戴儒麗，吳文嬋，王婷婷，奚義寧，宋麗燕，黃丹青

(廣東茂名健康職業(yè)學院，廣東 茂名 5254000)

番薯(IpomoeabatataL.)，亦稱紅薯、甘薯、甜薯等，屬于管狀花目旋花科，為一年生植物，起源于南美洲，是重要的經(jīng)濟作物，緊隨水稻、小麥、玉米和木薯之后。中國作為全球最大的番薯生產(chǎn)國，一直以其龐大的種植面積和高產(chǎn)量處于領先地位。近年來，越來越多的國家和地區(qū)開始將番薯莖葉視為一種富含營養(yǎng)的綠葉蔬菜，被譽為“長壽食品”和“蔬菜皇后”，在美國更被列為“航天食品”。在中國，盡管番薯莖葉的部分被用于食用，但在過去，通常被用作動物飼料或被浪費。通過分離、鑒定等研究手段，已經(jīng)證實番薯莖葉中富含多種生物活性成分和營養(yǎng)成分。其中，生物活性成分的分離提取率受到提取過程中乙醇體積分數(shù)、溫度、料液比、時間等因素的影響[1]。

本文利用PubMed、CNKI、WANFANG等多個數(shù)據(jù)庫，檢索包含“番薯莖葉” “甘薯莖葉” “活性成分” “提取工藝”等關(guān)鍵詞的文獻，對相關(guān)文獻進行系統(tǒng)歸納和整理。通過對這些文獻的綜合分析，探討番薯莖葉中生物活性成分的提取工藝，以期為番薯莖葉的深度開發(fā)提供有益參考。

1 番薯莖葉活性成分

番薯莖葉營養(yǎng)成分豐富，主要包括蛋白質(zhì)、碳水化合物、微量元素、維生素等[2]，此外，還含有酚酸類、黃酮類、多糖、花色苷等多種生物活性成分[3]。在國內(nèi)外的研究中，已經(jīng)證實番薯莖葉具有廣泛的開發(fā)潛力[4]，所含生物活性成分賦予其多種功能，如調(diào)節(jié)免疫功能、抗腫瘤作用、降低血糖、抗氧化特性，以及抗菌活性等[5]。因此，番薯莖葉被廣泛應用于制作面膜、復合茶、保健醋、飲料、蛋糕、香腸等產(chǎn)品。

2 提取工藝流程

近年來，廣大科研工作者對番薯莖葉中活性成分的提取進行了深入研究，主要包括預處理、提取、分離、濃縮精制等步驟，具體見圖1。

圖1 番薯莖葉中活性成分的提取工藝過程圖

在圖1步驟中，對生物活性物質(zhì)收率影響最為顯著的是提取環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)涉及提取原料和提取方法的選擇。為了提高提取率，科研工作者在此領域投入了大量的精力。常見的提取溶劑包括水和有機溶劑，水主要用于提取番薯莖葉中的多糖等成分，而有機溶劑幾乎覆蓋了番薯莖葉中所有的生物活性成分。有機溶劑種類包括乙醇、甲醇、醚類等。在提取過程中，由于提取的有效活性成分多用于食品，因此研究者更傾向于選擇安全性較高的乙醇。提取過程受多種因素的影響，包括提取溫度、乙醇體積分數(shù)、料液比、提取時間等，這些因素對提取結(jié)果產(chǎn)生重要影響[6]。目前，部分文獻著重探索這些影響因素，旨在獲得更高效的提取方法。

3 提取方法

在食品和制藥工業(yè)中，安全高效地提取有效成分是一項重要的課題。不同的提取方法對活性化合物的提取率、純度、化學結(jié)構(gòu)和生物活性具有關(guān)鍵影響，因此應根據(jù)活性分子的理化性質(zhì)選擇適合的提取方法。對于番薯莖葉而言，常規(guī)的提取方法包括浸漬法、滲漉提取法、煎煮法、回流提取法等，這些方法具有操作方便、成本低等優(yōu)點，但也存在著溶劑消耗大、提取時間長、提取選擇性低等缺點。為了獲得更高的提取率，科研工作者對提取工藝進行了優(yōu)化，并引入了一系列新技術(shù)，研究開發(fā)了微波法、超聲波法、酶解法、超高壓提取法、響應面法等。研究表明，這些輔助技術(shù)的應用對番薯莖葉中活性物質(zhì)的提取工藝起到了較好的優(yōu)化作用。

3.1 黃酮類化合物的提取方法

番薯莖葉中的黃酮類化合物包括槲皮素、異檞皮素、木犀草素、楊梅素、山柰酚等，具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗腫瘤等多種生物活性作用[3]。目前常用于提取黃酮類化合物的方法包括：醇提法、超聲波提取法、響應面法、微波法、雙水相法、超高壓提取法等[5]。關(guān)于黃酮類化合物在番薯莖葉中的含量分布，研究表明其順序為：葉>葉柄>莖[7]。對此，劉偉等[8]用液相萃取法考察了不同提取劑、提取時間等因素對番薯葉中黃酮類化合物提取率的影響，結(jié)果顯示，60%乙醇-水溶液的在提取中表現(xiàn)最佳。另一方面，徐艷[9]采用超聲波乙醇浸提法，在最佳工藝條件下，即：溫度為 40 ℃、乙醇體積分數(shù)70%、料液比 1∶40 g/mL、時間 30 min，番薯莖葉總黃酮的得率為2.65%。李盼盼[10]、任美燕[11]等則通過單因素和響應面試驗，優(yōu)化了黃酮的超聲提取工藝模型，與實際情況擬合良好。韋學豐等[12]在居家條件下嘗試用微波爐優(yōu)化番薯葉黃酮的提取工藝，結(jié)果顯示，微波功率及時間、乙醇體積分數(shù)、料液比例對黃酮提取率有影響。此外，劉漢文等[13]采用超聲微波協(xié)同法進行番薯葉黃酮提取，其提取率比僅采用微波法高。而王永徐等[14]則采用乙磷酸氫二鉀-乙醇為雙水相，利用超聲輔助技術(shù)成功提取番薯葉中的黃酮類化合物。另有學者聯(lián)合醇提法、超高壓提取法和正交實驗法進行研究，結(jié)果表明此方法能夠提高黃酮類化合物的提取量和提取率[15]。

