山药的活性成分研究概况

摘 要： 山药是我国著名的补益中药， 同时也是传统的保健菜肴。本文综述了山药的活性成分、药理、活性多糖研 究与开发利用， 最后展望了深入研究的前景。
关键词： 山药； 活性成分； 药理； 活性多糖； 开发利用。
山药主要分布于热带和亚热带地区， 全世界有 ６００ 物中的氨基酸含量， 特别是 ８ 种人体必需氨基酸的含量
呼吸道及关节腔的润滑。
量的研究证实， 人的脱氢表雄酮与脑白金的分泌量有着
１．２ 氨基酸
惊人的相似之处。人自 ３０ 岁左右开始， 体内的脱氢表雄
山药含有丰富的蛋白质， 其含量为山药的 １７．５％。食 酮含量就随着年龄的增长而逐步减少， 到老年期降到最
江西食品工业 ０４５
食品科技
ＦＯＯＤ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
的酶防御系统， 如 ＳＯＤ、ＧＳＨ－ ＰＸ 和 ＣＡＴ 等， 它们协同作 用， 可以清除对生物体有损伤作用的。Ｏ２－ 、ＯＨ－ 等自由基。 山药多糖能使 ＳＯＤ、ＧＳＨ－ ＰＸ 和 ＣＡＴ 的活性有所提高， 从 而达到延缓衰老的效果。
何 书 英 等 测 定 了 山 药 多 糖 对 维 生 素 Ｃ－ ＮＡＤＰＨ 和 Ｆｅ２＋－ 半胱氨酸体系诱发的微粒体脂质过氧化物的含量和 黄 嘌 呤－ 黄 嘌 呤 氧 化 酶 体 系 及 Ｈ２Ｏ２－Ｆｅ２＋体 系 产 生 的 氧 自 由基的清除作用。从自由基中毒损伤角度为山药多糖的 抗衰老作用提供了依据［９］。
阚建全等人研究发现， 山药活性多糖具有抗突变活 性， 其作用机制主要是通过抑制突变物对菌株的致突变 作用而实现的［１２］。
赵国华等人检测了山药多糖对小鼠细胞免疫和体液 免疫功能的影响， 结果显示， 山药能极显著地提高 Ｔ 淋巴 细胞的增殖能力［１３］。
苗明三研究了山药多糖对环磷酰胺（ ＣＹ） 致免疫抑制 小鼠免疫功能的影响， 可明显提高免疫抑制小鼠外周 Ｔ 细胞百分比和淋巴细胞转化率［１４］。
台湾东吴大学应静雯教授进行了 “保健植物山药之 安全性的评估和分子药理的鉴定”的研究工作， 提出山药 对人类乳腺癌细胞生长有影响， 特定品种的山药在适当 剂量时， 能降低人类乳腺癌细胞中与生长相关的酶活性。 ３ 山药多糖的研究概况
目前认为山药多糖是其主要活性成分之一， 其主要 生 理 功 能 有 提 高 机 体 免 疫 、抗 衰 老 、抗 突 变 、抗 氧 化 、抗 肿 瘤、降血糖等。
现代研究发现， 山药富含皂苷、粘液质、糖蛋白、甘露 显示， 山药中的淀粉酶达到 ３５８．９７ 单位。淀粉酶能刺激胃
聚糖、植酸、尿囊素、山药素、胆碱、多巴胺、粗纤维、果胶、 肠道运动， 促进胃肠内容物排空， 因此有助于消化作用。
淀粉酶、多种微量元素等活性成分， 其营养价值、药用价 １．５ 微量元素
值及抗病机理正逐步被发现和证实， 并愈来愈受到广大
国外报道载入日本药典的日本山药（原植物日本薯籁 Ｄｉｏｓｃｏｒｅａ ｊａｐｏｎｉｃａ Ｔｈｕｎｂ．）含有降血糖多糖酶， 其块茎多 糖在甲醇：水（１：１）溶液中， 提取物能显著降低小白鼠血糖 浓度。以参薯（Ｄ．ａｌａｔａ Ｌ．）的提纯淀粉喂食动脉粥样硬化的 小白鼠， 能降低类脂浓度， 同时降低主动脉和心脏的糖浓 度［５］。
