植物提取物大火的趋势下我国蔬菜活性物质提取能否跻身世界前列？

文/李冬霞 本刊编辑

植物提取物是以植物为原料，按照最终产品需求，经物理或化学方法提取分离，定向获取和浓缩、收集植物中的某一种或多种有效成分，而不改变其有效结构而形成的产品。近年来，植物活性成分由于其来源丰富、安全可靠及活性显著等优点越来越受人瞩目，相应的提取与分离技术也不断发展。蔬菜中含有大量的植物活性物质，例如植物色素（花青素、辣椒红素、番茄红素等）、萝卜硫素、大蒜素等，这些活性物质多数为多酚类、类黄酮、多糖等，普遍具有良好的杀菌消炎、抗氧化、抗辐射、抗癌等生理活性。随着对天然营养及自身健康的日益关注，蔬菜中的活性物质以其安全、绿色等优势在医药、保健、农业及日化品等领域广泛应用。

植物提取物全球产业现状

在国际社会，当前最畅销的植物提取物用于健脑、益智，预防和治疗老年痴呆症，减肥，预防和治疗低血糖及糖尿病，抗癌，增强免疫系统等领域。

植物提取物需求逐年上升

植物提取物行业的真正兴起还是在1994年美国的DSHEA（Dietary Supplement Health and Education Act of 1994）发布之后，美国FDA正式接受植物提取物作为一种食品补充剂使用，使得植物提取物的发展得以真正升级。近年来，随着应用领域的不断扩展，全球植物提取物行业规模快速增长，世界主要经济体尤其是欧美等发达国家对其需求大增，从而刺激了行业的发展。

植物提取物的需求量正逐年增加，主要集中在亚洲、欧洲和美国。从2007—2017年，全球植物提取物销售额从126.3亿美元发展到389.5亿美元。其中，德国的植物提取物市场发展较快，销售额占据全球比重达23.73%；美国其次，占据22.95%；然后是日本，占21.15%；法国占14.56%。中国近几年也快速增长，占比达到10.16%。

营养保健品是最大需求市场

前瞻产业研究院发布的《2018—2023年中国植物提取物行业产销需求与投资预测分析报告》中指出，营养保健食品已经成为植物提取物的最大市场需求，2017年占比已经达到45%，其次为植物药制剂，占比为26%，化妆品占比12%。在西方主要消费市场，特别是欧洲市场，植物提取物是植物药制剂的主要原料，而在北美、日本市场，则主要应用于营养补充剂、保健食品、化妆品等行业，是天然保健品市场的核心产品。

市场需求趋于本土化

欧洲、美国和日本3大市场对于植物提取物的需求都表现出了很强的本土化趋势，对提取物的价格、成本和安全性都提出了不同的要求及其标准[1]。欧洲市场推崇不饱和脂肪酸产品，主要产地在挪威等北欧国家；日本市场以植物发酵和豆类产品为主流产品；美国市场畅销的前7种产品都是本土化产品，有弱化中国产品的趋势。这对于中国企业在国际市场的发展来说是巨大的挑战。

蔬菜中那些活跃在植物提取行业中的活性物质

中国医学科学院对近百种蔬菜中的24种营养成分进行了测定，24种营养成分包括6大类：蛋白质、脂肪、碳水化合物、不溶性纤维、维生素类及矿物质元素[2]。除这些人们熟知的营养物质外，蔬菜中还含有很多次生代谢产物，如萜类、黄酮、生物碱、甾体等，这些来自植物并对生命现象有重要影响的微量或少量物质，我们将其称为生物活性物质。

目前研究应用比较多的蔬菜活性物质主要是植物色素和有机含硫化合物等（表1）。

植物色素类

蔬菜中目前形成产业规模的植物色素类物质主要有花青素、番茄红素、β—胡萝卜素、叶黄素和辣椒红素，普遍具有抗氧化、抗癌、调节机体免疫和抗辐射等功能。

花青素（Anthocyanidin）又名花色素，是自然界广泛存在的水溶性天然色素，具有多种生物活性，是植物中的主要呈色物质，水果、蔬菜、花卉的五彩颜色均与花青素有关，颜色深浅与花青素含量呈正相关。蔬菜中的紫甘薯、紫甘蓝和茄子等均含有大量花青素。自然条件下游离状态的的花青素极少见，主要以糖苷形式（花色苷）存在[3]。

