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木姜子的研究进展及应用价值

2022-05-28黄志端

当代化工研究 2022年9期
关键词:药用价值微胶囊挥发油

*黄志端

(贵阳职业技术学院 贵州 550081)

引言

木姜子在我国已有千年的种植历史,早在唐代就将木姜子做为一种可食用的植物进行种植,为古代人民的生活做出了重要贡献。随着人们对木姜子应用研究的逐渐深入,其药用价值亦被发现。木姜子又称山胡椒、木香子、木樟子、山姜子、木椒子、腊梅柴、大木姜、香桂子、猴香子、生姜材、黄花子、辣姜子等。其果实在成熟后具有药用价值,而根部亦有药用报道,其主要产地为贵州南部、广东、湖南等地[1]。当下对于木姜子提取的油脂食用颇多,因而大部分人忽略了木姜子的药用价值。各版本《中国药典》均有收录木姜子,《贵州民间药物》《重庆草药》《湖南药物志》亦有收录,但功效各不相同。本文通过对木姜子的相关研究进行综述,为木姜子的应用和开发提供参考资料。

1.木姜子来源和产地

木姜子为樟科木姜子属植物清香木姜子(Litsea euosma W.W.Smith)、毛叶木姜子(L.mollis Hemsl.L.mollifolia Chun)和木姜子(L.pungens Hemsl.)的果实。植株为落叶乔木,可高3~7m,树枝较为细长,叶片呈纸质,长5~10cm左右,叶片刚生长出来时叶表有绢丝状的短柔毛;在树枝上形成叶簇聚集,树叶表现为披针形、倒披针形,叶柄有绒毛,好分辨[3]。其花单性,雌雄异株,雌花较为大,有粗毛;8~12朵花组成伞形花序,花苞表面绢丝状短柔毛,花色黄,花梗纤细,仅有1~1.5cm长。花被6,呈倒卵形,4室花药,花瓣裂开,全内向;花期3-4月间。果实圆球形,直径4~5mm,外部表层为深褐色至棕褐色,具网状纹,先端钝尖,基部有果柄剥落的长圆状疤痕,极少数残存于宿萼内或断裂提醒柄。果皮内的小果核,外表深棕褐色,质坚脆,有光泽,外具一隆起的条纹;破开内含种籽一颗,胚具子叶片,金黄,有油性;8-9月为果期。木姜子喜生长在海拔100~2900m的溪流旁边,高坡地、丘陵以及杂木林缘;对土壤的适应性较强。常见于我国主要分布在湖南、湖北、四川、云南、贵州、甘肃、陕西以及山西等地。

图1 木姜子茎叶果

2.木姜子挥发油成分和药用价值

(1)木姜子挥发油的成分概述

木姜子有三个来源,其中清香木姜子的鲜果中含有2.5%~3%的挥发油成分,挥发油的主要成分为柠檬醛-a(citrala)即牻牛儿醛(geranial),柠檬醛-b(citral-b)即橙花醛(neral),共80.5%,柠檬烯(limonene)5.1%,香茅醛(citronellal)3.9%,芳樟醇(linalool)2.8%,牻牛儿醇(geraniol)1.9%等。种仁含油57.7%,主成分为月桂酸(lauric acid)占85.6%,还含癸酸(capric acid)7.5%,肉豆蔻酸(myristic acid)2.8%,油酸(oleic acid)2.6%,亚油酸(linoleic acid)1.1%,棕榈酸(palmitic acid)0.3%,十四碳烯酸(tetradecenoic acid)0.1%等;其次是毛叶木姜子,其鲜果中富含了约3%-5%的挥发油,以及25%的脂肪油。而在木姜子的干果中富含有约2%~6%的挥发油,其主要的成分为柠檬醛(citral),牻牛儿醇(geraniol),柠檬烯(limonene)等,同时55.4%种仁含油,其主要成分为月桂酸(lauric acid)39.5%,癸酸(capric acid)41.7%,还含十二碳烯酸(dodecenoic acid)8.1%,癸烯酸(decenoic acid)2.7%,十四碳烯酸(tetradecenoic acid)1.0%,肉豆蔻酸(myristic acid)1.0%,油酸(oleic acid)1.7%,亚油酸(linoleic acid)2.9%,辛酸(caprylic acid)0.1%等[2-7]。

