朱云峰,徐翠翠,金少瑾,孫勝楠,張友源，馬 鶯,2,盧衛(wèi)紅,2,*

(1.哈工大機(jī)器人(山東)智能裝備研究院,生物健康工程研究所,山東濟(jì)南 250200; 2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工與化學(xué)學(xué)院,黑龍江哈爾濱 150090)

蔥屬植物(Allium)是一類百合科二年或多年生的草本植物,大約有400～500種,主要分布于北半球,在我國(guó)約有110多種,主要分布在西北、東北以及華北等地區(qū),其在蔬菜生產(chǎn)中占有極其重要的地位,栽培面積占蔬菜總播種面積的10%,產(chǎn)量占總產(chǎn)量的7%[1]。常見(jiàn)的蔥屬植物包括大蔥、大蒜、洋蔥、韭菜等,含有揮發(fā)油、黃酮、甾體、膳食纖維、多糖等多種生物活性物質(zhì)[2]。研究表明蔥屬植物活性成分具有抗腫瘤、抗氧化、抗炎、免疫調(diào)節(jié)等作用,如大蒜中的大蒜素[3]、大蔥中的揮發(fā)油[4]對(duì)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)、遷移有抑制作用;洋蔥皮提取物總黃酮物質(zhì)具有抗氧化活性[5];大蒜中提取到的阿霍烯類衍生物有抗炎作用[6];紅洋蔥乙醇提取物對(duì)小鼠的免疫功能有促進(jìn)作用[7]等。近年來(lái),研究者圍繞蔥屬植物生物活性物質(zhì)的提取分離、成分分析、藥理功效、產(chǎn)品應(yīng)用等方面開(kāi)展了大量的研究工作。本文對(duì)常見(jiàn)蔥屬植物中主要生物活性物質(zhì)的最新研究進(jìn)展進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)和歸納,以期為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用蔥屬植物、提高其在食品和醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用提供參考。

1 生物活性物質(zhì)及提取技術(shù)

1.1 揮發(fā)油

揮發(fā)油是引起蔥屬植物刺激性蔥辣味的主要物質(zhì),因產(chǎn)地、部位、生長(zhǎng)周期、提取方法、分析方法的不同，呈現(xiàn)明顯的差異,揮發(fā)油的主要成分是含硫化合物(硫醚、硫醇、硫酚、噻吩、亞砜類等)[8]。揮發(fā)油的提取方法包括有機(jī)溶劑法、水蒸氣蒸餾法、超臨界CO2萃取法等[9-11]。Li等[9]研究發(fā)現(xiàn)用石油醚作為溶劑提取大蒜油收率高于乙醇、乙酸乙酯和正戊烷,最高提取率為0.78%,超臨界CO2萃取提取率為0.81%,但是,用石油醚提取耗時(shí)42 min,而超臨界CO2萃取時(shí)間為130 min。Mnayer等[10]首次使用渦輪加壓-水蒸氣蒸餾法提取大蒜油,最高提取率達(dá)到68.90 mg/kg(鮮重計(jì)),氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)分析得到9個(gè)組分,分別是二丙基二硫化物(30.92%)、二丙基三硫化物(17.10%)、丙烯基丙基二硫化物(7.26%)、2-甲基-3,4-二硫戊烷(6.48%)、甲基丙基三硫化物(5.20%)、二丙烯基三硫化物(3.07%)、甲基丙基二硫化物(2.11%)、烯丙基丙基三硫化物(1.84%)、2-己基-5-甲基3(2H)-呋喃酮(1.26%)。相比有機(jī)溶劑萃取,水蒸氣蒸餾法得到的揮發(fā)油純度更高,但是水蒸氣蒸餾一般溫度較高,可能會(huì)導(dǎo)致一些含硫化合物發(fā)生氧化分解。Ye等[11]利用超臨界CO2萃取提取洋蔥揮發(fā)油,最高提取率達(dá)到4.69 g/kg(干重計(jì)),氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)分析揮發(fā)油的主要組成為5-甲基硫基硫化物(18.30%)、3,4-二甲基-2-噻吩基二硫化物(11.75%)和1-丙烯基丙基二硫化物(9.72%)。常見(jiàn)的三種揮發(fā)油提取方法及優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表1。

