白首乌生产加工技术研究进展

闫凯旋，陈 镭，沈明晨，张 明，吴承东

（江苏沿海地区农业科学研究所新洋试验站，江苏 盐城 224049）

白首乌作为一种传统中药材，其主要来源于萝藦科（Asclepiadaceae） 鹅绒滕属植物耳叶牛皮消（Cynanchum auriculatum Royle ex Wight）、戟叶牛皮消（Cynanchum bungei Decne） 和隔山消（Cynanchum wilfordii（Maxim.） Hemsl） 的干燥块根[1]。盐城市滨海县是国内最大的白首乌种植加工基地，耳叶牛皮消是当地广泛种植的品种。白首乌块根中含有人体必需的淀粉、多糖、黄酮、氨基酸和C21甾苷类化合物等多种活性物质[2]，具有黑发、抗氧化衰老、滋补肝肾、抗抑郁[3]等功效[4]，是历代医学家公认的防老珍品。大量现代医学研究证明了白首乌具有促毛发、护肝养肾、抗血管舒张、调节免疫、降血脂和抗肿瘤等作用[5]。伴随着市场需求的增加，白首乌种植生产技术和产品加工技术也随之迅速发展，综述了白首乌的生产种植技术、绿色加工技术、耳叶牛皮消全株资源化利用等白首乌食品加工技术的研究进展，以期为白首乌产业的进一步开发利用及耳叶牛皮消全株资源化利用提供参考。

1 白首乌生产技术栽培技术研究进展

1.1 白首高效种植技术

江苏滨海县境内自清朝咸丰年间已有种植白首乌，并将其研磨成粉用于食用及上贡朝廷的记载，改革开放以来，滨海白首乌更是畅销国际市场，远销韩国、日本、美国和东南亚国家。在巨大的市场需求下和当地政府的引导下，滨海县当地白首乌种植规模逐步扩大，形成了涵盖种植、加工、销售等和旅游观光为一体的大规模地方特色产业。但土地的重茬种植导致白首乌病虫害频发且块根易腐烂等问题严重[6]。为此，张明等人[7]研究发现，白首乌-水稻轮作能显著减少白首乌霜霉病及褐斑病的发生，且黄酮、多酚、甾苷含量显著提高。赫明涛等人[8]则探索了白首乌与蚕豆、油菜、小麦等作物套种新模式，套种模式均不同程度上减轻了白首乌苗期草害且增加了土壤肥力。沈明晨等人[9]研究了玉米单作、白首乌单作和玉米- 白首乌间作模式下玉米和白首乌的病害发生情况及生长性状差异，结果表明，在间作模式下，白首乌块根增产13.8%，玉米的锈病和小斑病病情指数分别降低了10.22%和5.97%；白首乌的霜霉病发病率和褐斑病发病率分别降低了14.2%和15.2%。玉米- 白首乌的间作模式下，利用玉米秸秆为白首乌提供攀援支撑，有效改变白首乌叶片空间位置，提高了叶面面积和光能利用率，立体化的空间分布降低了病害的发生几率，提高了白首乌的品质与产量，虽然玉米为白首乌提供攀援条件，但其攀附高度并非越高越好，张明等人[10]研究发现，一味地提高白首乌藤蔓高度，会导致地上部分吸取大量养分而生长过盛，掠夺了地下块根生长所需养分，最终导致块根减产。除了生长高度，白首乌种植密度对底下块根产量也有重要影响。张锋等人[11]探讨了不同栽培密度下白首乌的光合特性、干物质积累分配、产量及活性成分之间的关系，试验结果表明，C21甾苷含量与种植密度无显著关系，但多糖和黄酮含量随种植密度增大逐步增加。因此，探索合适的作物与白首乌套种，并重点优化套种模式下适宜的藤蔓攀附高度和栽培密度将有助利于进一步提高白首乌的产量和品质。

1.2 白首乌采收技术

在中国，耳叶牛皮消的地下块根被称为白首乌，在韩国被称为白朔根，是耳叶牛皮消种植的主要经济收获物，白首乌块根深埋土壤下15~20 cm 处，且多年生药用白首乌需要收获完整的块根才能保证其较高的商品价值，若采收不当可能会直接导致白首乌品质下降和减产[12]。因此，白首乌块根采收品质的好坏直接关系到白首乌种植户的经济效益，采收工作显得尤为重要。另外，不同规格和种植龄的白首乌用途及价值也各不相同，在采收过程中农户往往还要进行分拣作业，使得其采收工作费时费力。传统的小规模种植多采用人工挖掘的方式收获块根，不能满足白首乌大规模采收的实际需求。当前，滨海地区白首乌种植大户基本采用旋耕机挖掘配合人工拾取的方式对白首乌块根进行采收，该方法大幅提高了白首乌采收效率，基本满足当地白首乌大面积采收需要。但在未来，随着农村劳动力的减少和用工成本的不断提高，推广集挖掘、拾取及分拣作业为一体的机械采收系统将成为白首乌采收的重要趋势，相关设备的设计研发或将成为白首乌产业发展的重要课题。

2 白首乌加工技术

2.1 白首乌产品加工

白首乌中含有多种活性物质，其中甾体总苷类、黄酮类等为其最主要的活性成分[13-14]，具有重要的药食两用价值。但当前白首乌传统产品加工技术含量低、特别是白首乌粉加工过程粗糙、加工过程中营养损失等问题突出，导致滨海白首乌加工品质有待提升。