(2)木姜子挥发油的药用价值

木姜子提取的挥发油所含成分CV-3具有松弛人体气管平滑肌的作用,同时还能阻断乙酰胆碱对心肌造成的收缩作用;木姜子挥发油CV-3还具有抗过敏的作用,也能够起到平喘的功效[8];另外,木姜子油中的多糖还具有杀菌[9]等作用。

3.木姜子油的提取工艺

针对木姜子油的加工工艺,张晓莉等[10]的研究表明,采用植物油常温冷浸提法制得的木姜子油品质最好。该研究主要对木姜子进行热浸提、常温冷浸提、水蒸汽蒸馏法进行对比,并对获得的木姜子油进行感官评定和酸价测定,同时采用正交试验法优化工艺。筛选出最佳工艺参数为料液比1:8,浸提时间20min,粒度0.45mm。此条件下所得木姜子油的酸价为0.393mg/g。

4.木姜子油包埋工艺

目前关于木姜子相关产物的制备工艺研究,目的主要集中在延长其留香时间、解决其有效成分易氧化等问题,技术出发点大多采取对木姜子油进行微胶囊化研究。

(1)木姜子油喷雾干燥制备微胶囊颗粒

何扬波等[11]采用喷雾干燥技术制备木姜子微胶囊颗粒,获得粉末油脂,再通过乳化稳定性试验、电子扫描显微镜检测等技术筛选理想的微胶囊壁材,用单因素试验和响应面试验优化制备工艺。结果表明,大豆分离蛋白(SPI)与麦芽糊精(MD)质量比1:1时微胶囊结构较优。木姜子微胶囊芯材占固形物比例为37%,固形物质量分数为20.34%,在175℃下进行喷雾干燥时,木姜子油的包埋率达92.11%。这一包埋率高于现行数据,可为食品工业中延长木姜子的留香时间等提供参考依据。

(2)木姜子油真空冷冻制备微胶囊颗粒

张丽红等[12]对木姜子油采用真空冷冻干燥技术进行微胶囊化,不仅筛选出该技术的最优工艺参数,还对得到的木姜子微胶囊粉末进行质量研究,分析其理化性质、微观结构、储藏过程中的挥发率及过氧化值等。结果同样支持大豆分离蛋白(SPI)与麦芽糊精(MD)质量比1:1时微胶囊结构较优,但芯壁材比1:5(g/g)、固形物含量15%、乳化剂含量3%、乳化剂配比1:4(g/g)、乳化温度40℃,此条件下制备出的木姜子精油微胶囊包埋率达到84.68%,水分含量、溶解度及堆积密度分别为3.05%、91.04%和0.35g/cm³。微观视域下该产物呈不规则块状。挥发率和过氧化值等指标均显示采用该技术对木姜子油微囊化较未经处理的木姜子油品质更高。

(3)采用β-环糊精对木姜子油进行包合

徐思鑫等[13]采用饱和水溶液法对木姜子油进行β-环糊精的包合,同时采用星点设计-响应面法进行工艺优化。结果表明,最优参数为木姜子油与β-环糊精投料比1:5.77(mL:g),包合时间4.09h,包合温度51.5℃。同时利用UV、IR、TG和SEM对包合物表征,显示木姜子挥发油与β-环糊精已经形成包合物。这一研究所得产物为固体,在提高制剂稳定性、提高生物利用度和溶解性方面有一定价值,可为木姜子药物制剂的探索提供研究铺垫。

5.木姜子的开发现状及应用前景

从资源分布上看,木姜子在我国的资源分布较广,大部分地区呈现为散生状分布。其木材材质中上等,材质耐湿不蛀虫,常用于家具和建筑等领域。木姜子的花、叶片以及果皮主要用于提炼柠檬醛,用于医药制品和配制香料[2-4]。木姜子的果核的含油量达到了40%,可提炼用于工业用油。果实成熟后可入药,同时木姜子根皮、叶片亦可药用,以其祛风、散寒气、理气、止痛的功效预防或治疗感冒等疾病。再者,将木姜子树和油茶花混合种植,在木姜子树的保护下,能够有效预防油茶树的烟煤病,可见其对环境友好。同时木姜子由于无毒且风味独特,湖南及贵州亦将木姜子油作为调味品,且群众基础良好。可见木姜子有较高的药用和食用价值。