表1 揮發(fā)油提取方法比較Table 1 Comparison of essential oil extraction methods

一些新技術(shù)也被用于蔥屬植物揮發(fā)油的提取與成分的分析、鑒定。王俊魁等[12]利用頂空固相微萃取結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)(HS-SPME-GC-MS)分析沙蔥中的揮發(fā)性物質(zhì),選取DVB/CAR/PDMS型號(hào)的萃取頭,得到主要揮發(fā)性成分是2-己烯醛(27.74%)、甲基-2-烯丙基三硫醚(25.70%)、二甲基三硫化物(13.62%)、烯丙基甲基二硫醚(9.94%)、二烯丙基二硫醚(7.23%),占總成分的84.23%,固相微萃取技術(shù)操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)快速、安全、無(wú)溶劑、選擇性好并且靈敏度高,集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣于一體,大大提高了分析檢測(cè)的效率。司民真等[13]建立了頂空固相微萃取-SERS結(jié)合分析測(cè)定大蔥揮發(fā)性物質(zhì)的方法,采用頂空瓶在常溫常壓下收集大蔥的揮發(fā)物,將揮發(fā)物用注射器注入納米銀膠中,進(jìn)行SERS測(cè)量,得到大蔥主要揮發(fā)物是1-丙硫醇和烯丙基甲基硫醚；以膠態(tài)納米銀作為SERS基底,與植物揮發(fā)性氣體中的含硫化合物吸附結(jié)合產(chǎn)生拉曼增強(qiáng)效果,從而對(duì)揮發(fā)性氣體特定物質(zhì)分子進(jìn)行檢測(cè),該方法操作簡(jiǎn)單快捷、制備樣品用量少、無(wú)損、靈敏度高、廉價(jià)。

1.2 黃酮類化合物

黃酮類化合物指兩個(gè)具有酚羥基的苯環(huán)通過(guò)中央3個(gè)碳原子連接而成的一類化合物,是植物源天然次生代謝產(chǎn)物,是蔥屬植物中的一種重要的生物活性物質(zhì),蔥屬黃酮以槲皮素、山奈酚與葡萄糖組成的糖苷為主[14]。大蒜外部的干皮,一般在食用前丟棄,富含大量的槲皮素、槲皮素葡萄糖苷及其氧化產(chǎn)物,具有極佳的抗氧化能力,可以抵抗非酶脂質(zhì)過(guò)氧化和低密度脂蛋白的氧化[15-16]。Miean等[17]通過(guò)比較62種熱帶植物中黃酮類化合物的含量,發(fā)現(xiàn)洋蔥葉中總黃酮含量最高,其中槲皮素含量為1497.5 mg/kg,木犀草素為391 mg/kg,山奈酚為832 mg/kg。相關(guān)研究還發(fā)現(xiàn)同一植物不同品種、不同部位、不同生長(zhǎng)時(shí)期、不同貯存時(shí)期的槲皮素含量都有一定差異[18]。常見(jiàn)的蔥屬植物總黃酮提取方法見(jiàn)表2。

分析表2中的黃酮提取的方法可以發(fā)現(xiàn):洋蔥、洋蔥皮中總黃酮含量高于大蒜、蔥白和叉枝鴨蔥,蔥白中黃酮含量為1.23%左右,含量最少;大蒜超聲波輔助提取黃酮的提取率高于微波輔助提取,洋蔥超聲復(fù)合酶法提取率高于熱水浸提,說(shuō)明超聲波輔助乙醇提取是適宜的總黃酮提取方式,與常規(guī)的溶劑浸提取方法相比,超聲波具有機(jī)械作用、空化效應(yīng)、熱力學(xué)作用,能提高溶劑的滲透性,從而提高提取率;超聲復(fù)合酶法提取洋蔥總黃酮提取率為5.58%,是表2中最高的提取率,說(shuō)明利用纖維素酶、果膠酶、木瓜蛋白酶、復(fù)合酶對(duì)原料進(jìn)行酶解預(yù)處理,能破壞細(xì)胞壁、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu),加速活性物質(zhì)的穩(wěn)定釋放。

