罗汉果功能特性及产品开发研究现状
2011-12-30何伟平朱晓韵何超文
何伟平 朱晓韵 何超文
(广西轻工业科学技术研究院,广西 南宁 530031)
罗汉果是我国传统的药食同源植物,在广西民间的食用历史已有300多年,富含维生素C、E、果糖、必须氨基酸、微量元素等多种营养素,以及含有黄酮、多糖、甜甙和多酚等多种活性成分[1][2]。传统医学认为罗汉果可润肺止咳、凉血、润肠通便。现代药理研究证实,罗汉果具有止咳祛痰、调节消化道运动、增强机体免疫力、抗氧化、保肝、抑制变性链球菌致龋等药理作用[3]。日本学者竹本常松研究发现,罗汉果对各种疾病有效果的起主要作用的就是果中所含的比砂糖甜300倍的物质--罗汉果甜甙,学名为"葫芦素烷三萜",是属于三萜系的砂糖以外的甜味物质之一,由于罗汉果的甜味是一种非糖成分,所以糖尿病人也可服食[4][5]。我国是罗汉果的原产地和唯一种植地,有着丰富的可再生资源,国家卫生部、中医药管理局己将其列入第一批"既是食品又是药品的品种名单",同时又将其作为理想的天然甜味剂而广泛使用[6]。随着对罗汉果功能性成分的研究不断深入,罗汉果在健康食品和食品加工中的应用范围也不断扩大。
1 罗汉果功能特性研究
1.1 抗氧化作用。
罗汉果无论是用水或乙醇溶剂提取,其罗汉果提取物、罗汉果皂甙和罗汉果皂甙V都具有较强的清除羟基自由基和超氧阴离子自由基的活性作用,并随着罗汉果甜甙浓度的增加,清除效果逐渐增强,呈一定的剂量效应关系[7-9]。
1.2 调节血糖作用
罗汉果作为一种保健食品和甜味剂已有长期的应用,研究表明:罗汉果粉及其提取物对正常小鼠体重、血糖及糖耐量无影响,但对四氧嘧啶糖尿病小鼠的高血糖有防治作用,且有剂量效应关系;罗汉果提取物和罗汉果苷Ⅴ对胰岛素的分泌有显著促进作用,对于糖尿病人具有血糖调节作用,对Ⅱ型糖尿病有防治作用;罗汉果皂甙提取物能降低血清中游离脂肪酸,并减轻糖尿病发展进程中的氧化应激反应,减轻血管内皮损伤的作用,减少糖尿病肾病的发生[10-12]。
1.3 免疫调节作用
罗汉果水提取物对氢化可的松所致免疫功能低下小鼠的非特异性免疫功能有增强作用;罗汉果甜甙对环磷酰胺免疫抑制小鼠的细胞免疫功能具有一定的正调节作用;罗汉果多糖SPGS1对机体的细胞免疫、体液免疫和非特异性免疫均有明显的免疫增强作用[13-15]。
1.4 其它医学功能。
李竖、李沛波等[16]采用罗汉果水提取进行止咳试验表明,罗汉果水提取物能明显减少枸橼酸或辣椒素引起的豚鼠咳嗽次数和延长咳嗽潜伏期;抑制机械刺激所致豚鼠咳嗽次数,证明罗汉果水提取物具有明显止咳作用。刘停、王旭华等[17]通过观察罗汉果提取物对浓氨水致小鼠咳嗽次数及咳嗽潜伏期的影响,结果表明,罗汉果皂苷Ⅴ显示出一定的镇咳、祛痰、解痉活性,是罗汉果镇咳的主要活性成分。
肖刚、王勤[18][19]研究罗汉果甜苷对小鼠急性肝损伤、免疫性肝损伤及大鼠慢性肝损伤有保护作用,均能有效降低血清中ALT、AST活性,显著减轻肝组织病理变化程度,使肝组织匀浆SOD活性升高、MDA含量降低。陈全斌,沈钟苏等[20]采用水提和树脂吸附方法提取罗汉果黄酮的研究表明,罗汉果黄酮能抑制ADP诱导的大鼠血小板聚集,明显降低高胆固醇血症小鼠的胆固醇和三酰甘油含量,提高高密度脂蛋白胆固醇水平,延长小鼠的凝血时间,具有一定的抗凝血等活血化瘀药理作用。赵燕[21]研究了罗汉果浓缩汁及罗汉果甜甙对变形链球菌生长、产酸、粘附的影响,并与蔗糖、果糖、葡萄糖和木糖醇进行比较,探讨其作为天然高倍甜味剂的防龋效果。研究结果表明:罗汉果浓缩汁是一种低致龋性蔗糖替代品,尤其是罗汉果甜甙,可作为保健型高倍甜味剂而广泛应用。木岛孝夫[22]探讨罗汉果中含有的葫芦烷类甘味糖苷罗汉果苷V(moposide V)对TPA促癌具有抑制作用的同时,以NOR-1诱发细胞形态变化为指标,体外探讨了其对成人肝脏正常培养细胞株的抗诱癌的可能性。罗汉果甜甙Ⅴ的延缓致癌作用与甜叶菊苷相同或较之更强。
