黄芪(Astragalus)属于豆科植物,是蒙古黄芪或膜荚黄芪的干燥根[1],又名黄耆,主要栽培在甘肃、内蒙古、山西和东北等地区[2]。黄芪因其性甘温,具有补中益气、脱毒利尿、生津养血、敛疮生肌的功效[3],是应用最为广泛的大宗中药材[4]。黄芪主要活性成分为皂苷类、多糖类和黄酮类物质,具有增强机体免疫力、抗疲劳,抗肿瘤的功效,对心肺脑、胃肠道、肝肾等脏器及神经系统也有一定的保护作用[5]。随着食药同源概念被越来越多消费者所接受,无论是黄芪药材还是黄芪保健食品消费量都在稳步增长。2022年全国黄芪消费总量已达7.54万吨,在国家市场监督管理总局上查询到已注册的黄芪保健食品有476个。本文对黄芪主要活性成分的生理功能研究和黄芪及其提取物在食品中的应用进行了综述,以期为黄芪的进一步精深加工提供一定的理论参考。
1 黄芪活性成分生理功能
1.1 保护机体细胞
以黄芪甲苷为代表的黄芪皂苷类活性成分可以通过调控相关蛋白表达,降低相关炎症因子的水平等途径起到保护机体细胞的作用。有研究表明以黄芪甲苷为代表的黄芪皂苷能够对在As2O3环境影响下的心肌细胞H9c2起到保护作用,100 mg/L的黄芪皂苷能够显著提高心肌细胞活力,且细胞形态正常,凋亡细胞数量减少,通过检测细胞蛋白表达水平发现其显著升高了细胞淋巴瘤基因-2/凋亡关键蛋白(Bcl-2 associated X protein,Bcl-2/Bax)水平,半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(cysteine-requiring aspartate protease 3, Caspase-3)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-9(cysteine-requiring aspartate protease 9,Caspase-9)蛋白表达水平有所下降,结果表明黄芪皂苷能够有效降低As2O3对心肌细胞的毒性[6]。李岩等[7]开展了黄芪甲苷对脑星形胶质细胞的影响研究,结果表明黄芪甲苷可以通过抑制NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain, leucine-rich repeat and pyrin domain-containing 3, NLRP3)信号通路的表达,增强星形胶质细胞增殖能力,提升Bcl-2蛋白表达,降低炎症因子血清肿瘤坏死因子-α(tumor becrosis factor-α, TNF-α)、白细胞介素-1β(interleukin-1β, IL-1β)、白细胞介素6(interleukin-6, IL-6)、白细胞介素18(interleukin-18, IL-18)的水平,实现对糖氧剥夺导致损伤的星形胶质细胞的保护作用。郑英松等[8]开展了黄芪多糖(astragalus polysaccharide, Asp)对脂多糖(lipopolysaccharides, LPS)诱导的鼻黏膜上皮细胞(nasal mucosal epithelial cell,NMEC)炎症的影响研究,发现经过LPS处理的NMEC细胞会激活p38 MAPK/NF-κB通路的磷酸化途径,影响细胞正常增殖、促进炎症因子的分泌,增加凋亡率。而Asp可有效地阻断p38丝裂原活化蛋白激酶/核转录因子-κB(p38 mitogen-activated protein kinase/nuclear factor kappa-B,p38 MAPK/NF-κB)途径,改善NMEC的炎症状况,减少细胞凋亡。赵君谊等[9]研究发现Asp对高糖腹透液诱导的人腹膜间皮细胞有一定的保护作用,模型组细胞的Bax、裂解的半胱天冬酶-3(cleaved cysteine-requiring aspartate protease 3,Cleaved Caspase-3)蛋白表达增加显著,Bcl-2蛋白表达降低,Asp干预组与模型组相比,Bax、Cleaved Caspase-3蛋白表达降低,Bcl-2蛋白表达显著升高,能够有效抑制高糖腹透液诱导的细胞凋亡。
