荸薺皮中生物活性物質(zhì)的研究進(jìn)展 李作美，邵杰
摘要：荸薺皮中的生物活性物質(zhì)具有很多種功能。本文綜述了荸薺皮生物活性物質(zhì)的提取技術(shù)及生理功能的
研究進(jìn)展，為充分有效地利用荸薺皮資源提供參考。
關(guān)鍵詞：荸薺皮；生物活性物質(zhì)；研究進(jìn)展
~Wr-(EleocharisTuberose)俗稱馬蹄、地栗、烏芋等，
為莎草科荸薺屬多年生淺水性草本植物。它是一種優(yōu)良
的藥食兼用的果蔬類食物，其肉質(zhì)細(xì)嫩，汁多味甜，清
脆爽口， 自古有“地下雪梨”之美譽(yù)。北方人則視為
“江南人參”。 本草綱目 記載荸薺能降火，補(bǔ)肺涼
肝，消食化痰。我國(guó)醫(yī)學(xué)認(rèn)為： “荸薺性味甘寒，功效
清熱化痰、生津開胃、明目清音、消食醒酒，還有抗腫
瘤、抗菌、防治呼吸道疾病、利腸通便和利尿排淋等作
用?”。目前，我國(guó)荸薺的栽培面積約為2．7萬hm2，產(chǎn)
量占世界的95％以上，長(zhǎng)江流域以南各省均有栽培【2】，
已成為重要的水生植物之一。近年來荸薺加工的產(chǎn)品主
要有：荸薺罐頭、荸薺蜜餞、荸薺果醬、荸薺脯、荸薺
淀粉、荸薺復(fù)合果汁飲品等。然而荸薺加工過程中，荸
薺皮除少部分用作飼料外，大部分都被視為廢棄物，
其質(zhì)量占鮮荸薺質(zhì)量的20％ ～25％，資源量很大。如
果能把這些廢棄物充分利用起來，這對(duì)提高荸薺的附加
值將具有十分重要的意義。因此，許多科研工作者對(duì)
荸薺皮的開發(fā)利用進(jìn)行了大量研究。研究發(fā)現(xiàn)，荸薺
皮中含有“荸薺英”和天然棕色素以及膳食纖維等生
物活性成分，并可以應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、化工等
多種領(lǐng)域。
1 活性物質(zhì)
據(jù)現(xiàn)代研究表明，荸薺果肉及其果皮中含有一種不
耐熱的抑菌物質(zhì)——荸薺英，荸薺英中含有酚類、生物
堿、有機(jī)酸、皂苷及游離黃酮類等成分，其中有一種確
定的功能成分為24一乙基一△7一膽甾醇I3]。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，荸
薺英對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、產(chǎn)氣腸桿菌、綠膿
桿菌等均有不同程度的抑制作用。
1．1 抗氧化．清除自由基
羅楊合等 用不同試劑的顯色現(xiàn)象，推知荸薺皮
中含有黃酮、黃酮醇、二氫黃酮醇等黃酮類物質(zhì)，同時(shí)
含有5+OH和3 ，4 一二羥基，初步判斷荸薺皮中不含
查耳酮、橙酮和花色素苷。另外，羅楊合等 利用吖啶
紅光度法測(cè)定了荸薺皮水提取液對(duì)羥自由基的清除率。
當(dāng)料液比為1：10的荸薺皮水提取液稀釋5．7倍后，對(duì)羥自
由基的清除率為33．7％ ，說明荸薺皮的抗氧化活性較
強(qiáng)。由荸薺皮表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化活性，可以推斷出荸
薺皮中有荸薺多酚活性組分。它可有效地清除羥自由
基，抑制紅細(xì)胞膜、肝、腎、脾、腦等肌體組織的氧化
損傷。賈冬英等 通過定性及定量方法分析了荸薺皮提
取物中可能存在的具有抗氧化活性物質(zhì)。采用70％丙酮
溶液從荸薺皮粉中提取出多酚類和黃酮類等抗氧化物
質(zhì)。同時(shí)應(yīng)用DPPH自由基法測(cè)定了荸薺皮提取物對(duì)
DPPH自由基的清除能力。結(jié)果顯示，荸薺皮提取物具
有一定的清除DPPH自由基能力，其清除能力與提取物
濃度之間顯示出良好的劑量關(guān)系，即隨著荸薺皮提取物濃
度的增大，其清~,DPPH自由基的能力增強(qiáng)。郭艷華[71用
鄰苯三酚自氧化法、Feton反應(yīng)法、Na2s O 一I2滴定法研