2 罗汉果物化特性
2.1 稳定性 罗汉果提取物有很好的稳定,刘芳、陈惠衡等[23]将罗汉果浓缩汁在室温、冷藏、冷冻3个温区贮存180d,定期测定其生化成分的变化。结果表明,3个温区贮存处理对罗汉果浓缩汁的pH值、吸光值、罗汉果甙V等指标均无明显变化。何超文、朱晓韵等[24]模拟食品加工要求,对鲜罗汉果素用高温、沸水、酸、碱、紫外等条件进行处理后,测定其总皂甙含量、甜甙V含量、甜度、吸光度的变化,结果表明,罗汉果素对一般高温、一般酸、碱度和紫外环境都相当稳定,特别适合在食品工业和药品工业的加工应用。
2.2 血糖指数 罗汉果提取物具有低血数生成指数,何超文、朱晓韵等[25]研究了鲜罗汉果素的血糖生成指数。结果表明:葡萄糖2h内血糖最高值与最低值呈现非常显著性差异(p<0.01),但鲜罗汉果素无显著性差异,鲜罗汉果素GI值为32.94。由此可见,罗汉果具有餐后血糖生成低、血糖保持稳定的特点,有助于维持餐后血糖稳定。
2.3 安全性 罗汉果有悠久的食用历史,各种实验也表明罗汉果属于安全无毒级的物质。何超文、文君等[26]用鲜罗汉果素小鼠灌胃给药剂量达到24g/kg,未见其它异常表现,亦无动物死亡。陈瑶、范小兵等[27]对罗汉果甜甙进行急性毒性实验,罗汉果甜苷的口服剂量大于15g/kg;对正常小鼠和糖尿病小鼠的血糖没有显著性影响。苏小健、徐庆等[28]用罗汉果甜苷灌胃,对小白鼠的LD5010000mg/kg,Ames致突变试验结果为阴性。用罗汉果甜苷3.0g/kg(相当于人用量的250倍)灌胃4周,对家犬的血液学指标、肝、肾、功能、血糖与尿糖以及心、肝、肾、肺、脾的形态学变化均无明显的影响。
3 罗汉果产品开发
3.1 饮料开发
3.1.1 罗汉果复合饮料 目前资料表明,我国科研工作者在罗汉果饮料上取得了很大的成绩,除罗汉果冲剂、罗汉果茶等传统饮料外,进行了罗汉果复合饮料的研究。杨洪元[29]以鲜罗汉果和海带为原料,提汁并配以适量的鲜柠檬汁和β-环糊精,经混合调配、灭菌、真空浓缩、真空干燥、粉碎、过筛等工艺生产罗汉果海带固体饮料。贾冬英、邓佳云等[30]以罗汉果、大枣为主要原料,辅以蜂蜜,制成一种色香味俱佳的营养性饮料。谭旖宁[31]以罗汉果汁:核桃汁=1:2、混合浆液40%、蜂蜜0.1%、柠檬酸0.1%的配比,研制了罗汉果核桃复合饮料。任仙娥、杨锋等[32]以罗汉果与甜茶的比例为3∶1,罗汉果和甜茶混合液所占饮料的比例为50%,蜂蜜2%,柠檬酸0.10%,食盐0.05%,制备罗汉果甜茶复合低糖饮料。于新、陈悦娇等[33]按白花蛇舌草提取液:罗汉果提取液:柠檬酸:维生素 C 为 100ml∶15ml∶0.1g∶0.2g的比例进行调配,得到入口清香、回味甘甜纯厚、具有白花蛇舌草和罗汉果独特风味的天然中药材保健饮料。丘华;陈宇等[34]以罗汉果、黑芝麻为主要原料,研制富含铁、植物蛋白和功能因子,口感细腻,气味芳香、稳定性高的新型儿童保健饮料。