番茄红素（Lycopene）是一种脂溶性天然食用色素，是类胡萝卜素的一种，人体自身不能合成类胡萝卜素，必须通过外界摄入。番茄红素最早从番茄（表皮）中分离制得，故称“番茄红素”。富含番茄红素的蔬菜如番茄、南瓜、胡萝卜等，其中成熟的红色植物果实中番茄红素含量较高，在番茄果实中的含量为每100 g鲜果含3～14 mg，且随果实成熟度增加而升高，番茄是目前番茄红素的主要来源。

β—胡萝卜素（β—carotene）属于类胡萝卜素的一种，外观呈深红色至暗红色，广泛存在于番茄、胡萝卜、辣椒等蔬菜中。β—胡萝卜素是一种天然的着色剂，颜色可涵盖由红色至黄色的所有色系；是膳食补充剂及维生素A原生体，广泛应用于食品、饲料、保健品和化妆品等领域。

表1 蔬菜中常见的植物活性物质

叶黄素（Lutein），又称植物黄体素，是一种含氧的类胡萝卜素，存在于多种绿叶蔬菜（如菠菜、芥菜、生菜、西兰花等）中，研究表明其在万寿菊中含量最高。植物中的叶黄素主要以脂肪酸酯的形式存在，在被动物取食后，叶黄素酯需经消化液水解成游离叶黄素才能被肠道有效地吸收利用[4]。叶黄素是唯一可以存于眼睛水晶体中的类胡萝卜素成分，是视网膜黄斑的主要色素和抗氧化成分，人体无法制造，必须靠摄入来补充，许多眼科疾病都与叶黄素的缺乏有很大关系。研究证实叶黄素可以减少高达90%以上的蓝色光线强度。

辣椒红色素(Capsanthin)，又名椒红素、辣椒红，是一种具有辣椒香气味的深红色黏性油状液体，是由茄科的红辣椒果皮中得到的一种橙黄—橙红色的天然红色素，属于叶黄素类共轭多烯烃含氧衍生物。辣椒红色素染色能力强、吸附性较好，而且食用安全性高，是真正的无毒无害的纯天然色素。

有机含硫化合物

蔬菜中有机含硫化合物主要有萝卜硫素和大蒜素。

萝卜硫素（Sulforaphane），也叫莱菔硫烷，是美国约翰·霍普金斯大学的Paul Talalay教授（美国国家科学院院士，美国艺术和科学院院士，癌症化学预防的先驱和奠基人）于1992年在西兰花中发现的一种具有预防癌症的生物活性物质，其不管是对细胞、动物还是人体，均表现出广谱抗癌作用。萝卜硫素在西兰花、芥蓝、胡萝卜、甘蓝、北方圆红萝卜等十字花科植物中含量较丰富，是常见抗氧化剂，是蔬菜中发现的抗癌效果最好的植物活性物质，其中，西兰花种子中萝卜硫素的含量最高。

大蒜素（Allicin）是大蒜球形鳞茎中提取的一种挥发性油状物，也存在于洋葱和其他葱科植物中。研究表明，新鲜大蒜中并不含有大蒜素，而含有它的前体——蒜氨酸，蒜氨酸以不稳定无臭的形式存在于大蒜中，鲜大蒜中存在的蒜氨酸受冲击(切片或破碎)后致使蒜酶活化，催化蒜氨酸形成大蒜素。大蒜素具有天然广谱抗菌的作用，对杆菌(痢疾杆菌、伤寒杆菌、大肠杆菌、百日咳杆菌)、真菌(白色念珠菌、隐球菌、烟曲霉菌)、病毒(巨细胞病毒)、阿米巴原虫、阴道滴虫、蛲虫等均有抑制杀灭作用。同时，相关研究表明，大蒜素还具有提高免疫力、抑制肿瘤细胞生长和抗衰老等功效。

其他活性成分

大豆异黄酮（Soybean Isoflavone）是大豆中一类多酚化合物的总称，是一种植物雌激素。大豆异黄酮在一般的食物中分布较少，主要分布在大豆、苜蓿、小白豆和绿豆中，具有降低激素敏感型肿瘤发生率、降低胆固醇和改善骨质酥松等功效。

