国内山药营养品质、影响因素及评价方法研究进展.docx

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1、国内山药营养品质、影响因素及评价方法研究进展山药属于薯薪科植物薯藕，广泛种植于长江以北。中国药典收载的山药基原品种也专指薯菽科植物薯蓑的干燥根茎，但其同属植物褐苞薯筑、参薯和山薯营养成分与山药接近，在我国南方地区种植广泛，也习称山药，并在当地作为山药使用，学者通常将其统称为山药进行研究1。山药中含多种营养及功能成分，对调节脾胃、增强免疫、延缓衰老等有着重要药理作用，其功效和风味广受消费者关注和喜爱，具有良好的市场前景和产品开发潜力。随着山药产业规模不断扩大和人们健康消费理念快速升级，如何进一步提升山药营养品质，实现山药优质化发展成为人们日益关注的问题。本文综述了山药营养成分特点、营养品质影响因

2、素及评价方法方面的研究进展，以期为山药的营养品质研究、营养精准利用、种植技术优化改良提供科学依据。本文所述内容包括山药及上述同属作物，以期更全面地展现相关研究成果。1山药的主要营养及功能成分1.1基本营养成分1.1.1淀粉山药是淀粉含量较高的块茎类作物，鲜山药淀粉含量6%30%,干山药淀粉含量可达59%93%,可见，淀粉是山药中含量最高的营养物质。抗性淀粉(RS)不能在小肠内被酶解消化吸收，但可在结肠内被微生物菌群发酵而发挥有益的生理作用，在功能上被视为膳食纤维，具有降血糖、降血脂、降体重、调节肠道菌群、促进矿物质吸收利用等多种生物学功效。山药中含抗性淀粉较多，高鑫测定23个不同品种山药中RS

3、含量范围为15.93%62.48%,并发现山药抗性淀粉含量与直链淀粉含量呈显著正相关，与可溶性糖含量呈负相关，抗酶解试验表明，山药抗性淀粉抗酶解性较强，强于马铃薯抗性淀粉。李涛等8以紫玉淮山为原料制备的紫山药淀粉中RS含量达到81.34%o1.1.2蛋白质与氨基酸鲜山药蛋白质含量不高，约为1%3%,干山药蛋白质含量10%左右,刘影等9测定浙江紫山药干样中蛋白质含量12.79%-14.85%o山药蛋白质中氨基酸种类较为丰富，研究表明，山药中至少含有17种氨基酸，包括78种人体必需氨基酸，占氨基酸总含量的25.32%38.99%10,11,12,13,14,并且山药富含黏蛋白等生物活性物质，因此,

4、山药蛋白营养价值较高，可以作为摄取植物性蛋白的良好来源。1.1.3维生素山药含有维生素A、维生素BLB2、B3、维生素C、维生素E等多种维生素，但含量不高，不是摄入维生素的主要来源。中国食物成分表（第6版）中鲜山药维生素C含量5mgIoOg,张兵等15采用2,6-二氯酚靛酚法测定湖北利川鲜山药中维生素C含量18.33mg/100go于东等16采用HPLC法未在浙江黄岩紫山药中检测出维生素C,分析认为可能与维生素C的测定方法及山药的品种、产地及气候条件等有关。1.1.4矿物质山药含有多种矿物质，包括钙、磷、镁、钾、钠等常量元素和铁、锌、铜、镒、硒等微量元素。常量元素中钾含量较高，中国食物成分表（

5、第6版）中鲜山药钾含量全国代表值为213mg/100g,周新勇等17测定2种河南铁棍山药和北京、江西、浙江3地的紫山药鲜样中钾含量可达6401096mg/100g,徐恒戳等测定山东5个细毛山药品种干样中钾含量为17312388mg/100go不同山药品种间微量元素含量差异较大，部分山药品种铁、锌含量较为丰富，如张红霞等19报道安顺山药中铁含量6.188.88mg/100g、锌含量1.16-1.83mg/100g0微量元素参与人体多种重要的生理生化过程，对体内多种酶有激活作用，具有重要的生理功能。廖朝晖等20认为，山药的药效机理可能与其所含的微量元素存在关联。1.1.5脂肪山药中脂肪含量很少，鲜