黄芪活性成分有时也会对正常细胞产生不良的影响。黄芪黄酮浓度过高不但会抑制细菌生长,对细胞也有可能产生一定的不良影响。黄文静等[10]以黄芪黄酮处理小鼠巨噬细胞RAW264.7体外炎症模型,发现当黄芪黄酮浓度<50 mg/L时,小鼠巨噬细胞本底NO水平明显降低,细胞无明显毒性。当黄芪黄酮处理质量浓度达到100 mg/L时,小鼠巨噬细胞本底NO水平较高,升至4.52 μmol/L,可能是高浓度黄酮对细胞产生了一定的毒性。
1.2 消除炎症
黄芪甲苷可以通过调节信号通路、调控蛋白表达,抑制炎症因子产生或影响其水平起到抗菌消炎的作用。有研究发现通过给桥本甲状腺炎模型大鼠以10 mL/kg的剂量灌胃浓度8 mg/mL的黄芪甲苷混悬液,持续21 d,与模型组大鼠相比,黄芪甲苷混悬液干预的大鼠甲状腺组织病理损伤情况有所减轻,细胞凋亡率降低,大鼠血清抗甲状腺球蛋白抗体(anti-thyroglobulin antibodies,TGAb)、抗甲状腺过氧化物酶抗体(antithyroid peroxidase autoantibody,TPOAb)和IL-6等炎症因子水平明显降低,甲状腺组织Ras同源基因家族成员A(Ras homolog gene family,member A, RhoA)、含Rho关联卷曲螺旋蛋白激酶2(Rho-associated coiled-coil forming proteinkinase, ROCK2)蛋白表达显著降低,黄芪甲苷通过抑制相关蛋白表达,阻碍了免疫炎症进程,减轻了组织损伤[11]。郝蕾等[12]发现黄芪甲苷IV(astragaloside IV, As IV)通过抑制p38 MAPK信号通路表达,减少结肠组织p38 MAPK蛋白、p38 MAPK mRNA的相对表达量,降低血清中的TNF-α的水平,改善大鼠肠黏膜损伤状况,起到治疗溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)作用,与给与柳氮磺吡啶治疗的大鼠治疗效果相当,无显著性差异。赵彩萍等[13]研究了黄芪甲苷对LPS诱导的人胃黏膜上皮细胞GES-1炎症的影响,试验结果表明,经LPS诱导的GES-1细胞其炎症因子IL-6水平明显升高,一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)、环氧合酶2(cyclooxygenase-2,COX-2)mRNA及磷酸化的p38丝裂原活化蛋白激酶(phosphorylated p38 mitogen-activated protein kinasep-P38)、磷酸化c-Jun氨基末端激酶(phosphorylated c-Jun N-terminal protein kinase, p-Jnk)、磷酸化细胞外信号调节激酶(phosphorylated extracellular regulated protein kinases, p-Erk)蛋白的表达明显增加,10 mg/L的黄芪甲苷处理组同模型组相比较,能够明显降低细胞IL-6水平,下调iNOS、COX-2两种酶及p-P38、p-Jnk、p-Erk蛋白的表达,通过抑制炎症因子的产生,起到抗炎作用。
