全 文 ：食品研究与开发 2006.Vol.27.NO.6
雪莲果的化学组分及其功能特性
钱林,丁长河,李里特,蔡丽丽
(河南工业大学粮油食品学院,河南 郑州450052)
摘 要:雪莲果是原产于安第斯山的一种块茎水果,近几年来由于其特殊的功能性成分得到世界的关注。主要介绍
了国外对雪莲果块茎及其叶子的化学组分和功能特性的研究进展。研究表明:新鲜雪莲果的块茎中含有干基的45%
～65%的低聚果糖,低聚果糖不仅热量低,还是有效的双歧杆菌增殖因子;另外,雪莲果叶中富含丰富的酚酸成分,
具有抗氧化的作用,对糖尿病有着显著的疗效。
关键词:雪莲果;化学组分;功能特性;低聚果糖;酚酸
THECOMPONENTANDFUNCTIONALITYOFYACON
QIANLin,DINGChang-he,LILi-te,CAILi-li
(GrainandFoodColege,HenanUniversityofTechnology,Zhengzhou450052,Henan,China)
Abstract:Yacon(SmalanthusSonchifolius)isanativeAndeanplant,cultivatedforitstubersthroughout
SouthAmerica.Recentlyitisarousingtheatentionofmanycountriesintheworldforitsspecialfunction-
ality.Thecomponentandfunctionalityoftheyacontubersandleaveswerereviewedinthepaper.Thereare
45～65%(drymaterial)fructo-oligosaccharidesinthefreshyacontuber,withlowercaloricvalueinhuman
dietsandhigherbifidogenicefect.Highcontentofphenoliccompoundsinyaconleafextractswithantioxi-
dantactivityandbenefitsondiabeteswasobserved.
Keywords:yacon;component;functionality;fructo-oligosaccharides;phenoliccompounds
基金项目:河南省杰出人才创新基金资助项目
作者简介:李里特(1948-),通讯作者特聘教授,博士生导师,主要从
事多糖类物质的研究与开发。
雪莲果 (俗名:Yacon学名:SmalanthusSonchifolius)原
产于安第斯山脉,在当地是一种常见的水果,其味甜,但是
热量不高。雪莲果含有二十多种人体必需的氨基酸和丰富
的矿物质及大量可溶性纤维,属低热食品,能有效降低血
糖和血脂,清理肠胃并治疗高血压,特别适合糖尿病人和
减肥者食用。雪莲果的叶子晒干制成茶叶,经常饮用对糖
尿病有着一定的疗效。在20世纪80年代中期,雪莲果因其
特殊的保健功能及药用价值,日本以及一些欧洲国家陆续
开始栽种雪莲果,并对其枝叶及果实的成分进行研究。随
着对雪莲果研究的深入,发现雪莲果是一种极具市场潜力
的植物,不仅可以应用于食品行业,在医药行业的也有着
广阔的前景。
1 雪莲果简介
雪莲果是一种多年生植物,植物学分类上属菊科向日
葵属双子叶草本植物(见图1)。直立性,植株高度 1.5m~3
m。果实为块根,形状如甘薯,被称为地下水果。雪莲果,原
产南美洲安第斯山。具有耐强光、耐中低温、忌水怕旱等特
性。一般在年均温18℃以下的地域里生长,适宜生长温度
5℃~25℃,最适生长温度10℃~20℃。块根在播种后两个
月左右萌发,气温在16℃以上开始膨大,在20℃~25℃
时,进入膨大高峰期,在0℃以下易受冻。因此适宜在低纬度
高海拔,常年云雾缭绕的温凉山区里种植。
2 雪莲果块茎的化学组分及其功能特性
雪莲果块茎(见图 1)主要是由低聚果糖、蔗糖、果
糖、葡萄糖等糖类物质组成,其含量占雪莲果果实干基的
90%以上,但雪莲果中不含有淀粉。其中低聚果糖是主要
的糖类物质,其含量占其果实干基的45%～65%[1]。但是据
研究,雪莲果在收获后由于储存条件的不同,其功能性成
