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紫背天葵在航天食品的应用 本文关键词：航天，食品，紫背天葵
紫背天葵在航天食品的应用 本文简介：摘要紫背天葵是井冈山地区著名的野菜,是秋海棠科的多年生无茎草本植物。其根茎中含有一般蔬菜所缺乏的维生素K、酶及钙元素等,营养价值较高。该文重点介绍了紫背天葵在资源与培育、营养成分与微量元素、营养保健、抗辐射与抗病毒等方面的研究进展;希望为紫背天葵的进一步研究提供依据,为其在航天食品上的开发利用提供理
紫背天葵在航天食品的应用 本文内容：
摘要紫背天葵是井冈山地区著名的野菜,是秋海棠科的多年生无茎草本植物。其根茎中含有一般蔬菜所缺乏的维生素K、酶及钙元素等,营养价值较高。该文重点介绍了紫背天葵在资源与培育、营养成分与微量元素、营养保健、抗辐射与抗病毒等方面的研究进展;希望为紫背天葵的进一步研究提供依据,为其在航天食品上的开发利用提供理论参考。
关键词紫背天葵;研究进展;维生素K;航天食品
紫背天葵（GynurabicolorDC）别名紫背菜、两色三七草、红背菜、观音菜、红军菜等，原产于中国温暖湿润的南方地区，是秋海棠科的多年生无茎草本植物。在江西、广东、海南、福建、四川和一些东南亚地区等地均有分布，其中生长在井冈山地区的紫背天葵被当地人称为红军菜。红军菜是井冈山地区著名的野生蔬菜，具有很好的食用价值和药用价值。相关的药学实验表明[1]，紫背天葵性味甘、凉，具有清热解毒、活血止血、降血压、消肿、抗病毒等功效。且富含造血功能的铁素、维生素A原、黄酮类化合物及酶化剂锰元素等，对儿童、妇女和老人具有较好的保健功能。在我国南方一些地区更是把紫背天葵作为一种补血的良药，是产后妇女食用的主要蔬菜之一。近些年，关于紫背天葵的资源与培育、化学成分与微量元素、营养与保健、抗辐射及抗病毒研究引起了国内外很多学者的注意，并且做了很多相关研究，取得了一定的进展。
1紫背天葵研究现状
1.1紫背天葵的物种资源与栽培
为了区分不同地区的紫背天葵，国内很多学者对紫背天葵同名异物品种及物种资源进行了调查。根据相关调查和有关文献记载[2]，目前有紫背天葵之称的药材品种来源一共有3个科5个品种，分别是：①紫背天葵，秋海棠科植物紫背天葵的球茎或全株；②观音苋，菊科植物红凤菜的全草；③紫背天葵草，菊科植物裸茎千里光的全草；④天葵，毛茛科植物天葵的全草或块根；⑤野海棠，秋海棠科植物无翅果秋海棠的根。通过对井冈山地区野生紫背天葵的资源进行调查发现，紫背天葵属于典型的阴生性和酸性土植物，其生存对环境的依赖度较高。人类活动及气候变化等原因导致野生紫背天葵濒临灭种，因此迁地保育和人工仿野生栽培对缓解紫背天葵野生资源的濒危十分重要。近些年，我国部分学者对紫背天葵的人工培育也有深入的研究。陈雄伟等[3]通过对濒危植物紫背天葵野外定点观测和引种栽培，运用杂交指数、花粉活力及柱头可授性、花粉-胚珠比、人工授粉和套袋试验等方法，对其花部特征、开花动态及繁育系统进行研究。并且结合去雄、人工套袋和自然授粉坐果率等进行判断，紫背天葵繁育系统是以自交亲和为主，与异交并存的混合交配型系统。对生存环境的专一性依赖及其小居群长期自交的方式可能是导致该物种濒危的原因之一。研究人员还利用组织培养单因子试验法，以带有球茎的不定芽为外植体，探讨了不同植物生长物质与活性炭对鼎湖山紫背天葵组培苗生根和移栽的影响。
1.2紫背天葵的营养成分与微量元素