1.3 保护心血管
通过调节相关酶活性,调节激活的磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B/糖原合成酶激酶3β(phosphatidylinositol-3-kinase/protein kinase B/glycogen synthase kinase 3β,PI3K/Akt/GSK3β)等信号通路表达,黄芪甲苷可以有效改善慢性心力衰竭及各类型的心脏器质性病变。王林燕等[14]给慢性心力衰竭大鼠灌胃80 mg/mL黄芪甲苷,56 d后测定大鼠心脏功能、心肌细胞和PI3K/Akt/GSK3β蛋白表达水平,灌胃黄芪甲苷组的大鼠左心室射血分数为66.27%,在正常范围值,比模型组高19.6%,心肌细胞截面积比模型组高97%,PI3K/Akt/GSK3β蛋白的相对表达水平均比模型组高4倍左右,说明黄芪甲苷可能通过PI3K/Akt/GSK3β改善慢性心力衰竭大鼠心功能障碍。吴余等[15]开展了黄芪甲苷对糖尿病造成的心肌病大鼠的保护机制研究,同样证明通过调节信号通路PI3K/Akt的表达可以改善糖尿病心肌病。另外,有研究表明黄芪甲苷为主要成分的黄芪提取物对病毒性心肌炎造成的应急损伤也有一定的治疗作用[16]。黄芪甲苷可以通过调节核红细胞2相关因子2(NF-E2-related factor 2,Nrf2)信号通路表达和增加谷胱甘肽过氧化物酶4(porcine glutathione peroxidase 4,GPX4)在一定程度上对阿奇霉素诱导引起的心肌纤维化可以起到抑制作用[17]。WEI等[18]发现每天给大鼠口服10 mg/kg的黄芪甲苷,能够通过靶向微小核糖核酸-135a-瞬时感受器电位M7通道-转化生长因子β/Smads家族蛋白(microRNA-135a-transient receptor potential cation channel, subfamily M, member 7-transforming growth factor-β/drosophila mothers against decapentaplegic protein,miR-135a-TRPM7-TGF-β/Smads)通路抑制心肌纤维化。
1.4 改善脑损伤、脑功能衰退
黄芪活性成分通过抑制脑组织炎症因子、营养神经元等途径,对脑损伤、炎症和脑功能衰退有一定的治疗作用。马历历等[19]对大鼠灌胃60 mg/kg的黄芪黄酮15 d后进行脑缺血再灌注损伤诱导引发脑组织炎症,灌胃黄芪黄酮的大鼠与模型组大鼠比较,脑组织含水量较少、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、IL-1β、TNF-α含量明显降低,caspase-3、Bax mRNA表达显著下降,谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、超氧化物歧化酶(super oxide dismutase,SOD)酶活性更强,Bcl-2 mRNA表达及磷酸化磷脂酰肌醇3激酶(phosphorylated phosphatidylinositol-3-kinase,p-PI3K)和磷酸化蛋白激酶B(phosphorylated protein kinase B,p-AKT)蛋白表达显著升高,证明黄芪黄酮对脑缺血再灌注损伤大鼠有明显的保护作用。