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刺梨食品研究进展

2019-02-19王怡李贵荣朱毅

食品研究与开发 2019年18期
关键词:梨汁梨果刺梨

王怡,李贵荣,朱毅,*

(1.中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京100094;2.贵州省盘州刺梨产研中心,贵州盘州553537)

刺梨的营养价值很高,含有丰富的维生素C、多酚、多糖、有机酸、黄酮、β-谷甾醇等物质,其中含维生素C 27 040 mg/kg 左右[1],在水果界中称为“维生素C之王”。经科学者们研究发现,刺梨具有多种生理功能:黄姣娥等[2]发现刺梨的提取物刺梨三萜能够体外增殖抗肝癌细胞,对肝癌有一定疗效;詹继红等[3]发现刺梨干粉能够调节肾功能,延缓肾衰竭;李军等[4]发现刺梨能够调节机体免疫功能;王慧等[5]研究刺梨对砷的吸附机理,发现刺梨粉具有解毒作用;杨江涛等[6]发现刺梨能够提高小鼠抗氧化能力,延缓衰老。正因为刺梨有各种各样的功效,所以关于其食品产品的研究有很多。目前市场上已有刺梨干果、刺梨酒、刺梨果粉、刺梨蜜饯、刺梨软糖等产品,价格实惠,营养丰富,便于储藏、食用,市场反应较好。本文着眼于我国刺梨生物活性成分以及食品开发利用这两个方面的研究现状,旨在为进一步研究刺梨,从而为我国刺梨食品的开发加工进程提供借鉴[7]。

1 刺梨植物简介

刺梨(Rosa roxburghii Tratt),又名佛朗果、茨梨、送春归、文光果、刺果、天赐梨等,是蔷薇科、蔷薇属的多年生落叶丛生灌木珍贵野生果树[8]。刺梨适宜生长在海拔较高的地区,比如500 m~1 500 m 的高山丘陵地带,尤以气温温差大和一些偏冷凉地区的维生素C 含量高。而贵州省海拔较高、纬度较低并且大部分土壤偏酸性,适合刺梨生长,因此刺梨几乎遍布贵州全省。据普查,年产量约在1 500 万公斤[9]。

2 功能活性成分

2.1 有机酸及抗坏血酸

有机酸通常是指分子结构中含有羧基(-COOH)的能够中和碱的有机化合物。其中有机酸的组分和含量与果实的品质及风味是息息相关的,也是中药药效的重要组成成分,可维持人体内酸碱平衡[10]以及促进人体内的消化。

抗坏血酸(l-ascorbic acid)又名维生素C,是一种人体所必需的化合物用来维持人类的正常生长发育,具有清除自由基、抗衰老、抗氧化、调节人体机能等功效。由于人类自身无法合成抗坏血酸(ascobic acid,AsA),所以得从富含AsA 的蔬菜和水果的植物中获得[11]。

因为刺梨富含VC,所以对刺梨有机酸的研究大多是关于AsA。这些研究内容包括刺梨AsA 合成途径及生理基础、AsA 积累与酶活性的关系、外源物质对AsA合成的影响以及高AsA 的积累机制和关键酶基因的表达等。

安华明等[12]对果实使用高效液相色谱(high-performance liquid chromatography,HPLC)法进行定性分析过后发现,在刺梨的果实中主要包含了6 种有机酸组分以及含量较高的抗坏血酸。这6 种有机酸分别是:酒石酸、苹果酸、乳酸、柠檬酸、琥珀酸和草酸。牟君富等[13]测得刺梨总有机酸含量为1.55%~1.84%。黄国柱等[14]测得刺梨总有机酸含量为0.89%~1.40%。安华明等[12]研究发现,抗坏血酸的含量为23.3 mg/g(FW),比所有有机酸组分的总和高出约1 倍,是猕猴桃抗坏血酸含量的10 倍甚至以上。

2.2 黄酮

黄酮类化合物是一种生物活性物质,普遍存在于植物当中。黄酮类物质具有生物活性,如抗氧化[15]、保护心血管[16]、抑制炎症细菌和病毒[17]、调节雌激素[18]、降低血糖[19]等作用。