究了荸薺皮提取物的抗氧化活性；同時(shí)用紫外一可見光
譜法，分析了荸薺皮提取物抗氧化活性的主要成分不是
花色素及其昔類，而是黃酮類化合物。黃酮類化合物的
生理活性作用較為廣泛，具有生物抗氧化性、清除自由
基、抗衰老、治療心腦血管疾病、降血糖血脂血壓、
’基金項(xiàng)目：2009年安徽省高等學(xué)校省級(jí)自然科學(xué)研究項(xiàng)目(KJ2009B076)。
作者簡(jiǎn)介：李作美(1975一 )，女，安徽安慶人，助理實(shí)驗(yàn)師，主要從事微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)和研究。
李作美等：荸薺皮中生物活性物質(zhì)的研究進(jìn)展 61
抗癌、鎮(zhèn)痛、抗菌等藥用保健功能。
1．2 抗菌 抑菌
近年來，國(guó)內(nèi)外對(duì)荸薺皮殺菌、抑菌的研究越來越
重視，并且取得了較大的進(jìn)展。曾瑩等[21研究發(fā)現(xiàn)，荸
薺皮提取物對(duì)G 菌有較強(qiáng)的抗菌作用，對(duì)酵母菌、霉菌
也有一定的抑制作用，對(duì)多數(shù)食品都有明顯的抑菌效
果。他還用一般的熱浸提法對(duì)抑菌物質(zhì)的提取工藝進(jìn)行
了研究，發(fā)現(xiàn)荸薺皮提取物具有良好的熱穩(wěn)定性和較廣
的pH活性范圍，可作為一種天然食品防腐劑用于食品加
工生產(chǎn)中。李東生等[81對(duì)荸薺皮、葉、莖提取物抑菌l生
作了分析，發(fā)現(xiàn)其對(duì)細(xì)菌、酵母菌和霉菌都有較強(qiáng)的抑
菌特性，并有較好的熱穩(wěn)定性。劉欣等[91用硅膠板層析
技術(shù)，采用二元溶劑對(duì)荸薺皮粗提物乙酸乙酯部分進(jìn)行
了分離，并對(duì)荸薺皮抑菌物質(zhì)的抑菌活性進(jìn)行了研究。
張全軍等Do]利用超聲波提取荸薺皮中的抑菌物質(zhì)，并
對(duì)荸薺皮中的抑菌物質(zhì)的提取工藝、穩(wěn)定性及抑菌成分
的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，荸薺皮粉碎物60目、乙
醇溶液濃度65％、料液比1：10、超聲波作用45min、提
取次數(shù)為一次的條件下，是荸薺皮的最佳提取工藝。對(duì)
荸薺皮提取物穩(wěn)定性的研究表明，荸薺皮提取物對(duì)溫度
和紫外光的穩(wěn)定性較強(qiáng)，在不同濃度的鹽溶液、糖溶液
和pH環(huán)境中其穩(wěn)定性有一定的變化；提取物對(duì)大腸桿
菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌的
抑制作用較好；提取物對(duì)細(xì)菌的抑制作用比苯甲酸鈉和
山梨酸鉀好，對(duì)酵母菌的抑制作用比它們差。對(duì)荸薺皮
抑菌物質(zhì)純化后進(jìn)行的GC—MS鑒定結(jié)果顯示，荸薺皮抑
菌物質(zhì)中含有甾醇類、有機(jī)酸類、酯類和黃酮類4類活
性成分共1 1種活性物質(zhì)。
2 天然棕色素
荸薺皮中含有豐富的棕色素，且為水溶性的，可以
用作食用天然色素。有些天然色素本身就是人們?nèi)粘ｏ?BR>食的成分，有的還具有一定的營(yíng)養(yǎng)或生物學(xué)作用。從天
然植物中提取食用色素，因其安全無毒，備受人們的青
睞。荸薺皮中的棕色素，具有抗菌作用和抗氧化活性，
可用作各類食品的著色劑和添加劑。提取的荸薺皮色素
的穩(wěn)定性直接影響著色素的開發(fā)應(yīng)用前景。
黃文等?】采用紫外一可見光譜方法，用不同溶劑
對(duì)荸薺皮色素的提取和穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，探討了荸薺
皮中棕色素的提取條件以及食品中常用的幾種食品添加
劑(蔗糖、磷酸鈉、苯甲酸鈉、維生素C、亞硫酸鈉
等)對(duì)荸薺皮棕色素穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明，以65％