０４６ 江西食品工业
食品科技
ＦＯＯＤ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
的 乙 醇 处 理 原 料 以 除 去 单 糖 、低 聚 糖 、苷 类 、生 物 碱 及 蛋 白等物质， 再用传统的水提工艺浸提鲜山药中的多糖， 通 过单因素试验和正交试验确定较优的鲜山药多糖水提醇 沉工艺条件， 较优的工艺为料液比 １ｇ∶９ｍｌ， 温度 ５０℃， 时 间 ２．５ｈ， 乙醇体积分数 ７５％， 在此工艺条件下， 鲜山药粗 多糖得率为 ０．２４４９％（ 以鲜山药质量计） 。并对精制的山 药多糖进行初步鉴定， 又用改良的苯酚－ 硫酸法测定了多 糖含量， 采用体积分数 ８０％乙醇溶液热提以除去单糖、低 聚糖、甙类及生物碱等干扰成分， Ｓｅｖａｇｅ 法脱蛋白至茚三 酮反应呈阴性， 活性炭脱色， 获得比较纯净的山药多糖， 并 通 过 气 相 色 谱 分 析 确 定 其 主 要 由 葡 萄 糖 、鼠 李 糖 、阿 拉 伯糖、甘露糖和半乳糖组成。然后用精制的多糖计算葡萄 糖 与 山 药 多 糖 的 换 算 因 子（ Ｆ＝１．６７） ， 这 样 可 以 避 免 用 葡 萄糖作标准品引起的系统误差， 结果比较真实准确。以期 为深入开发利用这一药食同源资源以及更好地研究其生 物活性功能提供一定的参考。提取后的山药水溶性多糖 的进一步纯化和生物活性功能尚待进一步研究［１５］。
山药根茎中含有一种蛋白质， 具有抗 ＤＰＰＨ 和羟自
成分名称
含量
成分名称
含量
由基活性的作用， 还具有碳酸酐酶活性， 并能抑制胰蛋白
水分（ 克）
１５
钾（ 毫克）
２６９
酶活性等， 因此推测其可调节体内酸碱平衡， 并对呼吸系
蛋白质（ 克）
１７．５％
钙（ 毫克）
６２
统有重要作用。此外， 在日本薯蓣的甲醇提取物中分出的
文献报道以 ２０％山药或熟地、菊花、山药、牛膝四药 合剂水煎剂、普鲁卡因盐酸盐和蒸馏水浸泡并阴干的新 鲜桑叶喂养家蚕， 结果表明四药合剂能显著延长家蚕寿 命， 而单味山药只有延长家蚕幼龄期的作用趋势［１０］。
山药中的某些成分具有抗氧化性。Ｅ．Ｏｌａｔｕｎｄｅ Ｆａｒｏｍｂｉ 等报道棕山药的乙酸乙酯提取物具有很强的抗氧化力， 比 ＢＨＡ 还要强［１１］。 ２．３ 山药的其他功能研究
碳水化合物（ 克） ７０．８
钠（ 毫克）
１０４．２
两种物质， 实验证实它们有抗突变活性。
脂肪（ 克）
１
磷（ 毫克）
１７
１．３ 尿囊素
膳食纤维（ 克） １．４
锌（ 毫克）
０．９５
山药中的尿囊素具有抗刺激物、麻醉镇痛和消炎抑
灰份（ 克）
３．８
锰（ 毫克）
０．２３
菌等作用， 常用于治疗手足皲裂、鱼鳞病、多种角化皮肤
种以上， 而我国有 ９３ 种。山药为薯蓣科多年生宿根蔓草 是决定蛋白质营养价值的主要因素之一。山药所含氨基
植物薯蓣属的块茎， 营养丰富（ 见表 １） ， 不仅是一种低脂 酸的种类较多， 富含 １８ 种氨基酸， 而且人体必需的 ８ 种
肪、高蛋白的食品， 而且富含多种维生素和微量元素。山 氨基酸齐全， 其中， 谷氨酸的含量最高， 达到 ３．０２ｍｇ／ｇ 鲜