刺梨果实中富含具有生物活性物质的黄酮类的化合物,其总黄酮量平均6 800 mg/kg,最高达到8 000 mg/kg[20]。

刺梨黄酮的研究主要包括4 个方面:黄酮在生长过程中的积累机制、提纯、成分的分析和生物活性研究。

张晓玲[21]发现刺梨果实中的黄酮类成分在一定程度上能够预防和调节高甘油三酯血症。张汇慧[22]采用半仿生法提取刺梨黄酮,并对刺梨黄酮采用大孔树脂进行精制,发现精制后的黄酮成分总抗氧化能力明显高于粗提物。

2.3 刺梨多糖

多糖是一种通过糖苷键连接醛基或酮基的糖而在一起的聚合物。多糖不仅对自身免疫病和机体多种免疫缺损疾病有一定的治疗效果,还能诱导干扰素的产生[23]。

现如今有关刺梨多糖方面的研究还不算充分,而且其中大部分的研究是对刺梨多糖的提纯、初步分离鉴定、部分功效鉴定,对于其具体组分和更多功效的研究较少。

刺梨的多糖含量丰富,一般含量在11.2 mg/g~14.3 mg/g 左右[24]。目前经研究发现,刺梨多糖有抗缺氧活性、抗补体活性、免疫增强功能和神经损伤保护作用[25]等。

2.4 超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)

SOD 即超氧化物歧化酶,是一种重要的金属酶及抗氧化剂,在动、植物及微生物中广泛存在,能够促进氧化物通过歧化反应分解为氧气和过氧化氢。经过研究发现刺梨果实的SOD 含量很高,最高能达10.5 U/mg[26]。但由于SOD 含量测量值不稳定,所以关于SOD 的研究大多是测活条件的改进方法以及SOD 的功效和作用。

张爱华等[27]研究证明饮用强化SOD 刺梨汁具有抗突变作用以及对遗传损伤有保护作用。郑波等[28]研究证明刺梨汁对大鼠胃溃疡具有保护修复作用。张景隆等[29]研究发现强化SOD 刺梨汁有抗衰老作用。还有研究表明,刺梨汁能减少砷[30]、镉[31]等重金属对大鼠和患者的损伤作用。

2.5 其他功能性成分

2.5.1 刺梨多酚

刺梨多酚又称刺梨单宁,具有多元酚结构的物质,有很强的抗氧活性。李光等[32]测得无籽刺梨的多酚含量约为18.117 mg/g。孙红艳等[33]测得普通刺梨多酚提取率为15.930 mg/g。

2.5.2 维生素及微量元素

刺梨鲜果中含多种维生素,包括AsA、K、B1、B2、胡萝卜素、叶酸等。维生素K 含量约2.04 mg/100 g~3.61 mg/100 g,显著高于一般蔬菜水果[34]。

蔡金腾等[35]将刺梨果实与火棘果实进行对比,发现刺梨中矿物质元素种类多且含量较高。杜薇等[36]测得刺梨中含很高的铁元素,为24.4 μg/g,说明刺梨果有补血效果,能增强人体免疫力。卿晓红[37]研究发现刺梨中富含硒,比大部分水果含量都高,并猜测是刺梨防癌抗衰老的原因之一。

2.5.3 三萜类化合物

三萜类化合物具有降低血糖、调节脂肪酸代谢、抗衰老、抑制癌细胞增殖等生理活性。关于刺梨三萜的研究较少,目前主要包括刺梨三萜的提取和测定及生物活性作用研究等。黄姣娥等[2]、戴支凯等[38]研究发现刺梨三萜能够在一定程度上体外抗人体癌细胞。

2.5.4 刺梨甾醇(β-谷甾醇)

甾醇是含有羟基的具有生理活性的固体化合物,能够降低人体胆固醇、治疗皮肤癌等疾病、阻止胆结石形成、促进伤口愈合等。吴小琼等[39]采用超临界CO2萃取无籽刺梨挥发油也分离得甾醇,从而发现刺梨挥发油的研究价值,然而关于刺梨甾醇仅有分离方法的研究,更深层次的内容还有待发现。

