《食品科學》：華南理工大學王娟副研究員等：九蒸九制對黃精多糖和刺激性成分含量的影響及評價指標構建

黃精（Polygonatum sibiricum）是重要的藥食同源植物，富含多糖、類黃酮化合物等多種營養成分，具有滋補強身、潤肺益氣等功效。然而，黃精生品口感苦澀且有麻舌感，其散發的痕量揮發性成分還會對人體皮膚和黏膜產生刺激性。傳統“九蒸九制”工藝可有效降低刺激性，并軟化質地改善口感。

黃精化學成分復雜，炮制會引發其變化，同時減弱刺喉麻舌感。根據現有文獻報道綜合推測主要的刺激性成分有：黃精皂苷、草酸鈣針晶、揮發性成分。

滇黃精作為黃精的重要品種，主產于云南、貴州、四川等地，傳統上采用九蒸九制（以下簡稱九制）炮制以降低其毒性、增強藥效并改善口感。

華南理工大學食品科學與工程學院的黃薇、婁文勇、王娟*研究黃精九制過程中活性成分多糖以及刺激性成分皂苷、草酸鈣、正己醛等的變化規律，探究炮制過程中，感官刺激性減弱與內源性成分含量變化的相關性，構建刺激性脫除的綜合評價指標，為黃精炮制效果的評價提供量化計算方式，以期助力產業發展。

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黃精炮制外觀變化

由圖1可以看出，黃精生品的表面呈淺黃色，是其原始顏色，蒸制一次之后的黃精表面呈紅褐色，二制至八制的黃精表面呈棕褐色，九制黃精表面呈黑褐色，其質地柔軟、色澤黑。

各樣品色度值如圖2所示，黃精生品（T0）及各炮制品（T1～T9）之間的a*、b*、L*及?E值差異顯著，表明蒸制過程對黃精的顏色產生了顯著影響。黃精生品的明度最大，即顏色最淺，隨著蒸制次數增加，黃精表面的明度顯著減小，色澤顯著加深（P＜0.05）。隨著蒸制次數增加，?E越來越大。蒸制過程中，黃精內部的化學成分可能發生了復雜的反應，如糖類和蛋白質之間發生美拉德反應生成類黑精以及多糖、氨基酸等化學成分的轉化和消耗，蒸制過程中的這些反應共同導致了黃精顏色逐漸加深。

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炮制過程中的黃精多糖含量變化

由圖3可以看出，隨著蒸制次數的增加，多糖含量整體顯著降低（P＜0.05），但在炮制中期，其含量會有短暫的上升后又下降的趨勢，這與吳豐鵬的研究結果一致。黃精生品T0的多糖含量為243.09 mg/g，經過一制之后，黃精多糖含量驟然下降至158.45 mg/g，可能是黃精在高溫炮制過程中，多糖發生了降解和溶出。高溫蒸制導致多糖的糖苷鍵水解，部分多糖被分解為低分子質量的糖類，如單糖或寡糖，這些小分子糖更容易溶于水，從而在蒸制過程中被帶出黃精塊莖導致炮制品中總多糖的含量降低。這種下降趨勢在黃精炮制的前期（一制至三制）表現最為劇烈。在三制時，多糖含量有稍稍升高但變化幅度并不大，可能是由于黃精在多次蒸制條件下質量下降，而位于組織細胞壁中的部分多糖又因細胞破裂而被釋放出來，導致總多糖含量稍稍升高。同時，Mei Xiaoyan等的研究表明，黃精蒸制過程中不僅會出現分子降解、解聚現象，也會有聚集現象，或發生結構重組，所以蒸制過程中黃精多糖含量緩緩上升，也可能是因為黃精中低聚糖、單糖分子中含有大量的羥基，分子間相互作用，形成新的多糖分子，導致在四制時多糖含量出現短暫上升的狀態。隨著蒸制次數的繼續增加，這些單糖和寡糖逐漸被消耗或轉化為其他物質，美拉德反應也會加劇，導致黃精多糖含量最終下降。九制黃精最終的多糖含量為71.53 mg/g，較生品降低70%，這可能是多糖降解和美拉德反應共同作用的結果。

