黄精功能成分及深加工开发研究进展

姜丽颖，吴 澎

（山东农业大学食品科学与工程学院，山东泰安 271018）

黄精（Rhizoma polygonati）为百合科黄精属植物黄精（Polygonatum sibiricumRed）、滇黄精（Polygonatum kingianumColl.et Hemsl）或多花黄精（Polygonatum cyrtonemaHua）的根茎[1-2]，是多年生草本植物，迄今为止已发现40 余种该属植物，在我国有31 种，广泛分布于除南方热带以外的广大地区[3]。

黄精是我国传统的名贵滋补中药[4]，化学成分多样，药理活性广泛，具有降血糖、抗氧化、调节免疫力、改善记忆力和抗菌消炎等药理作用[5-6]，药用价值和食用价值均很高。黄精是一种药食同源植物[7]，适合加工成各种产品，在食品、营养、保健、医疗等行业都有较大的开发价值及广阔的应用前景。目前多种黄精制剂已广泛应用于临床，如黄精口服液、黄精茶、苁蓉精颗粒、黄精赞育胶囊、黄精精油眼罩等，并发挥着不同的效用[8]。黄精中还含有多种天然美容活性成分，利用黄精开发纯天然的保健化妆品，如沐浴露、乌发宝、面膜等，具有广阔的发展前景。

但是近年来，黄精的应用只集中于少数领域，要充分利用黄精的营养价值，加大对黄精的开发，还需要对其主要功能成分和深加工技术及产品进行系统的梳理分析。本文对黄精主要功能成分的研究现状和黄精深加工开发的现状进行了总结，提出了现阶段存在的问题，对发展前景进行了展望，以期为我国黄精资源的综合开发及合理利用提供科学依据。

1 黄精功能成分

黄精的主要功能活性成分有黄精多糖、黄精低聚糖、黄精皂苷、生物碱类化合物和黄酮类化合物等[9-11]。其中，黄精多糖是黄精中最主要的药理活性成分[12]，在抗氧化、抗疲劳、降血糖、抗菌、抗炎、提高免疫功能及改善记忆力等方面有较好的功效[13]；其次是黄精甾体皂苷，具有调节血糖、防治心脑血管疾病及抗肿瘤等多种药理活性[14]。

1.1 黄精多糖

Shu 等[15]研究了黄精多糖对环磷酰胺诱导的免疫抑制鸡的保护作用，结果表明，黄精多糖加速了免疫器官相对重量的恢复，并维持了其结构和功能，可显著刺激血清免疫球蛋白和抗氧化指标，改善外周血T 淋巴细胞增殖，并得出黄精多糖可拮抗环磷酰胺诱导的免疫抑制的结论。Li 等[16]研究了黄精多糖的结构及其抗高血糖活性，通过洗脱实验和紫外光谱表明，黄精多糖是一种杂多糖，主要由葡萄糖、甘露糖、半乳糖醛酸、半乳糖、葡萄糖醛酸和阿拉伯糖组成，摩尔比分别为7.22、1.0、0.16、0.11、0.05 和0.02。黄精多糖中单糖含量最高的是葡萄糖，其次是甘露糖、半乳糖醛酸、半乳糖、葡萄糖醛酸和阿拉伯糖，并得出黄精多糖在链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病小鼠中表现出显著的抗高血糖活性，改善胰岛素耐受性，影响血脂代谢的结论。张智等[17]探究了微生物法提取的发酵黄精多糖对肥胖小鼠肠道菌群的影响，结果表明，发酵黄精多糖具有改善高脂膳食小鼠的血脂水平以及具有调节肠道菌群紊乱的作用。

在黄精多种营养成分的研究中，黄精多糖的研究居多，具有广阔的开发前景，近几年来，黄精多糖在食品行业受到广泛关注，越来越多的含有黄精多糖的产品被开发出来，如黄精多糖酸奶等。但是目前对于黄精多糖的主要组成成分和结构特性的研究报道有限，没有深度了解其结构构效关系，阻碍了对黄精相应功能性产品的综合开发和应用。

