金花茶的花叶保健功效及超微粉制备技术的应用
2017-01-17段鹏飞何守峰易雪平
段鹏飞,何守峰,张 文,易雪平,倪 穗
(宁波大学 海洋学院,浙江 宁波 315211)
金花茶的花叶保健功效及超微粉制备技术的应用
段鹏飞,何守峰,张 文,易雪平,倪 穗*
(宁波大学 海洋学院,浙江 宁波 315211)
金花茶不仅具有极高的观赏价值,同时其花、叶富含多种天然活性物质,具有极高的保健功效。传统的开水冲泡法对其活性物质的利用率较低,若采用杀青、干燥以及超微粉碎等一系列制备技术获得粒径较为均匀的超微粉,进而研发金花茶花叶超微粉保健产品,将大大提高我国金花茶花叶的附加值,促进金花茶资源的高效利用。
金花茶;花叶;保健功效;超微粉制备技术;应用
金花茶(CamelliachrysanthaHu)是山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)金花茶组(Sect.Chrysantha)的常绿灌木或小乔木,是我国特有的国家一级保护植物,是世界著名的珍稀植物,资源极为珍贵,被誉为“植物界大熊猫”、“茶族皇后”[1]。
现知全球金花茶组植物有43种和5个变种,除越南北部有11种以及我国云南、贵州、四川各产1种外,其余31种和5个变种均产于我国广西[2-3]。
金花茶因其独特的金黄色花朵而闻名于世。其花叶不仅具有极高的观赏价值,还富含多种具有生理作用的天然活性物质,具有极高的医药保健价值。
1 金花茶花叶的保健功效
金花茶的花除作观赏外,还可入药。据中国疾病预防控制中心营养与食品安全所、北京疾病预防控制中心营养与食品安全所、广西壮族自治区分析测试研究中心等机构检验显示金花茶的花叶属无毒级,含有400多种有益于人体健康的物质,是自然界中药用成分最丰富的植物之一[4]。金花茶的花叶中富含茶多糖、茶多酚、总皂苷、总黄酮、茶色素、咖啡因、蛋白质、维生素B1、B2、维生素C、维生素E、叶酸、 脂肪酸、 B-胡萝卜素等多种天然营养成分;
含有茶氨酸、苏氨酸等几十种氨基酸,以及多种对人体具有重要保健作用的天然有机锗(Ge)、硒(Se)、钼(Mo)、锌(Zn)、钒(V)等微量元素,和钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)等大量元素[5]。现代药理学研究表明金花茶的花、叶具有显著的降血脂、降血糖、抗肿瘤、增强免疫力和消炎、抗氧化等功效,尤其是在降血脂方面有重大的意义[6]。
金花茶的叶经临床试验表明,对于调节血脂、血糖,降低胆固醇、血压,抑制肿瘤生长、抗衰老、防止动脉粥样硬化、防治心脑血管疾病、激活人体多种酶、提高机体免疫力方面也有较明显作用,所以民间也称之为“神茶”[6]。江南大学食品学院的王元凤等[7]测定了普通金花茶干叶片的主要营养成分及其所含的微量元素,研究表明普通金花茶的叶子中含粗纤维20.5%、总黄酮0.23%、茶多酚2.1%可溶性糖4%,还含有Fe、Zn、Se、Ge、Mo、Co、Mn等多种微量元素。
因此,金花茶是一种具有潜在开发价值的特有资源,已引起国内外的高度重视。
2 目前金花茶花叶的开发现状
广西防城港分布有世界95%的金花茶。为了保护金花茶,1994年国家在广西防城港设立世界唯一金花茶国家级自然保护区和世界唯一金花茶基因库。广西近年来大力发展金花茶的人工种植,现有人工种植的金花茶面积达1 667公顷。
在国内人们更多地关注金花茶的原产地保育技术,走先保育再开发的传统路子,多年来金花茶的产业发展缓慢。目前市场上金花茶花叶的产品类型主要分为二类:第一类是茶产品类,有金花茶花茶、金花茶叶茶、花叶组合茶等。市场上最多的是金花茶叶产品,主要是以金花茶嫩叶为原料经传统的制茶工艺制作成的。金花茶的花产品种类比较少,目前主要有花朵茶和花蕾茶两类,只需简单加工干燥。第二类是保健品,主要是金花茶蜜、金花茶提取液、金花茶浓缩液,一般是以金花茶叶为原料,经提取浓缩而成。
由于金花茶的花叶主要成分为多酚类、蛋白质、生物碱、维生素等有机物以及多种无机矿物元素组成,传统的开水冲泡方法只能浸出其中的部分营养成分供人体吸收,而一些不溶性或难溶性的成分,如部分维生素及绝大部分蛋白质、碳水化合物、胡萝卜素以及部分矿物质等仍留存于花叶渣中被丢弃,导致其保健利用率较低。