的乙醇作為浸提液，PH值為2，80℃時(shí)，提取率為
80％；蔗糖、苯甲酸鈉、維生素C的存在對(duì)荸薺皮棕色
素幾乎沒有影響，而磷酸鈉、亞硫酸鈉的加入使色素顏
色加深。羅楊合等n 研究了超聲波輔助提取荸薺皮天
然棕色素的條件，結(jié)果表明，以50％的食用酒精為溶
劑，料液比為1：10(g／m1)，頻率為20 kHz、超聲功率為
80 w，超聲時(shí)間為40 min，浸提溫度為70~C的條件下，
荸薺皮棕色素的浸提率最高，而且超聲波輔助法提取沒
有改變荸薺皮棕色素的性狀和結(jié)構(gòu)，這將有利于工業(yè)化
生產(chǎn)。郭艷華n 也對(duì)提取荸薺皮色素的條件進(jìn)行了系
統(tǒng)的研究，同時(shí)還研究了食品中常用的幾種食品添加
劑、多種金屬離子、pH值、光熱等對(duì)荸薺皮色素穩(wěn)定性
的影響及該色素的耐氧化還原性等，結(jié)果表明，用50％
的乙醇作為提取劑，在pH值是1．00，提取溫度是60~C的
條件下，是荸薺皮棕色素提取的最佳條件。同時(shí)實(shí)驗(yàn)還
證明了常用食品添加劑蔗糖、檸檬酸、淀粉、葡萄糖
對(duì)荸薺皮色素沒有明顯影響，而山梨酸鉀(濃度大于
3．00mg／m1)、抗壞血酸對(duì)該色素有一定的影響。另外，
金屬離子Fe”和Mn 對(duì)荸薺皮色素有破壞作用而產(chǎn)生沉
淀，對(duì)荸薺皮的穩(wěn)定性影響較大，所以應(yīng)避免該色素與
Fe”和Mn 接觸，更不能用鐵容器來儲(chǔ)存、運(yùn)輸。荸薺
皮色素具有一定的抗氧化活性，加入到食品中，可以防
止脂質(zhì)和維生素的氧化，保持食品的營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味不因氧
化而被破壞。
3 膳食纖維
膳食纖維是不能被人體消化酶消化的，以食品中
的多糖類為主體的高分子成分的總稱。雖然膳食纖維在
人體內(nèi)不能被消化吸收，但卻具有許多特殊的功能和生
理作用，如預(yù)防結(jié)腸癌、心血管疾病，降血壓、降血
糖、加速有毒物質(zhì)的排泄、改善腸道菌群、抑制有害菌
等，對(duì)人們的身體健康起著舉足輕重的作用，被列為
“第七大營(yíng)養(yǎng)素” [141。膳食纖維從其理化性質(zhì)上分為
兩類：即可溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維。膳食纖維
在奶制品、肉制品、面制品及膨化食品中都得到了廣泛
的應(yīng)用。魏丹[151采用化學(xué)法對(duì)荸薺皮中可溶性膳食纖
維和不溶性膳食纖維提取工藝進(jìn)行了研究，以氫氧化鈉
為提取劑，通過對(duì)氫氧化鈉濃度、處理時(shí)間、處理溫度
與原料顆粒大小等影響因素的實(shí)驗(yàn)，獲得最佳工藝條件
為：氫氧化鈉濃度4％ ，處理溫度40~C、處理時(shí)間1h、
原料過40目篩。在此條件下不溶性膳食纖維的提取率
為84．5％，純度為79．1％，得率為12-3l％。提取可溶性
62 中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng)
膳食纖維的實(shí)驗(yàn)中，通過單因素及正交試驗(yàn)得到了最佳
工藝參數(shù)為：鹽酸濃度為0．7mol／L、處理溫度為80~C、
液料比為15：1(ml：g)、處理時(shí)間為1．5h、原料粒度通
過40目篩。最佳工藝條件下可溶性膳食纖維的得率為
1．57％ 。
綜上所述，荸薺皮中含有的活性成分在食品、醫(yī)
藥、農(nóng)業(yè)和化工等領(lǐng)域中有著十分廣泛的應(yīng)用前景。因
此，今后如何進(jìn)行大規(guī)模地開發(fā)利用荸薺皮資源，提高
其經(jīng)濟(jì)效益，是我們要進(jìn)一步研究的項(xiàng)目。◇
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