范红娟等[20]开展了黄芪多糖对阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)大鼠海马神经元损伤的影响及其机制研究,采用双侧海马定向注射β-淀粉样蛋白1～42片段制备AD模型,黄芪多糖干预组给予200、400、800 mg/kg的剂量灌胃30 d,结果表明,与AD模型组相比,黄芪多糖低、中、高剂量干预组的大鼠海马CA1区神经元的病理形态结构和超微结构病变状况明显好于模型组。中高剂量干预组的大鼠CA1区神经元的病理分级明显降低,SOD和GSH-Px活性明显升高,MDA、TNF-α、IL-1β、IL-6等炎症因子水平明显降低,Nrf2和HO-1的mRNA蛋白表达量均明显升高,胞核NF-κB p65的表达量和胞核NF-κB p65/胞浆NF-κB p65的比值明显降低,黄芪多糖对各项指标的影响呈现一定的剂量依赖性,可以明确黄芪多糖干预可以一定程度上保护AD大鼠的海马神经元,机制可能是Nrf2/HO-1通路的激活和NF-κB核转位被抑制从而阻碍氧化应激和炎症反应。
1.5 保护神经系统
有研究表明,在小鼠免疫前2 d灌胃50 mg/kg的黄芪黄酮,持续21 d,灌胃了黄芪黄酮的小鼠自身免疫性脑脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE)症状较轻,黄芪黄酮一定程度上抑制了EAE小鼠脊髓中微胶质细胞的过度活化,减少了NO、TNF-α、IL-6和IL-1β等炎症因子的产生,同时通过调控相关蛋白,抑制EAE小鼠神经炎症[21]。彭涛等[22]对高眼压大鼠按照500 mg/kg的剂量连续灌胃2周,黄芪多糖干预组的大鼠较模型组大鼠视网膜全层、内颗粒层、外颗粒层、视神经纤维层厚度及视网膜神经节细胞凋亡指数均有所降低,视网膜组织p-PI3K、p-AKT蛋白相对表达有所升高,黄芪多糖可能通过调节PI3K/AKT通路信号转导起到了保护视神经,缓解视网膜病变的作用。李昌等[23]给高脂饮食和链脲佐菌素诱导的糖尿病视网膜病变大鼠灌胃黄芪甲苷,0.04和0.08 g/kg剂量组的大鼠与模型组比较,体质质量明显改善,血糖和糖化血红蛋白水平显著降低,视网膜血管轻度扩张、白细胞减少,超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活力明显增强,TNF-α和IL-6等炎症因子水平降低,说明黄芪甲苷对糖尿病引起的视网膜病变有一定的治疗作用。
1.6 抗疲劳及提升免疫力
黄芪有补气、提升免疫能力的作用,中医经典名方玉屏风散有着固本扶正之功效,其中主要中药成分就是黄芪。胡逸中等[24]以环磷酰胺诱导造模免疫抑制小鼠,对模型小鼠灌胃黄芪甲苷-1 g/mL羧甲基纤维(carboxymethyl cellulose,CMC)混悬液,可以有效提升自然杀伤细胞(NK细胞)的能力和IL-2及干扰素-γ(interferon γ,IFN-γ)的含量,从而提升机体免疫能力。赵文晓等[25]对脾虚水湿不化模型大鼠每天灌胃300、600、1200 mg/kg的黄芪多糖,连续给药2周后进行负重力竭游泳试验,黄芪多糖高剂量组的大鼠负重力竭游泳时间明显延长,甘油三酯、胆固醇、尿素和丙二醛水平明显降低,脾虚往往表现为慢性疲劳综合征,血脂、尿素和丙二醛是反映疲劳程度的重要指标,试验结果表明高剂量的黄芪多糖可以有效改善机体疲劳,增强运动能力。桂文龙等[26]在湖羊基础饲料中添加黄芪多糖,0.1%(质量分数)的黄芪多糖最为适宜,湖羊血清总蛋白、球蛋白、生长激素明显高于对照组,尿素氮、甘油三酯、肌酐含量明显低于对照组,实验结果证实黄芪多糖可以有效增强机体免疫能力。
