健胃、助消化以及增强人体免疫力的功效。此种发酵型工艺提高了山药产品的食用纤维和其他营养素，市场潜力大[32]。目前研究报道的有山药发酵酒，包括山药啤酒[33]、山药板栗保健稠酒[34]、百香果山药复合果酒[35]等；山药发酵食醋[36]，如山药胡萝卜果醋[37]等；山药发酵酸奶[38-39]；山药发酵果冻[40]。

4.3山药食品山药是养生健身、药食兼用的佳品，深得世人喜爱。作食疗药膳应用时，多被制成粥、面条[41]、糕点、馒头[42]等保健食品。即食山药薯泥食品[43]的研发集方便和营养于一体，能满足人们快消费生活需求。作为具有优良药用保健功能的食品资源，山药的食品类产品前景良好，具有可观的社会和经济效益[44]。

5展望

一直以来，山药滞后的深加工业使山药产业附加值低，产业链条短。因此，对山药的开发利用市场潜力巨大。经过多年研究，山药在种植技术方面有了很大的改进，现多地区采用机械化种植，但要提高山药种植水平和种植效益，各地区仍要在现有的栽培技术基础上，进一步进行技术创新或技术完善。在育种及山药选苗方面，一些基础性的工作仍然比较落后，尤其在山药的遗传特性、杂交育种基本技术方面及种质资源创新、良种繁育等方面。因此，下一步工作首先以山药的基础技术及种质资源为研究方向和目标，加快良种繁殖、种质资源创新与利用及新品种选育，同时提高规范化种植的节奏，促进山药产业化的发展，提高当地经济效益。在药理作用方面，其研究与临床应用联系较少，应加大科研与实践之间的联系，将更多的药理作用应用于临床，进而推动山药相关研究的发展[45]。

国内目前仍处于山药理论分析和应用研究的中试阶段，投放市场的产品较少。就山药的产品形式而言，现在多以原山药为主，其深加工产品基本上是对山药原料形式上的变化，并不能很好地将山药的功效体现出来。探索如何把药食兼用的山药开发成配方独特合理的风味食品，使消费者在食用后不仅摄取营养，又可达到益智养生作用，更符合我国消费者在解决温饱后，既要吃得口感好，又要健康的新消费理念。

参考文献

[1] 中国科学院中国植物志编委会.中国植物志：16卷[M].北京：科学出版社，1985：54.

[2] 何海玲，单承莺，张卫明，等.山药研究进展[J].中国野生植物资源，2006，25(6)：1-6.

[3] 覃维治，韦本辉，甘秀芹，等.不同淮山药种质(品种)的粘度比较与聚类分析[J].南方农业学报，2012，43(2)：176-179.

[4] 王邈，李德远，李玮，等.山药的药理作用分析及其开发利用[J].中国食物与营养，2010(4)：72-74.

[5] 权玉萍，郑东方，王育水，等.焦作市山药种质资源及开发利用[J].湖北农业科学，2013，52(2)：368-373.

[6] 甘秀芹，韦本辉，韦威旭，等.不同淮山药品种资源营养品质特性分析[J].安徽农业科学，2008，36(30)：13219-13222.

[7] 宋君柳.山药品种资源及化学成分研究进展[J].长江蔬菜，2009(6)：1-5.

[8] 裴鉴.中国植物志：第16卷，第1分册[M].北京：科学出版社，1985：54-120.

[9] 李月仙，黄东益，黄小龙.等.山药的研究进展[J].中国农学通报，2009，25(9)：91-96.

[10] 袁书林.山药的化学成分和生物活性作用研究进展[J].食品研究与开发，2008，29(3)：176-179.

[11] 周晓薇，王静，段浩，等.铁棍山药蛋白质的分离纯化及体外抗氧化活性[J].食品科学，2011，32(9)：31-35.

[12] 姜红波.山药的药理活性研究及产品开发现状[J].化学与生物工程，2011，28(4)：9-12.

[13] 王洪新，王远辉.山药多糖研究进展[J].食品与生物技术学报，2011，30(3)：321-326.

[14] 杨宏莉，李少春，张伟伟.山药多糖的药理作用[J].医学研究与教育，2010，27(3)：80-82.

[15] 杜双奎，周丽卿，于修烛，等.山药淀粉加工特性研究[J].中国粮油学报，2011，26(3)：34-40.

[16] WANG S J，YU J L，YU J G，et al.Granule structure of C-type Chinese Yam(DioscoreaoppositaThunb var.Zhongbowen )starch by acid hydrolysis[J].Food hydrocolloids，2008，22(4)：538-542.

[17] 樊靓，汤尚文，余海忠.山药中尿囊素研究进展[J].食品科学，2015(7)：308-309.

[18] 赵宏，谢晓玲，万金志.山药的化学成分及药理研究进展[J].今日药学，2009，19(3)：49-52.