3.1.2 罗汉果低糖饮料 为了满足更多人群(糖尿病人)对低糖饮料的需求,近年来,科技人员利用罗汉果高甜度低热量的特性,对开发低糖饮料进行了许多探索。黄振国[35]采用罗汉果、枸杞、甘草辅以饮料添加剂,制成低糖、可乐型保健饮料,该饮料含有17种氨基酸、微量元素锌、硒及维生素B2,具有滋阴润肺、健脾解暑、防老抗袁等广泛保健功效,尤其适合于肥胖者及糖尿病患者饮用。刘国凌、彭珊珊等[36]以罗汉果、芹菜、野菊花为原料,采用正交试验法确定了最佳配方为罗汉果1%、芹菜5%、野菊花1%。饮料中总酸含量为0.003g/100mL,氨基氮含量为0.01mg/100mL,还原糖的含量0.001%,可适宜糖尿病人饮用。
3.1.3 罗汉果醋饮料 近些年来,学者亦对罗汉果醋饮料进行了研究,如腾建文[37]以罗汉果和梅醋为研究对象,配以蜂蜜,采用正交试验设计法进行罗汉果醋的调配,开发出风味良好、具有保健作用的罗汉果醋饮料。
3.1.4 罗汉果乳(酸)奶 除了罗汉果醋饮料外,亦有利用罗汉果的低热甜味和有改善奶乳味道的作用,进行罗汉果乳(酸)奶的研制,如卜春文、孙金凤等[38]把罗汉果提取液、发酵乳酸菌杆、球菌和增稠、增粘的复合稳定剂,取代蔗糖制得搅拌酸奶。其口感、风味、稳定性均取得满意效果,适应了低糖、低热饮食的消费群体的需求。刘波[39]以罗汉果、鲜乳为主要原料,研究了低糖乳饮料的生产工艺,采用正交实验筛选出最佳配方:罗汉果5g,鲜乳 450ml,蔗糖 50g,柠檬酸 3.5g,CMC 5g,辅料适量。
3.1.5 罗汉果冰淇淋 王世宽、郭春晓[40]以罗汉果汁为主要原料,利用正交试验对罗汉果发酵乳冰淇淋的生产工艺进行了研究。结果表明,罗汉果发酵乳冰淇淋的最佳配方为罗汉果汁25%,复合稳定剂0.4%,赤藓糖醇14%,发酵乳30%,以此得到营养价值高,结合了酸奶和冰淇淋的双重特点和风味独特的冰淇淋制品。
3.2 食品开发
3.2.1 罗汉果发酵酒 在罗汉果酒研制方面,岳哲[41]用罗汉果浸取液加入糖类(可以是蔗糖、葡萄糖、果糖、麦芽)和一定量的麸皮(淀粉类)进行发酵,发酵好的滤液在63℃下加热杀菌,然后静置陈酿,在密封容器内,六个月成熟。再进行活性碳过滤,调色,调味即为成品罗汉果发酵酒。产品呈淡黄色,酒精度12-16度,PH3.4-3.6,酸度1-2%,甜度适宜,具有罗汉果独特的香甜味,酒质醇厚,丰满,风味较好,且具有止咳,定喘,降低胆固醇等医疗作用,无辛辣刺激味,老幼皆宜。
3.2.2 罗汉果单晶冰糖 罗汉果是我国传统的食疗两用物品,在国内及海外华人中亨有很高声誉,曾爱苑[42]利用广西丰富的蔗糖资源和独特的罗汉果资源,研制了罗汉果单晶冰糖。罗汉果单晶冰糖是经特殊工艺,保持罗汉果的天然物质,采用现代科学方法,使罗汉果与冰糖共结晶而成。形状似琥珀,呈多面体,晶柱均匀,甜度适中,抗湿性强,无污染,除可直接作糖果食用还可熬煮高级滋补品
3.2.3 面包 马彦国、陈肇锬[43]采用二次发酵法夹心方式加入罗汉果浸膏进行罗汉果面包研究,产品口感好,内部结构疏松,层次感强,具有较浓的罗汉果风味,比没加入罗汉果浸膏的面包少用80%左右的蔗糖,可减少风味物质的破坏程度。
3.2.3 罗汉果泡菜 林燕文[44]以包心芥菜和胡萝卜为原料,添加罗汉果水提液(菜液比为3∶2),采用正交实验方法制作泡菜,并结合泡菜中乳酸菌数及维持高含菌量的时间,得出最佳工艺条件为:罗汉果水提液量4%、盐浓度4%、糖浓度1%、接种量3%、发酵温度30℃、发酵时间5d。根据此条件,开发出了具有消暑止渴、清热解毒、止咳化痰等功效的新型泡菜保健食品。
