葛根加工现状及其在饮料开发中的综合利用

韦金娜，朱宝生，龙 琳，黄靖洲，谢承孟

（广西轻工业科学技术研究院有限公司，广西 南宁 530031）

葛根为豆科多年生落叶藤本植物野葛或甘葛藤（粉葛）的根部或块状茎，主要分布在温带和亚热带地区。葛根始载于我国汉代的《神农本草经》，具有悠久的药食两用历史，有亚洲人参之称[1]，在2000 年葛根正式被国家卫生部批准列入“既是药品也是食品”名录。葛根作为我国最常见的药食两用资源之一，富含丰富的膳食纤维、氨基酸，同时还富含铅、锌、铁、铜、磷等10 多种人体必需微量元素，具有清热解毒、减肥、抗衰老、防癌、提高人体免疫力等功效。

近几年，随着环境质量的下降和人们生活压力的增加，处于亚健康状态的人群日渐增多，究其原因，主要是人们的健康意识薄弱。随着《“健康中国2030”规划纲要》、《国民营养计划2017—2030》中大健康概念的提出，大健康产业成为最具有发展潜力的未来产业之一。葛根是一种药食两用的、天然野生植物资源，无毒副作用，具有提高免疫力、预防各种疾病等功效，“大健康”概念的提出，使得葛根的药用价值和保健功能日益引起人们的重视。本文对葛根的营养价值、药用价值、加工现状及葛根在饮料中的应用进行了综述，以期为葛根饮料产品的开发提供思路。

1 葛根的营养价值

葛根中的主要营养成分是淀粉和膳食纤维，其含量分别可达40%（m/m）和35%（m/m），此外还含有少量的蛋白质、脂肪、鞣质、生物碱、人体需要的多种必需氨基酸，以及人体必需的铁、钙、磷、锌、铜、硒等十多种矿物质和微量元素[2-4]。目前的研究把葛根活性成分分为异黄酮类、香豆素类及甙类、三萜类及甾体、生物碱4 大类，而异黄酮类化合物是在葛根中占比最高、功能最广的活性成分。

1.1 异黄酮类化合物

葛根是目前发现的含有异黄酮最高的植物，其含量可达8%以上[5]。目前共研究分离出葛根素、染料木素、染料木苷、大豆苷元、大豆苷、大豆黄酮、金雀异黄素、拟雌内酯和芒柄花素等40 余种异黄酮类化合物[2，4，6-10]，其中葛根素、大豆苷和大豆苷元是主要的活性成分，具有降血糖、降血压、护肝等功效，广泛应用于临床，而葛根素是葛属植物葛根特有的活性成分，其含量最高[11-12]。

1.2 香豆素类及甙类化合物

香豆素类作为苯丙二氢呋喃衍生物，主要包括拟雌内酯、葛香豆雌酚、香豆雌酚、6，7-二甲氧基香豆素等，具有凝血、降糖、抗肿瘤等作用，现已进入临床使用阶段[4，13]；甙类化合物作为二氢查耳酮的衍生物，目前报道分离出的种类有：葛根甙A、葛根甙B、葛根甙C 等，其含量低于异黄酮类物质[14-15]。

1.3 三萜类及甾体化合物

目前已经分离得到的三萜类化合物组成架构极其复杂，有槐二醇、槐花二醇、葛根皂醇B 甲酯等，其药理活性不固定，具有护肝、抗炎抗癌等功效[16-17]；甾体类化合物主要有豆甾醇、古甾醇、胡萝卜苷等[18]。

1.4 生物碱及其他化合物

葛根中生物碱主要有尿囊素、5-甲基海因、卡赛因等[4]，其中卡赛因具有乙酰胆碱性质，可收缩平滑肌。

2 葛根的药理作用

葛根的营养和药用价值极高，唐代《神农本草经》中记载“主消渴，味甘平，身大热，呕吐、诸弊，起阴气，解诸毒”，《本草纲目》和《中华人民共和国药典》也记载葛根具有清热、降火、止渴、养颜等功效。现代学者对葛根的药理作用进行了大量的动物试验和临床试验，结果表明，葛根具有预防和治疗高血压、高血脂、冠心病、糖尿病、癌症、皮肤肉瘤等作用[19-22]，同时具有提高免疫力、抗炎、抗氧化、解酒及缓解胸闷、头痛等症状的功效[23-24]；而葛根中的葛根素能抑制二磷酸腺苷（ADP）诱导和 5-羟色胺（5-HT）与 ADP 联合诱导的人和动物的血小板聚集[25]，还能有效拮抗ACEs 引起的内皮细胞增殖，保护血管内皮细胞[26-28]。