利用现代的分析检测技术可以对紫背天葵中的营养成分和微量元素进行精确检测。紫背天葵中所含的营养成分及微量元素比较齐全且丰富。张林和等[4]对食药两用植物紫背天葵营养成分和总黄酮进行了研究，结果显示紫背天葵的营养成分比较丰富，其中总氨基酸质量分数达13.03%，必需氨基酸占总氨基酸的44.13%。含人体必需的无机元素12种，人体必需的微量元素7种。李乃明等[5]就紫背天葵中的化学成分和皂苷、有机酸、B族维生素和微量元素进行了基础分析。在此基础上，吕晴等[6]采用同时蒸馏萃取装置提取贵州产紫背天葵的茎叶挥发油，并用气相色谱-质谱联用技术对其成分进行分析研究，共分离出51种成分，鉴定出45种化合物。而鲁晓翔等[7]从紫背天葵中提取总黄酮，并对提取的总黄酮进行抗氧化性测定。发现提取液对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基有较强的清除作用，清除效果随提取液浓度的不同而变化，当样品液黄酮质量浓度为0.66mg/mL时，其清除效果最好，抑制率达到91.2%。此外还发现紫背天葵提取液有一定的抗脂质氧化能力。而杨海贵等[8]采用沸水浸泡的方法制备紫背天葵的提取液，用火焰原子吸收法对金属离子进行了定量分析，同时计算了相关金属离子的浸出率。结果表明，紫背天葵水浸出液中含有较丰富的铁、锰、钠、镁、铝和钾等金属元素。
1.3紫背天葵的营养与保健
紫背天葵属于药食同源的植物，具有很高的营养保健价值，可凉拌、做汤，也可素炒、荤炒，柔嫩滑爽，风味别具一格。在江西井冈山地区该药材的使用历史比较悠久，早期其主要是用于泡茶、泡酒和食用，也有的用于制备紫背天葵干菜，如今的开发多以饮料保健品和花色挂面为主。段志芳等[9]对紫背天葵中常规营养成分进行含量测定，并以其为主要原料，配以白砂糖、柠檬酸和蜂蜜等，选择出适宜的配方和工艺条件，研制出色、香、味俱佳，清凉止渴的天然饮品；宁恩创等[10]则以紫背天葵为主要原料，以桑叶、桔梗、陈皮为辅料，研制出了澄清透明、酸甜爽口并符合健康食品安全标准的紫背天葵复合保健茶饮料；而崔蕊静等[11]就以大豆为主要原料，将紫背天葵提取的色素作为添加剂进行乳酸发酵来制备酸豆奶，通过单因素试验，探讨紫背天葵色素对酸豆奶发酵pH、乳酸菌数、酸豆奶品质及保藏性能的影响；除了饮料保健品外，谭小蓉等[12]采用Box-Behnken试验设计方法，设计了一套紫背天葵花色挂面研制工艺，将紫背天葵汁糅合到花色挂面中，提高花色挂面的营养价值。
1.4紫背天葵抗辐射与抗病毒
现代研究表明，水果和蔬菜的摄入量与患心血管疾病、关节炎、慢性炎症、癌症等慢性疾病的风险呈负相关，其主要原因在于水果和蔬菜中含有丰富的多酚类物质。多酚类物质是植物重要的次生代谢产物，是大多数中药、水果、蔬菜中的功能性成分，包括酚酸、类黄酮、异黄酮、花青素、单宁、儿茶素和花色苷等。多酚具有多种显著的生物活性，包括抗氧化、抗辐射、抗病毒、降血糖、降血脂和防止动脉粥样硬化等功效。紫背天葵提取物中就含有丰富的多酚类物质。黄伟刚等[13]通过对雌性大鼠喂服不同浓度紫背天葵提取物后接受辐射的观察，发现低浓度给药组的外周血白细胞数明显升高，血清MDA含量明显降低，高浓度给药组的骨髓有核细胞数则明显升高，表明对于电离辐射损伤，使用紫背天葵提取物可以发挥较好的预防保护作用。段志芳等[14]以最优化的条件从紫背天葵中获得了紫背天葵天然提取液，采用可见光谱研究了其与牛血清白蛋白（BSA）的相互作用，研究发现紫背天葵提取液能够与牛的血清白蛋白结合，有提高机体免疫力和抗病毒、抗肿瘤、抗衰老的作用。此外，Teoh等[15]的研究结果还发现紫背天葵的提取液对人体结肠癌细胞和乳腺细胞有一定的抑制作用。
