五味子的发酵产品研究进展

刁雪丹，邱智东，王伟楠*

（长春中医药大学药学院，吉林长春130117）

五味子的发酵产品研究进展

刁雪丹，邱智东，王伟楠*

（长春中医药大学药学院，吉林长春130117）

五味子是著名的传统中药材，也是药食同源的植物，具有良好的保健功效；随着全民健康意识的提高，五味子相关产品的开发呈现逐年上升的趋势；近年来生物转化技术已经广泛应用于中药产品开发方面，通过该技术开发出的五味子发酵饮料、发酵果酒、发酵酸奶等健康产品颇受消费者的青睐，拥有广阔的市场前景。该文从五味子的生物转化和发酵产品研制方面进行综述，为五味子的深入开发和利用提供了理论依据。

五味子；生物转化；产品开发

五味子（Schisandra chinensis）又称山花椒、乌梅子，为木兰科植物五味子或华中五味子的干燥成熟果实，其主要活性物质是以五味子甲素、五味子乙素、五味子酯甲、五味子醇甲等为代表的木脂素类成分，该成分具有明显的抗菌、抗癌、抗炎、抗焦虑、抗化学性肝损伤、镇静、护肝护肾、治疗糖尿病并发症等作用［1-6］，现广泛应用于医药和食品行业。近年来，随着五味子的需求量上涨，以及盲目采挖和森林面积逐渐减少等问题的出现，使五味子资源面临严峻的考验。目前五味子是国家三级重点保护的濒危药用植物［7］，所以如何提高五味子中有效成分的含量已成为五味子深度开发利用的关键问题。

将现代生物技术与传统中药优势相结合，是改善中药药效物质基础的重要手段之一［8-10］。利用生物转化手段改善中药品质，打造新型健康产品已有良好的实践基础。本文对五味子生物转化的国内外研究进展和相关发酵产品的研发现状进行简要概述，并通过分析当前五味子发酵产品的研究趋势，为五味子高端健康产品的开发提供参考。

1　五味子的生物转化现况

发酵技术可以改变、增强和保护食品中某些成分的活性［11-12］，通过发酵的方法不仅能高效地利用五味子，节省药源［13］，而且还为保护濒危药用植物提供了切实的解决办法，为活性成分的获得提供新的途径。大多数微生物具有强大的分解转化能力，在生长过程中可以产生丰富的次生代谢产物，而微生物中丰富的酶系与五味子中复杂的化学成分发生反应后，能提高五味子中有效成分的含量，所以近年来许多生物转化的方法相继出现以解决五味子资源短缺等问题，并且改善了五味子药材的品质，达到了高效生产和节约能源的目的和意义。

