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试述国内山药资源的开发

2020-04-13 286 上传者：管理员

摘要：本文基于对国内山药资源的介绍，对山药资源的开发现状及综合利用情况进行了探究，展望了山药资源开发利用前景。

关键词：
山药
活性成分
综合利用
资源开发
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山药又名薯蓣（DioscoreaoppositifoliaL.），是薯蓣科植物薯蓣的块根。山药除了是食疗佳品，也是重要的医疗保健品，含有淀粉、蛋白质、必需氨基酸和多种微量元素，除此之外，山药中还有山药多糖、皂苷、尿囊素、黏液质、黄酮等活性成分。《本草纲目》记载：益肾气、健脾胃、止泻痢、化痰涎、润毛皮。因此，山药是一种极佳的天然食品资源，具有超高的研究和应用价值。

1、山药资源

1.1 分类

我国栽培的山药分为两类：普通山药和田薯。普通山药别名家山药，普遍分布在我国长江以北的中部和北部地区，除此之外，普通山药在南方也有种植，其特征为茎蔓圆而无棱翼。按照块茎形状，最常见的有长山药、扁山药和圆山药三大类，其中长山药的品种类型最多、种植面积最大、总产量最高。田薯别名大薯，多分布在我国台湾、广东、广西、福建、江西等地区，以茎多角而有棱翼为特征。按块茎形状可分为长形田薯、扁形田薯、圆状田薯。

1.2 我国典型的山药品种

1.2.1 怀山药

怀山药，又名怀山，是山药中最为有名的一类，产自河南省焦作地区（古怀庆府），素有怀参之称。《神农百草经》记载：山药，河南怀庆者良。其果肉洁白，味道甘甜，其粉充足，体积较大，质地较硬，久煮不烂。

1.2.2 铁棍山药

铁棍山药属于怀山药中的“极品”，主要产自河南省焦作地区，它粗细均匀，通常直径为1~2cm，表皮颜色略深，毛须较多，具有特殊的暗红色“锈斑”，粉足质腻，横截面呈白色或略显黄色，不易煮烂，因富含氨基酸和黏蛋白，汁液浓稠，深受大众喜爱，而且营养价值和药用价值极高。

2、山药的有效成分

山药主要含有淀粉、蛋白质、必需氨基酸和多种微量元素以及山药多糖、皂苷、尿囊素、黏液质、黄酮等活性成分。近年来，学者们研究发现，山药具有降血糖血脂、抗氧化防衰老、抗肿瘤、抗突变、调节免疫系统、护脾补肝肾和调整肠胃的功能。

2.1 山药多糖

山药多糖是山药中重要的活性成分，其活性作用和提取方法也是近些年学者们研究的热点。2.1.1山药多糖的功能

2.1.1.1 降血糖作用

多糖类物质能促进肝糖原合成代谢，促进糖降解，可起到降低血糖作用[1]。何云等[2]发现山药多糖具有保护大鼠胰岛和抑制血小板异常的功能，能够显著降低大鼠血糖，对早期的糖尿病有很好的治疗作用，除此之外还发现山药多糖含量越高降糖效果越好。罗小芬[3]研究了山药多糖对α-淀粉酶的酶活力的影响，发现山药多糖可作为α-淀粉酶抑制剂降低糖的吸收来降低血糖。

2.1.1.2 抗氧化和抗衰老作用

山药多糖可以清除体内自由基，因此具有抗衰老的作用。JU等[4]研究发现山药多糖对DPPH自由基、羟基自由基和超氧自由基都表现出明显的清除活性作用。除此之外还发现，山药多糖能够明显促进人子宫内膜上皮细胞的增殖。孙设宗等[5]研究发现山药多糖对小鼠心肌、肾脏、肝脏抗氧化作用较强。

2.1.1.3 抗肿瘤和抗突变作用

郝丽鑫[6]研究发现多糖可以通过增强免疫力、抑制肿瘤血管形成、诱导细胞凋亡等方式发挥抗肿瘤作用。阚建全等[7]发现山药多糖可通过与致突变物结合使其失活和阻断正常细胞突变2种机制发挥抗突变作用。

2.1.1.4 保护肝脏的作用

孙延鹏等[8]研究发现山药多糖能够保护卡介苗（BCG）和脂多糖（LPS）导致的小鼠免疫性肝损伤。

2.1.1.5 免疫调节作用

山药多糖还具备体内、体外免疫活性，徐增莱等[9]通过实验分析发现山药多糖能增强小鼠淋巴细胞的增殖能力，促进小鼠抗体的生成并增强小鼠碳粒廓清的能力，进而能有效调节免疫系统。

2.1.2 山药多糖的提取

山药多糖的提取方法主要有浸提法、酶水解法、超声辅助提取法、微波辅助提取法等。为了提高山药多糖的提取率，王珺等[10]结合酶水解法和微波辅助提取法，并对其进行优化，得到了比常规方法更高的提取率，这也为其提取方法的研究提供了新的思路。

2.2 皂苷

山药皂苷苷元具有保护肠胃、抗氧化、抗衰老、抗菌消炎、抗肿瘤、护脾补肾、提高免疫力的作用。王彦平等[11]利用优化酶解法提取山药皂苷，在体外抗氧化实验中发现，山药皂苷可清除体内自由基，现代研究表明，皂苷与多糖可启动长寿基因，抑制肿瘤基因，以起到抗衰老作用，可应用于心肌疾病、高血脂和口腔癌的治疗。周茜等[12]选用山药皂苷元对雷公藤多苷诱导的少弱精子症模型小鼠进行药理学实验，发现山药皂苷对小鼠的生殖系统有保护作用，可用于少弱精子症的治疗。JEON等[13]通过评估山药皂苷对小鼠胃肠道的影响，得出以下结论：山药提取物不仅能改善小鼠的消化功能，而且能影响一些肠道菌群向有益菌转化，由此发现山药提取物具有作为高血糖或高血脂症患者的消化辅助剂的潜力。