表2 黃酮提取方法比較Table 2 Comparison of flavonoid extraction methods

黃酮粗提物的純度一般不高,需要進(jìn)一步純化。劉安軍等[23]用ADS-8大孔樹(shù)脂色譜柱純化黃酮粗提液,使用60%乙醇作為洗脫劑,得到黃酮純度為57.2%。張?zhí)煳腫27]依次用D101、D4020大孔樹(shù)脂色譜柱純化鴉蔥總黃酮粗提物,得到精制黃酮純度為93.5%,得率為1.3%。說(shuō)明大孔樹(shù)脂色譜可用于蔥屬黃酮粗提物的純化。

1.3 甾體類化合物

蔥屬甾體類化合物包括甾體皂苷類和甾醇類物質(zhì)。甾體皂苷分為螺甾烷醇、夫甾烷醇、膽甾烷醇等,已從蔥屬植物中分離出近200種甾體類化合物,有多種生理功能,具有很大的開(kāi)發(fā)潛力、應(yīng)用前景[28]。植物甾醇是國(guó)際生命科學(xué)學(xué)會(huì)推薦的十大功能性食品之一,結(jié)構(gòu)上與膽固醇類似,具有良好的降低血液膽固醇的活性,非常有效、安全[29]。研究發(fā)現(xiàn)大蔥中總甾醇含量約為220 mg/kg,其中β-谷甾醇含量為160 mg/kg,是甾醇含量最高的蔬菜[30]。植物甾醇一般通過(guò)超臨界萃取等方法進(jìn)行提取,然后提取液經(jīng)過(guò)吸附、柱層析和結(jié)晶等工序精制而成。其中,硅膠柱層析、氧化鋁柱層析和結(jié)晶法是分離β-谷甾醇的有效方法[31]。付琴琴[32]通過(guò)硅膠柱溶劑梯度洗脫、Sephadex LH-20凝膠柱色譜、制備色譜等分離方法,從蔥白超臨界CO2提取物中分離得到β-谷甾醇,為首次從小蔥蔥白中發(fā)現(xiàn)該類物質(zhì)。Sabha等[33]研究野生大蒜、大蔥中發(fā)揮抗血小板凝集作用的物質(zhì)為β-谷甾醇。

1.4 膳食纖維

植物膳食纖維是組成細(xì)胞壁的成分,是一類難以被胃腸道消化、吸收的碳水化合物,包括纖維素、半纖維素、水膠體、抗性淀粉和不易消化的低聚糖等?；谄淙芙舛鹊牟煌?分為可溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維兩類[34]。

膳食纖維的提取方法包括干磨法、濕磨法、酸(堿)提取法、微生物發(fā)酵法等,濕磨法提取膳食纖維用水量小、有機(jī)溶劑使用量小,且產(chǎn)品純度高,最高純度可達(dá)89.6%[35-36]。蘇偉等[37]研究酸法提取藠頭葉中水溶性膳食纖維的最適工藝條件為料液比1∶15、pH3.0、提取溫度90 ℃、提取時(shí)間90 min,得到水溶性膳食纖維提取率為9.85%。Jaime等[38]研究洋蔥不同組織酸水解后總膳食纖維、可溶性膳食纖維、不可溶性膳食纖維發(fā)現(xiàn)外皮、上部、下部總膳食纖維量依次降低,干物質(zhì)含量分別是65.8%、48.5%、38.6%,主要以不溶性膳食纖維為主,化學(xué)成分分析發(fā)現(xiàn)所有組織中的膳食纖維以纖維素和果膠多糖為主。

