李建軍 樊 星 馬靜瀟

(河南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院/綠色藥材生物技術(shù)河南省工程實(shí)驗(yàn)室 新鄉(xiāng) 453007)

山藥(Dioscoreaopposita)別名薯蕷，為薯蕷科(Dioscoreaceae)薯蕷屬的一種草質(zhì)藤本植物，其藥用部位為干燥根莖，是典型的藥食兩用植物。作為我國(guó)傳統(tǒng)的保健食品之一，山藥含有極豐富的營(yíng)養(yǎng)保健物質(zhì)，我國(guó)西南、淮河流域和黃河流域均有分布，其中河南懷慶府一帶所產(chǎn)品種最佳，稱之“懷山藥”，被譽(yù)為“懷參”。在中國(guó)古代醫(yī)書中曾多次提及山藥，并對(duì)其有很高的評(píng)價(jià)。本文簡(jiǎn)要概述山藥的藥用研究進(jìn)展。

1 山藥的化學(xué)成分

近年來，山藥多糖作為公認(rèn)的山藥主要有效成分，一直是不同領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，同時(shí)也有學(xué)者對(duì)山藥的蛋白質(zhì)、腺苷和微量元素等成分進(jìn)行了研究。

1.1 多糖 研究表明，山藥多糖的組成和結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。已經(jīng)提取分離出的山藥多糖有均多糖、雜多糖、糖蛋白等，它們的相對(duì)分子質(zhì)量差異顯著，糖基組成也多種多樣。

徐琴等[1]研究了淮山藥中多糖的化學(xué)性質(zhì)，將粗多糖RDP經(jīng)純化分離后得到均一的多糖RP用紅外光譜和紙色譜(PC)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)該多糖分子具有β-糖苷鍵，且單糖組成為葡萄糖、D-甘露糖、D-半乳糖。用冷水和熱水分別浸泡薯蕷塊莖，并通過紙層析和氣相層析對(duì)提取到的一系列多糖進(jìn)行分析鑒定，發(fā)現(xiàn)冷提物主要含甘露糖，熱提物主要為葡萄糖。

1.2 蛋白質(zhì)與氨基酸 蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者，其基本組成單位氨基酸可以直接補(bǔ)充人體所需的各種營(yíng)養(yǎng)成分，促進(jìn)人體的生長(zhǎng)發(fā)育。因此，可以用山藥氨基酸的組成及含量來評(píng)價(jià)山藥的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

張麗梅等[2]通過鹽酸水解法對(duì)7個(gè)不同山藥品種樣品進(jìn)行的分析表明：所有品種都含有17種氨基酸，其中精氨酸、谷氨酸、天冬氨酸含量較高。以氨基酸含量及種類組成為指標(biāo)，采用聚類分析法，可以將這7個(gè)品種分為3類，必需氨基酸和鮮味氨基酸的含量隨著山藥總氨基酸含量的升高而升高。邵海等[3]的實(shí)驗(yàn)表明，利用DEAE-52和Sephadex G-75柱層析可以從粗糖蛋白分離純化出兩種糖蛋白組分GLP-I和GLP-II。該方法具有產(chǎn)物純度高、方法簡(jiǎn)便、收率高等優(yōu)點(diǎn)，為我國(guó)山藥糖蛋白的進(jìn)一步加工處理提供了技術(shù)支持。

1.3 腺苷 腺苷是山藥的重要活性成分之一，具有多種藥理效應(yīng)。腺苷類化合物對(duì)人體糖代謝和蛋白質(zhì)的合成等起著重要的調(diào)節(jié)作用。

白冰等[4]對(duì)懷山藥85%的乙醇提取物采用硅膠柱層析方法進(jìn)行分離純化，通過理化性質(zhì)及波譜法進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，首次從薯蕷屬植物中分離得到7羰基-β谷甾醇、尿嘧啶和腺苷，其中腺苷應(yīng)是懷山藥中的有效成分之一，可以作為懷山藥產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)性成分。高華娟等[5]采用高效液相色譜法對(duì)山藥腺苷含量進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行方差分析和多重比較，發(fā)現(xiàn)不同種質(zhì)資源間的腺苷含量差異極顯著，腺苷含量最高的是53號(hào)(邵武I，0.2163%)。該實(shí)驗(yàn)為育種和優(yōu)質(zhì)山藥品種的開發(fā)應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1.4 微量元素 微量元素參與人體內(nèi)多種重要的生理生化過程，具有較高的生物活性，對(duì)人體的代謝反應(yīng)很重要。

