黄花菜营养活性研究进展

秦喜悦，张雷，温艳斌，李景明，张雅丽*

（1.中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100089；2.大同市农业农村局，山西 大同 037000）

黄花菜（Hemerocallis citrina Baroni）为百合科阿福花亚科萱草属的一种多年生草本植物，又名金针菜和萱草花。黄花菜古时被称为“忘忧草”，作为食品和传统药品已有上千年历史[1]。黄花菜的花蕾可以食用，是“四大素山珍”之一，是当代常见且广受人们喜爱的绿色食品。不仅如此，黄花菜的营养价值还很丰富，是一种热量很低但富含蛋白质的食物，其维生素和矿物质可以满足人们日常生活的基本需求，且味道甘甜。黄花菜经常出现在各种膳食中[2]。我国传统中医认为，黄花菜是一种具有多种疗效的食品，具有平肝养血、安神醒脑、消炎止痛、消肿利尿等功能，能治疗耳鸣、心悸不稳、黄疸、痢疾、水肿等多种病症[3]。文章主要总结了近年来国内外对黄花菜主要活性成分的提取方法和功能研究的内容，以期为相关产业和研究人员提供研究思路。

1 黄花菜的基本营养成分及种植分布

黄花菜营养丰富，含有维生素、糖类、氨基酸、蛋白质以及无机盐等营养成分。有研究表明黄花菜中含量占比最高的营养成分分别是碳水化合物、蛋白质以及脂肪，它们的占比含量分别为60%、14%和2%[4]。

黄花菜还含有60余种挥发性物质，其中醇类6种（28.06%）、醛类 6种（11.86%）、酮类 10种（14.34%）、酯类3种（4.85%）、烷烃类8种（7.12%）、烯烃类6种（7.47%）、羧酸类9种（16.00%）、酚类 3种（2.10%）、其他9种（8.19%），具体含量如表1所示[4]。

表1 100 g黄花菜中的基本营养成分含量Table 1 The content of basic nutrients in 100 g Hemerocallis citrina Baroni

此外，黄花菜里的营养成分随着黄花菜所含水分的差异而有所变化。脂肪和维生素与水分的含量呈正相关关系，蛋白质和微量元素与水分的含量则呈负相关关系[5]。

黄花菜分布于全国各地，包括内蒙古、吉林、浙江、江苏、广东、江西、四川、山西、甘肃、湖南、湖北等地区。这些地区中最出名的是山西大同[6]，有“黄花之乡”的美誉；其次是被称为“黄花菜原产地”的湖南祁东[7]；而甘肃庆阳则是所有产地中黄花菜销量最高的地区[8]。不同地区的黄花菜的营养成分含量也不同。高志慧[9]研究发现，在几个产地中，山西大同黄花菜的蛋白质和纤维素含量最高，四川渠县黄花菜维生素C含量最高，湖南祁东县黄花菜总糖含量最高。不同产地黄花菜的营养成分含量如表2所示。

近年来，许多地区扩大了黄花菜的种植面积。湖南祁东县结合黄花菜传统特色产业，大力推进实施黄花菜重点产业扶贫项目，黄花菜的种植面积逐年上升，目前已有11 000 hm2的种植面积，遍布全县13个乡镇，黄花菜年产量超过4万吨，是我国最大的黄花菜种植县，我国70%以上的黄花菜均来自于此[10]。宁夏吴忠市红寺堡区由于独特的自然条件，目前黄花菜种植业已成为当地一项重点脱贫项目，其黄花菜种植面积达5 333 hm2，黄花菜年产量9 000 t[11]。陕西省石泉县政府也将黄花菜产业作为农民致富增收的重点产业，2020年全县黄花菜种植规模达2 000 hm2，干黄花菜年产量2 000 t，产值2亿元，黄花菜已成为当地的特色产业和重要经济收入来源[12]。

表2 不同产地黄花菜的营养成分含量Table 2 The nutrient content of Hemerocallis citrina Baroni from different producing areas

2 黄花菜中重要功能成分的提取与活性研究

2.1 多酚类物质

植物多酚是一种含有多个酚羟基的化合物，广泛存在于植物的花、叶、木、皮、果中。植物多酚具有抗氧化、清除体内自由基、降血脂、降血糖、预防心血管疾病等多种生理功效[13]。黄花菜中的主要多酚类物质为山奈酚、槲皮素、异鼠李素-3-O-葡萄糖甙、苔黑酚-β-D-吡喃葡糖苷、根皮素2'-O-β-D-吡喃葡糖苷、根皮素2'-O-β-D-吡喃木糖基-（1→6）-β-D-吡喃葡糖苷[14]。