食品工業(yè)上產(chǎn)生大量的洋蔥廢棄物主要是棕色的洋蔥外皮,處理不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生潛在的環(huán)境污染。因其富含膳食纖維、酚類、黃酮類物質(zhì),具有極佳的抗氧化特性,如對(duì)其進(jìn)一步提取生物活性物質(zhì),將產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益，有前景的生態(tài)環(huán)境效益[39]。

1.5 多糖類化合物

蔥屬多糖是一類重要的活性物質(zhì),近年來(lái),研究者圍繞洋蔥、大蒜、大蔥多糖的提取、純化展開(kāi)了大量的研究,各種提取方法見(jiàn)表3。

分析表3的各種提取方法,可以看出,熱水提取、乙醇沉淀是最常用的多糖提取方法,主要影響因素有提取溫度、時(shí)間、料液比等,但是該方法普遍存在提取時(shí)間長(zhǎng)、料液比大的問(wèn)題,生產(chǎn)效率較低。超聲波復(fù)合酶輔助提取,具有提取溫度低、提取時(shí)間短、料液比低、提取率高等優(yōu)點(diǎn),是比較經(jīng)濟(jì)、易于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的工藝,需要根據(jù)具體原料進(jìn)行工藝參數(shù)的優(yōu)化。粗多糖進(jìn)一步純化的工藝步驟有脫除雜蛋白、脫色素、分級(jí)沉淀、柱層析色譜等[49]。

表3 多糖提取方法比較Table 3 Comparison of polysaccharides extraction methods

2 主要功效

蔥屬植物除用作調(diào)味食品外,發(fā)揮藥理作用的歷史也非常悠久,400多年前,中藥中就開(kāi)始使用大蒜治療頭痛、蟲(chóng)咬、霍亂、痢疾,使用大蔥治療傷寒、頭痛、腹痛腹瀉和習(xí)慣性流產(chǎn)等[50-51]。近年來(lái),研究者圍繞蔥屬植物生物活性物質(zhì)的抗腫瘤、抗氧化、抗炎、降血脂以及提高免疫力等功效、作用機(jī)理、調(diào)控機(jī)制等方面展開(kāi)了大量研究。

2.1 抗腫瘤作用

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中,對(duì)蔥屬植物抗腫瘤的研究起始于1950年代,Weisberger等[52]發(fā)現(xiàn)從大蒜中提取出的硫代亞磺酸酯在體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)均能抑制腫瘤細(xì)胞增殖。Nohara等[53]研究發(fā)現(xiàn)大蔥、洋蔥、大蒜中的抗腫瘤硫化物可以通過(guò)調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞激活來(lái)抑制腫瘤轉(zhuǎn)移和腫瘤增殖。Arulselvan等[54]研究發(fā)現(xiàn)給結(jié)腸癌小鼠口服大蔥熱水提取物能有效抑制腫瘤的生長(zhǎng)并且提高了試驗(yàn)小鼠的成活率,在分子水平上,熱水提取物抑制了關(guān)鍵炎癥標(biāo)記物以及涉及到腫瘤細(xì)胞增殖、凋亡、血管生成、侵襲標(biāo)志物的表達(dá)。

日常飲食中常攝入大蒜、洋蔥都能減少胃、食道、前列腺、乳腺、肺、皮膚、肝、腦等器官中發(fā)生肉瘤或者惡性腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)[55]。因此,應(yīng)用蔥屬植物營(yíng)養(yǎng)和協(xié)同療法防癌、抗癌的研究以及開(kāi)發(fā)系列功能性保健食品具有重要的現(xiàn)實(shí)意義以及廣闊的應(yīng)用前景。