分低聚果糖的含量会出现明显的变化,低聚果糖会分解成
蔗糖,甚至还原成葡萄糖和果糖。S.Graefe等人研究了雪莲
果块茎收获后不同的储存条件对其糖类物质含量的影响。
避光储存 12d的雪莲果块茎,其低聚果糖含量由 50%～
62%(干基)降低至 27%～39%(干基);如雪莲果块茎
不避光储存 6d,其低聚果糖含量由 49%～58%(干基)
降低至 29%～44%(干基)。这些研究为更好地利用雪
图1 雪莲果的植株和块茎
综述
179
食品研究与开发2006.Vol.27.NO.6
莲果提供了更加完善的资料。
低聚果糖都属于功能性多糖,由单糖经糖苷键连接而
成的低度聚合糖,由于人体肠胃内没有水解这些低聚糖的
酶系统,因此它们不被消化吸收而直接进入大肠内,优先
被双歧杆菌所利用,是双歧杆菌的有效增殖因子[2]。正因为
如此,常食用雪莲果能达到如下生理功效:(1)促进双歧杆
菌增殖、调节肠道菌群;(2)抑制内毒素、保护肝脏功能;(3)
调节肠胃功能、防治便秘和腹泻;(4)激活免疫、抗衰老抗肿
瘤;(5)降低血清胆固醇、降低血压;(6)合成维生素(7)低能
量、不会引起龋齿。此外,雪莲果富含钾、钙、锌、铁、镁等微
量元素,因此,雪莲果可作为一种有益健康的饮料植物。
M.Cazeta[3]等人发现采用雪莲果做为底物培养菊粉
酶是非常具有前景的,不仅可以提高雪莲果的经济价值,
也可以培养出高酶活的菊粉酶。在雪莲果捣碎的浆液加入
酵母,摇床培养后能够筛选出酶活较高的菊粉酶。
B.Simonovska[4]等人利用 TLC将雪莲果块茎的水溶液
提取液及其酸水解后的产物进行分离,再通过HPLC/MS分
析其水溶性的成分,发现雪莲果块茎中还含有多种酚酸,
如:色氨酸、绿原酸、咖啡酸和阿魏酸。这些酚类物质具有
抗氧化活性,能保护人体的肝脏。
M.Takasugi[5]在雪莲果块茎上培养假单胞菌 cichori
时,产生了抗真菌的成分,并从中检测出 3种不同的植物
抗毒素,这对研究植物的抗病性又添加了新的途径。
3 雪莲果叶的化学组分及其功能特性
在巴西等国家,雪莲果的叶常常被晒干制成茶叶,充
当一种能够治疗糖尿病的药剂。2002年,K.Valentova[6]等人
采用不同的提取液对雪莲果的叶进行萃取,再分别用
RP-HPLC进行组分分析,最后再检测其抗氧化能力。研究
表明,雪莲果的叶中含有大量的酚酸,其中主要是原儿茶
酸、绿原酸和咖啡酸,萃取液表现出很高的抗氧化性,对过
氧化物有一定的清除能力。K.Valentova[7]等人对雪莲果叶
中的酚酸总含量进行了初步探讨。他们用1000mL的沸水
加入到20g雪莲果叶子中浸泡20min,再将茶水冷冻干燥
得到6.06g固体,经测量,其酚酸含量达到 11.8%,及酚酸
在雪莲果叶中含量超过3.6%。而在用作制茶的普通植物
叶子,其酚酸含量不超过2%,不仅如此,在雪莲果中的酚
酸种类比普通茶叶丰富的多,但有许多并没有确定其分子
式,这在以后的研究中还有待于进一步的分析。
M.Aybar等研究人员对雪莲果叶煎熬出的茶水进行
大白鼠的活体试验[8]。浓度为 2%的由雪莲果叶煎熬出的
茶水分别注射进入正常和患有糖尿病(其血糖浓度是正
常大白鼠血糖浓度的 3.6倍)大白鼠胃中后 6h,大白鼠体
内血糖浓度没有明显的变化;但是在大白鼠的喂食过程
中,用雪莲果叶 2%的茶水代替水来喂食大白鼠,坚持喂
养 30d后发现患有糖尿病的小白鼠的血糖浓度明显降低,
不仅如此,大白鼠的健康状况得到明显的改善,体重增加,
肾脏机能也得到增强。
雪莲果的叶还具有抗氧化的作用。一些强氧化物质进
入人体内会对肝脏等重要器官产生严重的伤害,容易致使
一些慢性炎症,如动脉硬化,因此雪莲果的叶是一种潜在
的预防慢性疾病的保健药物。2003年,K.Valentova[7]等人
进一步对雪莲果的叶的萃取液进行大白鼠的体内试验,在
试验中,其萃取液都对大白鼠的肝细胞膜表现出很好的保
护作用,防止氧化物对细胞膜的侵蚀。不仅如此,雪莲果叶
的萃取液还能减少肝细胞生成葡萄糖的量,这也是雪莲果
叶能够用来治疗糖尿病的原因之一。
雪莲果在其栽种过程中基本不需要喷洒杀虫剂,
Kakuta[8]等人就从雪莲果叶中分离出二萜贝壳杉烯类物质,
并指出这类成分就是雪莲果枝叶具有抗虫病害的原因。A.