因此,多年来金花茶的产业仍然在一些花叶原料型初级产品档次上徘徊,产品附加值不高,原料消耗大,半成品被韩国等国家低价收购,长此以往将对我国野生资源带来掠夺式消耗,我国金花茶生产区将沦为国外的原料基地,国内产品市场空间也将被不断挤压,难以出头。
3 花叶超微粉的制备技术研究现状
3.1 超微粉碎技术
超微粉碎技术是近年来国际上迅速发展起来的一项新型粉碎工程技术,利用超微加工技术可以把原料加工到微米级(1~100 μm)、亚微米级(0.1~1 μm)甚至纳米级(1~100 nm)粉体。由于颗粒的微细化导致其表面积和孔隙率增加,从而使物料具有高溶解性、高吸附性以及高流动性等物理化学方面的新特性。目前,超微粉碎技术己广泛应用于食品、医药、日用化工等领域[8]。超微粉是近几年在超微粉碎技术基础上发展起来的一种新型制品,其优势在于保证植物花、叶中成分的完整性,同时提高花叶中功能成分的生物学活性,增进机体吸收率,还能改善花叶的食用品质,扩大花、叶资源的利用范围[9]。
近年来,超微粉碎技术在茶叶深加工中也得到日益广泛的应用。与普通茶粉相比,超微茶粉不仅有效保持茶叶原有的色香味品质,而且茶叶经超微粉碎破壁后,茶粉的表面积大大增加,其中的有效成分充分暴露出来,能够增进机体吸收,进而提高人体对茶叶的营养吸收率。此外,超微化的茶粉还具有较好的固香性和溶解性,能够改善茶叶的食用品质,进而扩大茶叶资源的利用范围[10-17]。
排除标准:继发性高血压,合并严重器官疾患者(如肝肾肺脑部疾患),合并严重血液系统疾病、冠心病、糖尿病、肿瘤疾患等。本研究获得患者知情同意并签字,同时该研究经医院伦理委员会同意。
3.2 花叶超微粉的制备技术
以植物的花、叶为原料,采用蒸汽杀青、微波干燥或热风干燥以及气流粉碎或冲击粉碎等超微粉碎技术,获得粒径较为均匀的超微粉,为后续利用植物花叶超微粉开发保健养生饮料和食品、化妆品等产品打下坚实的基础。植物花叶超微粉制备的工艺技术[18]包括:
鲜花叶—摊放—杀青—干燥—脱茎梗—摊凉—干燥—超微粉碎—超微粉成品
3.2.1 花叶杀青方法
杀青是花叶初制的首要工序,也是产品品质形成的关键工序之一。目前植物花叶的杀青技术有锅炒杀青、滚筒杀青、蒸汽杀青等。不同的杀青技术对花叶的有效物质含量、色泽、香气、滋味等均有影响,在杀青时要根据不同的目的选择合适的杀青技术。锅炒杀青容易受人的意识和技术素质的影响,造成产品品质不稳定。而且锅炒杀青的技术操作劳动强度较大,需劳力也较多。蒸汽杀青与锅炒杀青比较,锅炒杀青较蒸汽杀青有利于花叶香气提高。但蒸汽杀青叶绿素保留量较多,色泽绿。锅炒杀青氨基酸、可溶性糖含量高于蒸汽杀青,而多酚类则相反。釆用蒸汽杀青替代传统的滚筒杀青的花叶,在同样的储藏条件下,蒸汽杀青品质明显好于滚筒杀青[19]。且蒸汽杀青对花叶的营养成分氨基酸、叶绿素、维生素造成破坏较小。虽然蒸汽杀青的出来的叶子颜色似乎是黄熟了些,但由于酶活性破坏彻底,花叶色泽就显著改善[20]。
3.2.2 花叶干燥方法
目前,植物的花叶干燥技术主要有热风干燥、微波干燥和真空冷冻干燥等技术。
3.2.3 花叶超微粉碎方法
目前,植物花叶的超微粉碎主要有球磨粉碎、气流粉碎、冲击式粉碎以及振动磨粉碎等方式。
球磨粉碎是利用球磨机在运行时球磨罐体运动带动磨罐内磨介产生对物料的强烈撞击、碾压与搓擦作用,使物料被粉碎。此法获得的超微粉保留了花叶原有的氨基酸和水溶性多糖等成分,但在超微粉碎过程中会损失一定的茶多酚[26]。气流粉碎主要是利用高压、高速气流的能量,使物料颗粒相互产生剧烈的冲击、碰撞和摩擦等作用力,从而实现对物料的粉碎。气流粉碎过程中压缩空气绝热膨胀产生焦耳汤姆逊降温效应,尤其适用于花叶等热敏性物质的超微粉碎。经气流粉碎技术加工的超微茶粉具有细度高、粉体润泽、粒度分布窄、分散性好,冷、热溶速度快等优势[27]。冲击式粉碎机主要是利用高速旋转的转子上的锤头对物料施行打击而将其粉碎,处于定子和转子之间被初粉碎的物料通过相互碰撞与摩擦作用使其被进一步粉碎,且该粉碎过程可反复进行直到颗粒粒度达到要求为止。这类粉碎机兼有冲击、摩擦和气流粉碎作用,具有粉碎效率高、粉碎比大、结构简单、运转稳定等优势[28]。
4 金花茶的花叶超微粉开发前景
