莲藕的活性成分研究进展

摘 要：综述了莲藕的活性成分种类、莲藕活性成分的药用和食用开发利用价值及莲藕活性成分的提取方法3个方面的研究进展，并对其今后的研究进行了展望。

关键词：莲藕；活性成分；价值；提取方法

中图分类号：S645.1；Q946 文献标识码：A 文章编号：1001-3547（2013）18-0048-05

莲藕为睡莲科莲属植物，是一种重要的水生经济植物，兼具观赏、食用和药用价值，深受广大消费者所喜爱。我国水生蔬菜资源丰富，种植面积已超过67万hm2，产值超过300亿元，居世界第一[1]。其中，莲藕的种植面积最大，销售量也最大，同时也是全国销售量最大的26种蔬菜之一[2]，2005年仅湖北省的莲藕栽培面积就高达6.73万hm2，产量197.02万t[3]。莲藕含有丰富的碳水化合物、淀粉、蛋白质、单宁、脂质等成分，除此之外，还富含多种活性成分，如膳食纤维、黄酮、挥发油、生物碱、多糖等，具有抗炎、降脂、降血压、降血糖、抗艾滋和抑菌作用等[4～12]，有着广阔的开发前景[13～19]。

1 莲藕的活性成分

1.1 生物碱

存在于莲藕中的生物碱，均为异喹啉类生物碱。目前的研究主要在荷叶和莲心，其他组织研究得较少。早在1961年，日本学者富田真雄等[20]就从中国莲叶片中分离出了荷叶碱、O-去甲基荷叶碱和莲碱3个单体成分。至今已从荷叶中分离出多种生物碱类化合物，依据其母核结构的差异分为单苄基异喹啉类、阿朴啡类、去氢阿朴啡类和氧化阿朴啡类4类，其中，单苄基异喹啉类主要有O-去甲基衡州乌药碱、衡州乌药碱和N-甲基异衡州乌药碱等；阿朴啡类主要有荷叶碱、莲碱和O-去甲基荷叶碱等；去氢阿朴啡类主要有去氢荷叶碱、去氢莲碱等；氧化阿朴啡类主要有鹅掌楸碱等[21]。研究表明，单个生物碱的含量会随种植地点的不同而不同，其中，荷叶中的主要成分为荷叶碱，其次是O-去甲基荷叶碱和N-去甲基荷叶碱，最后是莲碱[22]；报道称5 850 mg莲心粗生物碱中含有甲基莲心碱2 545 mg、异莲心碱698 mg和莲心碱650 mg[23]。

1.2 膳食纤维

膳食纤维是指能抗人体小肠消化吸收，而在人体大肠能部分或全部发酵的可食用的植物性成分、碳水化合物及其相类似物质的总和，包括多糖、寡糖、木质素以及相关的物质，是继水、蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、维生素之外的“第七大营养素”。膳食纤维一般按溶解性分为水溶性膳食纤维（SDF）和不溶性膳食纤维（IDF）2大类。研究表明，经榨汁去淀粉加工后的藕渣部分富含膳食纤维，其粗纤维含量高达25.1%[24]，是一种很好的纤维素源。虽然莲藕及藕渣中含有丰富的膳食纤维成分，但至今一直未被很好地开发利用。

1.3 多糖

多糖是由单糖之间脱水形成糖苷键，并以糖苷键线性或分支连接而成的链状聚合物。一般将少于20个糖基的糖链称为寡糖，多于20个糖基的糖链则称为多糖。莲藕多糖主要存在于莲籽[25]、莲籽红皮[26]和莲心[27]中。由于莲籽的营养价值高，人们主要集中对莲籽多糖的研究。研究表明，可从子莲的干燥成熟种子的提取物中获得莲籽多糖，此外，莲籽多糖的含量较高，占3%以上。莲籽多糖主要包括鼠李糖、夫糖、核糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、半乳糖和葡萄糖等[28]。我国莲籽品种中可溶性多糖含量为5.16～13.32 mg・g-1（鲜质量），平均7.45 mg・g-1（鲜质量）[29]。有研究发现，莲籽硬化外种皮成分包括多糖、木质素和可溶性单宁，单体主要是半乳糖和甘露糖[30]。

1.4 黄酮类

黄酮类化合物是一种以 C6-C3-C6结构为基本母核的天然产物，常以游离态或与糖结合成甙的形式存在。目前，人们已经从荷叶、根茎、雄蕊、莲籽壳等部位发现有利用价值的黄酮类化合物[31～34]。荷叶中的黄酮类化合物属于甙类，荷叶甙在新鲜荷叶中的含量约为0.1%，主要是槲皮黄素-3-葡萄糖醛酸甙[35～37]。研究还显示，荷叶中的黄酮类含有酚羟基[38]。此外，莲心中的黄酮类化合物包括芦丁、金丝桃苷、木犀草素等[39]。