3 葛根的加工现状

全世界近20 种葛根品种，我国有11 个品种，主要集中在云贵、广东、广西、湖南、湖北等地区，以野葛和粉葛分布最广、产量最高、资源最多，年总产量在150 万t 以上，目前葛根加工主要集中在食品和中药材两方面[5，29]。在食品方面，以生产葛根淀粉为主，近年来市面上陆续出现了系列葛根产品，如葛根醋、葛根酒、葛根酸奶、葛根酵素、葛根发酵饮料等葛根发酵产品[30]，葛根软糖、口香糖、葛根果冻、葛根冰淇淋、葛根松化牛肉干、葛根饼干、葛根果品等小食品类[31]，葛根浸膏、葛冻、葛泥、葛汁、葛晶等菜肴配料类[32]，葛根挂面、葛根面条、葛根面包、葛根糕点、葛根蛋糕等面食糕点类，葛根汁、葛花露、葛根凉茶等饮料类，及葛根豆腐、葛根晶、葛根保健凉粉、葛根羹、葛根香肠、葛根低聚糖等[33]。在临床用药方面，开发出葛根素注射液，葛根枳椇软胶囊、葛根苦瓜铬胶囊、葛根提取物大豆磷脂软胶囊等葛根胶囊，愈风宁心片、心血宁片、葛根黄酮片、葛根岑连片、葛根葛花复合片等片剂及葛根素浸膏粉等药物[34]。

国外对葛根产品的开发很重视，尤其一些发达国家，如日本、美国，着重研究葛根黄酮和葛根素的功效，并将其应用到保健食品和生物制药中，加工成葛根饮料、葛根黄酮茶、葛根口服液等产品，深受消费者喜爱。其中日本通过对葛根进行深加工，制成葛根口服液、葛根红肠、葛根酱、葛根羹、葛根豆乳、葛根混合晶、葛根面包、葛根面条、葛根粉丝、葛根冰激凌、葛冻等系列葛根保健食品和饮料[33]。

4 葛根在饮料开发中的应用

随着对葛根不断的研究开发，葛根产品的种类日益增多，许多学者根据葛根止渴止泻、调节体温、降血糖等功能，开发出系列葛根饮料。

4.1 葛根饮料

4.1.1 葛根复合饮料

韦柳燕等[35]以葛根淀粉的副产物——葛根清汁、藤茶、苦丁茶、金银花及甜茶为主要成分，采用正交试验对葛根清汁复合饮料的配方进行优化，经过提取、加工，研制出一款风味良好、功效成分含量高、保健功能性强的低糖饮料，其产品配方为35%葛根汁、2.5%藤茶汁、7.5%苦丁茶、10%金银花、10%甜茶汁、0.3 g/100 mL β-环糊精、0.04 g/100 mL 抗坏血酸、5 g/100 mL 蜂蜜，其总黄酮含量高达0.74 mg/mL。而赵娟娟等[36]将25%葛根汁与20%葡萄汁混合，添加10%白砂糖和0.4%柠檬酸，开发出富含葛根素的植物饮料，其葛根素含量为5.302 μg/mL。王娟等[37]以杜仲、甘草、葛根3 种药食同源中草药为原料，利用蔗糖、柠檬酸、甜菊糖苷和枣汁进行风味调配，并通过模糊数学法、单因素试验和响应面优化试验得出最佳配方，其混合汁配比为 m杜仲∶m甘草∶m葛根=1∶3∶2（g/g/g），蔗糖6.49%，柠檬酸0.03%，甜菊糖苷0.005 2‰，枣5.13%。通过顶空固相微萃取（HS-SPME）和气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）共检测出5 类27 种挥发性风味物质。

4.1.2 葛根醒酒保健饮料

仰玲玲[38]以葛根、桑葚、蜂蜜为主要原料，利用正交试验确定葛根超声提取条件和桑葚汁酶法工艺参数，并通过构建模糊综合评判模型获得复合解酒饮料的最佳配方，即 35%复合原汁（V葛根∶V桑葚∶V蜂蜜=2∶2∶3）、10%白砂糖、0.35%柠檬酸，按此比例调配出来的饮料具有解酒、清凉下火等功效，其解酒率达91.30%。朱振元等[39]以葛根总异黄酮为主要功能原料，辅以VB1、VB6、VC、冰糖和柠檬酸制成葛根功能饮料，急性毒性试验表明该饮料无毒，功效评价试验表明，测试组（功能饮料组）小鼠的醉酒时间长于空白组（生理盐水组），而醒酒时间短于空白组，且血液中的乙醇含量显著低于空白组，说明该功能饮料具有护肝、增加酒量、防醉、解酒的作用。