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炮制過程中的黃精皂苷含量變化

如圖4所示，在黃精的炮制過程中，皂苷含量呈現出先上升后下降的變化趨勢，這與蔣宇杰的研究結果一致。對比不同乙醇體積分數提取效果后發現，70%為最優提取體積分數，此條件下，生黃精中皂苷含量為22.41 mg/g，黃精皂苷含量在生品及一制中無顯著性差異，一制至六制過程中呈現先升高后降低的變化趨勢，到三制時含量達到峰值，為46.78 mg/g，這可能是在炮制過程中，黃精中的部分甾體皂苷發生結構轉化，發生如薯蕷皂苷可能轉化為苷元或次級苷，從而導致總皂苷含量增加的變化，以及可能生成了新的皂苷類化合物，如三萜皂苷、薯蕷皂苷元和延齡草苷，這些新生成的皂苷也會導致總皂苷含量上升。隨著炮制次數的增加至第4次時，總皂苷含量下降，可能由于長時間高溫處理導致部分皂苷被降解為皂苷元或其他小分子物質。此外，對比李悅等的研究發現，不同品種（如滇黃精、多花黃精）和炮制方法（如清蒸、酒制）對皂苷含量的影響也存在顯著差異。

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炮制過程中的黃精草酸鈣針晶變化

4.1 草酸鈣的形態變化

草酸鈣針晶存在于黏液細胞中，草酸鈣針晶特殊的尖銳結構會對人黏膜和皮膚產生機械性刺激。當黃精經過反復蒸曬后，其中的黏液細胞被分解，大量針晶溶出。黃精粉末通過水合氯醛制片后，能在顯微鏡（400 倍鏡）下觀察到針晶的形態變化以及數量分布。

通過圖5可以觀察到，黃精生品中含有大量草酸鈣針晶，且多為簇狀分布，伴有少量散在針晶，針晶兩端均呈尖銳鋒利狀，這與半夏中的草酸鈣形態一致。黃精生品中草酸鈣針晶長度100～300 μm，經顯微計數發現1 mg生黃精中含有192 個草酸鈣針晶。黃精經過一制后，發現其中含有的草酸鈣針晶長度變短、針晶鋒利的末端逐漸消解、溶蝕，此時的針晶長短不一，大約30～200 μm，計數發現1 mg生黃精中含有40 個草酸鈣針晶。在二制黃精中，草酸鈣針晶的尖銳部位已不存在，被消解為短小的柱狀形態，針晶大多零散分布，極少數針晶成束聚集在一起，表明九制工藝可以使草酸鈣逐漸溶解，并形成小的不規則結構，從而降低刺激性，這與Zi Haoyu等的研究結果一致，在三制及之后的炮制黃精中，草酸鈣針晶在檢測過程中可能因為部分溶解或是與其他植物組織及顆粒混雜在一起，使得其形態學特征不再清晰可辨或容易被誤判，通過顯微鏡難以進行準確觀察和計數。因此，為提高檢測結果的準確性，后面采用色譜技術對草酸鈣含量進行定量分析。

4.2 草酸鈣的含量變化

如圖6所示，在黃精炮制過程中，草酸鈣的含量會隨著蒸制次數的遞增而逐步下降。相較于新鮮黃精，一制黃精中草酸鈣含量無顯著性差異，而二制后的黃精草酸鈣含量差異顯著且呈現持續降低的趨勢，到第八制時，草酸鈣含量已經處于極低水平，結合圖5顯微鏡觀察，第八制時，在顯微鏡下只能觀察到極少量且極為細碎的草酸鈣針晶殘跡。第九制與第八制的含量無顯著性差別，此時草酸鈣含量基本穩定在極低狀態，反映出經過9 次蒸制，黃精中的草酸鈣已大部分被破壞或轉化。林瑩等對泰山黃精的研究同樣表明，炮制中，草酸鈣不僅含量降低，其尖端還會逐漸出現碎裂情況，形態趨于鈍化。這一現象主要源于蒸制過程中草酸鈣針晶受熱分解，致使其結構遭到破壞，進而轉化為可溶性草酸，從而導致草酸鈣含量降低。