2.3 尿囊素

尿囊素是咪唑类杂环化合物，具有镇静、局部麻醉、消炎抑菌、抗病毒等功效，山药中尿囊素可用于治疗糖尿病、骨髓炎、肝硬化及癌症等疾病[14]，现阶段有关山药中尿囊素的含量测定较多，而提取方法较少。主要含量测定方法有薄层色谱法（TLC）、高效液相色谱法（HPLC）。王嘉林等[15]采用超声波法对尿囊素进行提取，利用HPLC模式与蒸发光散射检测（ELSD）对山药中尿囊素进行含量测定，有效排除了其他因素的干扰。

2.4 黏液质

山药黏液质是多糖与蛋白质的复合体，是山药中的重要活性物质，具有抗氧化，降血压，抗肿瘤、提高机体免疫力的作用。任国艳等[16]研究发现黏液质及其酶解物能够促进脾淋巴细胞增殖转化，对肿瘤有潜在的治疗作用。

2.5 黄酮

黄酮是一种酚类化合物，其基础结构是苯酮环。山药中的黄酮具有抗氧化、抗肿瘤等作用，黄酮的主要提取方法有微波法，热回流法、超声波乙醇浸提法等。徐东生[17]利用微波法提取山药中的黄酮，确定最适条件是乙醇浓度60%、提取温度95℃、料液比1∶20（g/mL）、提取时间20min，在此条件下，黄酮提取率高达0.428%。

3、山药的综合利用

3.1 山药资源开发和现状

食用山药主要以其块茎为主，因其成熟季节较为集中，多在秋季。鲜山药含水量较大，容易滋生细菌和害虫，从而导致自身腐败变质，不适合远距离运输。由于新鲜的山药不利于保存，但山药具有很高的营养价值和保健价值，所以近年来通常将其生产为较易保存的食品。现阶段以休闲食品为主，对保健价值的开发尚未成熟。

3.1.1 直接食用

家庭食用时山药常被制作成山药粥、山药汤、山药糕点、山药甜品等食品，用作日常的养生滋补食品。

3.1.2 山药酸奶制品

酸奶具有止泻、促进消化、抗衰老、提高机体免疫力的作用。对于儿童来说，它可以促进其大脑和神经系统的良好发育；对于老人，食用酸奶可降低胆固醇，减少老年人心血管病的发病率，因此山药酸奶毋庸置疑是一种老少皆宜的补品。

3.1.3 山药保健酒

李魁等[18]以山药、糯米、板栗为酿酒主原料以一定的加工工艺制得山药板栗保健稠酒，该产品富含人体所需的各种氨基酸、维生素、微量元素，且风味极佳。

3.1.4 山药薄片

随着经济的发展和人们生活水平的提高，人们对休闲食品的要求不仅限于美味，而且提出了更高的要求，即低钠、低盐、低饱和脂肪酸、无添加剂、无防腐剂。传统山药薄片主要采用油炸的方式，但油炸食品中易产生致癌因子，因此采用冻干的方法来加工山药既可提高产品风味也可保留山药的营养价值，符合消费者要求。

3.1.5 天然增稠剂

山药多糖具有良好的流变特性，其表现为假塑性和凝胶状行为，其黏度随温度升高而得以改善，它也受酸碱度的影响，基于这种特性，山药具有被加工成天然增稠剂和相关食品的潜力。除上述产品外，山药还可以加工成山药粉用作代餐食品、山药饮料、山药内酯豆腐、山药食醋、山药罐头、山药仿生食品等。

3.2 山药副产品的开发与现状

山药的副产品主要是山药皮，它是山药的表皮，附着些许毛须，通常在山药加工过程中作为废料被去除，这不仅污染了环境也让山药皮的营养价值被人们忽略。事实上山药皮的营养成分与山药中的营养物质大致一样，也含有淀粉、蛋白质、必需氨基酸、多糖、皂苷、尿囊素、黄酮、山药碱、黏液质、可溶性膳食纤维、多种微量元素等，其中的活性物质可被提取出来作为中药或添加到食品中做功能成分[19]。山药皮可以补充人体营养，有利于吸收其他营养素，有保护肠胃、助消化的作用，山药皮还有降血糖血脂、防衰老、抗肿瘤、治疗皮肤病等功效。当前有关山药皮的开发主要有：山药皮醋、山药皮酒；利用超声波法、酶解法提取山药皮中的可溶性膳食纤维，并将其添加到饼干中；将山药皮加工成山药皮粉加入到馒头中以提高馒头的营养价值及其感官品质。

4、展望

山药是食用和保健价值很高的天然食品资源，在降血糖血脂、抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、抗突变、调节免疫系统、护脾补肝补肾、调整肠胃功能方面都有一定的功效。但山药相关食品的研发基本停留在理论方面，而且个别成分的提取方法有待研究，其作用机理尚不够清楚，有关山药的禁忌及毒性作用属未知领域。

针对上述问题，山药未来的研究应当从以下几个方面开展：深入研究山药中各种活性成分的作用部位，作用途径，结合人体生理结构形成一个较为完善的作用体系；利用新技术对山药的活性成分提取及纯化，优化并增加山药的加工工艺，使其更好地与其他产品优势互补，丰富现有的山药食品种类；提高山药及山药副产品的开发利用，提高创新意识，并将其利用到保健品的开发中去；深入探究山药的毒性作用及机理，并提出有效的解毒措施。

参考文献：

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