叶酸（Folic Acid）最早是1941年美国学者Mitchell等人在菠菜中发现的，属B族维生素，是维持机体正常生理功能且需从食物中摄取的水溶性维生素。植物和微生物可在体内合成叶酸，而动物不能，所以植物是人类最主要的叶酸来源。叶酸有助于蛋白质代谢和细胞生长增殖，广泛存在于新鲜果蔬中，豆芽、番茄、菠菜含有丰富的叶酸。人体缺乏叶酸会引起巨红细胞贫血、胎儿神经管缺陷、血管硬化、精神病、智力减退等严重的心脑血管疾病，特别对于孕妇、胎儿及新生儿的影响更为显著，这类人群更应注意补充叶酸。一般正常人叶酸的需要量为200～400 μg/d，孕妇和乳母较多，为400 μg/d。

槲皮素（Quercetin）又名栎精、槲皮黄素，属于黄酮类化合物，广泛存在于植物的花、叶和果实中，洋葱、生菜、卷心菜、西兰花等蔬菜中均含有。具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎、抗血小板聚集和心血管保护等多种药理作用。

蔬菜中这些活性物质在哪些领域发光发热？

医药领域

现在，心血管疾病、癌症、糖尿病等非传染性疾病是造成全球大多数人死亡的原因。植物活性物质通常具有抗癌，治疗心血管、糖尿病，提高免疫力等功能，近些年在医药上应用十分广泛。

近来国内外流行病学调查和临床研究均表明，大蒜素、番茄红素具有降低肿瘤发生的危险性和抗肿瘤的生物学作用；同时，临床试验表明对所有癌症来说，β—胡萝卜素及维生素A浓度低者患癌症的危险性为正常人群的2倍；萝卜硫素具有光谱抗癌的功效，研究表明，其能够通过对细胞癌变的前期阶段进行调控，诱导癌细胞凋亡及静胞效应，抑制癌细胞血管形成，阻止癌细胞恶化和抑制癌细胞转移扩散等，有效预防和治疗癌症，是目前少数可以通过膳食摄入就能有效预防癌症的化学物质。

大量研究表明，槲皮素有抑制炎症、降血压、扩张血管、抑制血小板聚集和血管平滑肌细胞增殖等生物学效应，从而对心血管起到保护作用；膳食中缺乏叶酸会使血中的高半胱氨酸水平升高，使得激活血管内皮细胞增殖基因被启动，使这些细胞变成动脉粥样斑，形成血凝块，易诱发急性心脑血管疾病，若在膳食中增加富含叶酸的食物，则可促使高半胱氨酸转变为对人体无害的蛋氨酸，使冠心病发病的危险性减小[5]，叶酸对于巨幼红血球性贫血也是一种疗效显著的药物。

萝卜硫素在糖尿病并发症的治疗中也有一定的作用，临床研究发现西兰花芽提取物可有效降低血糖调控能力差的肥胖2型糖尿病患者的空腹血糖和糖化血红蛋白水平；槲皮素可以改善胰岛素抵抗性和增强胰岛素的敏感性。

天然植物色素在医药上多数作为液体药品中的显色剂或者是糖衣片的着色剂。例如辣椒红色素作为药品糖衣着色剂，色泽鲜艳明快，天然安全，尤其是作为小儿用药更佳，同时兼有防潮作用，色泽、稳定性均优于柠檬黄、胭脂红复色糖衣法。