Inoue[9]等研究人员对这类物质进行了更深入的研究,对其
结构以及抗病虫害能力进行了初步的研究。
4 国内外雪莲果种植利用情况
近年来雪莲果备受食品业重视,在日本、美国和台湾
地区等地把雪莲果的块茎加工成罐头、果冻、果糕和糖果
等,更多的是把雪莲果当作水果来生吃,或用雪莲果作为
蔬菜来蒸、炖鸡、鸭、排骨汤食用。雪莲果原产于高海拔中
低温地区,适宜在较低的温度季节中发芽生长。适宜播种
期为 2月下旬的“ 雨水”前后。由于雪莲果根系膨大时,需
要大量的氧气,同时忌水怕旱,因此需要疏松的土壤。种植
雪莲果的土壤一般为轻壤。早在1000年前,安第斯山脉的
当地居民就开始雪莲果的种植,在玻利维亚、秘鲁、巴西等
国,雪莲果是被当地所熟知的水果,雪莲果叶更被晾晒成
茶叶,以治疗糖尿病和肠胃疾病。在20世纪80年代,日本
和中欧国家由于其与安第斯山脉相似的地理环境,开始引
进雪莲果进行栽种,并取得成功。随后,雪莲果的研究开始
了飞速的发展。目前在我国只有海南、云南等6个省区引
种成功。云南由于有着得天独厚的地理环境,是种植雪莲
果的理想地区。2005年云南嵩明县栽种的雪莲果喜获丰
收,为我国雪莲果的发展奠定基础。
5 总结
随着社会对功能性食品需求的日益增加,雪莲果的因
其特殊的功能特性和良好的药用价值越来越被广泛的重
视。雪莲果块茎含有的大量低聚果糖,不仅可以作为高档
水果,更可以在日后的研究中开发成新型的保健食品;雪
莲果的叶中含有多种酚酸类物质,有着显著的抗氧化作
用,对治疗糖尿病和肠胃疾病有着积极影响。当前,雪莲果
的利用还停留在初级阶段,随之日后的深入研究,雪莲果
不仅可以在保健食品的开发上占有一席之地,在医药行业
也具有不可忽视的前景。
参考资料:
[1] S.Graefe,M.Hermann.Efectsofpost-harvesttreatmentsonthe
carbohydratecompositionofyaconrootsinthePeruvianAnde[J].
(下转第188页)
综述
180
食品研究与开发2006.Vol.27.NO.6
确、稳定的保健作用;
(二)各种原料及其产品必须符合食品卫生要求,对人
体不产生任何急性、亚急性或慢性危害;
(三)配方的组成及用量必须具有科学依据,具有明确
的功效成分。如在现有技术条件下不能明确功能成分,应
确定与保健功能有关的主要原料名称;
(四)标签、说明书及广告不得宣传疗效作用。
3 保健食品的消费对象已全民化
保健食品的消费对象这几年发生了很大变化,以往在
人们的概念中认为保健品多是用于体弱多病者、老人、孕
产妇,而现在为健康人群开发的保健品成为市场宠儿,诸
如女性产品(美容、减肥)、白领产品(调血脂、抗疲劳、改善
睡眠)、学生产品(改善记忆、改善视力、促进生长发育)在
近年的保健品市场中既叫好又叫“ 座”。从这一点反应出提
高生命质量,保持健康体魄是保健消费的时尚趋势。
关于老年人的特定保健食品,它应符合“ 四足四低”的
要求,即足够的蛋白质、足够的食物纤维、足量的维生素、
足量的矿物元素和低热量、低脂肪、低胆固醇、低钠。
4 在保健品开发中还必须科学的认识和掌握具有生理
活性的物质,就目前而言,业已确定主要有以下九大类
4.1活性多糖 包括膳食纤维、抗肿瘤多糖和降血糖多糖。
4.2功能性甜味料 包括功能性单糖、功能性低聚糖、多元糖
醇和强力甜味剂
4.3功能性油脂 包括不饱和脂肪醇、油脂替代品、磷脂和胆
固醇
4.4自由基清除剂 酶类清除剂和非酶类清除剂
4.5 维生素 包括维生素 A、维生素 E、维生素 C、维生素 D
等。
4.6微量活性元素 硒、铁、铜、锌等
4.7肽和蛋白质 谷胱甘肽、降血压肽、促进钙吸收肽、易于
消化肽和免疫球蛋白等
4.8乳酸菌
4.9其他活性物质
我国为保证营养素的均衡、全面,提出了食品营养强
化的概念。食品营养的强化是在食品中添加营养素(这些
营养素往往是在日常生活的食物食谱中缺少,或在某些人
群食谱中搭配不合理),在食物中加以调整,以调整到合理
营养的水平。
螺旋藻在保健品中的开发使用就是典型的范例。螺旋
藻是一种天然食品,其蛋白质含量高(58.5%~71.0%)。氨
基酸组成模式十分平衡合理,而且富含人体不能合成的8
种必需氨基酸,其营养价值是其它植物蛋白不可比拟的不
饱和脂肪酸含量较多,矿物质及维生素含量丰富,具有防