目前常用提取黄花菜中多酚类化合物的方法是溶剂萃取法[15]，但该法的提取溶剂会造成污染，容易对后期的试验造成影响，因此常采取一些辅助手段如超声、微波等，能够破坏植物细胞壁，促使多酚溶出。具体的提取方法如表3所示。

表3 黄花菜中多酚类化合物的常用提取方法Table 3 Common extraction methods of polyphenols in Hemerocallis citrina Baroni

多酚类物质是植物中最重要的抗氧化成分，主要是由于其可作为还原剂、单态失氧剂、金属螯合剂以及给氢剂与铁酰血红蛋白的还原剂发生氧化还原反应[17]，因此黄花菜多酚是一种具有开发潜力的天然抗氧化剂。黄花菜的多酚类成分在体外的抗氧化试验[15]表明，黄花菜多酚对羟基自由基、超氧阴离子自由基、DPPH自由基均具有一定的清除作用，其半抑制率（IC50）分别为 0.117 6、0.163 8、0.159 3 mg/mL，并且清除率与黄花菜多酚浓度成量效关系。与VC相比，黄花菜多酚对羟基自由基的清除率强于VC，对超氧阴离子自由基、DPPH自由基的清除率则弱于VC，说明黄花菜中的多酚类物质是一种具有开发潜力的天然抗氧化剂。

黄花菜又名安神菜、忘忧草，现代研究发现黄花菜多酚的另一重要作用是抗抑郁。有研究发现[18]，黄花菜多酚对过氧化氢诱导的大鼠嗜铬细胞瘤（PC12）细胞损伤具有一定的保护作用，其作用机制可能和黄花菜多酚能够调控PC12细胞神经递质地释放有关。Xu等[19]研究表明，黄花菜多酚可改善轻度抑郁大鼠的抑郁情绪状态及相关认知功能障碍，其机制与调节脑内神经递质和脑源性神经营养因子水平、降低皮质酮水平以及减轻氧化应激有关。Liu等[20]研究表明黄花菜多酚的抗抑郁作用可能与调节单胺类神经递质从而影响神经系统有关。GU等[21]研究发现，黄花菜多酚的抗抑郁作用主要依赖于小鼠脑内的3种激素水平的升高，分别是单胺类神经递质血清素、去甲肾上腺素和多巴胺。还有研究发现，黄花菜多酚的抗抑郁作用可能与抑制核因子-κB信号通路有关[22]。

2.2 多糖类物质

黄花菜为百合科多年生草本植物，其主要成分多糖是一种具有α-型吡喃糖苷结构的水溶性杂多糖。据报道，黄花菜多糖具有抗氧化、抗癌、降血脂等重要功能，广泛应用于医药、保健食品等领域[23]。

黄花菜多糖的提取多以水提醇沉法为主，周纪东等[24]通过5种方法来提取黄花菜中的多糖类物质，分别为水提醇沉法、微波辅助提取法、超声波辅助提取法、微波处理-水提醇沉法和超声波处理-水提醇沉法，同时借助苯酚-硫酸法来测定多糖含量。结果表明，提取效率最高的是微波辅助提取法，其后依次为优化后的超声波处理-水提醇沉法、超声波辅助提取法、水提醇沉法。具体的提取结果如表4所示[24]。

表4 黄花菜中多糖类化合物的常用提取方法Table 4 Common extraction methods of polysaccharides in Hemerocallis citrina Baroni

植物多糖最主要的生物活性作用之一是免疫调节作用。有研究显示[25]，植物多糖通过调节Thl/Th2淋巴细胞的亚群平衡，进一步影响细胞因子水平，从而调整机体的免疫应答。黄花菜多糖具有显著的体内抗肿瘤活性[26]，可以提高荷瘤小鼠血清中白细胞介素-2（interleukin-2，IL-2）和肿瘤坏死因子-α（Tumor necrosis factor-α，TNF-α）的含量，其作用机制可能与多糖能够提高机体的免疫功能有关。

黄花菜多糖还具有一定的抗氧化作用。有研究显示[27]，黄花菜的花、根、叶中的3种多糖对自由基均具有一定的清除作用：当花的多糖含量为1 mg/mL时，其对超氧阴离子自由基和羟基自由基的清除率分别为92.56%和90.68%；当根的多糖含量为1 mg/mL时，其对超氧阴离子自由基和羟基自由基的清除率分别为95.62%和45.92%；而叶的多糖对超氧阴离子自由基和羟基自由基的清除率最低，量效效应不明显。综上表明，黄花菜的花和根的多糖均具有很强的抗氧化活性。

