金筆獎(jiǎng) | 甜葉菊提取物的藥食兩用價(jià)值與應(yīng)用

       甜葉菊是多年生、短日照菊科草本植物，原產(chǎn)于巴拉圭東北部與巴西接壤的阿曼拜山脈，當(dāng)?shù)鼐用癯Ｓ闷渲谱鹘】档奶鹁罩参镲嬈?。我國于上世紀(jì)70年代開始引進(jìn)培育甜葉菊，產(chǎn)區(qū)主要集中在山東、新疆、江蘇、安徽、福建等省份，種植面積在逐年增加。目前，我國甜葉菊年平均生產(chǎn)量約4萬噸，已成為甜葉菊最大的生產(chǎn)出口國，可謂擁有非常豐富的甜葉菊生物資源[1]。

       甜葉菊中含有多種初生和次生代謝產(chǎn)物，如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、維生素、礦物元素以及甜菊糖苷、綠原酸類、黃酮類、澳澤蘭素、鄰苯三酚等物質(zhì)[2]，既具有較高的營養(yǎng)價(jià)值，也具有良好的生物活性和藥用價(jià)值，既是優(yōu)質(zhì)的藥食兩用資源，也是多種生物活性物質(zhì)的天然提取源。

       甜葉菊中的生物活性物質(zhì)及有益作用

       1、甜菊糖苷

       甜菊糖苷類化合物是甜葉菊中含量最高且種類最多一類功能物質(zhì)，含量約占甜葉菊葉片干重的4-20%。甜菊糖苷屬于四環(huán)二萜類化合物，目前已發(fā)現(xiàn)甜葉菊中含有40多種不同的甜菊糖苷，主要的如甜菊苷、甜菊醇、甜菊雙糖苷、萊鮑迪苷（ABCDEF）、斯蒂韋伯苷、杜爾克苷、懸鉤子苷等，圖1為甜菊苷和萊鮑迪苷A的分子結(jié)構(gòu)。甜菊糖苷屬于非營養(yǎng)型天然甜味劑，甜度是蔗糖的200-300倍，攝入后不會(huì)引起血糖的升高，還具有低熱量、非酵解、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)[3]，可作為蔗糖的天然替代品。

       圖1 甜菊苷（左）和萊鮑迪苷A（右）的分子結(jié)構(gòu)

       由于糖攝入過量引起的肥胖、糖尿病和其他慢性病癥的持續(xù)增加，人們對于各類減糖、健康食品的訴求曰益高漲。在這一背景下，甜菊糖苷作為一種優(yōu)質(zhì)的"糖替"，在新型甜味劑和無糖、低糖食品開發(fā)領(lǐng)域頗具應(yīng)用價(jià)值。與木糖醇、甘草甜素、莫內(nèi)林、仙茅甜蛋白、新橙皮苷等在植物中含量很低的天然甜味劑相比，抑或是與糖精、阿斯巴甜、三氯蔗糖等人工合成甜味劑有金屬后味的欠佳口感相比，甜菊糖苷原料價(jià)廉易得、提取工藝簡單、適用范圍廣，逐漸成為甜味劑市場的新寵。

       除了可作為天然甜味劑外，多種甜菊糖苷的藥理活性也逐漸被發(fā)掘。研究發(fā)現(xiàn)，甜菊苷和萊鮑迪苷A對糖尿病患者具有降血糖、促進(jìn)胰島素和胰高血糖素分泌、降低血壓、增強(qiáng)免疫等作用[5]。

       甜菊糖苷易溶于水和醇類溶劑，因此一般選擇水或乙醇作為溶劑從甜葉菊中提取甜菊糖苷。目前，甜菊糖苷提取方法除了有蒸煮法、發(fā)酵法、冷水浸泡法等傳統(tǒng)方法外，還包括微波輔助提取法、超聲波輔助提取法、高壓輔助提取法、超臨界流體萃取法等較為新興的方法。研究發(fā)現(xiàn)，在傳統(tǒng)方法中，蒸煮法對甜菊糖苷的提取率最高，冷水浸泡法次之，發(fā)酵法較低[4]。新興方法與傳統(tǒng)方法相比，甜菊糖苷的提取率均有不同程度的提高，如超聲波輔助提取法對甜菊糖苷的提取率為12.78%，比傳統(tǒng)蒸煮法提高了10.27%[6]。

       2、綠原酸類

       綠原酸類物質(zhì)是由奎尼酸/奎寧酸與反式肉桂酸（咖啡酸、P-番豆酸、阿魏酸等）通過酶促酯化反應(yīng)脫水縮合而成的一類縮酚酸類天然成分，是甜葉菊中的另一大類生物活性物質(zhì)。綠原酸類在甜葉菊整株均有分布，以葉片中含量最高。甜葉菊中已檢測出24種奎尼酸和莽草酸的羥基肉桂酸衍生物。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，綠原酸類物質(zhì)具有抑菌、抗氧化、抗病毒、降血壓等多種活性，被譽(yù)為"植物黃金"。在多種有益作用中，抗氧化、抗炎是綠原酸類物質(zhì)最主要的功效之一，這與其分子中的酚羥基結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。研究表明，綠原酸清除羥基自由基的能力高于維生素E[7]；另有報(bào)道綠原酸可以通過清除活性氧的方式改善酒精引起的肝損傷[8]。