2.2 抗氧化作用

活性氧自由基引起的DNA、蛋白質(zhì)、脂類物質(zhì)的氧化是人體衰老和很多常見(jiàn)疾病的誘因[56]。蔥屬植物中黃酮、類黃酮物質(zhì)能夠清除活性氧自由基或者增強(qiáng)細(xì)胞抗氧化酶(超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶)的活性,因而具有抗氧化、抗衰老、抗運(yùn)動(dòng)疲勞等多種生物功能[57]。Arung等[58]研究發(fā)現(xiàn)洋蔥中的槲皮素、槲皮素4′-O-β-葡萄糖苷抑制B16黑素瘤細(xì)胞中黑色素的形成及抗氧化特性。Lee等[59]研究發(fā)現(xiàn)洋蔥提取物和槲皮素通過(guò)PKC-ε失活/ERK1/2激活保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞免受氧化應(yīng)激,從而發(fā)揮抗氧化作用。Yang等[60]研究發(fā)現(xiàn)黃洋蔥提取物中加入白曲霉粗酶液后,槲皮素含量增加,槲皮素4′-O-β-葡萄糖苷、槲皮素-3,4′-二-O-β-D-葡萄糖苷含量減少,槲皮素含量的增加對(duì)HT22細(xì)胞中谷氨酸誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性的保護(hù)作用增加,隨之增加了抗氧化和神經(jīng)保護(hù)活性。

多項(xiàng)研究證明抗氧化是預(yù)防機(jī)體衰老的重要方法,因?yàn)樽杂苫蜓趸瘎?huì)將細(xì)胞和組織分解,影響代謝功能,并會(huì)引起不同的健康問(wèn)題。如果能夠消除過(guò)多的氧化自由基,對(duì)于許多自由基引起的老化相關(guān)疾病都能夠預(yù)防。如常見(jiàn)的癌癥、動(dòng)脈硬化、糖尿病、白內(nèi)障、心血管病、老年癡呆、關(guān)節(jié)炎等,這些疾病都被認(rèn)為與自由基相關(guān)[61]。

2.3 抗炎作用

抗炎作用是機(jī)體對(duì)外來(lái)反應(yīng)的抵制作用或藥物輔助帶來(lái)的防止機(jī)體發(fā)炎的行為,蔥屬植物中的含硫化合物、黃酮類化合物等都有一定的抗炎作用[62]。Lee等[6]從大蒜中分離出有抗炎作用的四種化合物,經(jīng)鑒定為Z-阿藿烯、E-阿藿烯和阿藿烯的氧化磺酰衍生物,發(fā)現(xiàn)這些物質(zhì)能夠抑制核因子轉(zhuǎn)錄活性和促分裂原活性蛋白激酶、胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶的磷酸化,導(dǎo)致減少LPS脂多糖誘導(dǎo)的一氧化氮、前列腺素E2的生成和可誘導(dǎo)的一氧化氮合成酶/環(huán)氧合酶基因的表達(dá)，從而發(fā)揮抗炎作用。Woo等[63]從蔥屬植物中分離出八種黃酮糖苷類物質(zhì),發(fā)現(xiàn)四種物質(zhì)對(duì)LPS脂多糖誘導(dǎo)的BV-2細(xì)胞中一氧化氮的產(chǎn)生有抑制作用,并且沒(méi)有細(xì)胞毒性。

2.4 降血脂和降血糖作用

蔥屬植物提取物含有的β-谷甾醇、黃酮類物質(zhì),分別具有降血脂和降血糖的功效。Hwang[64]等研究發(fā)現(xiàn)蔥乙醇提取物能夠降低油酸誘導(dǎo)的非酒精性脂肪肝病模型中HepG2細(xì)胞中脂質(zhì)的積累,抑制固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1和脂肪酸合成酶基因的轉(zhuǎn)錄活性,可以明顯降低高脂肪、高蔗糖喂養(yǎng)小鼠的體重增加、肝臟重量增加、附睪脂肪重量和肝組織中脂肪的積累。Sung[65-66]等研究發(fā)現(xiàn)大蔥乙醇提取物和水提取物都能降低高脂肪誘導(dǎo)肥胖小鼠的體重、肝臟重量、脂肪組織重量、脂肪細(xì)胞的尺寸。Kim等[67]研究發(fā)現(xiàn)洋蔥皮乙醇提取物可以改善血糖和葡萄糖的餐后峰值,因?yàn)樗梢砸种颇c道蔗糖酶,從而延緩碳水化合物的吸收。