药也是我国传统的药食同源食物之一和具有补脾养胃、 重， 半必需氨基酸— ——精氨酸也有较高含量， 其次为丝氨
补肺益肾的功效， 可用于治疗脾虚久泻、慢性肠炎、慢性 酸和天冬氨酸， 说明山药是氨基酸较丰富的食品， 有很高
胃炎、肺虚咳喘、糖尿病、遗精和遗尿滞下等症。
的营养价值。
表 １ 山药（ 干） 的营养成分列表（ 每 １００ 克中含）
提取植物多糖主要根据其不同的溶解度来选择不同 的 溶 剂 进 行 提 取 。 提 取 多 糖 最 常 用 的 溶 剂 有 水 、稀 酸 、稀 碱以及二甲亚砜等。其中二甲亚砜虽然是一种提取多糖 的良好溶剂， 但价格昂贵， 对人体有害， 在使用上受到限 制。用稀酸稀碱提取多糖时， 虽然多糖总量比水提取的得 率高， 但得到的多糖含量低， 而且酸碱提取会引起多糖降 解， 影响其生物活性。用水提取多糖， 成本低， 不破坏生物 活性， 方便实用且安全性高。因此， 有学者对鲜山药中水 溶性粗多糖的提取工艺进行了研究， 先用体积分数 ８０％
刘秀河等对济南山药水溶性粗多糖的提取研究， 通 过响应面分析法考察了浸提温度、浸提时间和料水比对 山药多糖的得率和含量的影响， 从而确定了最佳工艺为： 浸提温度为 ６０～６４℃、浸提时间 ３．２～３．５ｈ 和料水比 １∶２０。 经过 ｓｅｖａｇｅ 法除蛋白之后， 山药多糖得到进一步纯化， 其 蛋白质的含量仅为 ５．６５％［１７］。
蛋白质的混合物， 对人体有保护作用， 能预防心血管系统 Ｃａ 与人体心血管疾病的发生和预防密切相关。
的脂肪沉积， 保护动脉血管。阻止过早硬化， 并能防止肝、
最近的研究发现， 山药中含有与人体分泌的脱氢表
肾结缔组织的萎缩， 预防胶原性病的发生， 保持消化道、 雄酮结构相同的物质， 是环戊烷多氢菲的一种衍生物。大
食品科技
ＦＯＯＤ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
山药的活性成分研究概况
宋永刚 １ 胡晓波 ２ 王震宙 ３
（ １ 江西省食品质量监督检验站， 江西南昌市， 邮编 ３３００４６ ２ 南昌大学食品科学教育部重点实验室， 江西南昌市， 邮编 ３３００４７ ３ 九江市食品药品监督管理局食品安全监察科， 江西九江市， 邮编 ３３２０００）
硫胺素（ 微克） ０．２５
铁（ 毫克）
０．４
病。另据日本专利报道， 尿囊素还被用作糖尿病、肝硬化
核黄素（ 毫克） ０．２８
铜（ 毫克）
０．６３
及癌症治疗剂的重要成分， 还可用于治疗骨髓炎等。
维生素 Ｅ（ 毫克） ０．４４ １ 山药的活性成分研究［１］
硒（ 微克）
３．０８
１．４ 淀粉酶
廖朝晖等人对山药的淀粉酶进行了测定。测定结果