1.7 保护脏器组织
方静等[27]开展了黄芪皂苷对抑制胆管反应改善胆汁性肝纤维化的研究,发现对胆管结扎的模型大鼠每天给予160 mg/kg黄芪皂苷,相比于模型组,给予黄芪皂苷组的大鼠血清谷丙和谷草转氨酶活性下降,肝脏组织没有明显的病理性损伤和胆管增生,α-平滑肌肌动蛋白(actin alpha-smooth muscle aorta,α-SMA)、细胞角蛋白和赖氨酰氧化酶(lysyl oxidase,LOX)家族蛋白表达明显减少,说明黄芪皂苷可能通过调控LOX家族蛋白来抑制胆管反应从而改善胆汁性肝纤维化。李艳等[28]研究黄芪黄酮对CCl4诱导引起的肝损伤、肝纤维化的影响,发现黄芪黄酮可以有效降低肝细胞坏死率,一定程度上阻止纤维化进程,降低谷丙和谷草转氨酶活性,下调透明质酸(hyaluronic acid,HA) 、层黏连蛋白(laminin,LN) 、Ⅲ型前胶原(procollagen Ⅲ peptide, PC Ⅲ) 、Ⅳ型胶原 (collage typeⅣ,C Ⅳ)、IL-1β、IL-6、TNF-α的水平,影响α-SMA、转化生长因子β1(transforming growth factor-β,TGF-β1)的表达,证明黄芪黄酮对抑制肝纤维化和其引起的肝损伤有一定的治疗效果。黄忠义等[29]研究结果表明,黄芪多糖对梗阻性黄疸大鼠的肠损害具有治疗作用。在模型组中,大鼠的小肠组织出现明显的病理损害,血清中的血清二胺氧化酶(diamine oxidase,DAO)和肠型脂肪酸结合蛋白(intestinal fatty aid binding protein,I-FABP)水平以及组织中的TNF-α和IL-1β表达均高于对照组,而组织中的IL-1Ra和IL-10表达明显低于对照组,黄芪多糖干预组中,大鼠的小肠组织的病理损害较小,血清中的DAO和I-FABP水平以及组织中的TNF-α和IL-1β表达均低于模型组,而组织中的IL-1Ra和IL-10表达明显高于模型组,作用机制可能是通过调节Toll样受体4/核转录因子P65(Toll-like receptor 4/nuclear factor kappa-B P65,TLR4/NF-κB P65)通路形成大鼠肠黏膜屏障,从而抑制小肠上皮细胞的凋亡。李红燕等[30]研究了黄芪多糖对免疫抑制小鼠肠道黏膜免疫的影响。研究结果显示,给实验小鼠连续7 d每天灌胃200 mg/kg黄芪多糖可以增强免疫抑制小鼠的胸腺和脾的免疫能力,调节细胞因子水平,并促进免疫球蛋白A(secretory immunoglobulin A,sIgA)的分泌,从而发挥免疫调节作用。此外,黄芪多糖还可以通过上调小肠黏膜组织中的T盒子转录因子(T-box expressed in T cell,T-bet)和GATA结合蛋白3(GATA binding protein 3,GATA-3)蛋白的表达,维持机体CD4阳性细胞/辅助型T细胞2(CD4-positive T-lymphocytes/T helper 2 cell,Th1/Th2)细胞的平衡状态,进一步调节免疫功能。
1.8 抗氧化