       3、黃酮類

       甜葉菊葉片中還含有多種黃酮類成分，主要為蘆丁、黃酮醇及其衍生物、槲皮素及其衍生物、山 奈 酚及其衍生物、芹菜素及其衍生物等。甜葉菊中的黃酮類化合物已分離得到的有十余種，不同的黃酮類化合物具有不同的生物活性，普遍表現(xiàn)為抗氧化、抗菌、抗病毒、抗輻射、抗腫瘤、提高機(jī)體免疫力等藥理活性。研究發(fā)現(xiàn)，利用微波提取法得到的甜葉菊總黃酮對DPPH自由基的清除率最高可達(dá)91.39[9]；另有研究發(fā)現(xiàn)，甜葉菊總黃酮對DPPH自由基的清除能力具有明顯的劑量效應(yīng)[10]。

       4、甜葉菊葉蛋白

       葉蛋白是一類高聚合物質(zhì)，存在17-18種氨基酸，其中8種為必需氨基酸。甜葉菊中含有13%左右的粗蛋白，前期對甜葉菊的利用多是提取其中的甜菊苷等活性物質(zhì)，而對其中所含的葉蛋白的利用很少。葉蛋白是一種優(yōu)質(zhì)蛋白，其中賴氨酸的含量較高，可有效補(bǔ)充我國國民以谷物為主食所出現(xiàn)的賴氨酸攝入限制。甜葉菊葉蛋白提取物中不含膽固醇，可作為患有脂肪肝、心血管疾病等患者的蛋白補(bǔ)充劑。但由于植物葉蛋白往往呈綠色或灰白色，且具有一定的草腥味，因此需要通過改進(jìn)提取工藝來改善其外觀和味道，使其更具經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

       甜葉菊提取物的應(yīng)用情況

       甜葉菊提取物因其良好的生物活性和藥用價(jià)值，早已在食品、飲料、化工、醫(yī)藥等多個(gè)行業(yè)有廣泛的應(yīng)用。如甜菊糖苷本身已作為甜味劑代替蔗糖添加于飲料、糖果、甜點(diǎn)等產(chǎn)品中，甜菊糖苷經(jīng)葡萄糖基化后得到的葡萄糖基甜菊糖苷具有比天然甜菊糖苷更好的甜味，而且沒有天然甜菊糖中后苦味的問題；綠原酸的抗氧化活性可用于化妝品配方中，現(xiàn)已有多項(xiàng)添加綠原酸后用于抗脲酶化妝品、抗皮膚衰老護(hù)膚品、防止紫外線和染發(fā)劑對頭發(fā)損傷的洗發(fā)水的歐洲專利，綠原酸的抑菌活性亦可用作天然的防腐劑；黃酮類化合物的多種有益作用已成為保健品行業(yè)的寵兒，廣泛用于具有抗氧化、增加機(jī)體抵抗力等功效的保健食品的生產(chǎn)；關(guān)于甜葉菊葉蛋白的開發(fā)和應(yīng)用還比較少，但是其作為膳食補(bǔ)充劑、營養(yǎng)強(qiáng)化劑的潛力已十分顯著。

       除了以上幾種主要的生物活性物質(zhì)外，甜葉菊經(jīng)提取后產(chǎn)生的濾渣、濾液等副產(chǎn)物中

       存在大量纖維素、維生素、天然色素和生物堿等物質(zhì)，也有很高的利用價(jià)值。若能將這部分資源綜合利用，不僅可以減少廢棄物對環(huán)境造成的壓力，而且可以提高產(chǎn)品的附加值，使甜葉菊產(chǎn)業(yè)鏈更加完整，具有更好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

       參考文獻(xiàn)：

       [1] 楊洋, 李啟明, 高航, 等. 甜菊糖苷功能特性與應(yīng)用現(xiàn)狀[J]．食品工業(yè)，2018, 39(11): 270-272.

       [2] 郭志龍. 不同品系甜葉菊中甜菊糖苷和綠原酸類物質(zhì)含量測定與分析[D], 寧夏大學(xué).

       [3] Grembecka M. Natural sweeteners in a human diet [J]. Rocz Panstw Zakl Hig, 2015, 66(3):195-202.

       [4] 趙永金，孫傳慶. 從甜葉菊中提取甜菊苷的工藝研究. 西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，27(2)：80-83.

       [5] Ritu M , Nandini J . Nutritional composition of Stevia rebaudiana, a sweet herb, and its hypoglycaemic and hypolipidaemic effect on patients with non‐insulin dependent diabetes mellitus[J]. Journal of the ence of Food and Agriculture, 2016, 96(12):4231-4234.

       [6] 劉東強(qiáng)，楊方超，李玲霄，等. 甜菊糖苷的超聲波提取及純化工藝研究. 中國調(diào)味品，2013，38(10)：103-107.

       [7] Toovi J , Markovi S . Antioxidative activity of chlorogenic acid relative to trolox in aqueous solution - DFT study[J]. Food Chemistry, 2018, 278:469-475.

       [8] Kim H , Pan J H , Kim S H , et al. Chlorogenic acid ameliorates alcohol-induced liver injuries through scavenging reactive oxygen species[J]. Biochimie, 2018, 150:131-138.

       [9] Yildiz-Ozturk E , Nalbantsoy A , Tag O , et al. A comparative study on extraction processes of Stevia rebaudiana leaves with emphasis on antioxidant, cytotoxic and nitric oxide inhibition activities[J]. Industrial Crops & Products, 2015, 77:961-971.

       [10] Shukla S , Mehta A , Mehta P , et al. Antioxidant ability and total phenolic content of aqueous leaf extract of Stevia rebaudiana Bert[J]. Experimental & Toxicologic Pathology, 2012, 64(7-8):807-811.       

       作者簡介：Zong，天津大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)博士，主要從事食品、藥品科學(xué)相關(guān)的研究。