金花茶叶片角质层极厚,含有丰富的纤维素,原果胶和叶绿素,表面又分布有大量的蜡质层,泡茶对有效成分的提取十分不利,而且由于金花茶花叶浸提工艺和常压高温浓缩工艺会致使具有保健功能的生理活性物质部分或者完全丧失,特有的芳香物质也大部分挥发;药用保健成份的获取率低,原料(鲜叶)消耗量大,产品档次低,质量很不稳定。而采用超微粉碎技术对金花茶花叶进行超微粉碎,获得颗粒细微的金花茶花叶超微粉,是目前最好的加工技术。
金花茶资源的开发利用将越来越受到人们的关注。研发金花茶作为保健食品新资源,既有利于野生金花茶资源的保护,又可以利用金花茶对人体的特殊保健成分生产保健产品造福人类。因此,大力开展金花茶的选育及人工栽培工作,选育出花叶高产及高生物活性成分含量的品种,建立金花茶种质资源圃和种植基地,研发金花茶的花叶超微粉的制备技术, 通过超微粉碎技术可以将金茶花的花叶粉碎得到粒径较为均匀且≤25 μm的超微茶粉。再针对不同金花茶物种和品种的花朵和叶片中具有生物活性代谢组分的差异性开展超微茶粉保健产品研发。可以研发富含活性物质的金花茶的花、叶超微茶粉的速冲饮料、咀嚼含片等新型保健养生产品。这些新型保健产品既可以保证金花茶花、叶中成分的完整性,同时提高其花叶中功能成分的生物学活性,增进机体吸收率。制备金花茶花叶超微粉既能实现了开发这个具有极高的医药保健价值的植物资源的需要,又可以实现金花茶野生资源保育的目的。对提高我国金花茶花叶产品加工能力,促进金花茶资源的高效利用具有十分重要意义。
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Health Care Efficacy and the Application of Ultrafine Powder PreparationTechniques of Flowers and Leaves ofCamelliachrysantha(Hu)
Duan Pengfei,He Shoufeng,Zhang Wen,Yi Xueping, Ni Sui*
(School of Marine Science, Ningbo University, Ningbo 315211, China)
Camelliachrysantha(Hu) has high ornamental value. Moreover, its flowers and leaves are rich in a variety of natural active substances, having high health care efficacy. But it is widely known that by traditional boiling method, the availability of active material in flowers and leaves ofCamelliachrysanthais very low. To get the superfine powder through a series of the superfine powder technologies, including fixating, drying, and ultrafine grinding, and to research and develop health care products based on superfine powder made of the flowers and leaves ofCamelliachrysantha(Hu), will greatly improve their added value products and promote the resource utilization.
Camelliachrysantha(Hu); flowers and leaves; health care efficacy; the preparation technology of superfine powder; application
10.3969/j.issn.1006-9690.2017.04.017
2016-12-09
政府间国际科技创新合作重点专项(2016YFE0126100);宁波市科技富民项目—金花茶的引种选育及花、超微茶粉的制备技术研究。
段鹏飞,男,主要从事植物资源开发利用研究。
TS218
A
1006-9690(2017)04-0079-03
*通讯作者: 倪穗,教授,主要从事植物生物技术研究。