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艾草生物活性成分及产品开发研究概述

2020-12-21 03:56:17 农业与技术 2020年22期

李东 刘绍鹏

摘 要:艾草含有多种有效成分,具有丰富的生物活性,有良好的开发前景。本文对艾草主要化学成分、生物活性和在食品中的应用进行了概括,以期为艾草生物活性的进一步研究及其在食品中的深入开发利用提供参考。

关键词:化学成分;生物活性;功能性食品

中图分类号:S-3 文献标识码:A DOI:10.19754/j.nyyjs.20201130015

艾草(Artemisia argyi),又称艾蒿、香艾、蕲艾等,为菊科草本植物,有浓烈香气,在我国大部分地区均有生长。目前全国有湖北蕲春和河南南阳两大艾草产业集聚区,南阳市艾草种植面积超过16000hm2,成为当地农村扶贫开发的优秀项目之一,其它省市也有小规模人工种植,发展较快[1,2]。艾草有悠久的应用历史,在上古时期,艾草被视作一种神圣吉祥的植物,用作祭祀专用香料。艾草是先秦重要的常用药物,已有“采艾为治病”、“艾灸”的记载[3]。艾草与中国人的生活饮食有着密切的关系,是具有独特香气的食材,可制作糕饼、艾草粥等,也可做蔬菜炖汤、炒菜食用,还可用艾草制作艾草茶饮用。本文对艾草的生物活性成分及在食品生产上的应用进行总结,为艾草的食品产品开发和利用提供理论参考。

1 艾草的生物活性成分

艾叶提取物化学成分不仅十分复杂而且种类繁多,提取方法不同,有效成分也不尽相同。研究表明[4-6],艾叶水提取物有明显的抗炎和镇痛作用;艾叶醇提物中含有热敏通道TRPV1激动剂,艾叶止痛功效可能与其活化此通道有关;艾叶提取物对黄嘌呤氧化酶(XOD)具有良好抑制作用以及抗氧化性,对XOD抑制作用能力从大到小为醇提物>传统提取物>水提物,醇提物具有治疗高尿酸血症的效果。艾草含有大量挥发油、多糖、黄酮等多种生物活性成分,每类化学物质又包含多种组分。

1.1 黄酮类成分

黄酮类化合物对肿瘤细胞具有一定抑制生长及促凋亡作用[7-9]。艾草富含黄酮类化合物,艾蒿总黄酮可以抑制SMMC-7721肝癌细胞株增殖、促进其凋亡;野艾蒿中提取的槲皮素(Quercetin)和芹菜素2种黄酮类化合物对人肝癌HepG2细胞有明显抑制作用;艾叶中黄酮类化合物异泽兰黄素对肝癌、乳腺癌等多种恶性肿瘤细胞有抑制增殖和促凋亡作用。艾叶总黄酮具有良好抗炎和抗氧化活性,其机制是通过抑制细胞炎性介质、细胞因子的分泌以及COX-2的活性来改善炎症反应,对多种自由基也有清除作用[10]。此外,艾草黄酮类化合物对小鼠抗凝血有显著效果;艾叶中的Quercetin对乙肝核衣壳蛋白,聚合酶以及HBx蛋白均有较强的抑制作用[11,12]。

1.2 多糖类成分

艾蒿多糖有较强抑菌活性,对常见细菌如金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌抑菌效果强于大肠杆菌,对温度、紫外线垂直照射稳定性较好,可作为食品防腐剂来提高食品储藏期[13]。艾叶多糖能促进促红细胞生成素(EPO)对小鼠脾脏和肝脏作用,还可预防对乙酰氨基酚引起的肝中毒[14,15]

1.3 挥发油成分

艾草植株香气浓烈,香韵独特,可用于日用或食用香精的调配。野艾蒿挥发油可以保护氧化损伤小鼠心肌细胞、肝细胞及肾脏细胞形态的完整性,水蒸气蒸馏法提取的挥发油在小鼠体内具有一定的抗氧化作用[16]。艾叶挥发油可作用于微生物细胞壁结构,从而达到抑制效果[17]。

1.4 其它成分

艾叶多酚具有较好抗氧化活性,有較好清除DPPH自由基和·OH的活性[18]。艾叶总三萜对金黄色葡萄球菌、普通变形杆菌、大肠杆菌等7种致病菌均有较好抑制作用,尤其是金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌,最小抑菌浓度为3.00mg·mL-1,可开发为天然抗菌剂或作为复配防腐剂原料使用[19]。