保健领域

随着人民生活水平的提高，健康意识的增强，保健品需求量持续上升，保健品行业发展迅猛，植物提取物由于其天然、绿色、安全等特性，在保健品市场备受欢迎。

早在1998年1月1日，美国食品与医药管理局（FDA）就已经实施谷物制品必需强化叶酸含量的规定。目前已开发出一些新型营养强化食品，如叶酸面包、叶酸牛奶、叶酸口香糖、叶酸饮料和叶酸面粉等；我国政府和学者也已认识到叶酸的重要性，一些含叶酸的儿童强化食品也已被开发[5]。国家卫生部公告（2008年第12号）文件中批准叶黄素酯为新资源食品，可以广泛用于食品及医药领域，每天用量为小于12 mg。目前全球许多国家已经开始对大蒜进行深入研究和开发，并形成相关产业，大蒜素胶囊、胶丸，大蒜素片剂等产品在市场上随处可见。大豆异黄酮类保健产品具备增加骨密度、延缓衰老/抗氧化、美容祛黄褐斑、增强免疫力、调节血脂、改善睡眠、改善皮肤水分、抗突变和对辐射危害有辅助保护作用等保健功能，其中，增加骨密度、延缓衰老/抗氧化功能作用明显，产品剂型包括片剂、胶囊、粉剂、口服液、丸剂、泡腾片。美国FDA已将叶黄素列入食物补充剂名单，目前我国市场上已经有多种含叶黄素的保健食品，主要是叶黄素软胶囊和叶黄素片。

食品添加剂领域

在食品防腐保鲜方面，1988年日本学者研究发现，大蒜对几十种食品卫生和食品腐败细菌有较强的抑制和杀灭作用，且具有较宽的抗菌谱。另有研究表明，大蒜对腐败真菌有很强的抑制和杀灭作用，大蒜水溶液对许多污染食品的真菌最低抑菌浓度大都在0.16%～0.32%，最低杀菌浓度大都在0.32%～0.62%，其作用强度相当、甚至强于化学防腐剂，是目前发现的天然植物中抗菌作用最强的一种[6]；另外大蒜素还具有挥发性，能散发出特殊的气味，驱赶蝇、蚊的叮咬从而防止食品变质。

着色剂又称食品色素，是赋予食品色泽和改善食品色泽的物质。目前，世界上常用的食品着色剂按其来源和性质可分为食品天然着色剂和食品合成着色剂2大类。《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》（GB2760-2011）中批准使用的食用天然色素不下50种，包括β—胡萝卜素、辣椒红素、番茄红素等。辣椒红素可用于油性食品、调味汁、水产品、蔬菜制品、果冻、冰淇淋、奶油、人造奶油、干酪、色拉、调味酱、米制品、烘烤食品等食品加工中，不仅色泽鲜艳、着色力强、安全无毒，而且具有较高的稳定性，耐光、耐热、耐酸碱，可以有效延长仿真食品的货架期；β—胡萝卜素具有良好的着色性能，着色范围是黄色、橙红，着色力强，色泽稳定均匀，能与K、Zn、Ca等元素并存而不变色，尤其适合与儿童食品配伍；紫薯花青苷色素不但可以通过巴氏法消毒，而且可以用在各种食品的加工着色中，还不需要对食品使用遮光材料包装[7]。

化妆品领域

近年来，人们越来越关注化妆品的安全性，天然植物活性成分作为护肤品的添加剂，具有温和、持久、安全性高、刺激性小等特征。

自由基和紫外线是皮肤衰老的元凶，蔬菜活性成分可用于抗衰产品开发。番茄红素的抗氧化性是维生素E的100倍，番茄红素可以通过淬灭单线态氧预防脂类氧化，保护生物膜免受自由基的伤害，来达到减缓衰老的作用。花青素抗氧化性强，同时有助于维生素C、E的吸收，保护皮肤胶原蛋白和弹性蛋白，防止紫外线。花青素是纯天然的抗衰老营养补充剂，研究证明其是当今人类发现最有效的抗氧化剂，它的抗氧化性能比维生素E高出50倍，比维生素C高出200倍[8]。它对人体的生物有效性是100%，服用后20 min就能在血液中检测到。大豆异黄酮具有较强的抗氧化作用，性质稳定，不仅自身能够清除自由基，而且还能提高机体抗氧化酶的活力。大豆异黄酮作为一种强力抗氧化剂在延缓皮肤衰老方面具有应用价值。

蔬菜活性物质具有美白功效。目前公认的植物提取物的美白作用主要通过抑制黑素细胞的增殖和抑制酪氨酸酶、多巴互变酶及氧化酶的活性来阻止黑色素的形成。槲皮素、大豆异黄酮对酪氨酸酶活性具有抑制作用，可以从1种或多种途径抑制黑色素的生成及促进黑色素的排出，从而达到美白的功效。科颜氏开发了一款番茄红素保湿乳液，具有保湿美白的功效。