黄芪中的黄芪黄酮有较强的抗氧化能力,可以通过清除自由基、提升相关抗氧化酶活性或抑制氧化反应等途径来实现抗氧化,同时还有较强的抑菌能力。有研究表明通过开展相关试验测定黄芪黄酮对DPPH自由基、ABTS阳离子自由基、羟基自由基(·OH)的清除能力,以维生素C标准品作为对照,当黄芪黄酮质量浓度达到0.4 mg/mL 时对DPPH自由基、ABTS阳离子自由基、·OH的清除能力分别达到了维生素C的93.25%、97.88%、94.81%,在质量浓度为0.1、0.2、0.05 mg/mL时分别对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌有明显的抑制作用[31]。贾颖等[32]通过试验也取得了类似的结论,但黄芪黄酮对DPPH自由基清除率较低,抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌效果也较弱,可能是由于复合提取物中黄芪黄酮相对含量较低所致。
1.9 治疗癌症
张红英等[33]开展了黄芪多糖对胃癌手术后化疗患者辅助治疗效果研究,对42名患者在常规化疗基础上每天静脉注射250 mg黄芪多糖+5%葡萄糖溶液2次,持续6周,结果表明,给予黄芪多糖组的患者白蛋白(albumin,ALB)、前白蛋白(prealbumin,PA)、生长激素(growth hormone,GH)均高于对照组,黄芪多糖干预治疗组的IFN-γ、IL-4、IFN-γ/IL-4 均高于对照组,IL-4低于对照组A组,不良反应发生率为16.67%,远低于对照组的38.10%。有研究表明黄芪多糖通过调控Wnt/β-连环蛋白(Wnt/β-catenin)通路抑制乳腺癌细胞的增殖和侵袭治疗乳腺癌[34],通过抑制Janus蛋白酪氨酸激酶/转录激活子3(Janus kinases/signal transducer and activator of transcription 3,JAK/STAT3)转录激活效应,阻碍癌细胞的转移,可以达到治疗肺癌[35]的效果。
黄芪活性成分通过调整蛋白和信号通路的表达、调整酶活性、抑制炎症因子水平、营养神经元等途径,可以在一定程度上起到抗氧化、抗疲劳、抗肿瘤、保护心脑血管、保护神经系统的效果,对机体器官或组织器质性病变起到一定的预防或治疗作用,但目前大量研究都着眼于体外细胞实验或以小鼠、大鼠为实验对象的小样本来开展动物实验,缺乏大量的临床试验和长期监测数据,未来需要开展更为深入和长期的研究。
2 黄芪及其活性成分在食品工业中的应用
黄芪作为传统经典中药材,被广泛应用于中医药领域。黄芪的应用历史早在《神农本草经》中就有记载。在现代医学研究中,黄芪的药理作用得到了广泛的关注和验证。黄芪还被广泛应用于保健品、食品添加剂等领域,随着对黄芪的研究不断深入,黄芪及其活性成分的应用范围更加广泛,相关保健食品、功能性食品种类更加丰富。
2.1 黄芪调味品
黄芪作为调味品主要是黄芪醋或黄芪酱油,通常以黄芪和其他原料共同作为发酵基质制作而成。黄芪醋或黄芪酱油和普通的醋、酱油相比,风味更加独特,且兼具一定的抗氧化性。刘瑶等[36]以黄芪为主要原料,经发酵流程制得黄芪醋,与山西老陈醋对比,黄芪醋的挥发性成分含量更高,营养价值高且风味独特。韩国玮等[37]以黄芪和枸杞为原料,分别制得黄芪醋和枸杞醋,在白砂糖添加量0.6%、菌种接种量0.8%,发酵9 h的条件下,制得的黄芪醋感官评分最高,赖氨酸、丙氨酸、钙和钠含量最高。杨俊等[38]以黄曲霉QJ添加黄芪粉制成黄芪药曲种曲,采用低盐固态发酵,制成了全氮17.82×103 mg/L、氨基酸态氮14×103 mg/L、总酚3.78 mg/mL达到国标特级的酱油,对DPPH自由基清除率达到72.45%。
2.2 黄芪饮料
早期的黄芪饮料通常以黄芪粉加入饮料,经过滤、杀菌等工序制成,工艺较为简单。现在越来越多的黄芪饮料是以黄芪及其活性成分或黄芪提取物作为饮料的组成部分或功能性组分来制作复合保健饮料。
2.2.1 黄芪液体饮料