1.2 黄精低聚糖

低聚糖又名寡糖，由单糖组成，很难或不被人体消化吸收，且能量低，有调节人体肠道菌群、调节血脂等功能。目前，低聚糖已被证明大量存在于药用植物中，不仅能作为能量储存成分，而且在各种疾病的治疗中发挥重要作用[18]。低聚糖也是黄精的主要生物学活性成分之一，但目前对黄精低聚糖的分析和研究并不多。

Lhb 等[19]首次从黄精中分离出低分子寡糖组分PFOS，通过评价其对脂多糖（lps）诱导的腹膜炎小鼠模型中的体内抗炎活性，表明其可显著减少肺结构损伤，对肺损伤具有初步的保护作用。Zhang 等[20]通过体外益生元实验表明，黄精中的果聚糖和半乳聚糖可被益生菌利用，这一发现有助于扩大黄精低聚糖的应用。

1.3 黄精皂苷

皂苷是滇黄精的主要活性成分之一，根据对黄精总皂苷的众多研究发现，其具有降血糖、抗炎、抗肿瘤和抗真菌等作用[21]。Lu 等[22]以链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病大鼠为实验对象，研究了黄精总皂苷对血糖的调节作用和机制，研究中采用液-液萃取法提取黄精总皂苷，实验表明，黄精总皂苷能有效缓解糖尿病大鼠的高血糖和高脂血症，其不仅能促进人体外周组织糖生成，还能促进葡萄糖的利用，为黄精皂苷降糖作用机制提供了更可靠的依据。包瑞敏等[23]采用响应面法对黄精皂苷提取条件进行了优化，结果表明，最佳提取条件为纤维素酶添加量0.4%、果胶酶添加量5.0%、料液比1∶16（g/mL）、酶解pH 5.0、酶解温度45 ℃、酶解时间2.0 h，总皂苷得率4.06%，本研究还证实了黄精皂苷对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶具有一定的抑制活性。目前，已从多花黄精中提取出多种皂苷类化合物，见表1。

表1 多花黄精中的皂苷类化合物Table 1 Saponins from P.multiflorum

1.4 黄酮类化合物

黄酮类化合物是黄精中另一个重要的活性成分，具有降血糖、抗炎、抗氧化、抗肿瘤等药理活性。目前，已从多花黄精不同部位中提取出多种黄酮类化合物，见表2。

表2 多花黄精中的黄酮化合物Table 2 Flavonoids from P. multiflorum

1.5 生物碱类化合物

黄精中的生物碱类化合物目前共分离得到6 个，具体如表3 所示。

表3 多花黄精中的生物碱类化合物Table 3 Alkaloids from P.multiflorum

2 黄精的深加工现状

2.1 黄精功能饮料

随着饮料行业的不断发展和人们消费水平的提高，我国软饮料的发展逐渐趋于天然、营养和保健。功能性植物饮料是以含有某种对人体有益的具有特殊功效成分的植物为原料，经过加工、科学配比、专业品评制成的适合大众需要的植物饮料产品[30]。将黄精烘干粉碎过筛后，通过超声波酶法提取后过滤得到黄精提取液，经过与其他原料进行配比制成黄精功能饮料，其具有多种调节机体功能的作用。

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刘日斌等[31]以黄精、山药、枸杞3 种药食同源材料为原料，采用超声波辅助酶法提取工艺和超声波辅助提取工艺提取相应的汁液，通过实验得出该复合饮料的最佳配方为黄精、山药、枸杞相应提取液分别各占25%、20%、6%，白砂糖添加量6%，柠檬酸添加量0.08%，其多糖含量约为3.29%。该复合饮料不仅同时具有黄精、山药和枸杞三种食物的功能和营养价值，还具有独特的香气和口感。李安等[32]研制了一种黄精发酵功能饮料，首先用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌制备黄精发酵浆，然后用黄精发酵浆进行饮料调配，通过响应面法确定了最佳配方为黄精发酵浆添加量15%，白砂糖添加量10%，柠檬酸添加量0.7%，复合稳定剂添加量0.6%。该调配型功能乳饮料口感纯正、营养丰富、稳定性好。