癌抗癌、防治心血管疾病、抗老防衰等多种功效。螺旋藻保
健食品正在快速发展,螺旋藻胶囊、螺旋藻片、螺旋藻饮料
⋯⋯在人们的身心健康中发挥越来越大的作用。
从保健食品科学的发展趋向来看,未来的保健食品需
要确知功能因子的化学结构、成分含量以及作用机理,使
食品与医疗保健真正结合,这是当今食品科学发展的重要
特征。随着科技的不断进步和经济的高度发展,我国的饮
食观念也在随之改变。进而对饮食提出了更高的时代要
求。人们希望能吃到美味可口、营养丰富、快捷方便、风味
多样、功能有效的食品。
保健食品是21世纪食品发展的主流,也是人类对食
品的第三次突破性发展。保健品产业将伴随着产品研发、
政策监管的强化、市场战略调整、消费研究的深入走向更
加成熟的阶段。相信在不远的将来,在全球范围内也将会
刮起保健食品产业的飓风。国内企业要与国际品牌分庭抗
礼,必须不断提高科技含量,提高企业核心竞争力,增强品
牌优势。从管理层面来说,将这项产业的发展用与国际通
行的规则加以规范,提高国际竞争力,促进这项产业的进
步和繁荣,对提高人民生活质量和健康水平具有重要意
义。
参考文献:
[1] 中华人民共和国卫生部.保健食品管理办法-1996[M].
[2] 改善食品营养是食品工业的重要任务.中国营养健康工程网.
[3] 发展中国有机食品工业-食品综合信息2002(10).
[4] hc360慧聪网食品工业行业频道健康之源——保健食品全接
触-2004-07-23. 收稿日期:2006-06-19
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
综述
(上接第180页)
FieldCropsResearch.2004.86:157~165.
[2] 郑建仙.功能性低聚糖[M].化学工业出版社,北京.2004.
[3] M.Cazeta,P.M.Martins.Yacon{Polymniasanchifolia}extractasa
substratetoproduceinulinasebyKluyveromycesmarxianusvar.
bulgricus[J].JournalofFoodEngineering2005.66:301~305.
[4] B.Simonovska,I.Vovk.Investigationofphenolicacidsinyacon
(Smalanthussonchifolius)leavesandtubers[J].JournalofChro-
matographyA.2003.1016:89~98.
[5] MitsuoTakasugi,TakahiroMasuda.Three4’-hydroxyacetophe-
none-relatedphytoalexinsfrompolymniasonchifolia[J].Phyto-
chemistry.43(55):1019~1021.
[6] K.Valentova,L.Cvak,A.Muck.Antioxidantactivityofextracts
formtheleavesofsmalanthussonchifolius[J].EurJNutr.2003,42:
61~66.
[7] K.Valentova,A.Moncion,I.deWaziers.Theefectofsmalanthus
sonchifoliusleafextractsonrathepaticmetabolism[J].CelBiology
andToxicology.2004.20:91~103.
[8] M.Aybar,AliciaN.,AliciaN.SanchezRiera.Hypoglycemicefect
ofthewaterextractofsmalantussonchifolius(yacon)leavesinnor-
malanddiabeticrats[J].JournalofEthnopharmacology.2001.74:
125~132.
[9] AtsushiInoue,ShigeruTumogami.Antifugalmelampolidesfrom
leafextractsofsmalanthussonchifolius[J].Phytochemistry.39(4):
845~848. 收稿日期:2006-03-06
188