1.5 多酚类

多酚是一大类结构不同、含有多羟基的化合物总称。研究表明，莲藕中酚类物质分布不均匀，表皮比内部多，而藕节又比表皮多[40，41]。莲藕中的多酚类物质主要是多巴、儿茶酚、没食子酸、D-（+）-儿茶素和L-（-）-表儿茶素等[42，43]。莲籽中酚类物质主要由咖啡酸、氯原酸、羟基苯甲酸和没食子酸等组成，具有抗氧化作用[44，45]。

1.6 挥发油

荷叶中含有48种精油成分，占总峰面积的92.5%[46]。有研究表明，水蒸气蒸馏所得的荷叶挥发油共分离出41个峰，鉴定出31种成分，占其挥发油总相对含量的94.13%；而超临界萃取所得的荷叶挥发油共分离出66个峰，鉴定出54种成分，占其挥发油总相对含量的89.45%[47]。

1.7 其他成分

莲藕中还存在许多其他的活性成分，如荷叶中含有琥珀酸、葡萄糖酸、酒石酸、苹果酸、柠檬酸、草酸、没食子酸、正十八烷酸、 苯甲酸、邻羟基苯甲酸等有机酸和非挥发性有机酸[48]，还有小檗科桃儿七属和八角莲属植物中含有的鬼臼毒素[49]。此外，荷花中富含矿物质、维生素C和17种氨基酸，其中7种为必需氨基酸[50]。

2 莲藕活性成分的开发利用价值

2.1 药用价值

①抗氧化及抗衰老 荷叶黄酮抑制亚油酸氧化的能力较强，且当荷叶黄酮浓度为0.3 mg/mL时，其抗氧化能力最强[51，52]。荷叶中莲藕多糖也具有抗氧化性，且使用超声波辅助提取法提取的多糖的体外抗氧化活性明显高于水提法所得的多糖[53]。

②抑菌作用 李鸣宇等[54]从荷叶中提取到了伴放线放线杆菌、粘性放线菌、内氏放线菌、具核梭杆菌、牙龈卟啉菌等对牙周相关疾病有较好抑菌效果的有效成分。唐裕芳等[55]研究也表明，荷叶超临界CO2萃取物对酵母、霉菌、细菌都有一定抑制作用，在碱性环境和酸性环境中较为明显，对大多数酵母、霉菌、细菌的最低抑菌浓度不超过1.56 g/L。此外，莲籽多酚具有抑制枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、李斯特氏菌、沙门氏菌和大肠杆菌的作用[56]。

③降血脂 目前，莲藕的降血脂作用主要以研究荷叶的生物碱类物质为热点。研究表明，荷叶生物总碱对肥胖大鼠的体重增长有明显的抑制作用，并可显著地降低肥胖高脂血症大鼠的TG、AI及TC水平[57]。荷叶中各种生物碱对脂肪酶具有抑制作用，其中，荷叶碱的抑制作用最强[58]。有研究发现，荷叶总生物碱提取物的中高剂量组及阳性药物对照组大鼠血清TC、TG和LDL-C均明显降低，HDL-C显著升高，可见荷叶总生物碱提取物对血脂具有全面调节作用[59]，而且荷叶生物碱的降脂作用强于荷叶黄酮的[60]。此外，荷叶黄酮提取物对胰脂肪酶有抑制作用，且呈非竞争性抑制[61]。

④其他作用 莲藕藕节中的提取物具有凝血作用[11]。从人们日常食用的蔬菜莲藕中分离纯化到的一种多糖复合物，命名为LB2，除了抗氧化活性，LB2还能较好地抑制HIV-1整合酶的3'切割活性。莲藕多糖还具有降低糖尿病小鼠血糖的能力[12]。

2.2 食用价值

莲藕含有丰富的碳水化合物、蛋白质、维生素、矿物质和鞣质等。全株含有淀粉、酷类、蛋白质、脂肪和卵磷脂，除此之外还含有少量的生物碱、黄酮类、胡萝卜素、核黄素、尼克酸、维生素C及多种金属元素。莲藕是一种生熟兼食的蔬菜，并集营养和保健于一体，是一种药食同源食品。莲藕的加工制品比较有历史和产量大的主要是藕粉和盐渍藕，此外还有莲藕汁、速冻藕片、脱水藕片、清水藕、盐水藕、藕脯、莲藕面包、莲藕醋等加工制品。