2.3 黄酮类物质

黄花菜中的黄酮类物质是其重要的功能成分之一，植物黄酮主要具有四大功效，分别为降血脂、抗氧化、降血压、提高免疫力等。目前，研究人员已经从萱草属植物中分离并鉴定出了26种黄酮类化合物。其中，数量占比最多的是黄酮醇及其苷类，另外还包括少数黄酮及其苷类、异黄酮类和二氢黄酮类等[28]。

黄花菜中的黄酮类物质的传统提取方法是乙醇浸提法，詹利生等[29]借助这种方法来提取黄花菜黄酮，结果表明，使用相同体积的乙醇来提取黄花菜中的黄酮，分多次提取率显著大于单次提取率。乙醇浸提法操作简便，但提取时间过长，已逐渐被新方法取代。目前常用的提取方法如表5所示。

表5 黄花菜中黄酮类化合物的常用提取方法Table 5 Common extraction methods of flavonoids in Hemerocallis citrina Baroni

黄酮类物质的主要生物活性作用是抗氧化。詹利生等[29]研究表明黄花菜中的总黄酮具有清除羟基自由基和抑菌的作用。当黄花菜中提取的总黄酮浓度为1 g/L时，对羟基自由基清除率可达48.7%；总黄酮对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的抑制率在0.2 g/L～0.4 g/L的试验范围内与其浓度呈正相关。郎娜等[33]也发现黄花菜中的总黄酮浓度在其试验范围内对羟基自由基、超氧阴离子自由基的清除能力随其浓度的增加而增大。

黄花菜中的黄酮成分对肝脏具有一定的保护作用。Wang等[34]研究表明，黄花菜中的黄酮成分能够通过抗氧化和抗凋亡途径保护大鼠正常肝细胞（BRL-3A）免受叔丁基过氧化氢（tert-butyl hydroperoxide，t-BHP）诱导的氧化应激损伤，有可能成为一种潜在的保肝药物。沈楠等[35]研究发现黄花菜中的黄酮类化合物可以有效减少小鼠的免疫性肝损伤，其作用机制可能与调控小鼠抗凋亡基因bcl-2、促凋亡基因bax的表达，从而提高小鼠的抗氧化能力有关。沈楠等[36]发现，黄花菜中的黄酮类成分能够通过提高小鼠的抗氧化能力而减少小鼠的四氯化碳肝损伤；并且可能通过降低人体氧化反应、减少肝X受体α和脂肪酸合成酶mRNA的转录及蛋白表达，从而抑制过氧化氢对人正常肝细胞的损伤。

黄花菜中的黄酮成分还可能具有一定的抗衰老作用。李云霞[37]研究发现黄花菜中的黄酮类化合物能够显著增加性未成熟的小鼠子宫的湿重和子宫系数，迅速提升小鼠血清中的雌激素水平，结果表明黄花菜中的黄酮类化合物对于机体内雌激素的调节具有一定作用，可作为女性抗衰老食物的候选。

3 总结与展望

综上所述，我国种植和食用黄花菜历史悠久，黄花菜种植区域广泛、资源丰富、品种地域特色鲜明，黄花菜不仅是一种营养丰富的蔬菜，同时也具有重要的营养价值，因而越来越受到人们的关注。目前，我国多地推广了黄花菜的规模化种植并生产出大量黄花菜原料，亟需开发出高附加值的黄花菜新产品。本文总结了黄花菜中的重要功能性成分，如多酚、多糖、黄酮类化合物的提取方法，同时对它们在抗氧化、抗肿瘤、抗抑郁、抑菌、保肝、抗衰老等方面的功能和机理进行了整理，以期为黄花菜的进一步加工利用提供参考依据，也为黄花菜在食品以外，如药品和保健品等领域的应用提供思路。

虽然国内外研究人员对黄花菜功能成分的提取、纯化、结构鉴定以及营养活性等的研究已经取得了一定的进展，但还远远不够。比如，目前还没有提高黄花菜功能成分稳定性的技术手段；黄花菜功能成分的营养活性的作用机制还不够明确；黄花菜预防各种疾病的最佳摄入量以及药代动力学研究等方面还有待完善。因此，进一步深化黄花菜的功能成分研究，对黄花菜的价值开发和合理加工应用具有重要意义。