黄精作为功能性突出的植物原料，其降血糖、抗氧化、调节免疫力等营养功能均可满足现代人的需求，因而其在功能饮料中的应用值得深入研究和推广。黄精饮料的开发丰富了市场上的饮料品种，为消费者提供了更多的选择，具有巨大的发展潜力。

2.2 黄精酒

保健酒是以传统中药为原料，经发酵或配制成的饮用酒，适用于特定人群饮用，具有调节机体功能，并不以治疗为目的。黄精酒制品因口感适宜并具有一定的保健效用，被消费者所喜爱。目前黄精酒的研制可按其生产工艺分为黄精酿造酒和黄精露酒[33]。黄精酿造酒是指将黄精或黄精提取物添加到未发酵的粮食中，然后将黄精与粮食同时进行酿造而制成的酒，例如发酵型黄精米酒等。汪涛等[34]采用曲线模型的方法对发酵型黄精米酒进行动力学研究，并分析了发酵过程中抗氧化成分的变化；梁安怡[35]通过正交试验优选出发酵型黄精米酒的最佳酿制条件，并研究得出黄精水提液对酿酒酵母的生长具有促进作用，有助于缩短酒的酿造周期。

黄精露酒通常是指在已有的饮用酒中直接添加黄精或黄精提取物后调制而成的饮用酒。张建萍等[36]以山楂和酒黄精为原料，研制具有保健功效的黄精山楂酒，通过正交试验优化得到黄精山楂酒最佳制作工艺：糖添加量为20%、酵母添加量为0.15%、发酵温度为28 ℃和酒黄精添加量为3%，在此条件下制作的黄精山楂酒酒精度为10.55%vol，总酸含量为13.97 g/L，还原糖含量为7.84 g/L，总糖含量为13.07 g/L。王玉良等[37]对黄精枸杞酒的功效成分和多种稳定性进行了研究，结果表明酒中富含总皂苷和多糖，酒体的热稳定性、抗氧化性、抗还原性都较强，而抗冷性能不强。

目前，市场上的黄精酒多数仍为传统的黄精浸泡酒，这种传统的黄精保健酒的酒精度偏高，导致多数青年和女性不会选择饮用，使其消费市场受到了极大的限制，而酿造型黄精酒的酒精度比浸泡酒小很多，更能迎合大多数消费者的喜好，但就目前研究来看，发酵型黄精保健酒工艺技术含量较高，想要完成功效强、口味佳的新型保健酒制备，还应加强发酵型黄精保健酒的生产工艺探究，从而更好地推动新型黄精保健酒加工业的发展[38]。因此需要进一步研究黄精酿造酒的工艺，建立完善质量标准体系，扩大市场。

2.3 黄精酸奶

酸奶因具有促进肠胃消化的功能而深受大众的喜爱，黄精酸奶是指将黄精提取液和牛乳复配后接种菌种，然后通过发酵制成的一种口感独特且具有黄精功能性的保健酸奶。将黄精加入酸奶中能够增加酸奶的营养价值，具有广阔的发展前景。