郑春英等［14］利用酿酒酵母发酵北五味子，将发酵后的北五味子与生药中的有效成分含量作比较，五味子甲素、五味子乙素、五味子酯甲、五味子醇甲等4种主要木脂素类成分的含量均有显著提高。李国红等［15］还采用滤纸片法对发酵的北五味子进行了抑菌实验，通过测无菌滤纸片上抑菌圈的大小作为对照，与北五味子生药的抑菌圈大小相比。结果表明发酵后其抑菌作用明显增强。这说明北五味子在发酵过程中与发酵菌株发生相互作用，从而使其发酵后抑菌活性增强。此外，ZHANG H等［16］还采用高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）法测定经乳酸杆菌（Lactobaillus）、酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）发酵的北五味子4种木脂素成分含量的变化，发现发酵后4种木脂素成分的含量均有显著提高，但以乳酸菌发酵的北五味子样品中4种木脂素成分含量最多。研究表明，乳酸菌适合做发酵北五味子的菌种［17］。这也为提高北五味子活性成分的利用度、开发新型功能性保健食品提供了参考。黄谦［18］用布雷正青霉（Eupenicillium brefeldianum）SWUKD2.0300以扩大发酵宿主植物狭叶南五味子，发酵产物经提取、分离纯化得到布雷菲徳菌素A，并对此结果设计正交试验进行优化得到最适培养基和培养条件。此外还发现SWUKD2. 0300在固体沙氏、马铃薯葡萄糖琼脂（potato dextrose agar，PDA）、马丁氏、胡萝卜、查氏培养基上生长良好，且具有水解纤维素和果胶的能力。白华等［19］将芽孢杆菌（Bacillus）发酵的五味子提取液口服给药肝损伤肉鸡，结果显示，芽孢杆菌在五味子提取液与培养基1∶1（V/V）的混合液中生长状态良好，芽孢杆菌发酵五味子提取液对机体抗氧化能力具有很强的作用，同时对肉鸡肝损伤具有很好的药理活性。此实验为中药与益生菌联用治疗肉鸡肝损伤提供了新方法，也为改善畜禽“亚健康”奠定了基础。罗杰等［20］选择断奶仔猪随机分为空白对照组、阳性对照组和实验组，分别喂以基础日粮、添加0.5%五味子的基础日粮和添加0.2%蛹虫草菌发酵五味子药渣菌质的基础日粮。随机选择喂养后的仔猪进行脾脏T淋巴细胞亚群分类、脾脏淋巴细胞增殖活性及血清中IgA、IgG和IgM含量检测，结果显示：阳性对照和实验组脾脏T淋巴细胞（CD3+）、T辅助/诱导细胞亚群（CD3+CD4+）百分率，辅助型T淋巴细胞/细胞毒性T淋巴细胞（CD4+/CD8+）比值均高于空白对照组；脾脏淋巴细胞增殖指数、血清免疫球蛋白IgA、IgG和IgM含量均显著升高，说明经蛹虫草菌发酵后的五味子药渣能提高仔猪的免疫功能。贺晓玉等［21］也选择断奶仔猪进行试验，建立空白对照组、阳性对照组、0.1%发酵五味子药渣（fermentationSchisandrachinensisdregs，FSD）组、0.3%FSD组和0.5% FSD组，分别喂以基础日粮、基础日粮+0.5%北五味子、基础日粮+0.1%发酵五味子药渣、基础日粮+0.3%发酵五味子药渣和基础日粮+0.5%发酵五味子药渣，通过记录其腹泻情况和采食量，计算腹泻率和料肉比，并在试验过程中分别测定空白对照组、阳性对照组、0.5%FSD组仔猪的肠绒毛高度、隐窝深度、肠上皮内杯状细胞、淋巴细胞数量以及空肠黏膜分泌型免疫球蛋白含量，结果表明，0.5%FSD组腹泻率最低，料肉比最高，小肠绒毛相对完整，绒毛高度显著增加，隐窝深度显著降低，绒毛高度与隐窝深度比值（V/C）提高，肠上皮内杯状细胞、淋巴细胞数量和肠黏膜含量均较高，说明发酵基质中五味子有效成分和蛹虫草菌丝体有效成分的双重作用能提高试验猪仔消化、免疫能力，蛹虫草菌发酵五味子药渣有望用于改善仔猪的断奶应激。

2　五味子相关发酵产品的研制

由于五味子列在卫生部颁布的保健食品可用名单中，并且还具有风味特别、味道甘美等特点，所以被认为是一种新型的保健食品。五味子中含有高浓度的酸，且多是柠檬酸和酒石酸，所以一般用来生产酒和饮料等一些具有保健功能的食品。如将五味子鲜果烘干，研磨制成五味子冲剂、胶囊和咖啡等［22］功能食品；经发酵制成五味子酒［23］、五味子醋、五味子复合果醋、五味子果醋饮料［24］、五味子乳酸饮料［25］等发酵食品。

2.1五味子酒的研制

五味子酒具有改善睡眠、提高免疫力等功能，同时具有很好的保肝作用。其具有一定的酒精度，未来有望可以部分替代啤酒、白酒等酒类饮品，利用五味子干果酿酒不仅可以充分利用当地资源，而且为五味子产业化调整提供了一条新途径，近年来发酵酿制五味子酒已经成为新的研究方向。