6、山药脂肪含量约0.2mg/100g,干山药脂肪含量约1.0mg/100go研究发现，怀山药脂肪酸构成中对人体有益的不饱和脂肪酸和奇数碳脂肪酸较多，王勇等21分析测定表明，怀山药中含有27种脂肪酸，其中，不饱和脂肪酸9种，占脂肪酸总量的49%,奇数脂肪酸8种，占脂肪酸总量的12%。1.2活性功能成分1.2.1多糖多糖是山药的主要活性成分，目前在山药的多种活性成分中关于多糖的研究最为广泛和深入，研究证明，山药多糖具有增强免疫力、降血糖、降血脂、抗氧化、抗肿瘤等多种药理作用22。山药多糖糖基组成多样，已有的检测结果表明，山药中的单糖包含葡萄糖、甘露糖、鼠李糖、木糖、葡萄糖醛酸、半乳糖、半乳糖醛酸。同

7、时，山药多糖结构复杂，有均多糖、杂多糖、蛋白复合多糖等，相对分子质量差异较大。虽然山药多糖普遍具有抗氧化活性，但有研究表明，相对分子量小、糖醛酸含量高的山药多糖活性更好23。可见，山药多糖功效与多糖含量和结构有关，深入研究山药多糖的构效关系是更好发挥山药多糖活性作用的关键。提取分离方法是影响山药多糖含量与组成的重要因素。高行恩等24以淮山药为原料，采用水提法、超声法、微波法和酶法分别提取制备山药多糖，比较不同提取方法对多糖含量和抗氧化活性的影响，结果表明，酶法提取得率最高且耗时短，在还原力、DPPH清除能力、0H清除能力方面，酶法微波法水提法超声法，在0-2清除能力方面，微波法酶法水提法超声法

8、。1. 2.2尿囊素尿囊素是山药的重要活性成分之一，具有抗刺激、镇痛麻醉、抗菌消炎、修复上皮组织、促进伤口愈合的作用25。中国药典中主要用定性方法鉴别控制山药质量，没有将尿囊素作为定量检测指标，但在科学研究中优化尿囊素检测方法并将其用于山药药材质量定量评价成为研究的热点。目前，山药中尿囊素检测方法有高效液相色谱法、毛细管电泳法、薄层扫描法、近红外漫反射光谱法，但以高效液相色谱法应用最为普遍。文献报道干山药中尿囊素含量约O.11%2.35%26,27,文庆等28研究指出，可将山药药材中尿囊素含量指标拟定为20.3%,以促进山药质量控制的完善。乔宇等29测定了湖北地区菜山药、薪山药、利川山药的皮和

9、去皮块茎中尿囊素的含量，发现山药皮中富含尿囊素，薪山药和利川山药的皮中尿囊素含量高于去皮块茎，约为去皮块茎的1倍多，为山药加工废弃物高效利用提供了理论依据。1.3.3 薯施皂首薯蕨科植物根茎中富含薯菠皂甘，现代药理学显示薯蕨皂甘具有抗肿瘤、抗炎止痛、降低血糖、抗骨质疏松、抗肥胖等多种功效，对心脏、肝脏、肾脏具有保护作用30,因此，以薯藤皂昔作为指标性成分对中药材质量进行评价的文献报道较多31。根据现有的检测32,33,山药中皂昔含量0.04%0.16%,含量不及穿山龙、盾叶薯薪等薯锁科作物。但周新勇等34测定江西和北京紫山药的结果均表明，紫山药皮中薯获皂昔含量远高于去皮块茎，其中，江西紫山药皮

10、中薯蕨皂甘含量为去皮块茎的12.9倍。杨喜华等35以利川山药皮为原料提取皂昔得率0.25%,也说明山药皮中薯璇皂昔含量高于块茎。可见，利用山药皮提取薯藤皂甘有一定前景，且有利于山药资源综合开发利用。1.3.4 黏蛋白含有黏蛋白是山药的重要特点之一，山药粘液的主要组成成分就是黏蛋白与多糖组成的蛋白一多糖复合体36。研究发现，黏蛋白有预防心血管系统脂肪沉淀、保持血管弹性、抗氧化、免疫调节和抗肿瘤等作用。目前关于山药黏蛋白的研究不多。张浩然等37通过水提醇沉法提取山药黏蛋白，并采用黏度法测定山药黏蛋白分子量为2.4104o牛春成等38、戴榕等39采用酶解絮凝法提取获得山药黏蛋白，发现山药黏蛋白对EC

11、-109癌细胞有很好的抑制作用。1.3.5 多酚多酚类物质广泛分布于植物体内，包括黄酮类、酚酸类、单宁类、花色普类等，具有很强的抗氧化活性。李寒冰等40通过对怀山药药材组织中的多种有效成分进行染色，于显微镜下观察到多酚类成分在怀山药中柱的输导组织周围有零星存在，但在皮层中则有较多分布，说明白山药多酚类成分主要存在于山药皮中。孙荣等41研究发现，鸡皮糙山药皮中总黄酮含量0.9%1.2归总多酚含量0.4%0.6%,说明其多酚类物质以黄酮类为主。紫山药富含花色甘，于东等42测定浙江鲜紫山药中花色昔含量2.88mg/100g,王哲等43测定浙江干紫山药中花色甘含量25.7mgIOOg。霍艳荣44从紫山