張虹等[6]測(cè)定了云南紅河紫山藥和白山藥中7種微量元素的含量，發(fā)現(xiàn)兩種山藥中含有豐富的人體所需的微量元素，且含量排序也相同，其中Mg的含量最高，Co的含量最低, Fe和Co的含量相差不大，但微量元素Mg、Zn和Cu在紫山藥中的含量高于白山藥，因此紫山藥的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值相對(duì)較高，肯定了它作為優(yōu)質(zhì)良種的栽培價(jià)值。廖朝暉等[7]對(duì)山藥的微量元素含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果顯示，山藥含有豐富的微量元素及常量元素Ca，揭示山藥的藥效機(jī)理與其所含的微量元素存在關(guān)聯(lián)。

1.5 其他化合物 山藥還含有多種其他化合物，如環(huán)肽類、尿囊素、淀粉、脂肪、維生素、粘液質(zhì)、膽堿及精氨酸等。

2 山藥化學(xué)成分的提取方法

2.1 山藥總皂苷的提取方法 山藥皂苷是一種安全有效的抗氧化劑，具有抗炎、鎮(zhèn)痛和解毒等功效。

張敏等[8]采用單因素和正交試驗(yàn)研究了山藥皂苷的提取工藝，認(rèn)為浸提溫度、乙醇濃度、料液比、浸提時(shí)間是影響總皂苷提取率的主要因素，并確定了最佳提取條件：浸提溫度60℃，乙醇體積分?jǐn)?shù)80%，料液比1∶8，浸提時(shí)間6 h。這一研究為生產(chǎn)皂苷制品提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。吳祥庭等[9]以超聲處理技術(shù)提取了山藥皂苷，并采用均勻設(shè)計(jì)法進(jìn)行了考察，發(fā)現(xiàn)在料液比為1∶7，浸提溫度為80℃，乙醇體積分?jǐn)?shù)為100 mL/L的條件下，皂苷最大得率為0.2401%。

2.2 山藥多糖的提取方法 提取山藥多糖的方法主要有水溶液提取法、纖維素酶法、微波輔助法、超聲輔助提取法等。依據(jù)不同的目的采用不同的提取方法，可以在保證產(chǎn)率的同時(shí)提高效益。

徐琴等[10]以總多糖含量為考察指標(biāo)，通過正交實(shí)驗(yàn)法證明提取溫度對(duì)含量影響最大，淮山藥多糖的最佳提取工藝為加入1∶60體積比的蒸餾水置于80℃水浴中提取6 h。官波等[11]優(yōu)化山藥多糖的提取工藝，采用響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，通過顯著性和交互作用分析，得出最佳工藝條件：料水比1∶17.5(W:V),浸提溫度83℃，浸提時(shí)間3 h。在該條件下，山藥多糖的實(shí)際提取率為2.56%。相比“正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法”，響應(yīng)面分析法系的函數(shù)估計(jì)工具為多元二次回歸方法，具有周期短、精度高、可以研究多因素間互作效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。

2.3 山藥糖蛋白的提取方法 邵海等[3]采用正交實(shí)驗(yàn)研究提取山藥糖蛋白的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，并進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明最優(yōu)工藝為提取溫度40℃、提取時(shí)間2 h、料液比1∶50。李金忠[12]采用超聲輔助提取山藥糖蛋白，并進(jìn)行極差分析，結(jié)果表明，最佳提取條件為全程超聲輔助提取時(shí)間40 min、超聲功率1400 W、提取溫度40℃、料液比20 g/L，山藥糖蛋白得率的平均值為6.847%；當(dāng)醇沉濃度為70%，采用乙醇沉淀法從提取液中分離糖蛋白的效果較好，糖蛋白的回收率可達(dá)到82.31%。

3 山藥的化學(xué)指紋圖譜

中藥指紋圖譜是一種進(jìn)行中藥材理論研究和新藥開發(fā)的方法，為深入研究中藥材的理化性質(zhì)提供可靠的信息。最常用的色譜是氣相色譜(GC)、高效液相色譜(HPLC)、毛細(xì)管電泳(CE)和薄層色譜(TLC)等。王玲等[13]采用HPLC對(duì)不同產(chǎn)地山藥中尿囊素的含量進(jìn)行測(cè)定，為山藥的質(zhì)量控制研究提供依據(jù)。宋金春等[14]采用反相高效液相色譜法，對(duì)山藥中尿囊素含量的變化進(jìn)行了研究，結(jié)果表明尿囊素濃度在0.02～0.10 μg范圍內(nèi)線性良好(r=0.9998),具有簡(jiǎn)便、高效、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。Kazuhiko使用HPLC法測(cè)定山藥及其成藥蜜丸中尿囊素的含量，并認(rèn)為該法簡(jiǎn)便直接、不需要制備繁瑣的樣品。