马荣山等［26-27］以辽五味子和蜂蜜为原料，生产发酵型五味子蜂蜜果酒，得出最佳条件：接种量为7%，含糖量为20%，发酵温度为26℃，发酵时间为14 d，pH值为5.5。通过对调酸剂的选择及饴糖生产工艺的优化确定饴糖发酵工艺最优参数：接种量为5%，温度为27℃，发酵时间为9 d，pH值为4.5。黄宝玺等［28］报道了以五味子为原料生产发酵型五味子果酒的工艺，通过优化接种量、发酵温度、发酵时间和pH这四个影响因素，并设计正交试验法进行分析，确定最终工艺为发酵温度32℃，发酵时间1 d，pH 6.5，接种量1.2%时所得到的橙红色果酒具有独特的五味子果香，风味纯正。葛会奇等［29］以五味子鲜品为原料，经加入蜂蜜以改善口感、增加营养，加入柠檬酸以弥补发酵和陈酿过程中含酸量减少的损失，通过正交试验最终确定配方：原酒含量为40%、糖含量为6%、酸含量为0.7%、酒精度为11%vol。经检测酒中含五味子醇甲等木脂素类有效成分，酒香浓郁，酸甜适口，是具有生理活性的一种保健果酒。田颖［30］利用中国食品发酵研究院的葡萄酒酵母菌1203对五味子果浆进行酒精发酵，通过正交试验得到最佳条件为接种量5%，发酵温度24℃，前发酵时间6～7 d时的五味子酒风味最佳，酒质清晰，营养与保健作用兼备。尚小莹等［31］以五味子烘干果实为原料，分别用安琪葡萄酒酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）SY、17B、RW对五味子进行酿酒发酵，结果显示安琪酵母RW活性最高。又对酵母接种量、初始糖度、SO2添加量、发酵温度和初始pH进行单因素试验和正交试验，得到五味子果酒的发酵条件：接种量为0.6%，初始糖度为20%，SO2的添加量为40 mg/L，发酵温度为27℃，在此发酵条件下可以得到比较理想的发酵型五味子果酒。庞少华等［33］进行了五味子酒的酿造条件改进实验，经羟自由基清除能力检测，确定五味子酒的最佳工艺条件为酸度15 g/L、发酵温度24～28℃、第9天分离皮渣。该实验也证明了五味子酒具有清除自由基的能力和较高的保健价值。屈慧鸽［33］以野生北五味子果实为原料对酿酒工艺进行研究得到五味子酒的质量指标均符合GB 2758—2012《发酵酒及其配制酒》中相关要求。李慧梅［34］采用五味子为原料生产的五味子酒不仅保持五味子原有的自然风味和丰富的营养成分，且果香浓郁、酒体醇和爽口，有很高的营养价值。高晓旭等［35］研制出一种五味子果啤酒，利用五味子果汁和麦芽汁糖化、混合发酵技术，在冷却的果汁和麦芽汁中加入啤酒酵母和果酒酵母，由“嫩啤”后过滤得到生啤。该啤酒既有传统啤酒的特色，又有五味子果实特有的风味，还有麦芽、啤酒花、五味子果的混合香气，营养丰富，是一种健康、时尚的现代饮品，而且适合工业化生产。蒋超等［36］开发了一种五味子葡萄酒，其质量分数为鲜葡萄50%～70%、五味子5%～8%、红枣肉2%～4%、生姜2%～4%、卵磷脂2%～6%、罗汉果2%～5%、甘草3%～6%、酵母3%～7%和白糖10%～18%。制作方法简单易行、成本低、生产周期短，该五味子葡萄酒既具有葡萄的营养价值又具有五味子的保健作用。崔瑛［37］以五味子为主要原料，配以人参、浒苔葡萄酒制成五味子葡萄酒，配方如下：浒苔葡萄酒50.0%～70.0%、五味子10.0%～20.0%、人参1.0%～3.0%、净化水加至100%。五味子与人参配伍之后，养心安神的效果增强，能延长睡眠时间，缩短睡眠潜伏期，此五味子葡萄酒具有浓郁的果香，口感细腻。刘扬涛［38］利用五味子经过传统发酵酿造工艺或现代发酵工艺制备得到一种色泽鲜红、口感独特、具有一定保健功能的高品质红酒，其中接种量为5%～10%、调配糖度为15%～25%。

2.2五味子果醋的研制

果醋能促进身体新陈代谢，调节酸碱平衡，消除疲劳，含有10种以上的有机酸和人体所需的多种氨基酸，而且对心血管具有一定的保护作用，尤其是对脑血栓、高血压、动脉硬化等病症均有一定的抑制作用［39］。五味子能够益气生津、补肾宁心，是不可多得的保健品，五味子果醋则集合了二者的功效。