(1)木姜子开发现状

根据全国木姜子开发利用情况来看,贵州省是木姜子应用较为的地区,木姜子在贵州亦有丰富的资源可利用。目前主要从木姜子的果实和种子进行木姜子油的提取,获得商品木姜子油。木姜子油中富含柠檬醛,可用于合成异胡薄荷醇、羟基香茅醛和紫罗兰酮,其中紫罗兰酮又是合成维生素A的原料[2-4]。同时在食品工业中柑橘味的香料也可通过柠檬醛合成[7]。在最近十年,贵州中医药大学对木姜子的药用价值进行了全面和深入的研究后,发现木姜子中的挥发油,在家兔的离体主动脉中具有扩张其血管的作用,进而帮助改善家兔心肌缺血,降低其心肌耗氧量的作用[8]。木姜子在我国贵州、四川、江西、湖南、江苏等地均有种植[1,14]。而从全国大部分地区来看,木姜子的利用还处于初步阶段,基本上都没有对木姜子进行精细的加工应用,大多将其作为调味品。虽然喜爱木姜子独特的香味,却没有意识到其药用价值。

(2)制约原因

当下制约木姜子开发和利用的原因主要有:第一,缺乏对木姜子进行针对性开发的企业和项目。以贵州为例,虽有中药材生产和研究的企业,但在大部分地区,尤其一些经济较为落后的木姜子资源分布地区,木姜子加工和利用方面的企业几乎为空白。没有其它医药、制造企业加入到木姜子的生产和加工利用之中,也缺乏对木姜子工业化的研究,导致大部分地区对木姜子相关产品缺乏系统的加工和制造;第二,各地区的木姜子资源呈现出分散的趋势,虽然资源多而广,但缺乏规范化的种植,导致采收较为艰难。加之第一个因素,缺乏产业引导,农民种植积极性也不高。

(3)木姜子应用前景

从木姜子的功效和药理作用、食用价值以及下游加工产物来看,木姜子的应用前景广阔。其中木姜子种子含油量可达到40%,出油率较高;其花、果实、果皮、种子、叶片等均可应用于柠檬醛的提取,为医药制造和香精的制造提供原料[2-4];木姜子具有丰富的资源,是可利用率非常高的植物。若各地区实现木姜子规模化的种植和制造,可实现地区生产总值和经济水平的提升。同时在新时代背景下,中医药是我国医药行业不可或缺的一部分,扩大中医药的资源,对于保障人民身体健康具有非常重要的意义。

6.木姜子应用价值的开发建议

通过以上木姜子应用现状的分析,现提出以下针对性的建议:

(1)鼓励制造企业的加入

面对未获得充分利用的木姜子资源,应鼓励更多的制造企业加入到木姜子的研发和利用之中,同时加大对木姜子产业化的帮扶力度。木姜子资源丰富的地区,相关部门在办证、土地、资金等方面应给予相应的政策扶持。这不仅让木姜子资源得到充分利用,同时也服务当地经济。

(2)加快对木姜子原料林基地的建设

基于我国木姜子资源丰富,却呈现散状分布难于采集的特点。优质种植资源地区应加快木姜子原料林基地的建设。根据各地区土地资源情况,采取按亩生产,育苗投产的方式,构建木姜子原料林基地,为更好实现木姜子深加工体系提供资源和便捷。

(3)鼓励科研研发

针对全国各地产出的木姜子,其核心成分含量以及加工技术等方面的研究还不足,对不同地区木姜子的差异研究也处于空白状态。因此为了更好的利用木姜子资源,值得在研发方面加以投入,鼓励科研团队对栽培技术、成分分析、药用价值等方面进行系统的科学研究。

7.结语

木姜子在我国有着长期的应用历史,且资源分布广泛;木姜子的叶、果实、种子以及树皮、根部均可入药,可应用于寒性病证及气滞病证的治疗中。我国将传统中药的开发和利用上升到了国家战略部署地位,可见中医药对于我国医药发展具有重要意义。伴随这一理念的深入,木姜子应受到药食两用研究的重视。面对大量的木姜子资源和其下游产物的经济价值的提升空间,各地区也应加强科研力度和产业化方面的研究,从而推动木姜子的应用开发、实现其应用价值和经济价值。

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