2.5 免疫調(diào)節(jié)作用

蔥屬植物中的揮發(fā)油、黃酮、多糖等具有免疫調(diào)節(jié)作用[68]。Ueda等[69]研究發(fā)現(xiàn),分蔥蔥葉中的粘液能提高小鼠白血病單核細(xì)胞中的腫瘤壞死因子TNF-α、單核細(xì)胞趨化蛋白和巨噬細(xì)胞樣細(xì)胞中的白介素-12的量,以增強(qiáng)腹膜細(xì)胞的免疫功能,同時(shí)提高了脾細(xì)胞中干擾素-γ的量和殺傷活性,證實(shí)大蔥粘液能增強(qiáng)小鼠的非特異性免疫功能。鳥(niǎo)類基礎(chǔ)飼料中添加0.5%～1%的大蒜粉可以通過(guò)增加T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)來(lái)增強(qiáng)鳥(niǎo)類的生產(chǎn)性能和免疫狀態(tài),從而保護(hù)它們免于疾病而不降低生長(zhǎng)性狀[70]。Prasanna等[71]利用D-甘露糖-瓊脂糖色譜法純化洋蔥凝集素ACA(收率約1 mg/kg),ACA顯示出8200 U/mg的特異性血細(xì)胞凝集活性,它能顯著提高細(xì)胞因子(IFN-γ和IL-2)的表達(dá)水平,能在體外誘導(dǎo)Th1型免疫應(yīng)答。此外,相關(guān)研究還發(fā)現(xiàn)0.02%用量的大蒜提取物和益生菌的組合物,能調(diào)節(jié)蛋雞的免疫功能,顯著改善產(chǎn)蛋量[72]。膳食1%洋蔥粉可以改善白鯨幼魚(yú)的生長(zhǎng)、血液學(xué)參數(shù)和免疫功能[73]。

2.6 其他作用

埃及紅蔥的甲醇提取物、乙酸乙酯提取物和丁醇提取物對(duì)成人血吸蟲(chóng)曼氏蠕蟲(chóng)具有顯著的抑制作用,表現(xiàn)出較好的抗血吸蟲(chóng)功效[74]。洋蔥提取物抑制哮喘的凈效應(yīng)與皮質(zhì)醇類似,平喘作用優(yōu)于大蒜[75]。此外,蔥屬提取物還有抗血小板凝集作用[76]、促進(jìn)機(jī)體排鉛、降低鉛中毒的作用[77]。

蔥屬植物中的生物活性物質(zhì)種類多、結(jié)構(gòu)獨(dú)特,未來(lái)的研究中會(huì)有更多的物質(zhì)被分離發(fā)現(xiàn),也會(huì)有更多新的生理功效被研究。

3 蔥屬植物的開(kāi)發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 食品、醫(yī)藥行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀

蔥屬植物中的大蔥、大蒜、洋蔥等主要被用作調(diào)味食品,初級(jí)加工食品有脫水大蔥葉、干燥蔥粉、脫水洋蔥片、洋蔥粉、洋蔥精油、洋蔥汁等,精深加工食品有大蒜精油軟膠囊、洋蔥紅酒等,具有提高免疫力、抗氧化等功效。作為藥食同源物,大蒜自古就被用作天然殺菌劑,有“天然抗生素”之稱[78]。大蔥也被廣泛應(yīng)用于中草藥中,用于治療傷寒、頭痛、腹痛腹瀉和習(xí)慣性流產(chǎn)等[79]。