周帼萍等［40-41］以分离筛选的醋酸菌HAc-5为发酵菌种，发酵五味子干酒制备五味子果醋。醋酸发酵163 h时达到峰值，总酸度为10.363g/100mL，醋酸的转化率为98.11%，制备成的五味子果醋色泽黄而微红，半透明，酸味醇厚丰满，具有五味子独特的药味香气。将木瓜和五味子干酒按2∶1的比例混合，进行复合醋酸发酵。发酵220 h时达到峰值，总酸度为9.4651 g/100 mL，制备成的复合果醋风味极佳，色泽黄而微红，清亮透明，并有着木瓜的清香和淡淡的五味子果味。

2.3五味子酸奶的研制

近年来，鉴于五味子的功能特性、较高的药用及食用价值，以五味子为原料制作营养全面、风味独特的酸奶，已成为一种发展趋势，具有较高的推广价值，开发前景十分广阔。

冯昕等［42］报道了五味子酸奶的加工工艺，采用L16（45）正交试验法设计生产工艺参数：五味子果浆与牛奶体积比为1∶7，接种量（保加利业乳杆菌/嗜热链球菌1∶1）为4%，白砂糖的添加量为8%，发酵温度为43℃，发酵时间为4 h，在此条件下得到独特风味的五味子酸奶。赵坚华等［43］以L9（34）正交试验优化凝固型五味子酸奶的最佳生产工艺，结果表明：五味子果浆（质量浓度为0.07 g/L）与复原乳的体积比为1∶7，接种量（保加利亚乳杆菌/嗜热链球菌1∶1）为0.06%，发酵温度为41℃，发酵时间为10.5 h，此条件下得到的五味子酸奶口感极佳，细腻润滑。赵海智等［44］报道了五味子酸奶的最佳工艺：五味子果浆（质量浓度为0.1 g/L）与牛奶按l∶9的比例混合，加入质量分数9%的绵白糖、0.1%的酸奶发酵剂和3%的保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌（l∶l）的发酵剂，在温度42.5℃条件下发酵5 h，可得清凉可口的五味子酸奶，此酸奶是一种集营养、保健与天然于一体的新型乳制品。

2.4五味子发酵产品的其他相关研究

王磊等［45］在单因素试验基础上采用正交试验对五味子发酵工艺条件进行筛选，得出最优条件为发酵时间4 d，酵母菌接种量0.2%，葡萄糖加入量8%，发酵原液酒精度5.33%vol。发酵产品风味调配的优化结果：加入原汁15%、糖6%、柠檬酸0.04%调配后的五味子发酵饮料酒精度为0.41%vol。

赵文涛［46］将提取后的五味子液参与麦芽、啤酒花、枸杞子混合发酵制成保健饮料。每1 000份产品由质量比为25 kg焦香麦芽、2 kg啤酒花、5 kg枸杞、4 kg暴马子木片、10 kg绵白糖、3 kg五味子提取液经两次发酵制成。该饮料能够温补肾阳、调节中枢神经、治疗神经衰弱等。

乜玉双等［47］研究表明，五味子红色素在乳酸发酵、醋酸发酵和酒精发酵过程中，红色素的分解率分别为78.36%、18.74%、41.10%，而在不同酸度的五味子果酒酿造过程中，红色素的分解率为11.05%。此结果说明适当提高酸度会增加五味子红色素的稳定性，并通过比较五味子发酵食品的加工方法可知五味子更适合于加工果酒和果醋。

3　结论与展望

五味子富含木脂素、有机酸、多糖等多种活性成分，在我国分布地域广，自然资源丰富。其不仅具有传统的宁心安神、镇痛解热之功效，还具有较高的营养价值，是良好的健康产品开发资源。然而目前，我国五味子相关产品开发程度不高，多数以原料或粗加工半成品的形式投放市场或出口国外。因此，以五味子为原料进行发酵，研制发酵果酒、果醋、酸奶等已经成为新的发展方向。通过微生物的分解代谢，改善五味子酸涩的口感，提高五味子营养成分的生物利用度，转化五味子的化学物质基础以实现不同的使用目的，是实现五味子药材的精细高值化利用的有力手段，为打造新一代高端健康食品提供新的参考。

［1］赵洪海，王晓蕾，张可兴，等.五味子的现代药理作用研究进展［J］.中医药信息，2010，27（4）：123-125.