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炮制過程中的黃精揮發性成分變化

5.1 揮發性成分的鑒定

通過對比生品與各蒸制樣品的總離子流色譜圖，可以觀察到黃精生品的峰數量較多且峰強度較高，表明其揮發性成分種類豐富、含量較高。在10 個不同炮制階段的黃精樣品中共鑒定出69 種揮發性化合物。其中，醛類16 種、酯類12 種、烷烴類12 種、酮類10 種、呋喃類4 種、酸類3 種、醇類4 種、芳烴類4 種、烯烴類2 種，此外還包含1 種醚類以及1 種吡咯類化合物。進一步分析發現，10 個樣本中存在12 種共有成分，分別為異丁醛、乙酸乙烯酯、冰醋酸、2-甲基丁醛、正己醛、2,4-二甲基庚烷、糠醇、2-乙酰基呋喃、2-戊基呋喃、丁酸異戊酯、正壬醛、對異丙基甲苯，這意味著這些成分在炮制過程中相對穩定。同時，生黃精中主要揮發性成分為冰醋酸（保留時間2.039 min，相對含量20.03%）和正己醛（保留時間4.856 min，相對含量25.96%），冰醋酸主要為黃精帶來酸味，正己醛主要呈現出脂肪香味和青草味。經九制炮制處理后，這2 種成分的含量均下降，但冰醋酸含量變化相對平緩，降幅較小；而正己醛作為刺激性成分，其含量在九制時就顯著降低（P＜0.05），這一變化可能與炮制過程中的熱解或氧化反應密切相關。然而，本研究未檢測到文獻報道的刺激性成分——坎烯，這一差異可能源于黃精品種來源差異。此外，炮制過程中酯類化合物含量普遍降低，這可能是酯鍵在濕熱條件下發生水解反應所致；而酮類化合物的增加則可能與氧化反應的進行有關。

5.2 揮發性成分的動態變化

由圖7A可知，隨著蒸制次數的增加，揮發性成分種類整體上呈現先減少后增多的趨勢，具體表現為：在初始階段，醛類和酯類化合物的減少較為顯著，這與Cheng Xile等的研究結果一致，這可能與高溫蒸制導致的熱解和氧化反應有關；蒸制過程中發生化學反應生成了新的揮發性化合物，如美拉德反應產物5-羥甲基糠醛，導致二制后揮發性成分的種類和數量有所上升。同時，九制是一個多次循環的過程，每次蒸制和干燥都會對黃精的化學成分產生累積效應。生品中含有風味物質37 種，到第九制時，其種類達到50 種，表明炮制工藝能夠豐富黃精的風味。由圖7B可以看出，在黃精的傳統炮制過程中，揮發性成分以醛類和酸類物質為主，其相對含量明顯高于其他成分。從風味角度來看，中低分子質量醛類物質（如己醛、庚醛）為黃精增加了的脂肪香味，而隨著炮制次數的增加，酸類物質（如乙酸、丙酸）的增多則引入了明顯的酸味，使風味層次更加豐富。此外，九制過程中生成的芳香族化合物（如苯甲醛）和其他復雜有機分子，進一步賦予了黃精獨特的藥味，表現為苦香、木質香或草藥香，這與黃精作為中藥材的傳統氣味特征高度契合。揮發性成分中的正己醛也帶有一定的刺激性氣味，過多的刺激性成分可能掩蓋黃精本身的清香和藥香，影響其整體風味。

5.3 關鍵刺激性成分正己醛的變化

正己醛是生黃精中最主要的揮發性成分之一，且正己醛的蒸汽均對人體皮膚、眼睛以及咽喉黏膜均具有刺激性，這可能是導致黃精“有刺目之感”的主要刺激性成分。如圖8所示，正己醛含量在首次蒸制后驟降超90%，差異顯著（P＜0.05），此后隨炮制次數增加逐漸趨于平穩。正己醛具有刺激性氣味，其含量的顯著降低可能是黃精蒸制前后刺激性氣味顯著降低的主要原因，炮制能使黃精的氣味更加柔和，更易于被接受。此外，由于醛類化合物在高濃度時可能對胃腸道也會產生刺激作用，所以正己醛的減少能降低黃精對胃腸道的潛在刺激風險。