2.5.5 甙类

甙又称苷或者配糖体,是环状缩醛衍生物。甙水解后能生成糖与非糖化合物,非糖化合物有黄酮类、多酚类等。因此,从结构可以看出,刺梨甙类也与刺梨的生物活性相关。目前对于甙类的研究较少,主要是甙的分离纯化及含量的测定。梁光义[40]、田源等[41]从刺梨干果及干燥叶中分离出2 个互为差向异构体的五环三萜酯甙,分别为刺梨甙和野蔷薇甙。

3 刺梨食品研究进展

3.1 干制食品

3.1.1 刺梨冻干粉胶囊

刺梨中含有的多数活性物质具有热敏性,极易遭到破坏。因此,为了能够便于储存、保留刺梨原本的营养物质,大多采用真空冷冻干燥法,将刺梨汁冷冻干燥成干粉。刺梨冻干粉操作工艺流程:原料→打浆→过滤→混匀→冻干→粉碎[42]。

3.1.2 刺梨茶

刺梨茶冲泡、饮用方便,且货架期长、便于携带,是一种较流行的刺梨食品存在形式。刺梨茶生产工艺流程:清洗→蒸制→微波干燥→破碎→加入其它辅料→搅拌、混匀→真空包装→成品[43]。鄢平等[43]以微波干燥后的刺梨全果为主料,红茶、黑枸杞、决明子、雪菊、甘草为辅料,制作成营养丰富、健脾养胃的刺梨茶。

3.2 发酵食品

3.2.1 发酵饮料

刺梨汁经过发酵,营养丰富,口感独特。刺梨发酵饮料生产工艺流程:原料→清洗→破碎→榨汁→过滤→调合→杀菌→添加活酵母→发酵→过滤→灌装→封口→灭菌→成品。吴翔等[44]以刺梨、菠萝、芦荟的汁液为原料,通过正交试验优化出最佳配方,经过酒精和醋酸发酵后,制得营养丰富、感官品质较好的饮料。

3.2.2 刺梨酒

由于现代人们对于健康的追求,全汁发酵果酒越来越受欢迎,关于刺梨酒的研发也有很多。刺梨酒生产工艺流程:原料→分选→清洗→破碎→压榨→粗滤→热处理→精滤→成分调整→酒基脱臭→澄清→过滤→脱气→装瓶→封口→杀菌→冷却→检验→刺梨果酒[45]。任春光等[46]以刺梨、酥李为原料,用酿酒活性干酵母作为发酵剂,对刺梨酥李复合果酒发酵工艺进行研究,结果表明,刺梨酥李复合果酒的最佳工艺为:刺梨汁与酥李汁配比为3∶1(体积比),前发酵温度为24 ℃,后发酵温度为18 ℃,酵母接种量0.4%,糖度25%。按此工艺加工形成具有独特诱人风味的刺梨酥李复合果酒,是一种值得开发的复合型果酒。

3.2.3 刺梨酸乳

刺梨具有独特的酸味口感,为刺梨酸乳饮料的开发提供了便利。刺梨酸乳生产工艺流程:原料预处理→刺梨果打浆→过滤→脱色下胶→调配→均质→杀菌→冷却→接种→发酵→冷藏→成品。黄群等[47]以刺梨汁、奶粉、百合粉为主要原料,用保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌(1∶1)接种发酵生产凝固型刺梨百合酸乳。配方及发酵工艺条件为复原乳∶百合酶解液=2∶8(质量比),刺梨汁添加量10%,蔗糖添加量5%,混合发酵剂添加量3%,42 ℃发酵6 h,经后熟所得产品口感柔和,风味独特。黎继烈等[48]以杨梅、刺梨果汁和复原乳为主要原料,进行凝固型酸乳的加工工艺研究。确定了生产的主要工艺条件为:培养温度为42 ℃,杨梅刺梨汁加入量 10 %,菌种比 1∶1(Lb/St),接种量4 %;稳定剂0.2%低甲氧基果胶、0.2%羟甲基纤维素;均质压力 25 MPa,温度 65 ℃~70 ℃;杀菌温度 85 ℃,时间15 min。