利用紅外光譜法，并結(jié)合模式識(shí)別的SIMCA法，可以鑒定不同產(chǎn)地的45種山藥樣品的品質(zhì)，正確識(shí)別率可以達(dá)到70%，對(duì)于大量樣品的快速鑒別研究具有很大的應(yīng)用價(jià)值[15]。且該方法方便、快捷、準(zhǔn)確，為山藥的質(zhì)量鑒別研究提供了新的思路，對(duì)中藥現(xiàn)代化研究具有重要的積極意義。

4 山藥的藥理效應(yīng)

山藥作為一種上等的保健食品及中藥材，對(duì)人類健康起著很大的作用，包括調(diào)節(jié)免疫、降血糖、延緩衰老和調(diào)理胃腸等功能。

4.1 調(diào)節(jié)免疫 山藥多糖是目前公認(rèn)的山藥主要活性成分，可刺激或調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的功能，對(duì)體液免疫、細(xì)胞免疫和非特異性免疫功能都有增強(qiáng)作用。例如，促進(jìn)T細(xì)胞的增生及淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，增強(qiáng)腹腔巨噬細(xì)胞吞噬功能等。

徐增萊等[16]通過對(duì)小鼠灌胃不同劑量的淮山藥多糖，進(jìn)行一系列相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示淮山藥粗多糖對(duì)小鼠淋巴細(xì)胞的增殖能力、抗體生成的數(shù)量以及碳廓清能力都有積極的影響，證明可以增強(qiáng)小鼠的免疫調(diào)節(jié)作用。趙國(guó)華等[17]用小鼠研究山藥多糖(RDPS-I)與機(jī)體免疫功能間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)RDPS-I能極顯著提高T淋巴細(xì)胞的增值能力(P<0.01)，調(diào)節(jié)小鼠特異性體液免疫和細(xì)胞免疫功能，增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬能力。這些結(jié)果表明，RDPS-I既具有非特異性免疫功能，又具有提高特異性細(xì)胞免疫和體液免疫功能，有利于全面改善機(jī)體的免疫功能。

研究表明，山藥磷脂類成分對(duì)提高免疫功能也有一定的作用。王蘇玲等[18]通過對(duì)生山藥及其7種炮制品的磷脂成分進(jìn)行薄層定性比較和總磷脂含量測(cè)定，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)炮制麩炒山藥既能增加焦香味，增加健脾作用，又能保護(hù)補(bǔ)益成分磷脂。

4.2 降血糖作用 山藥多糖具有很好的降血糖作用。何云[19]通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)為山藥多糖對(duì)四氧嘧啶誘導(dǎo)的大鼠血糖水平具有降低作用，且劑量增加，降糖作用隨之增加。研究表明，C肽是胰島素原的裂解產(chǎn)物，可以直接或通過增加糖利用度和糖轉(zhuǎn)運(yùn)速度降低血糖，在I型糖尿病的治療中起著積極的作用。1分子胰島素原在胰島B細(xì)胞中裂解產(chǎn)生1分子胰島素及1分子C肽，由于在外周血中C肽水平比胰島素更高、更穩(wěn)定，所以外周血中的人C肽水平能更準(zhǔn)確地反映人胰島B細(xì)胞的分泌功能。張忠泉等[20]研究了山藥多糖的降血糖原理，發(fā)現(xiàn)山藥多糖對(duì)四氧嘧啶模型鼠降糖作用顯著，同時(shí)能升高C肽含量，表明山藥多糖可以改善糖尿病。山藥皂甙屬于薯蕷皂甙中的一類，由糖元和異戊二烯多聚體連接而成，在降血糖方面有促進(jìn)作用。