3.2 綠原酸的提取

綠原酸是一種苯丙素類化合物，具有抗菌消炎、抗氧化、抗衰老、興奮中樞神經(jīng)系統(tǒng)等藥用價值[16]。番薯莖葉中的綠原酸主要為咖啡?？鼘幩嵫苌颷17]。研究發(fā)現(xiàn)，番薯莖葉中綠原酸的含量分布為：葉>莖>葉柄[18]，且綠原酸的含量與采收季節(jié)有關(guān)，最佳采收時間段為9月[19]。對于綠原酸的提取，常用的方法包括醇提法、超聲波法、響應面法、酶解法、雙水相法等。例如，向昌國的研究顯示，醇提法和超聲波法的聯(lián)用可以采用更低濃度的乙醇，有效地縮短提取時間，為多個方法協(xié)同應用提供了科學依據(jù)[20]；何春玫的研究對番薯葉綠原酸提取工藝進行了優(yōu)化，結(jié)果顯示，乙醇濃度、溶液pH、提取溫度及提取時間對提取率有較大影響[21]；王麗萍等在實驗中確認酶解法聯(lián)合超聲波法有利于提高番薯莖葉中綠原酸的提取率[22]；蔣益花等研究了微波協(xié)同乙醇-磷酸氫二鉀雙水相萃取方法，發(fā)現(xiàn)綠原酸提取率受液料比、提取時間、乙醇濃度和微波功率的影響較大，具有較高的選擇性[23]；謝仁有等通過優(yōu)化超聲波提取番薯葉中綠原酸的工藝條件以提高得率，結(jié)果表明，乙醇濃度>料液比>溫度>超聲時間對提取效果影響較大，其最佳提取工藝與蔣益花所用方法不同[24]；李光等研究表明，當乙醇體積分數(shù)30%、料液比為 1∶20 g/mL、pH=5.0時是提取綠原酸的最佳條件[19]。單長松等采用響應面法優(yōu)化番薯莖葉中綠原酸的提取工藝，最佳提取工藝條件為：提取時間 25 min、溫度為 64.5 ℃、料液比為 1∶35(g/mL)、乙醇體積分數(shù)為45%，實際得率達到 3.4421 mg/g[25]

3.3 多糖的提取

多糖由數(shù)個單糖分子聚合而成的大分子物質(zhì)，具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、保護肝臟等多種生物學功能。番薯莖葉多糖主要由葡萄糖、木糖、甘露糖等單糖組成的吡喃型多糖[26]。多糖的提取常用酶解法、超聲波法、響應面法等。苯酚-硫酸法測定番薯莖葉多糖含量的結(jié)果顯示為：葉片>葉柄>莖[5，27]。李松昂等采用超聲輔助酶法提取番薯葉多糖，通過纖維素酶降解處理并利用超聲波促進相關(guān)成分的溶出，然后通過響應面法優(yōu)化料液比、加酶量、超聲功率和超聲時間等提取工藝條件，使番葉多糖得率達到預測值的99.5%，分離后獲得均一無雜質(zhì)的多糖[28]。吳香梅等在單因素試驗的基礎上，采用雙水相法+超聲波法+響應面法試驗設計優(yōu)化提取工藝，分析各變量對黃酮及多糖提取率的影響，結(jié)果表明多方法協(xié)同作用提升了實驗效果[29]。劉莉等運用酸水解法結(jié)合微波法[30]或超聲波法[31]對番薯葉水溶性膳食纖維的提取進行觀察，發(fā)現(xiàn)微酸的提取液結(jié)合微波法或超聲波法可以縮短提取周期。另有針對甘薯莖尖的研究發(fā)現(xiàn)，添加酶及不同的添加量對莖尖中水溶性膳食纖維的提取產(chǎn)生影響[32]。

4 結(jié)語

番薯莖葉作為一種具有較高經(jīng)濟價值的資源，綜合提取其生物活性成分是提高番薯產(chǎn)業(yè)鏈附加值的重要途徑。從總結(jié)中看出，提取方法由單一性向多樣性發(fā)展，現(xiàn)在多采用Box-Behnken實驗設計，分析各自變量交互作用對活性物質(zhì)得率的影響，建立多元二次方程與效應值的預測模型，通過回歸方程尋求最優(yōu)提取工藝條件。相比傳統(tǒng)技術(shù)，該方法具有溶劑用量少、提取時間短、溫度控制精準、提取率高等優(yōu)點。

本文綜述了番薯莖葉中活性成分的提取工藝現(xiàn)狀與發(fā)展。目前，該提取工藝正逐步走向成熟，然而未來仍需關(guān)注安全、高效、高產(chǎn)、低成本等方面的研究，以提高番薯莖葉的經(jīng)濟效益。隨著技術(shù)的不斷進步，番薯莖葉的應用領域?qū)⒌玫接行卣?，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供有力支持，進而推動番薯莖葉在醫(yī)藥、食品、化妝品等領域的開發(fā)利用，并提高農(nóng)業(yè)附加值。