3.2.4 刺梨果醋

刺梨果醋营养丰富,口感醇厚,新鲜爽口。刺梨果醋生产工艺流程:刺梨→清洗→破碎→打浆→果胶酶处理→过滤→澄清果汁→糖度调配→巴氏杀菌→活性菌种→添加干酵母静置酒精发酵→用醋酸菌进行静置发酵→澄清脱涩→勾兑调配→灌装→灭菌→成品[49]。刘春梅等[50]以刺梨为主要原料,研究了发酵法制备果醋的技术工艺,并以制得的刺梨果醋为原料,添加柠檬酸、蜂蜜等辅助材料制成营养丰富、酸甜可口的果醋饮料。康志娇等[51]充分利用刺梨残渣,以刺梨渣为主要原料研制刺梨果醋,通过正交试验优化醋酸发酵工艺,结果表明:在5°的果酒酒精度,10%的菌种加入量,30 ℃的发酵温度下,发酵10 d 后所得果醋酸度最高,为27.9 g/L。调制后的刺梨果醋饮料呈金黄色,具有刺梨果独特的香气,口感良好。

3.3 罐装类食品

3.3.1 刺梨罐头

刺梨罐头甜脆爽口,含有大量的膳食纤维。科研人员发现通过低温连续杀菌工艺,能在很大程度上保存AsA。刺梨罐头工艺流程:果实→挑选分级→碱液浸泡→机械磨皮→果块成型→去籽→保脆处理→漂洗→装罐加糖水→密封→杀菌→检验→成品[52]。

3.3.2 刺梨饮料

近年来,我国科研者对刺梨饮料的开发进行了许多探索。刺梨饮料生产工艺流程:原料处理→打浆→混合→调配→装罐→杀菌→冷却→成品[53]。侯璐[53]添加0.03%茶多酚、0.09%植酸研制出高维生素C 含量的刺梨口服液,保留了刺梨汁大部分的营养素,延缓衰老,促进身体健康。王万贤等[54]利用富硒矿泉水配制刺梨饮料,能提高机体免疫力还能延缓衰老。吴天祥等[55]以鱼腥草为主料,南瓜粉、刺梨汁等辅料,采用饮料生产工艺制得一种富含维生素、矿物质、膳食纤维和氨基酸的风味独特的营养保健饮料。邓毅[56]分别用蜂胶提取液和乳化后的粗蜂胶与刺梨汁混合调配,研制出2 种刺梨蜂胶饮料。

3.3.3 刺梨果奶

刺梨罐装类食品的开发利用不仅包括罐头、饮料等,还有刺梨果奶。刺梨果奶生产工艺流程:原料处理→压榨→添加果胶酶静置→分离→下胶→冷冻过滤→添加乳粉等调配→均质→脱气→灌装→杀菌→冷却→成品[57]。杨胜敖等[57]以刺梨果汁为主要原料,采用正交试验对刺梨果奶生产工艺进行优化,并研究其稳定性。结果在刺梨汁25%、白砂糖8 %、脱脂乳粉4 %、柠檬酸0.4 %,加入0.13 %阿拉伯胶、0.10 %CMC-Na、0.10%黄原胶和0.07%海藻酸钠等复合稳定剂,在25MPa 压力下进行均质,并且在90 ℃杀菌20 min的条件下,制得风味突出、酸甜可口、稳定性好的刺梨果奶。

3.4 糖制食品

3.4.1 剌梨果脯

刺梨果脯生产工艺流程:刺梨果→磨刺→分切→去籽→沥干→糖渍→入模→冷却→出模→干燥→包装→真空包装[58]。邓茹月等[58]采用真空糖渍技术和传统糖渍技术这两种方法制备刺梨果脯,将其进行比较,制备过程中用草酸对VC进行保护,再以顶空固相微萃取和气相色谱-质谱分析技术对刺梨果脯进行风味成分分析,发现采用真空糖渍技术可较好地保留刺梨的营养成分以及风味物质。应瑞峰等[59]采用糖分低的木糖醇、D-甘露糖醇、山梨糖醇代替了一部分白砂糖,能够较好的保存刺梨果脯中VC及黄酮含量。该发明所制得的果脯含较低含量的糖,具有鲜亮的颜色,且营养物质损失少、口感清爽。