4.1.3 葛根发酵饮料

刘加友等[40]以葛根为原料，通过添加保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌和植物乳杆菌（比例为1∶1∶1）发酵制得的葛根发酵液（总酸为2.18 g/100 mL），与果胶、蔗糖和葛根香精调配出酸甜可口的葛根乳酸菌发酵饮料，其最佳配方为：总酸质量浓度5.11 g/L，木糖醇质量浓度50.00 g/L，果胶质量浓度1.50 g/L，葛根香精质量浓度0.99 g/L。通过酵母菌和植物乳杆菌分步发酵青钱柳液、葛根汁，经加工后得到一款具有青钱柳和葛根清香味的复合发酵饮料，该款饮料酒精度0.2%Vol，总酸含量 2.49 g/L，糖度 8.3 °Bx，pH 3.58，总黄酮含量达5.15 mg/g[41]。以鲜奶、葛根酶解液为发酵的主原料，在发酵液中适当添加蔗糖及其他辅料，选用乳酸菌（保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌）作为发酵菌种，生产乳酸发酵型葛根乳饮料，该饮料既有乳酸发酵的怡人香味，又不失葛根的原有风味[42]。

4.1.4 葛根醋饮料

张鹏斐[43]以鲜葛为原料，通过酶解糖化、葡萄酒酵母和木糖酵母发酵13 d 研制出一款具有保健功能的葛根醋，其黄酮含量达到2.58 g/L，且将葛根醋与葛根汁1∶1 复合配比，辅以2%白砂糖、1%蜂蜜，可调制出酸甜可口、营养价值高的葛根果醋饮料。马晓珂等[44]在酶解好的葛根液中添加0.5%复合菌种（乳酸菌∶醋酸菌∶酵母菌=2∶2∶1）、0.2 g/g 大米蛋白肽，恒温30 ℃发酵5 d 得到功效性好、具有葛根风味的新型醋饮料，其总酸含量为17.90 g/L，异黄酮含量为6.59 g/L。李历等[45]通过液体法发酵野生葛根粉来酿造葛根醋，先对葛根粉进行酶解糖化，在恒温30 ℃条件下连续发酵10 d 后得到葛根醋，其酸度达到7.0 g/100 mL，且醋酸味柔和，具有醋香味和葛根的清香，保留了葛根的功能性成分。王司佳等[46]以葛根提取液和酿造白醋为原料，辅以5.08%木糖醇、0.30 g/L 果胶、0.48 g/L香精调配得到一款总酸含量0.60%的葛根醋饮料。

4.2 葛根酒

仲桢玉等[47]利用5 种不同酒曲（茅台酒曲、高效酒曲、甜酒曲、酵母、曲王）单一或复配发酵葛根酒，并分析了不同酒曲得到的葛根酒中的挥发性成分，共鉴定出78 种成分，其中乙醇、苯乙醇、3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-丙醇为5 款葛根酒主要挥发成分，且高效酒曲发酵的葛根酒酒味纯正。魏劲松[48]通过对比5 种酿酒酵母对葛根酒的风味影响，确认Lalvin EC1118酵母发酵而成的葛根酒品质最优，并对葛根酒香气成分进行了研究，发现葛根酒中关键风味物质有18 种，潜在风味物质12 种，其中大马酮、β-紫罗兰酮、乙酸异戊酯、辛酸乙酯、乙酸乙酯等为重要香味成分。徐国良等[49]以粉葛和大米为原料，通过润糁、蒸料、晾渣、下曲、发酵、蒸馏等工序生产出一款具有葛根特征风味的保健型葛根酒，酒体丰满，葛根风味浓郁。

4.3 葛根茶饮料

据王润东等[50]报道，以葛根纤维提取物为原料，采用红茶菌固定化细胞技术发酵葛根茶，并通过单因素及正交试验得到了葛根茶饮料的最佳工艺条件，即70 g/L 蔗糖，8%红茶菌，在转速180 r/min 摇瓶中发酵7 d，此时葛根茶饮料酸甜可口，有葛根发酵茶特有风味。陈跃华[51]以葛根和枳椇子提取物为原料，经过蒸煮过滤浓缩后辅以红茶、蜂蜜、白砂糖、柠檬酸、VC 进行调配后得到一款具有抗衰老、防晒、抗癌的葛根茶饮料。

5 展望

葛根具有多种疗效作用，可以用于医药工业，也可以直接用于食品中，“药补不如食补”强化了葛根的疗效食品。我国是世界第一饮料生产大国，饮料发展前景广阔。将葛根做成饮料，不但口味清新独特，而且具备营养保健的功能，正好满足消费者的需求。而葛产业正成为“21 世纪黄金产业”，其综合开发与利用符合当今人类追求长寿，崇尚自然，推崇绿色食品、保健食品和功能食品的理念，具有广阔的市场前景。