3 莲藕活性成分的提取

3.1 生物碱

莲藕中生物碱的提取方法有溶剂提取法（酸水提取法[62]、醇提法[63]）、水蒸气蒸馏法[64]、微波法[65]及超声法[64]。荷叶中的生物碱碱性较弱，不能直接溶解于水中，但与酸作用生成盐类后可溶于水中，因此，荷叶碱可用偏酸性的水溶液提取[66]。采用酸水法[62]提取荷叶中的荷叶碱、原花青素，具有提取效率高、工艺简便、成本低等特点，适合于工业化大生产应用。加热回流法比超声波提取的产量高，用95%乙醇的提取纯度较高，同时用酸水提取生物碱的含量较高[64]。利用微波辅助提取技术[65]来提取荷叶中的生物碱，与传统方法相比，大大提高了总生物碱的提取率。采用单一的溶剂加热回流法提取荷叶生物碱，耗时费能，溶剂用量大，且纯度和提取率都不高。为了提高提取率，减少溶剂用量，可借助超声波、微波以及超临界流体萃取技术等新型的辅助技术，提高原材料的利用率。

3.2 膳食纤维

莲藕中膳食纤维的提取有酶法、酸碱法和生物发酵法[67～69]。目前，膳食纤维的制备主要是酸碱法，但是高酸高碱对提取物有一定程度的损害，因而可结合其他物质来提取莲藕中膳食纤维，如结合碱和蛋白酶提取藕渣中的不溶性膳食纤维，产率较高[68]。吴疆鄂等[69]对3种方法的提取进行了评价，酶处理法对纤维素和半纤维素均有降解作用，总膳食纤维含量为79.6%，产品膨胀力明显提高，由5.0 mL/g增加到9.0 mL/g；酸碱处理法降解纤维素类物质最彻底，得率只有17.33%，总膳食纤维含量为98.2%，以不溶性膳食纤维为主；用生物发酵法处理原料，得率最高，达到59.23%，总膳食纤维含量和水溶性膳食纤维含量分别为82.7%和18.8%。对于莲藕副产物加工而言，3种方法均能获得较好的膳食纤维产品，在原料利用和产品特性方面具有差异。

3.3 多糖

莲藕多糖的提取主要有酶法提取法、水提醇析法和微波辅助提取法[70～73]。酶法催化效率高，针对性强，对提取率的提高有显著的促进作用，可达到8.42%[27]。但因酶自身容易受温度、pH值等因素的影响而变性，故应用的范围受限。水提醇析法成本低、工艺简单，提取物接近天然，对其结构分析有一定的帮助，但提取率低，仅为3.29%[70]。微波辅助提取既可缩短提取时间，降低提取剂用量，还可提高莲籽多糖的提取率，可高达17.32%，具有快速、安全、节能、易放大和易控制等优点[72]，因其高效省时的特点已被人们广泛应用。

3.4 黄酮类

目前用于莲藕中黄酮的提取分离方法主要有水提取法、乙醇/水溶剂提取法、超声波法、微波法、大孔树脂吸附分离法、乙醇/水溶液加微波和树脂提取分离法[73～75]。采用乙醇溶液―微波辅助提取方法，黄酮的提取率高，优于纯水、无水乙醇、60%乙醇溶液3种提取方法[76]。

3.5 多酚类

莲藕多酚的提取主要有溶剂提取法（包括微波提取法和超声波提取法）、膜分离法、沉淀法、树脂吸附法和超临界萃取法等[56]。其中，微波提取和超声波提取法因其高效省时的特点已被人们广泛应用于实际中，而超临界萃取法是一种新型的提取分离技术，近年来发展很快。

3.6 挥发油

莲藕挥发油的提取方法有超临界CO2萃取和水蒸气蒸馏。超临界CO2萃取挥发油比传统的水蒸气蒸馏提取法质优，收率大大提高，萃取时间短，无溶剂残留[77，78]。

4 展望

随着莲藕活性成分的开发及应用，莲藕显出它独有的价值，但开发利用中还存在以下问题。一是莲藕中虽含有多种活性成分，如生物碱、黄酮类、多酚类、膳食纤维、多糖等等，但已经被利用的很少，因而应用研究还有待于更加深入；二是资源浪费，大量的莲藕加工下脚料（如藕节、藕皮、藕渣）、荷叶、莲蓬、荷花、莲心和通心莲加工下脚料（如外种皮、莲心）等等通常作为废弃物处理，既浪费资源，又污染环境[79]；三是许多机理还待研究，如莲藕多酚对金黄色葡萄球菌有抑制作用，但其作用机理还不清楚，又如莲藕多糖的降糖作用及抗氧化能力等可能是莲藕多糖用于防治糖尿病的主要药理学基础，但其降糖作用机理也尚待深入研究。

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