3.4.2 剌梨果酱

刺梨果酱生产工艺流程:原料→选果→清洗→切分→软化预煮→打浆→配料→糖煮→热灌装→杀菌→冷却→成品[60]。刘芳舒等[60]以贵州无籽刺梨为主要原料,研究无籽刺梨果酱复合加工的关键技术。通过单因素试验,正交试验以及品质指标的测定,优化刺梨工艺技术。确定出刺梨果酱最佳工艺配方如下:无籽刺梨与番茄比例3∶1(质量比),原料与水比例1∶2(质量比),复合增稠剂(果胶0.8%,羧甲基淀粉6%),葡萄糖浆45%,柠檬酸0.25%,生产出的刺梨果酱果味浓郁,色泽鲜亮,口感独特,具有较高的营养价值。

3.4.3 刺梨糕

刺梨糕口感细腻,咀嚼性好,是很好的刺梨食品研发方向。刺梨糕生产工艺流程:刺梨浓缩汁→添加白砂糖、胶凝剂加热浓缩→干燥→成型→包装→成品[61]。谢国芳等[61]优化刺梨糕制作工艺,发现刺梨糕的最佳配方为刺梨浓缩汁10.6 mL、白砂糖添加量12.5 g、胶凝剂添加量1 g、柠檬酸添加量0.3 g,还发现刺梨糕在50 ℃下烘干12 h~16 h 综合感官品质好,有良好的咀嚼性及口感。

3.5 特殊人群食品

3.5.1 保健品

王劲红等[62]采用刺梨根等制备五味降脂散,对高脂血症有较好疗效。冯鹏等[63]以灵芝和刺梨为原料,通过灵芝多糖提高刺梨中SOD 含量,从而达到延缓衰老的效果。潘苏华等[64]以中医药理论为指导混合调配刺梨和银杏叶,具有减少毒性、增加功效的作用。

3.5.2 特殊医学用途食品

特殊医学食品是指一类特殊的膳食食品,该食品由特殊加工而成,必须在医生或临床营养师的指导下使用[65]。刺梨有很高的药用价值,可以做为医疗食品应用于特殊医学用途。方崇波等[66]混合调配刺梨原汁与苍术煎煮液,通过检测SOD 活力来控制质量,并对90例失眠患者进行临床疗效观察,在没有不良反应的情况下,发现有92%的效率改善失眠症状。张培红等[67]将刺梨、苹婆种仁和红豆蔻、楮实子、刺嫩芽根的提取物等混合调配,形成能滋补止泻、消肿解毒的健胃消食药物。罗春丽等[68]将刺梨根、酒炙金钗石斛、金荞麦、白首乌、米党参和大果木姜子等混合调配,研制成药物,能治疗急慢性胃炎和浅表性胃炎所致的胃痛泛酸、口苦恶心、食欲不振等症。他们通过毒理学评价和小鼠试验,发现该药物的疗效出色,而且没有任何副作用。简而言之,刺梨因为其丰富的营养和较高的药用价值,可以应用于特殊医学方面,并且有很大的应用前景。

4 展望与结语

近些年来关于刺梨成分含量、有机酸和抗坏血酸等方面的研究比较成熟,而对于几种活性功能成分,如黄酮、三萜类、多酚、甾醇的研究较少,其组成机理、生物活性等还有待进一步研究。

因刺梨的开发利用价值,对此未来科研人员们可以侧重探究其生物活性,并优化刺梨中功能活性成分的提取方法,开发一些药食两用的保健食品。同时,应该多发掘刺梨对于特殊人群的作用,如孕妇、老人、婴幼儿、慢病患者等,针对不同群体,研发出相关产品,如:针对老人,研制易消化、增强体质、延缓衰老的产品;针对孕妇,研制易携带、精巧的零食;针对婴幼儿,研制易吸收、口感好的辅食;针对患有相关疾病的人群,发掘刺梨在特殊医学食品方面的潜力,研制相关产品等。目前市面上应用刺梨的功能食品还较少,大多是刺梨干果和刺梨茶叶等干制类应用,相关健康类产品还未能得到普及,但随着食品加工工艺的进步及科学研究的不断深入,刺梨的巨大潜力将有更大的可利用空间,刺梨冻干粉、刺梨茶、刺梨蜜以及以刺梨为基础的各种保健产品将赢得更多消费者的青睐。

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