［2］关亚会，贾洪，文王巍.五味子木脂素类药理作用的研究［J］.黑龙江中医药，2008（6）：44-45.

［3］谷丹丹，赵洪伟，张成义，等.北五味子木脂素对多炎症模型的影响［J］.中国老年学杂志，2013，33（19）：4788-4790.

［4］郭冷秋，张鹏，黄莉莉，等.五味子药理作用研究进展［J］.中医药学报，2006，34（4）：51-53.

［5］王佳丽，杨洪涛.五味子主要化学成分的药理研究［J］.河南中医，2014，34（2）：357-359.

［6］黄晓东，任旷.五味子木脂素研究进展［J］.吉林医药学院学报，2010，31（1）：46-49.

［7］郑春英，陆欣媛，王满玉，等.药用植物五味子内生真菌的分离及其抑菌活性研究［J］.中国药学杂志，2009，44（9）：661-664.

［8］李国红，张克勤，沈月毛.枯草芽孢杆菌对50种中药的发酵及抗菌活性检测［J］.中药材2006，29（2）：154-157.

［9］贾艳姝.黄芪乳酸菌发酵工艺研究［D］.哈尔滨：黑龙江中医药大学硕士论文，2012.

［10］董枚，郭芳.六味地黄发酵液的抗肿瘤和减毒作用［J］.现在中西医结合杂志，2002，11（18）：1753-1754.

［11］THIYAGARAJAN R，SUNG W K，JONG H S，et al.Effect of fermentedPanax ginsengextract（GINST）on oxidative stress and antioxidant activities in major organs of aged rats［J］.Exp Gerontol，2012，47：77-84.

［12］SHE C W，YI S S，HUANG Y C.Antioxidant properties of Lactobacillus-fermented and non-fermentedGraptopetalum paraguayenseE.Walther at different stages of maturity［J］.Food Chem，2011，129：804-809.

［13］孙静，马琳，吕斯琦，等.中药发酵技术研究进展［J］.药物评价研究，2011，34（1）：49-52.

［14］郑春英，吴桐，孙雅北，等.一种提高北五味子有效成分的微生物发酵方法：中国，CN102188485［P］.2012-07-18.

［15］李国红，张克勤，沈月毛.枯草芽孢杆菌对50种中药的发酵及抗菌活性检测［J］.中药材，2006，29（2）：154-157.

［16］ZHANG H，ZHANG G Q，ZHU Z Y，et al.Determination of six lignans inSchisandra chinensis（Turcz.）Baill.fruits and related Chinese multiherb remedies by HPLC［J］.Food Chem，2009，115：735-739.

［17］郑春英，石震华，刘玉洁，等.发酵北五味子的抑菌作用及4种木脂素成分分析［J］.中国食品学报，2013，13（3）：214-218.

［18］黄谦.狭叶南五味子内生真菌多样性及其发酵研究［D］.重庆：西南大学硕士论文，2015.

［19］白华，蔡亚娜，胡明，等.芽孢杆菌发酵五味子提取液对肉鸡肝损伤的影响［J］.中国兽医学报，2012，32（2）：305-320.

［20］罗杰，黄朝翔，贺晓玉，等.蛹虫草菌发酵五味子药渣菌质的免疫活性［J］.食品工业科技，2014，35（8）：355-358.

［21］贺晓玉，罗杰，李英伦，等.发酵五味子药渣对断奶仔猪小肠黏膜的形态及免疫的影响［J］.湖南农业大学学报：自然科学版，2014，40（2）：196-201.

［22］孙昌波，王森，丁向阳，等.五味子在食品工业中的应用及其开发前景［J］.食品与机械，2003（6）：9-10.

［23］黄宝玺，王大为，王金凤，等.发酵型五味子果酒的研制［J］.酿酒，2009，36（5）：77-78.

［24］周帼萍，周容容，程正道，等.五味子、木瓜果醋的研制［J］.中国酿造，2008，27（4）：94-96.

［25］赵海智，李国玉，白天红，等.五味子果浆对乳酸菌生长的影响及五味子酸奶的加工［J］.中国乳品工业，2003，31（4）：28-30.