另外植物提取物也可用于化妆品着色，如红色花青素做口红。国际上，在口红、胭脂等化妆品中添加β—胡萝卜素，可使其色泽自然丰满，又能营养皮肤、保护皮肤，采用β—胡萝卜素的护肤品已上市并受到广泛欢迎[7]。

饲料工业

蔬菜活性物质可以用来防治动物病害。大蒜素有杀菌、防病、治病的作用，在鸡、鸽子等动物饲料中添加0.1%的大蒜素，可提高饲禽成活率5%～15%。大蒜素在酶的作用下可变成大蒜瓣素，以粪尿的形式排出，能够阻止养殖中的害虫繁殖和生长，改善圈舍和池塘环境。在猪体内的花青素可被机体组织有效吸收，并作用于组织细胞，提供营养物质，促进猪的生长。此外，花青素可起到防治猪传染性胃肠炎病毒的效果，其添加在猪饲料中可提高猪肉生产的经济效益[9]。另外，β—胡萝卜素作为饲料添加剂添加到动物食品中具有一定的特异功能。如用不含β—胡萝卜素的饲料喂养母牛时，经常观察到“无症状”的发热，以及延期排卵，卵泡囊肿，拖延和减少黄体的形成，严重时可导致繁殖障碍、胎盘停滞。所有的这些症状均可通过在饲料中添加β—胡萝卜素而加以纠正[10]。

蔬菜活性物质添加于饲料中可以增强饲料适口性。大蒜素有增加胃液分泌和胃肠蠕动、刺激食欲及促进消化的作用，在饲料中添加0.1%的大蒜素制剂，可增强饲料的适口性，诱食增食。大蒜素通过大蒜的气味吸引动物，使之产生食欲，从而提高采食量。大蒜素能使奶牛精料产生浓郁的自然香味，对奶牛有强烈的诱食作用。绝大多数动物、特别是鱼类非常喜欢大蒜素的气味。

蔬菜活性成分可以增强动物免疫。国外从辐射松树皮提取的富含花青素物质对鸡种的免疫调节作用进行研究，结果表明，花青素对鸡外周血单核细胞、脾细胞和胸腺细胞增殖能力有明显提升。可见，花青素在促进动物生长、增强免疫力方面都显示出很好的功效。花青素若应用于饲料生产，其作用在鸡的生长过程中可代替药物的使用，减少药物残留对鸡体的影响，可增强鸡的肉质品质。

我国蔬菜活性物质提取产业发展优劣势分析

优势

整个植物提取物行业发展形势良好

中国植物提取物行业总体来说是一个新兴的行业，正处于快速发展阶段。近年来，受到医药界、食品界的广泛关注，已成为国内发展最快的行业之一，市场规模呈跳跃式发展，显现出巨大的内在发展潜力。2000年以来，我国的植物提取行业进入了黄金时期，这取决于人们健康意识的增强和植物提取技术的快速发展，如酶法提取、超声提取、超临界萃取、微波萃取、膜分离技术等新技术的应用，大大提高了生产效率。

2010—2017年，我国植物提取物行业贸易进出口金额和进口数量逐年增长，具体见表2。目前，我国大约有2 000家企业从事植物提取物的生产和贸易，与世界各国相比具有较强的国际竞争力。近些年，我国植物提取行业发展越来越迅猛，不久的将来会成为支撑我国国民经济的主要产业之一。

上游蔬菜种植产业是我国优势产业

蔬菜活性物质提取产业上游主要是蔬菜种植业。我国是世界蔬菜生产和消费的第一大国，随着种植业结构的调整，全国蔬菜生产快速发展，目前已形成华南与西南热区冬春蔬菜、长江流域冬春蔬菜、黄土高原夏秋蔬菜、云贵高原夏秋蔬菜、北部高纬度夏秋蔬菜、黄淮海与环渤海设施蔬菜6大优势区域，各区域优势品种不同、上市档期交替，形成良性互补的区域发展格局。近年来，我国蔬菜生产持续发展，种植面积稳定在2 000万hm2以上，年产量在7亿t以上，年销售量达到世界总量的50%。加之政府在税收、财政、土地等多方面的大力支持，蔬菜种植业发展势头良好。这些都为蔬菜活性物质提取产业的发展提供了稳定广泛的原料和可持续发展的可能。