06

黃精生品及各炮制品的刺激性感官評價

由生品到九制得到的黃精樣品的外觀顏色是逐漸加深，最終變為棕褐色（圖1），而各樣品沖泡后的混懸液卻呈現出顏色先變深后變淺的趨勢（圖9），且四制時混懸液的顏色最深，而后顏色逐漸變淺。這一現象可能與炮制過程中水溶性成分（色素）的溶出規律、部分化學成分的氧化聚合及顆粒分散狀態等因素密切相關。

由圖10可以發現，黃精生品以及炮制品在入口0～300 s的過程中，刺激性整體上呈現出先增加，逐漸減少的趨勢。生黃精的刺激性在各時間段均高于炮制黃精，在0～30 s，刺激性強度迅速增加，30 s時出現了最為強烈的刺激性，平均評分達到4.5 分，30～300 s時，生黃精的刺激性強度平緩減弱，經感官人員描述，該樣品咀嚼后，舌根味麻，咽喉有強烈刺痛感。

一制～五制黃精的刺激性變化與生品黃精的趨勢相似，但出現最強烈的刺激性感官時間延后了大約30 s，即在60 s時出現最強刺激性，經感官人員的描述，這部分樣品在入口后刺激性較生品減弱，口感甜味明顯，微苦，整體口感比較溫和、不刺激，這可能是由于醛類減少和酮類增加使黃精氣味更柔和。

六制～九制黃精的刺激性變化平緩，這可能是由于部分不易被去除的刺激性成分在長時間炮制后仍然殘留，在小幅度增加后變回到無刺激性的狀態，在樣品入口后120 s時，刺激性就已消失，表明經過多次炮制后，黃精中的大部分刺激性成分已被有效去除或轉化。根據感官人員的描述，這部分樣品刺激性感受極弱，但苦味和酸澀味增強，這與揮發性成分中酸類物質含量逐漸增加的趨勢一致。由此可知，炮制顯著改善了黃精的口感。

07

黃精成分變化與刺激性評價之間的相關性分析

7.1 PCA

對黃精炮制過程中刺激性成分變化及刺激性感官評分進行PCA。從圖11可以看出，前2 個PC累計貢獻率為92.3%，其中PC1方差貢獻值為67.2%，PC2方差貢獻值為25.1%，說明前2 個PC已經捕捉到了數據的絕大部分信息，對數據的解釋能力較強。不同炮制階段的樣本在PCA得分圖中分布集中且相互分離明顯，說明炮制工藝對黃精的化學成分和感官特性均有顯著影響。并且生黃精（T0）的樣本散點分布范圍較大，說明生黃精各平行樣本間的化學成分和感官特性存在較大差異，而炮制后樣品分布集中，表明炮制工藝能夠穩定黃精的品質。

PC載荷間的夾角大小可以看出各指標間的相關性，夾角越小說明相關性越高。由圖11可見，草酸鈣與感官的載荷夾角很小，說明草酸鈣與感官評分高度相關，草酸鈣可能是黃精刺激性的主要貢獻者。雖然正己醛和皂苷與感官評分的載荷隨夾角較大，但它們均投影在PC1的正軸上，表明它們與感官評分呈正相關，正己醛和皂苷的含量越高，感官評分越高，即刺激性程度越大，這種正相關可能與它們的化學性質有關，例如正己醛的刺激性氣味、皂苷的苦味。

7.2 Pearson相關性分析

Pearson相關系數反映了變量之間的線性相關性。對黃精炮制過程中刺激性成分（皂苷、草酸鈣、正己醛）變化及刺激性感官評分進行Pearson相關性分析，結果見圖12，草酸鈣含量與黃精刺激性感官評分呈極顯著正相關（P＜0.001，r＝0.94），進一步證明草酸鈣針晶是黃精產生刺激性的關鍵物質，因此，其含量的降低與黃精炮制過程中刺激性的減弱密切相關。

刺激性感官評分與皂苷和正己醛的Pearson相關系數分別為0.59和0.53，這表明皂苷和正己醛含量的增加與黃精刺激性感官評分的增加有一定的關聯，但這種關聯程度相比草酸鈣的弱。此外，草酸鈣含量與皂苷含量正相關（r＝0.68），表明兩者可能具有協同作用，共同影響黃精的刺激性。