12、药花色音中分离纯化出APYII、APYnI、APYIV3个组分，其中APYH、APYnl总抗氧化能力高于维生素C。1.3.6 腺昔腺昔是一种具有重要生理生化功能的核昔类物质，参与人体的多种重要代谢和机能调节45。中国药典将腺昔作为冬虫夏草质量评价指标,规定腺昔含量不得少于0.010%。何文胜等46以不同品种山药块茎为样品，测定干山药中腺甘含量0.024%0.205%,平均含量0.095%；高华娟等47以同样方法测定褐苞薯锁、参薯和山薯等山药同属植物干样中腺首含量，平均含量分别为0.125%、0.085%、0.095%；但刘应蛟等48、朱群英等49、郑琴等50测定不同产地山药饮片中腺昔含量，大部

13、分样品中腺昔含量不到0.010%,只有少量样品腺昔含量在0.010%以上。山药饮片中腺昔损失是否与炮制过程有关有待进一步研究。2山药营养品质的影响因素2. 1品种品种是影响山药营养品质的重要内在因素，品种不同营养成分含量差异较大，可作为山药品种鉴定和品种改良的基础。研究表明，不同山药品种种群间及种群内营养成分含量均有差异。易骏等51,52比较了相同生态环境、栽培技术和加工条件下山药和褐苞薯薪、参薯、山薯等山药同属药材不同种质资源的尿囊素含量和多糖含量，结果表明，不同种质资源褐苞薯薪、参薯、山薯尿囊素含量存在无规律性差异，可能与其无性繁殖的根茎种源差异有关，但3类作物尿囊素和多糖含量均可与山药相

14、比，特别是褐苞薯前和参薯根茎的多糖含量明显高于山药，说明3类作物可作为山药同类资源开发利用。黄玉仙等53比较了相同环境条件、采收时间和加工方法的不同种质资源山药中尿囊素含量，结果表明，不同省份的种质资源及同一省份不同县的种质资源尿囊素含量差异较大,外地引种的品种尿囊素含量高于当地品种，说明本地品种品质可能存在退化现象。徐恒戳等18,54以山东当地主栽的5个传统细毛山药品种为研究对象比较品质差异，结果表明，不同品种间干物质、可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C、钾、镁、铁、镒、辂含量存在显著差异，说明种群内的不同品种营养特点也有区别，与甘秀芹等55对9个淮山药品种的研究结论一致。不同山药品种的用途与其

15、营养特点密切相关。刘苏伟等56比较了河南温县种植基地6种山药的多糖含量及体外抗氧化活性，发现多糖含量和抗氧化活性较高的山药品种均有一定药用历史，仅有食用历史的山药品种多糖含量和抗氧化活性较药用品种低，为药用和食用品种之间的差异性及食用品种无法入药的原因提供了解释。对不同品种山药营养成分的研究还表明不同营养成分的含量具有一定相关性。舒锐等57比较了同一试验基地内的11个北方地区栽培山药品种的水分、淀粉、蛋白质和可溶性糖含量，发现水分含量较高的山药品种可溶性糖含量较高，但淀粉和蛋白质含量较低。2.3 生长环境生长环境是影响山药营养品质的重要外在因素，不同山药种植区域的气候条件、土康性质、土壤营养状

16、况千差万别，导致同种异地山药质量存在明显差异。闫沛沛等58比较了河南产地和河北产地怀山药的品质，河南产地怀山药总多糖含量显著高于河北产地怀山药，具有更高的药用价值，这与张重义等59选用同一品种怀山药在不用地区同期种植得出的研究结论一致。但韩晓勇等60对种植于道地产区温县和非道地产区丰县的铁棍山药进行比较，得出了不同的研究结论，丰县铁棍山药的灰分、钾、铁、铜、锌、多糖和可溶性糖含量显著高于温县铁棍山药，干物质、钙、镁、镒、非必需氨基酸及淀粉含量低于温县铁棍山药，据此推测怀山药道地性的形成主要是品种与环境双重作用的结果，以单一或某一指标评价山药品质有待商榷。在气候条件相似种植同一品种的特定地域，土壤条件可能是影响作物生长和品