3.2.4 罗汉果低血糖指数营养粉 低血糖指数营养食品是一种集营养与保健为一体的糖尿病人、肥胖者优良食品,在国际的食品研究和开发中得到广泛的应用。何伟平、朱晓韵等[45]以罗汉果为原料研究的低GI营养粉,GI值分别为中老年型53.30、女性型54.45、少儿型53.67。其主要营养素含量与奶粉相似,但热量值和碳水化合物都比全脂奶粉低,膳食纤维(水溶和不水溶)含量相对比较高。除此还含有罗汉果多种营养活性成分,既是低血糖指数食品、又是能调节稳定血糖的健康品。
3.2.5 罗汉果降脂减肥食品 罗汉果的甜味并非糖类,但比蔗糖甜300倍左右,可以当饮食甜味品使用,完全杜绝糖分的摄取。只要控制了糖分,就能抑制皮下脂肪同化,促进异化而去除皮下脂肪达到减肥,朱晓韵、何伟平等[46]进行了罗汉果降脂减肥食品研究,并以雄性大鼠为实验对象进行降脂减肥试验,结果表明:在同等进食量28天,罗汉果降脂减肥品比对照组体重下降11.9%、体内脂肪减少35.7%、血清甘油三酯TC下降38.9%、总胆固醇TG下降21.2%、低密度脂蛋白胆固醇LDL-C下降37.8%。
4 罗汉果食品开发中存在的问题
4.1 罗汉果制品口感问题。目前,在实验室研制过程或市面上推出的罗汉果制品,在口感上存在一定问题,若产品中罗汉果用量大,其甜味留嘴时间过长,形成腻口而不爽;若使用干罗汉果生产,产品伴有一种焦苦中药味;若直接用鲜罗汉果水提液生产饮料,则有一种浓浓的草青味。由于罗汉果制品在口感上没有处理好,人们对罗汉果制品常以药的观念去消费。因此,对罗汉果食品的口感研发,避免罗汉果的焦苦中药味、缩短留嘴甜味时间和消除鲜果草青味,是提高罗汉果制品应用的关键。
4.2 罗汉果营养功能成分应用问题,
由于罗汉果有很高的甜度,在食品应用中往往只注重了罗汉果甜味的使用,而忽视了其它丰富的营养功能成分利用价值。因此,在今后的研制和开发过程中,还应努力探索最大限度地保留利用营养功能成分的工艺,生产集保健、营养、健康为一体的罗汉果食品。
4.3 科研转化力度不够
尽管广大科技工作者对罗汉果的食品应用进行了广泛的基础研究和产品研制,但目前我国消费市场上的罗汉果制品种类依旧缺乏,加之地域性消费习惯的影响,罗汉果制品的消费量除个别品种如罗汉果茶(冲剂)外仍然很低。因此,如何把科技成果转化为实际的食品应用经济效益,从而推动罗汉果种植和加工业的发展,将是科研工作者与生产者紧密结合的重要课题。
5 研究展望
我国罗汉果的食品应用主要是利用其高甜味代替部分其它甜味剂用于制作各种食品,随着近年来对罗汉果清除自由基抗氧化作用、调节血糖作用和免疫调节作用以及其它医学功能的研究,其功能作用日益受到人们关注。针对目前罗汉果的食品应用研究存在的问题,可通过以下方法去解决,一是采用复合调味方式减少罗汉果在嘴巴咽喉的后甜时间,研究具有甜而不腻、爽口的罗汉果食品;二是利用罗汉果具有的功能特性,开发无糖甜饮料、抗糖尿病食品,儿童防龋齿食品、抗老化食、防便秘食品、降脂减肥食品和低血糖指数食品等,把罗汉果的应用从传统食品向功能健康型新食品发展。我们相信,随着罗汉果基础研究、产品研发的不断深入,加上人们自身健康意识的不断提高,罗汉果这一中国古老而独特的药食两用资源,一定会在人们的日常生活中焕发出新的健康应用。
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