4.3 延緩衰老 山藥多糖在體內(nèi)和體外抗氧化活性顯著，可以延緩機(jī)體衰老，且抗氧化能力與其所含的結(jié)合蛋白有關(guān)，在細(xì)胞代謝過程中產(chǎn)生的自由基對(duì)機(jī)體有一定的損傷作用，而超氧化物歧化酶(SOD)可在一定程度上減少自由基的含量。唐微等[21]建立小鼠衰老模型，較高劑量的山藥多糖能降低血清丙二醛(MDA)的含量，提高血清SOD活性，增強(qiáng)小鼠耐氧能力，延長(zhǎng)壽命。劉偉萍等[22]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)山藥水提物能改善四氯化碳(CCl4)所致急性肝損傷小鼠的肝功能狀況，這可能與酚羥基所具有的抗脂質(zhì)過氧化作用有關(guān)。因此，為進(jìn)一步研究具體哪些物質(zhì)在急性肝損傷中起作用提供了新思路。吳祥庭等[9]研究了山藥皂甙的體外抗氧化活性機(jī)理，發(fā)現(xiàn)在一定濃度下，山藥皂甙對(duì)于清除羥自由基表現(xiàn)出很強(qiáng)的能力，表明山藥皂甙在抗氧化劑的研發(fā)方面具有很大的潛力。

4.4 調(diào)理胃腸功能 研究表明，山藥不但具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而且能夠刺激胃腸內(nèi)容物排空，補(bǔ)脾養(yǎng)胃效果顯著。傅紫琴等[23]通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，山藥多糖成分對(duì)脾虛小鼠有一定的補(bǔ)脾健胃作用，并推測(cè)免疫調(diào)節(jié)可能是山藥多糖補(bǔ)脾作用的機(jī)制之一，可能還存在其他補(bǔ)脾機(jī)制。乙國(guó)興等[24]通過觀察尿囊素對(duì)阿司匹林所致急性胃黏膜損傷大鼠模型胃黏膜血流及細(xì)胞因子的影響，結(jié)果表明，尿囊素可以發(fā)揮胃黏膜保護(hù)作用，為新型胃黏膜保護(hù)劑復(fù)方尿囊素的進(jìn)一步推廣應(yīng)用提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

5 山藥的品質(zhì)評(píng)價(jià)及保鮮貯藏

山藥富含多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及藥用成分，營(yíng)養(yǎng)、藥用價(jià)值都很高，具有良好的市場(chǎng)前景。為了充分發(fā)揮山藥巨大的潛在價(jià)值，需要對(duì)山藥品種進(jìn)行評(píng)價(jià)和改良。另外，山藥特有的粘性物質(zhì)、過高的水分含量及不規(guī)則的個(gè)體形狀對(duì)貯藏保鮮提出了特殊的要求。

5.1 品質(zhì)評(píng)價(jià) 謝彩俠等[25]分析不同產(chǎn)地山藥品種在同一地區(qū)種植產(chǎn)品所含的不同活性成分，其中多糖含量差異顯著，因此將其用作評(píng)價(jià)山藥品質(zhì)的主要指標(biāo)之一。另外，淀粉酶同工酶分析結(jié)果表明，鐵棍山藥與其他山藥譜帶差異較大，親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。袁巍等[26]通過測(cè)定四種山藥品種(白玉山藥、白嘴山藥、鐵棍山藥、棒藥)的干物質(zhì)含量及蛋白質(zhì)、淀粉、可溶性糖含量，認(rèn)為同一種成分在不同的山藥中有一定的差異，為不同的營(yíng)養(yǎng)需求提供理論依據(jù)和參考。吳克寧等[27]通過測(cè)定多糖和水分含量分析幾個(gè)土種的特性與懷山藥品質(zhì)的關(guān)系，結(jié)果顯示土壤質(zhì)地對(duì)懷山藥品質(zhì)的形成起關(guān)鍵作用。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)幾個(gè)土種的微量元素含量與懷山藥品質(zhì)的關(guān)系不明顯。

5.2 貯藏保鮮 在一定條件下，經(jīng)1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)、特克多(TBZ)、殼聚糖等保鮮劑處理后，山藥在殼聚糖涂膜處理下儲(chǔ)藏效果最佳。此外，由于山藥在貯藏的前期易發(fā)霉、褐變，后期易因失水而表皮變得過硬，因此在不同階段可采用不同的保鮮劑處理。在不同溫度下鮮切山藥品質(zhì)不同，溫度為0～4℃時(shí)，鮮切山藥品質(zhì)較好，適于進(jìn)行貯藏。

(基金項(xiàng)目：河南省重大科技專項(xiàng)項(xiàng)目“地黃、山藥、牛膝豫產(chǎn)道地藥材品質(zhì)保障關(guān)鍵技術(shù)與品質(zhì)特色研究”，No.171100310500)