蔡婀娜等对福建山药按照实验所得水溶性多糖提取 的 最 佳 工 艺 条 件 提 取 粗 多 糖 命 名 为 ＤＴ。 采 用 ＤＥＡＥ－ Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ ＣＬ６Ｂ 柱层析对 ＤＴ 进行分离纯化， 得到了 ２ 种 不同的组分 ＤＴＡ 与 ＤＴＢ。采用 Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ１００ 柱层析和 醋酸纤维素薄膜电 泳 证 明 ＤＴＡ 可 能 为 纯 度 较 好 的 单 一 成分多糖， 实验收集到的 ＤＴＢ 由于量太少而无法再做分 析， 若需要对其进行分析则须大量制备。采用高效液相色 谱仪分析 ＤＴＡ 的单糖组成， 结果表明 ＤＴＡ 单糖组成果糖 和葡萄糖， 摩尔比为 １∶２６．３６［１６］。
山药含有丰富的微量元素 Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｓｅ 和常量
消费元素 Ｚｎ 和 Ｆｅ 对体内多种酶有
１．１ 粘蛋白
活性作用， 对蛋白质和核酸的合成、免疫过程和细胞的繁
现代科学分析， 山药中所含的粘液蛋白， 是一种多糖 殖都有直接及间接的作用， 能调节细胞免疫功能。元素
低水平。人体许多激素的合成、分泌都需要一种物质， 这 种物质被称为“前体物质”。国内外的临床研究证实， 脱氢 表雄酮对人体有增强免疫功能， 活化神经细胞、提高记忆 和思考能力， 调节神经、镇静安眠， 防止骨骼和肌肉老化， 降低血脂、控制动脉粥样硬化， 调整体内激素分泌而减 肥。 ２ 山药的药理研究
赵彦青等人对山药的药理功能研究进展做过较为详 细的综述。研究表明， 山药有降低血糖、抗衰老、抗氧化、 调 节 或 增 强 免 疫 功 能 、调 整 肠 胃 功 能 、降 脂 和 抗 肿 瘤 等 作 用。 ２．１ 山药的降血糖作用及机制
山药粘液质及多糖可刺激和调节人体的免疫系统， 降低血糖， 增强人体的抵抗力［２］。
舒 思 洁 等［３－ ４］在 观 察 山 药 的 抗 糖 尿 病 作 用 效 力 的 实 验 中得出结论： 山药有一定的抗糖尿病作用， 有明显降血糖 作用， 但效力显著弱于优降糖， 且需剂量大。其实验用山 药水煎剂对四氧嘧啶糖尿病模型小鼠进行实验观察， 结 果表明山药在较大剂量能显著升高糖尿病小鼠的低肝糖 元水平和心肌糖元含量。其中除升高肝糖元含量的效力 显著弱于优降糖外， 升高心肌糖元含量的效力明显较优 降糖强。山药能较好地降低糖尿病小鼠组织过氧化脂质 含量， 能有效地清除组织中的自由基， 减轻自由基及其代 谢产物对组织的伤害作用， 从而促进组织修复和再生， 对 防治糖尿病并发症起着重要作用。
Ｍａｒｉｅ Ａ． ＭｃＡｎｕｆｆ 等研究了喂食牙买加苦山药的皂 角苷配基提取物的鼠的血清及肝脂分布情况， 结果表明 鼠体内的血糖水平及总胆固醇水平显著降低［７］。 ２．２ 山药的抗衰老作用及机制
据报道， 山药多糖能降低机体脂褐质含量， 这可能与 清除体内自由基有关［８］； 机体 内 存 在 抗 氧 化 、清 除 自 由 基
杭悦宇［５］以 我 国 市 场 山 药 类 药 材 为 材 料 进 行 的 降 血 糖和降血脂的药理实验表明山药有明显的降血糖作用。 山药水煎剂可显著降低正常小鼠和四氧嘧啶糖尿小鼠的 血糖。山药能对抗四氧嘧啶引起的小鼠血糖升高。山药能 对抗外源葡萄糖引起的小鼠血糖升高。山药水煎剂 ６０ｇ／ｇ， 连续 １０ 天， 可明显对抗肾上腺素引起的小鼠血糖升高［６］。