［26］马荣山，代启靖，韩韬，等.发酵型五味子蜂蜜果酒的研制［J］.食品研究与开发，2010，31（6）：122-125.

［27］马荣山，董凌旭，教传勇.利用饴糖发酵五味子酒的参数测定与质量评定［J］.中国酿造，2009，28（9）：121-123.

［28］黄宝玺，王大为，王金凤，等.发酵型五味子果酒的研制［J］.酿酒，2009，36（5）：77-78.

［29］葛会奇，贾天柱，颜廷才，等.五味子果酒的酿制工艺及其质量检测［J］.现代农业科技，2007（9）：5-8.

［30］田颖.五味子果酒的研制［J］.中国酿造，2008，27（1）：88-90.

［31］尚小莹，饶铖乐，陈茂彬.五味子果酒酿造工艺研究［J］.酿酒，2013，40（1）：73-76.

［32］庞少华，孙婧超，欧燕，等.五味子酒酿造工艺筛选及抗氧化性研究［J］.酿酒科技，2012（10）：74-80.

［33］屈慧鸽.五味子酿酒工艺及产品质量研究［J］.食品科学，2005，26（1）：112-115.

［34］李慧梅.一种五味子酒的制造方法：中国，CN1544601［P］.2004-11-10.

［35］高晓旭，陈建光.一种五味子果啤酒的生产方法：中国，CN101798554［P］.2010-08-11.

［36］蒋 超，蒋越.一种五味子葡萄酒：中国，CN101050409［P］.2010-08-04.

［37］崔瑛.五味子葡萄酒：中国，CN104419577［P］.2015-03-18.

［38］刘扬涛.五味子红酒：中国，CN1548519［P］.2004-11-24.

［39］鲍金勇，王娟，林碧敏，等.我国果醋的研究现状、存在的问题及解决措施［J］.中国酿造，2006，25（10）：5-8.

［40］周帼萍，陈平，周容容，等.五味子果醋的研制［J］.中国酿造，2007，26（5）：78-80.

［41］周帼萍，周容容，程正道，等.五味子、木瓜果醋的研制［J］.中国酿造，2008，27（7）：94-96.

［42］冯昕，王吉中，呼玉侠，等.五味子酸奶的工艺研究［J］.食品工业，2006（8）：45-47.

［43］赵坚华，孟子轩，李官浩，等.凝固型五味子酸奶工艺的研究［J］.食品科技，2009，34（8）：49-51.

［44］赵海智，李国玉，白天红，等.五味子果浆对乳酸菌生长的影响及五味子酸奶的加工［J］.中国乳品工业，2003，31（4）：28-30.

［45］王磊，滕井帝，朱莉.五味子发酵饮料的研制［J］.农产品加工·学刊，2009（4）：53-69.

［46］赵文涛.一种发酵保健饮料：中国，CN101457187［P］.2009-06-17.

［47］乜玉双，孙广仁，蒋莉莉，等.五味子红色素在发酵食品加工中的稳定性［J］.北华大学学报：自然科学版，2014，15（3）：388-393.

Research progress of fermentation product fromSchisandra chinensis

DIAO Xuedan，QIU Zhidong，WANG Weinan*
（School of Pharmaceutical Sciences，Changchun University of Chinese Medicine，Changchun 130117，China）

Schisandra chinensisis either a well-known traditional Chinese medicine（TCM）or an edible herb with excellent health care effects.Along with the enhancement of public health awareness，a trend of annual increase in the development ofS.chinensisproducts was observed.In recent years，biotransformation technology has been widely applied to the development of TCM products.The health products developed from such technology，including fermented beverage，fruit wine and yogurt ofS.chinensishad won great popularity among consumers，which leading to good market prospects.This paper summarized the knowledge ofS.chinensisbiotransformation and fermentation products development.These findings could provide theoretical evidence for the further development and usage ofS.chinensis.

Schisandra chinensis；biotransformation；product development

TS205

0254-5071（2016）03-0006-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.03.002

2015-12-22

国家科技支撑计划项目（2012BAI29B05）

刁雪丹（1990-），女，硕士研究生，研究方向为中药学。

王伟楠（1985-），男，讲师，博士，研究方向为中药化学。