2紫背天葵在航天食品上的开发利用
2.1航天食品
航天食品是供航天员在空间飞行中食用的食品，结合航天人员在太空的口味和消化吸收能力，以及特殊进食方式而研制生产[16]。它要根据合乎膳食标准的航天食谱制成，其中必须包含足够和完善的科学营养，如每天人体所需要的蛋白质、脂肪、维生素和醣等，并保证含有钙、磷、镁、钾等主要无机元素，还要含有铁、锌、硒、碘等微量元素，以及两种脂溶性维生素（维生素A和E）和各种水溶性维生素（维生素B和C等）。
2.2航天营养
航天医学的观察和研究结果表明，航天活动会影响航天员的很多生理系统，航天环境因素还会导致机体营养和物质代谢发生改变[17]。如在微重力环境下，航天员极易出现骨钙流失现象；在飞行期间其摄入的膳食能量只占到推荐量的80%，机体对维生素D、维生素E和叶酸代谢作用的正常反应也会发生改变；航天员在着陆后，其尿液中的镁和磷元素浓度要比发射前低45%[18]。此外，航天员在飞行期间其血清中的维生素K的浓度相较飞行前降低42%，维生素K水平的下降意味着航天员骨健康的下降[19]。维生素K具有两大生理功能：一是促进血液凝固，所以维生素K也称为凝血维生素；二是维生素K还参与人体的骨骼代谢。此前有研究表明，机体维生素K参与人体蛋白质中羧基谷氨酸（GLA）的合成，如骨钙素和GLA蛋白质。在通过对不同健康人群进行调查后发现，维生素K对人体骨钙流失具有显著的抑制作用。膳食维生素K低消耗与骨折风险增加有关，且与低骨质或骨质流失增加有关[20]。所以维生素K的摄入量与航天员在飞行期间的营养息息相关。
2.3紫背天葵在航天食品上的应用
近年来，我国航天事业迅速发展，航天食品也逐渐朝着生产规模化、品种多样化、食用民用化方向发展。为了将紫背天葵能够很好地应用在航天食品上，南昌理工学院对井冈山地区培育的鲜紫背天葵的营养成分进行了测定，分析数据如表1所示。从表1中可以看出，井冈山地区的紫背天葵中含有大量的Ca元素及维生素K（其中每千克紫背天葵中含有Ca元素17108.08mg；每百克紫背天葵中含维生素K437.14μg），维生素K可以参与骨骼代谢，促进人体对Ca元素的吸收，防止骨髓钙流失，并且还含有其他人体所必须的各种矿物质和微量元素，这是其他蔬菜所不能比拟的。因此将紫背天葵开发成航天食品可以缓解太空中的宇航员补钙和骨骼流失等问题。同时，经常摄入含有丰富维生素K和钙元素的紫背天葵的老年人、儿童和妇女能有效降低骨折的危险性，这就对紫背天葵开发应用成更加民用化的航天食品提供了一个良好的思路。
3结语与展望
从现有的资料来看，紫背天葵的研究工作方兴未艾。有关制药、药理作用及临床应用方面的知识还知之甚少，有待于学者对其进行全面系统的研究。紫背天葵资源丰富，且含有多种微量元素和维生素，具有很高的营养价值，未来可以开发出各种式样的保健原料、抗癌食品、航天食品等。此外紫背天葵还具有广阔的药理作用，其中含有的黄酮和多酚类物质具有很好的抗氧化和消除自由基效果，从而达到延缓衰老的作用。基于此，未来可以将紫背天葵应用在医药领域方面，以此显示出它的药用价值。
作者：张文展 刘定荣 马金莲 邱小林 卢利方
紫背天葵在航天食品的应用 来源：网络整理
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