將各成分與感官評分的相關系數歸一化后得到各成分的權重分別為：皂苷0.272、草酸鈣0.465、正己醛0.262。基于權重分配，得到黃精刺激性綜合評價指標——脫除率R的計算公式為：R/%＝（1-（0.272×皂苷含量+0.465×草酸鈣含量+0.262×正己醛含量））×100。該綜合指標能夠量化衡量黃精的感官刺激性，以此判斷黃精中刺激性成分的去除效果。

08

結 論

九制顯著改變黃精活性與刺激性成分：多糖含量隨蒸制次數增加持續下降，九制后較生品降低70%，與高溫降解及美拉德反應相關；皂苷含量呈“先升后降”趨勢，三制時達峰值46.78 mg/g，源于甾體皂苷結構轉化與高溫分解；草酸鈣針晶從尖銳簇狀（192 個/mg）逐步鈍化、溶蝕，其含量與刺激性感官評分呈極顯著正相關（r＝0.94）；揮發性成分中正己醛一制后驟降超90%，其熱解轉化有效降低黏膜刺激。

基于多成分與感官評價相關性分析構建得到黃精刺激性評價綜合指標（脫除率R）：R/%＝（1-（0.272×皂苷含量+0.465×草酸鈣含量+0.262×正己醛含量））×100，該指標可量化炮制對刺激性成分的脫除效果。六制黃精在120 s內刺激性消失，且成分保留均衡，提示“六蒸六曬”為優化工藝。

在食用價值與食品應用方面，九制工藝消除了黃精生品的麻舌感和咽喉刺痛，可用于藥膳、糕點等食材；其醛類減少、酸酮類增加，結合美拉德反應形成焦香風味，適合開發黃精膏、酒等保健食品；多糖降解為易吸收低聚糖，質地柔軟且水溶性成分增加，可支持即食飲片等現代食品開發，為黃精向功能食品轉型提供了量化標準與技術支撐。

作者簡介

通信作者：

王娟，華南理工大學食品科學與工程學院碩士生導師，工學博士，副研究員，碩士生導師。任中國健康管理協會植物營養與健康分會理事、全國食品工業標準化技術委員會罐頭分技術委員會委員，廣東省香蕉精深加工與綜合利用工程技術研究中心主任，中非特色香蕉資源利用及深加工聯合實驗室執行主任。主要從事食品營養與健康、功能食品開發、預制菜（食品）加工、農產品加工等方面的研究。

主持及主要參加科研課題共計41 項，其中國家級2 項；省部級10 項；廳局級8 項；校級4 項；企事業委托橫向17 項。發表論文60 余篇（核心期刊以上），被SCI/EI收錄30 篇。申請專利48 件，已授權35 件，其中授權發明專利31 件。省級科技成果鑒定4 項，獲獎6 項。其中，“農產品節能干燥和涂膜保鮮技術研究與應用”獲得2019 年廣東省農業技術推廣獎二等獎（排名第一），“小麥高值化生物制造關鍵技術創新與應用”獲河南省科技進步一等獎（2024 年）。牽頭制定團體標準1 項，參與制定行業標準2 項，地方標準3 項，團體標準5 項。參編教材及科技專著4 部，包括《Handbook of Flavors from Fruits and Vegetables》《食品分離技術》《食品工藝學》《食品擠壓與膨化技術》。與多個食品企業有長期合作，擔任食品企業科技特派員，已轉化5 項發明專利技術成果。參與多個國家級、省級現代農業產業園建設中的科技服務工作，主要包括“化州化橘紅國家級現代農業產業園”、“國家現代農業(云浮南藥)產業園”等。

第一作者：

黃薇，華南理工大學食品科學與工程學院碩士。研究方向：農產品加工。

引文格式：

黃薇, 婁文勇, 王娟. 九蒸九制對黃精多糖和刺激性成分含量的影響及評價指標構建[J]. 食品科學, 2025, 46(23): 294-303. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250610-064.

HUANG Wei, LOU Wenyong, WANG Juan. Effect of nine steaming-sun drying cycles on the contents of polysaccharides and irritant components in Polygonatum kingianum Collett & Hemsl and development of evaluation indicator for the removal of irritation[J]. Food Science, 2025, 46(23): 294-303. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-220250610-064.

實習編輯：甘冬娜；責任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網

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