2 艾草在食品开发中的应用

随着经济的不断发展,人们对食品的要求由满足口感提升到增加营养和保健功能等方面,更追求绿色、健康的食品。

2.1 艾草在糕点中的应用

在糕点的制作过程中,以艾草或艾叶作为原料添加其中,对原料配比或生产工艺进行优化,开发了一系列的具有保健价值的健康食品。如,艾草南瓜保健蛋糕的最佳工艺参数:面粉加艾草用量为(30+10)g,南瓜泥添加量为50g,鸡蛋添加量为300g,白砂糖添加量为30g[20];艾草紫薯戚风保健蛋糕的最适配方:低筋粉加艾草用量为(110+50)g、紫薯添加量为90g、鸡蛋添加量为600g等[21]。艾草在糕点类食品中应用较多,艾叶面包、艾叶饼干、艾草米糕等产品均进行了最优原料配比或生产工艺优化研究。

2.2 艾草在日常主食制品中的应用

馒头为我国传统面制品,传统馒头难以满足消费者对馒头口味和营养的要求。在小麦面粉中加入25%的艾蒿汁、30%的水,和面成团后,在38℃,相对湿度80%条件下发酵120min蒸制馒头,品质最好,提高了馒头的营养价值[22]。面条起源于中国,主要营养成分有蛋白质、脂肪、碳水化合物等。以面粉100g为基准,食用盐用量为2.0%、艾叶用量为32%、熟化时间为15min为最佳工艺制成艾叶生鲜面,与挂面相比,更加新鲜、筋道,具有艾叶特有的风味[23]。

2.3 艾草在奶制品、肉制品中的应用

用艾草做出的酸奶既有艾草特殊的清香和酸奶的混合气味,又能使产品保健增效,艾草酸奶的最佳生产工艺参数:接种量40g·kg-1,发酵时间4.7h,艾草汁添加量90g·kg-1,蔗糖添加量70g·kg-1,该品气味协调,口感细腻、具有艾草和酸奶特有的风味[24]。火腿肠是一种营养价值高、宜于携带的方便肉制品。艾草能显著提高火腿肠的硬度、咀嚼性和保水性,艾草在艾草火腿肠中具有抑菌和抗氧化功效[25]。艾草还可作为固定添加物加入肉糜中,制备成艾草猪肉脯。

2.4 艾草在调味品中的应用

调味料酱是人们日常餐桌中极为重要的调味品,采用艾叶发酵麦酱,最佳工艺:加盐量10%、加水量为发酵麦饼质量的6倍,水浴发酵温度42℃,发酵7d,所得成品品质较佳,且具有一定的抗氧化功能[26]。以艾叶为原料,通过超声波辅助提取得到叶绿素,经皂化、酸化、锌代等过程,制得叶绿素锌钠盐,该产品水溶性、耐热性均较好[27]。

2.5 艾草在食品保鲜中的应用

日本一企业利用艾蒿制造出一种食品保鲜袋,该保鲜袋由60%的可降解塑料、20%的艾蒿粉末及20%的添加物混合加工而成,将食品放在袋中,置于冰箱内,能够将食物保鲜期延长2倍[28]。艾叶提取物可作为保鲜剂使用,其保鲜作用的机制可能与几种艾叶提取物的抗氧化作用及抑菌活性有关,可应用于肉制品保鲜及制作保鲜剂涂膜水果抑制其腐烂[29]。

2.6 艾草在其它类食品中的应用

艾叶粉和马铃薯淀粉可制作艾草粉丝,艾叶粉的添加量控制在3%左右,具有很好可接受性[30]。此外,以艾草为原料,可制作保健饮料、艾草盐果子等食品。

3 结语

艾草作为一种被广泛应用的中药材,有较丰富的药用价值。艾草含有黄酮类、多糖类和挥发油类等化学成分。艾草黄酮类化合物具有抗炎抗氧化,抑制乙肝病毒,抑制肝癌细胞增殖,促使肝癌细胞凋亡等作用;艾草多糖有抑菌活性,并能促进促红细胞生成素的作用及预防对乙酰氨基酚引起的肝中毒等作用;艾草挥发油具有一定抗氧化及抑菌等作用。一些提取方法得到的艾叶提取物成分复杂,尚待继续开展单体的测试试验,进行更细化研究。

艾草也是一种营养价值较高的植物,在食品加工中添加艾草,既能增加独特清香味道,又能起到一定的营养保健功能,并能赋予食品更好的品质特性。艾草在糕点类食品中应用较多,如艾草紫薯戚风保健蛋糕、艾草南瓜保健蛋糕、艾叶面包、艾叶饼干、艾草米糕等产品,均进行了最优原料配比或生产工艺优化研究。艾草在奶制品、肉制品、调味品及日常面食(馒头、面条)等食品加工中均有应用。此外,艾草可用于水果、肉制品的保鲜,也可用于食品保鲜袋制造。将艾草添加到食品中,制作具有营养保健功能的食品,符合人们对食物营养价值和风味的需求,艾草功能食品的生产工艺优化研究,对引导艾草功能食品工业化生产和促进艾草种植生产都具有重要意义。

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(责任编辑 周康)

收稿日期:2020-10-31

编辑概况:李东(1979-),男,硕士,讲师。研究方向:中药新药研发。

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