赖敏辉等[39]将黄芪与黍米复配,一同作为发酵基质,开发出来具有黄芪典型功能、风味独特的黄芪黍米黄酒,经测定其中黄酮和黄芪甲苷含量分别为37.3和21.49 mg/L,风味物质总量与对照组相比较提升了34.13%。冯子瑶[40]将黄芪提取液加入板栗苹果渣蒸馏制得的蒸馏酒中,制成复合黄芪酒,测定其抗氧化性,35°的黄芪复合酒抗氧化能力最强,对DPPH自由基最大清除率>54%,对·O2-最大清除率>90%,还原能力最大值为0.408,总抗氧化能力最大为0.534,说明黄芪复合酒有一定的抗氧化能力。苗静[41]以6种酶复配酶解提取黄芪多糖,将提取的黄芪多糖与金银花、红茶及甜味剂等复配,制成黄芪多糖添加量60%(质量分数)的黄芪多糖复合饮料,口感适中、清新纯正。徐琳[42]通过在自制提取的黄芪提取液中加入浓缩果汁,经均质灌装杀菌后制成黄芪复合饮料,给小鼠灌胃36 d后进行力竭游泳实验,发现灌胃高剂量(21.00 g/kg BW)黄芪复合饮料的力竭小鼠乳酸消除速率、肝糖原、肌糖原含量有显著性提高,乳酸生成速率明显降低,同时黄芪复合饮料能够显著提升小鼠的总抗氧化活力和总超氧化物歧化酶含量,显著降低体内丙二醛和肌酸激酶整体水平,提升小鼠抗氧化能力,有效缓解疲劳,增强了运动能力。余琼[43]以黄芪提取黄芪黄酮类物质为主的黄芪提取液,复配以甜味剂、酸味剂、食用胶制成了黄芪护肝饮料,其中的黄芪黄酮类物质对小鼠非酒精性脂肪肝都有一定的治疗作用,能够显著降低小鼠体重、甘油三酯、总胆固醇,谷丙和谷草转氨酶数值也明显下降,肝脏炎症水平明显改善。
现今液体饮料市场产品种类繁多,但随着健康饮食观念愈发深入人心,无糖、低糖、低卡路里、抗疲劳、功能性饮品逐渐成为消费者追捧的产品,黄芪饮料作为功能性饮品也必将有更为广阔的市场前景。
2.2.2 黄芪固体饮料
固体饮料因其便携、方便、易于保存受到消费者的喜爱。毛午晶[44]以黄芪浸膏粉和麦芽糊精制作黄芪抗疲劳固体饮料,中剂量(生药量0.937 5 g/mL)和高剂量(生药量 1.875 g/mL)的恒山黄芪在小鼠负重力竭游泳实验中表现出显著的差异,可以降低机体血乳酸的积累,并加速血清尿素氮的清除,增强机体的有氧代谢能力,从而延缓疲劳的发生并提高运动能力,且呈剂量依赖性,但该研究以黄芪总多糖含量和出膏率作为工艺评价指标,黄芪黄酮和黄芪甲苷等指标未检测。刘嘉宁等[45]以黄芪为主要原料,开发出食药同源黄芪复方固体抗疲劳制剂饮料,按照20 mL/kg·BW剂量对试验组小鼠进行灌胃,经负重力竭游泳实验后测定指标表明,与对照组相比,灌胃制剂组的小鼠负重游泳时间更长,血清中乳酸(blood lactic acid,BLA)和尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)及肝脏中MDA含量显著降低,肌糖原含量显著提升,有较为显著的抗疲劳作用。
2.3 即食性黄芪产品
刘婷等[46]将黄芪水提液和其他中药、甜味剂、酸味剂及果胶复配,通过响应面优化制备工艺,确定添加量为:黄芪提取液51.53%、其他中药25.77%、木糖醇20%、柠檬酸0.20%/果胶2.50%,制得了含有0.81%黄酮的黄芪凝胶产品,产品质地均匀、色泽鲜红、酸甜适口(以上均为质量分数)。郭清毅等[47]以11%的黄芪提取液、9%的木糖醇、复配果胶1%、柠檬酸0.11%(以上均为质量分数),制成了半固体半透明的即食性黄芪产品。杨佳琪等[48]开展了黄芪多糖凝胶糖果的制备及其物性研究,制成了明胶9.284%、甜味剂40%、柠檬酸1.2%,黄芪多糖3.91%、7.69%和11.54%不同硬度的黄芪多糖凝胶糖果(以上均为质量分数)。
2.4 农产品保鲜中的应用