胡晓佳等[39]以牛乳、黄精、蔗糖为原料，通过正交试验优化确定了最佳发酵条件为黄精浸提液添加量15%、菌种接种量3.0%、蔗糖添加量8%、发酵时间4.0 h。王杰等[40]探究了白砂糖、果胶、改性木薯淀粉和黄精多糖添加量对酸奶发酵特性的影响，确定了黄精酸奶的最优配方：鲜牛奶中加入乳清蛋白粉2%、白砂糖7%、果胶0.5%、改性木薯淀粉0.5%和黄精多糖0.4%，并通过与不添加黄精多糖酸奶的对比，发现添加黄精多糖能够抑制乳酸菌的产酸，从而在一定程度上延长酸奶的保藏期。朱建平等[41]研制了一种以黄精、山楂、牛奶为主要原料的新酸奶配方，结果表明最佳配方为奶粉180 g/L，山楂药液（0.6 g 生药/mL）50 mL/L，黄精药液（0.6 g 生药/mL）100 mL/L，白糖80 g/L。研究表明，黄精制成的乳制品的降脂作用优于单纯服用黄精或奶制品。

黄精功能性酸奶因黄精九蒸九晒后呈黑褐色，生产出来的酸奶颜色一般为黄色，但香气浓郁，口味纯正，兼具酸奶特有的口感和黄精特有的香味。研究发现，黄精酸奶中含有的黄精多糖能够使黄精酸奶相比普通酸奶具有更适宜的酸度，从而改善了酸奶保质期短的问题。

2.4 黄精其他产品

2.4.1 黄精速溶茶

我国有悠久的饮茶文化。近年来，随着大众消费水平的提高，人们对茶的要求逐渐趋于保健、营养。速溶茶是一种能迅速溶解于水的固体饮料茶，是以成品茶、半成品茶或鲜叶为原料，通过提取、过滤澄清、浓缩和干燥等工艺加工而成的一种易溶于水而无茶渣的颗粒状、粉状或碎片状的新型固体饮料，具有方便携带，加水即可饮用，不含农药残留等优点。黄精速溶茶是以黄精为原料所制成的一种能迅速溶于水的饮料茶。李惠[42]对黄精速溶茶的加工工艺进行了研究，结果表明反渗透膜浓缩方法对黄精澄清液浓缩有较佳的效果，真空冷冻干燥方式能够更好地保留黄精的风味和有效成分。

2.4.2 黄精饼干

黄精在食品加工中的状态可以是黄精提取物、黄精粉末、黄精切片等。将黄精粉加入高筋面粉中，加入辅料后通过一定的加工工艺可制作出黄精韧性饼干，使其具有黄精的功能性质，提高饼干的营养价值。谢晶等[43]经单因素实验和正交实验确定了穇子黄精韧性饼干的最佳生产工艺和配方：以高筋面粉100%计，大豆油添加量10%，糖粉添加量24%，穇子粉添加量20%，黄精粉添加量4%，在烤制温度上火170 ℃、下火160 ℃的条件下，烤制时间为20 min。

3 黄精开发存在的问题与展望

黄精在食品方面的加工生产工艺和技术水平相对较低，且创新少，导致市场上黄精深加工产品种类较少，制约了黄精产业的快速发展[44-46]。黄精的保健功能较多，如补气养阴、降血糖、增强免疫力等都是很好的应用方向，但目前市场上的黄精开发产品突出的保健功能较少且不明确，没有充分筛选和挖掘黄精的功能特效，导致产品种类较少、开发程度较低[47]。现有的黄精食品没有市场主导产品，创新能力较弱。对于黄精饮料、黄精酒、黄精酸奶等方面的研究相对较多，而黄精速溶茶、黄精饼干、黄精糕点、黄精糖果等方面的研究开发较少。

黄精作为药食两用的传统中药材，其悠久的食用历史为黄精在食品方面的开发奠定了坚实的基础。基于目前黄精的深加工现状，我国应继续深入开展黄精深加工研究，如从黄精的有效成分和功能活性方面出发，在研发黄精产品的同时，可兼顾化妆品等其它领域的研究，实现黄精的综合利用。在食品方面，对黄精速溶茶、黄精饼干、黄精糕点、黄精糖果等食品，食用和携带方便，符合当今社会快节奏的生活方式，具有很大的市场开发潜力，可进一步开发利用，拓宽黄精深加工领域，满足更多用户的需要。