[19] 刘晓梅.山药的药理研究及临床新用[J].光明中医，2010，25(6)：1087-1088.

[20] 陈佳希，李多伟.山药的功能及有效成分研究进展[J].西北药学杂志，2010，25(5)：398-400.

[21] 李志强，曹文富.山药及其主要活性成分药理作用研究进展[J].中国老年学杂志，2013，33(8)：1975-1976.

[22] 阚建全，王雅茜，陈宗道，等.山药活性多糖抗突变作用的体外实验研究[J].营养学报，2001，23(1)：76-78.

[23] 赵国华，李志孝，陈宗道，等.山药多糖的免疫调节作用[J].营养学报，2002，24(4)：187-188.

[24] 孙洋，梅伦方.山药药理作用研究进展[J].亚太传统医药，2013，9(3)：50-51.

[25] 陈艳.山药的药理作用与产品开发[J].食品与发酵科技，2015，51(1)：60-62.

[26] 张贞贞，陆启玉，王晶晶.响应面法优化山药粉的护色工艺[J].食品工业科技，2014，20(35)：336-339.

[27] ZHANG Z D，GAO W Y，WANG R F，et al.Changes in main nutrients and medicinal composition of Chinese yam(Dioscoreaopposita)tubers during storage[J].J Food Sci Technol，2014，51(10)：2535-2543.

[28] 王丽霞，舒媛，刘安军.山药胡萝卜复合饮料的研制[J].天津科技大学学报，2007，22(2)：12-15.

[29] 龚吉军，李忠海，钟海雁，等.山药枸杞复合饮料的研制[J].中南林业科技大学学报，2008，28(5)：93-96.

[30] 赵静，刘学文，宋娜，等.新型山药饮料的开发[J].食品研究与开发，2009，30(3)：68-70.

[31] 张亚超.山药饮品的研究进展[J].人参研究，2015(2)：60-62.

[32] 高琦，于唐滢，贾有峰.山药发酵制品研究进展[J].食品与发酵科技，2014，50(1)：5-8.

[33] 许琦.山药啤酒的研制[J].食品科学，2007，28(8)：628-631.

[34] 李魁，毛利厂，路洪义.山药板栗保健稠酒的研究[J].中国酿造，2009(11)：172-174.

[35] 王志江，雷绮堃，吴小勇.百香果山药复合果酒酿造工艺研究[J].中国酿造，2014，33(9)：163-167.

[36] 陈甜田.山药醋发酵工艺的研究[D].长春：吉林农业大学，2012.

[37] 张水香，冷桂华.山药胡萝卜保健果醋的研制[J].中国调味品，2008(12)：65-71.

[38] 杨颖，徐桂花.山药酸奶工艺的研制[J].乳液科学与技术，2008(2)：80-83.

[39] 陈默，范雲，艾秋实.山药酸乳的配方优化[J].中国酿造，2012，31(12)：144-146.

[40] 付荣霞，杨树成，刘华.发酵型山药果冻的研制[J].贵州农业科学，2010，38(9)：198-202.

[41] 王丽霞，林光威，孙辰晨.山药营养面条的研制[J].农产品加工·学刊，2012(11)：183-185.

[42] 李昌文，李俊玲.山药保健馒头的研究[J].食品科技，2009，34(8)：104-105.

[43] 黄莹，林静，尹秀华，等.一种即食山药薯泥食品的研发[J].轻工科技，2015(1)：7-11.

[44] 李宝霞，刘来正，王海花，等.山药系列健康食品开发与研究现状[J].山西中医学院学报，2011，12(3)：76-78.

[45] 郭琳，苗明三.山药的现代研究及应用特点[J].中医学报，2014，29(2)：246-248.

基金项目陕西省陕南秦巴山区生物资源综合开发利用协同创新中心资助项目[QBXT-Z(P)-15-14]。

作者简介景娴(1993- )，女，陕西宝鸡人，硕士研究生，研究方向：资源食品加工利用技术。*通讯作者，高级实验师，硕士，硕士生导师，从事食品质量与安全控制技术研究。

收稿日期2016-04-05

中图分类号S 632.1

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)15-114-04

Research Progress onDioscoreaoppositain China

JING Xian1, JIANG Hai1,2*，DU Huan-huan1et al

(1. College of Biological Science and Engineering, Shaanxi University of Technology, Hanzhong, Shaanxi 723000; 2. Comprehensive Development and Utilization Collaborative Innovation Center of Biological Resources in Qinba Mountain Area of Shaanxi Province, Hanzhong, Shaanxi 723000)

AbstractDioscorea opposita is a kind of medicine and food with high nutritional value. It has a very high market prospect and commercial value. The variety resources, chemical components, pharmacological effects were reviewed, as well as the development status of Chinese Yam products in recent years, and prospects for the development of yam products were forecasted.

Key wordsDioscorea opposita; Germplasm resource; Chemical composition; Pharmacological action; Product development