白首乌块根作为中药和食品被食用的历史已经超过200 多年，现已被制作成首乌代餐粉[15]、首乌酒[16]、首乌脆脆果等保健食品且广受欢迎。目前，国内的白首乌制品市场空前膨胀，但尚缺乏对白首乌茎、叶皮等部分的加工利用，白首乌粉作仍是当前白首乌加工产业的主要产品[17-18]。首乌粉的传统加工环节涉及去皮、粉碎、洗涤、静置等工艺过程，粉碎、洗涤环节会产生大量含有C21甾苷、挥发油、氨基酸、多糖等物质的废水、废渣，若直接由污水处理设施处理，不仅造成浪费还增加了加工企业的经济负担。因此，如何对白首乌粉加工过程中产生的废渣、废液进行资源化利用成为诸多研究者思考的问题。宋萍萍等人[19]尝试对白首乌粉生产过程中所产剩余废液（药渣和皮） 进行成分再提取，利用大孔树脂实现对废液中多糖、磷酯类化合物和C21甾苷的分离提取。陈明等人[20]则以白首乌粉加工过程中的二级浆液（弃去上清液和底层乳白淀粉所剩的中间灰白层） 为培养基，通过接种不同芽孢杆菌和乳酸菌发酵，根据发酵液中粗蛋白含量优化出白首乌二级浆液的最佳发酵条件。上述2 种方法均是对白首乌粉加工工艺所产废水资源化利用的成功探索。为解决白首乌粉、白首乌片即食性差，营养流失大等问题，吴隽松等人[21]以德式乳杆菌等为发酵剂对由白首乌粉、奶粉构成的原料进行发酵处理，通过试验对白首乌发酵工艺进行优化，在最优条件下，发酵所制的白首乌酸奶活菌数达到2.2×108CFU/mL，发酸乳抗氧化值为580.2 mg VCE/L，酸度适中，口感柔和细腻，该发酵加工工艺是对白首乌深加工产品开发的重要探索。挤压法加工白首乌粉是对白首乌加工的一种新的尝试，该方法作为常用的食品加工工艺，具有可同时实现混剪、输送、加压、加热等工艺流程的特点。陈洪兴等人[22]分别探索了挤压温度、进料量、原料含水量对挤压法所制白首乌品质的影响，相较于常见的传统工艺制作的白首乌粉，挤压法所制白首乌粉脂肪含量更低，蛋白质含量更高，极大地减少了白首乌粉加工过程中关键营养的流失，该研究为减少白首乌粉加工过程营养流失提供参考。

2.2 白首乌全株资源化利用

耳叶牛皮消的块根入药被称为白首乌，但其他部分（如根皮、茎叶） 却也极少被加工利用。在白首乌粉加工过程中，根皮长期被当作废弃物丢弃，但已有研究表明白首乌的根皮中含有较高含量的C21甾苷化合物，Wang X J 等人[23]通过光谱分析了白首乌根皮中分离出的16 种化合物，包括5 种三萜（1-5）、5 种C21- 甾体（6-10）、2 种其他甾体（11-12）、2 种酚类（13-14） 和其他（15-16），其中C21甾苷类化合物在抗肿瘤方面的研究较多[24]，其制剂已广泛应用于临床医学。庄子锐等人[25]研究发现，白首乌中C21甾苷类化合物低、高剂量（150，300 mg/kg） 均能明显干预小鼠肝肾纤维化进程，相较于对照组，白首乌甾苷可显著降低组织内胶原的沉积并减轻肝肾纤维化的病变。因此，具有高C21甾苷化合物含量的根皮被直接废弃，是一种极大的资源浪费。除此之外，耳叶牛皮消的茎叶中也含有丰富的总黄酮，因其味苦的特点目前未被有效利用。吴立云等人[26]利用大孔树脂提取耳叶牛皮消茎叶中的总黄酮，研究其对小鼠急性肝损伤的保护作用。结果表明，耳叶牛皮消茎叶中的总黄酮能有效缓解小鼠急性肝损伤。目前，国内对耳叶牛皮消的加工利用多集中在耳叶牛皮消块根的多元化深加工，对耳叶牛皮消茎叶、花、根皮的开发和利用缺乏深入的研究探索。

3 结语

近年来，随着耳叶牛皮消中多糖、黄酮、C21甾苷类化合物等活性物质在抗肿瘤、抗抑郁和护肝护肾等方面的功效被现代医学研究逐渐证实，消费者对以耳叶牛皮消各部分制成的首乌酒、首乌花茶、首乌代餐粉等产品显示出极大兴趣。白首乌产品市场认可度正在逐步扩大，但白首乌的高效种植和加工技术单一、耳叶牛皮消植株利用率低仍限制滨海白首乌的高质量发展。除了要进一步研究白首乌的化学成分功能，研发高效提取技术，更应在白首乌的生产和加工环节做文章。通过水旱轮作、套种、立体化种植等技术减少白首乌病虫害发生、增加单位亩产和块根生长质量，是提高白首乌产量和质量的重要技术手段。研发对白首乌采收特点具有针对性采收设备将有利于提高白首乌采收效率和控制成本。通过发酵加工、挤压法加工等技术最大限度地减少白首乌加工环节的营养流失、用发酵和树脂吸附等技术实现白首乌加工废水的资源化利用，将有利于在加工环节实现白首乌价值最大化开发。另外，耳叶牛皮消的根茎、花中也含有丰富的活性成分，但因为缺乏适合的加工技术始终未得到有效利用。未来，对耳叶牛皮消茎叶、花的加工技术开发研究将成为白首乌产业发展的重要方向。