3.2 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀

蔥屬植物浸提液、根系分泌物或揮發(fā)物等對(duì)多種受體植物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)表現(xiàn)出“低濃度促進(jìn)、高濃度抑制”的效應(yīng),對(duì)多種灰霉病菌、青枯病菌、枯萎病菌的孢子萌發(fā)及菌絲生長(zhǎng)起到抑制作用,因而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上能發(fā)揮化感作用,被鑒定出的化感物質(zhì)多為有機(jī)硫化物、有機(jī)酯類、有機(jī)酸類、酚類、烷烴、烯烴、醛酮類、醇醚類和含苯化合物等[80]。研究蔥屬植物與其他作物間化感作用的關(guān)系,合理規(guī)劃栽培模式,可解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中蟲(chóng)、草控制、光合作用調(diào)控和連作障礙等難題,增加作物產(chǎn)量[81]。江冰冰等[82]研究發(fā)現(xiàn)韭菜根系可以干擾辣椒疫霉菌孢子在土壤中的傳播侵染行為,并能分泌抑菌物質(zhì)抑制辣椒疫霉菌的生長(zhǎng)。生產(chǎn)上利用韭菜和辣椒間作或輪作可以有效降低辣椒疫病在田間的擴(kuò)展危害,有利于實(shí)現(xiàn)病害的有效控制。

3.3 養(yǎng)殖業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀

蔥屬植物含有多種生物活性物質(zhì),作為飼料添加劑在養(yǎng)殖業(yè)有重要的應(yīng)用價(jià)值。主要功效有誘食助消化、抗菌抗炎、抗真菌感染、增強(qiáng)動(dòng)物免疫力等[83]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)在豬[84]、雞[85]、兔[86]、羊[87]飼料中添加蔥屬植物干粉對(duì)日增重、成活率、改善肉質(zhì)、增強(qiáng)抗病性、增強(qiáng)動(dòng)物免疫力方面有重要的幫助。

目前,我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)面臨抗生素濫用的問(wèn)題,動(dòng)物生產(chǎn)中抗生素使用占比為23%,而美國(guó)為13%,德國(guó)為3%,濫用抗生素存在潛在的食品安全問(wèn)題[88]。利用蔥屬植物開(kāi)發(fā)飼料添加劑代替抗生素,能有效減少藥物殘留,保障食品安全[89]。

4 結(jié)論及展望

我國(guó)的蔥屬植物品種繁多、種植范圍廣、面積大、產(chǎn)量高,含有揮發(fā)油、黃酮、甾體、膳食纖維、多糖等多種生物活性物質(zhì),研究者圍繞生物活性物質(zhì)的提取、純化工藝參數(shù)優(yōu)化、功能性成分分析、結(jié)構(gòu)鑒定,抗腫瘤、抗氧化、抗炎、降血脂、降血糖、免疫調(diào)節(jié)等功效展開(kāi)了大量研究,但是偏向于基礎(chǔ)研究,成果轉(zhuǎn)化率不高,開(kāi)發(fā)利用程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。為解決此類問(wèn)題,未來(lái)主要有以下兩個(gè)重點(diǎn)研究方向:

第一,應(yīng)用先進(jìn)的分離、純化、分析技術(shù)進(jìn)一步挖掘生物活性物質(zhì),對(duì)活性物質(zhì)進(jìn)行分離及結(jié)構(gòu)鑒定,并對(duì)不穩(wěn)定成分進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾及工藝優(yōu)化,增加其穩(wěn)定性的同時(shí),提高生物利用度。從多方面進(jìn)行藥理作用研究,由混合物到具體化合物,以確定其發(fā)揮作用的具體物質(zhì),從基因表達(dá)、蛋白合成、細(xì)胞因子調(diào)控、信號(hào)通路等角度研究其作用機(jī)制,為豐富蔥屬植物藥用價(jià)值提供技術(shù)保障。

第二,不斷挖掘蔥屬植物品種資源,對(duì)不同品種間蔥屬植物成分、功能進(jìn)行系統(tǒng)研究,開(kāi)發(fā)更多蔥屬植物的價(jià)值,擴(kuò)大蔥屬植物在食品、藥品、保健品、化妝品、養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍。還可以針對(duì)不同人群的需要開(kāi)發(fā)特色功能性食品、特醫(yī)食品等高端產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),更好地服務(wù)于人類健康。

蔥屬植物研究的空間大,應(yīng)用前景廣闊,相信隨著科研人員的不斷努力及科技水平的不斷提高,其價(jià)值會(huì)得到更好的利用,產(chǎn)業(yè)的發(fā)展會(huì)帶來(lái)更可觀的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益,為人類健康做出更大的貢獻(xiàn)。