表2 2010—2017年我国植物提取物进出口情况

下游市场需求持续增长

随着生活水平的提高、健康知识的普及，消费者对天然、健康的植物提取物产品需求正持续扩大，尤其是在保健领域，需求逐年增加，下游市场的需求是蔬菜活性物质提取产业进一步发展的动力。据中国保健协会的调查数据显示，目前中国每年保健品的销售额约2 000亿元，且呈逐年递增的趋势。我国的提取物销售也主要集中在保健食品行业，产品形式包括胶囊、片剂、口服液等，部分产品及相关企业见表3。由表3可知，叶酸的相关保健品最多，其次是叶黄素和β—胡萝卜素，萝卜硫素和槲皮素在我国保健品领域的产品还未广泛开发，目前市面上的萝卜硫素保健品主要是从国外（例如美国的Bluebonnet Nutrition公司、德国的Sanct Bernhard公司和加拿大的Newco等公司）进口。从表中仍可看出，虽然含有辣椒红素的保健品有16个，但其均不是作为主要成分存在。

劣势

质量标准体系尚不健全

目前，蔬菜活性物质提取缺乏国家标准或行业标准，企业多以合同中的质量条款作为产品交付的依据，产品质量的检测方法较为混乱，产品质量良莠不齐，给生产经营带来了障碍，同时给产业的发展提出了挑战。

研发实力薄弱，产品附加值不高

国际市场上植物活性物质的生产技术主要掌握在以色列、美国、德国、法国、日本等国家手中，我国蔬菜活性物质的研究和生产还处于刚刚起步阶段，产品在质量、品牌影响方面与发达国家产品还有一定差距。例如，我国辣椒红素生产从20世纪80年代后期开始发展，到目前为止大多数企业仍生产能力低下，产业规模小，提取技术落后，在国际市场上竞争力较弱，出口数量少，再加之辣椒栽培中农药残留量高，初加工处理不当，产品附加值低。

关于蔬菜活性物质提取产业发展的几点建议

提高企业创新能力，实现技术突破

植物提取物行业是一个技术依赖型行业，先进的提取工艺和设备不仅可以大幅提高提取物产品质量，还能提高原料利用率，减少原料浪费，降低生产成本。相关企业需要提高自主创新的能力，在提取技术、质量、产量方面占据优势，并具备多种产品的加工能力，才能在国际市场上具有竞争力。

表3 蔬菜活性物质提取物相应保健品信息

健全质量标准体系，实施制度监管

希望政府和相关行业协会积极推动质量标准体系的建设，没有国家和行业标准，就无法对产品的生产和质量进行把控和监管，产品质量良莠不齐，在国际市场就会缺乏话语权，产品竞争力下降，进而阻碍整个行业的发展。

整合企业集中发展，提高行业集中度

国内从事植物提取行业的小企业众多，缺乏龙头企业，在资金、人才、信息技术和装备上都较为落后，整体竞争力弱。随着行业监管的健全、消费者品质要求的提高，生产设备落后、产品质量较差的企业将在未来被淘汰出局或整合重组，而技术先进、资金雄厚、信誉良好的企业将脱颖而出，行业集中度逐步提高，整个行业的国际竞争力将进一步增强。

重视上游产业发展，完善产业链条

蔬菜活性物质提取的基本还是蔬菜种植业的发展，重视相关活性物质含量高的优势品种选育、种植和贮藏等一系列环节是保障蔬菜活性物质提取产业发展的基础。相关企业应该建立自己的原材料基地，进而可以控制原材料的质量，实现从原材料到成品的一体化，完善整个产业链条。

综观国内国际的植物提取物行业现状，我国相关企业必须尽快提高竞争力，并在产品、标准、质量控制、创新能力、企业发展策略等多方面进行规划和提升，这也离不开国家政策对行业的政策优惠与创新鼓励。蔬菜活性物质提取作为植物提取行业的重要组成部分，我国还处于发展初期，行业规模和市场需求还比较小，相对市场饱和度较高的发达国家而言，国内发展空间还很大，市场需求的增长潜力大，投资前景看好。希望在多方作用下，我国植物提取物行业，尤其是蔬菜活性物质提取行业能与国际标准接轨甚至领先。