王晨[49]研究了黄芪黄酮对苹果汁保鲜效果,发现在苹果汁中添加0.025%(质量分数)黄芪黄酮可以有效抑制多酚氧化酶活性,延缓苹果汁中总酚和维生素C含量降低进程,但是添加黄芪黄酮对苹果汁颜色有一定的影响,随着添加量增加,苹果汁颜色逐渐加深,参考作者测定的抗氧化性相关指标,分析苹果汁颜色加深原因并非褐变造成,而是黄芪黄酮添加量增大所致,因此黄芪黄酮对苹果汁保鲜能够起到一定的作用。郑婷婷等[50]开展了黄芪多糖在草菇保鲜中的应用研究,发现黄芪多糖溶液在4 ℃浸泡草菇,与对照组相比,β-葡萄糖苷酶活性明显下降,通过转录组结果分析,可能是通过提高N-聚糖生物合成通路活力实现了草菇对低温的抵抗能力。刘艳等[51]以黄芪提取物、壳聚糖和纳米ZnO复配制成复合涂膜,用于草莓保鲜,试验结果发现0.2%黄芪提取物+1.75%壳聚糖+0.7%纳米ZnO(质量分数),保鲜效果最好,与对照组相比,贮藏10 d时,复合涂膜保鲜组的草莓贮藏第10 d时腐烂率为36.76%,对照组在第6 d时已完全腐烂,失重率涂膜组仅有对照组的45.25%,硬度是对照组的2.7倍,整个贮藏期涂膜组的可溶性固形物下降较为平缓,黄芪复合涂膜短期贮藏可有效保持草莓品质,延缓劣变的发生。
近年来,依据食药同源理论,黄芪在食品领域,尤其是保健食品领域发展迅速,经查阅文献及专利,对近年来开发的黄芪食品和相关有效专利进行了归纳,黄芪在食品方面的应用情况如表1所示。
表1 含有黄芪的食品
Table 1 Food products containing Astragalus
种类黄芪保健食品生理功能类型饮料无酒精饮料固体饮料酒精饮料黄芪普洱饮料[52]-试制产品黄芪枸杞复合饮料[53]-试制产品黄芪啤特果乳饮料[54]增强免疫力发明专利黄芪复合乳饮料[55]养胃、抗氧化发明专利黄芪饮料[56]补气安神、生津止渴发明专利黄芪复合抗疲劳饮料[57]抗疲劳发明专利黄芪运动饮料[58]补充运动能量、平衡内环境发明专利黄芪速溶茶粉[59]降血糖发明专利黄芪燕麦酒[60]-试制产品黄芪乳清酒[61]-试制产品黄芪米酒[62]-试制产品黄芪枸杞啤酒[63]-试制产品黄芪生鲜甜米酒[64]抗疲劳发明专利黄芪保健酒[65]补气升阳、利尿消肿发明专利
续表1
种类黄芪保健食品生理功能类型调味品黄芪玫瑰方糖[66]暖胃、补气养血、提升免疫力发明专利黄芪兔肉酱[67]-发明专利黄芪羊肉酱[68]-发明专利即食产品即食性黄芪[69-70]增强免疫力发明专利黄芪咀嚼片[71]增强免疫力发明专利黄芪降脂颗粒[72]降血脂发明专利黄芪茯苓咀嚼片[73]扶正祛邪、增强免疫力发明专利奶制品黄芪保健酸奶[74]-试制产品
注:“-”表示文献中未提及。
3 结论
现代社会生活节奏快和不健康饮食习惯让处于亚健康状态人群越来越多,许多疾病都趋于年轻化,这也促使健康养生和“治未病”的观念愈发被重视。自古以来黄芪就是最为常用的中药材,2023年11月9日黄芪又获批纳入按照传统既是食品又是中药材的物质目录,正式成为食药两用资源,为黄芪在普通食品中的应用提供了相应的法律法规支持,黄芪的食药两用保健食品、功能性食品开发有了明确的法理依据。黄芪提取物具有良好的抗菌活性、抗疲劳、抗氧化、降糖降血压、保护脏器、调节肠道菌群环境等作用,未来黄芪提取物不但可以作为保健食品中的功能性组分,还可以作为部分食品的添加剂替代人工食品添加剂,生产的食品更加健康绿色,黄芪及其活性成分在食品开发中的应用也符合大健康理念,必将有着更为广阔的前景。
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