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我国枣的资源分布及保健功能

2019-08-12付建鑫邵家威王瑞华张炳文张桂香

中国果菜 2019年7期
关键词:多糖品种含量

付建鑫,邵家威,王瑞华,张炳文,张桂香*

(1.济南大学食品科学与营养系,山东济南250002;2.东营广元生物科技股份有限公司,山东东营257000)

枣(Zizyphusjujuba)是鼠李目(Rhamnus)鼠李科(Rhamnaceae)枣属植物枣树(Ziziphusjujube Mill)的果实。《神农本草经》记载,枣中VC 含量位居42 种果品之首[1],被国家列为药食两用资源,鲜食或干制入药,有健脾、润肤、养颜抗衰老等功效[2]。我国枣树栽培面积和产量仅次于苹果、梨、柑桔等,成为我国第七大果树,在当前农业产业结构调整中具有重要的意义。

我国既是枣的发源地也是主栽区,产量约占世界总产量的90%以上,种植主要集中于冀、晋、鲁、陕、豫等省份和新疆维吾尔自治区[3]。枣树因抗逆性强、早果丰产、易管理、枣果营养丰富、经济和生态效益显著等优势,已成为我国果树产业发展中一个热点。

近年来,随着经济的发展和消费者保健意识的增强,枣产品需求量激增,栽植面积急剧扩张。本文对枣的地域分布、营养成分和功效进行了综述,对枣果发展短板提出了建议,以期保持枣品种多样性、开发利用枣产品提供参考。

1 枣种植起源与历史记载

我国枣树栽培历史达3 000 多年,世界上多个国家和地区均是从我国引进枣资源。截至2017 年,全国枣树种植面积已达310 万hm2,产量852.20 万t,成为我国第7 大果树品种[4,5]。通过对考古文献和炭化枣核等化石的研究推测,我国的黄河下游、晋陕流域是我国最初的枣树种植中心[6]。

1.1 枣的地域分布

枣树对气候环境、土壤肥力适应能力强,是我国种植面积最广的果树之一[7]。北至沈阳,沿呼和浩特至大青山的南麓,甘肃河西走廊的临泽、敦煌,直到新疆的昌吉;最西到新疆西部的喀什;最南到广东郁南等地;最东到辽宁的本溪和东部沿海各地[8]。郭新裕等[9]将品种按照秦岭淮河线划分为两个大区,下分6 个小区,所栽品种见表1。

1.2 枣的分类

系统科学的划分枣品种资源,不仅便于识录,而且还可以深入了解品种相互关系,归纳总结优势枣种、优选优育新品种,进而促进育种实践推广。枣的分类可以从生态学的角度分类,还可以立足于食用品质特性方面进行划分,具体如表2(见下页)所示。

除上述分类之外,枣的亚种划分依据很多,彭建营等[10]根据不同枣品种的根、茎、叶、花和果实的不同形状,将枣下属分为6 个亚种。王永惠、刘孟君等[11,12]统计现有文献记载,发现枣的曾用名有如下9 种:(1)Z.jujuba Mill.(2)Z. jujuba Mill. varinermis (Bunge) Rehd.(3)Z.sativa Gaertn.(4)Z.vulgaris Lam.(5)Z.vulgaris Lam.var.Inermis Bge.(6)Z. sativa Gaertn. var. inermis(Bunge)Schneid.(7)Z.sinensis Lamk.(8)Z.zizyphus Karst.(9)Rhamnuszizyphus Linn.。

1.3 优势枣种的筛选

山东、陕西、辽宁和山西等地近几年选育的优势枣种信息整理结果如表3(见下页)所示。

2 枣的功能成分及功效价值

枣营养价值丰富,可做鲜食、干制两用果品,颇受消费者青睐。枣果全身含有丰富的蛋白质、多糖、环核苷酸和有机酸等多种营养成分。现代生物医学研究证明,枣提取物具有降血脂、降血糖、抗氧化和肝损伤保护作用等诸多功效。

表1 枣品种地域分布Table 1 Regional distribution of jujube varieties

2.1 基本营养成分

枣被称作“百果之王”,枣果中含有丰富的黄酮、皂苷三萜类、多糖、环核苷酸、膳食纤维和有机酸等营养成分。

2.1.1 有机酸和VC

有机酸和VC 是枣重要的组成成分,枣有“VC 之王”的美称,有机酸的保留程度和VC 含量变化是衡量枣产品加工质控的重要因素。

刘世鹏等[13,14]对几个不同产地的不同品种酸枣果肉的总酸、VC 以及齐墩果酸和熊果酸含量进行了对比研究。结果表明,不同种质的酸枣总酸和VC 含量差异很大;6 个品种中的总酸与VC 含量呈极显著正相关。由此可以看出,不同地区的酸枣种质资源不同。果实成熟期枣皮中苹果酸含量最高可达19.21 mg/g,占同品种时期果皮总酸含量的89.76%;在果实成熟过程中,苹果酸和柠檬酸呈现波动下降趋势[15]。王向红等[16]利用HPLC 方法测定了酸枣和枣中的三萜酸,发现酸枣含量明显高于枣,而酸枣仁中几乎不含有齐墩果酸和熊果酸;不同品种中阜平枣、骏枣和牙枣中齐墩果酸和熊果酸含量较高。

表2 枣的种类划分Table 2 Varieties division of jujube

表3 优势枣品种Table 3 Superior jujube varieties

2.1.2 多糖

多糖是枣的一个重要功能成分,在不同的提取方式和不同生长时期,多糖的组分及提取得率是不同的。伍毅等[17]使用果胶酶和酸性蛋白酶辅助提取,提取率达4.65%。杨杰南[18]研究发现,亚临界水提取枣多糖得率为6.27%。姚瑞祺等[19]利用超声辅助提取粗多糖,HPLC 法测定多糖,提取率为7.51%,可见超声辅助破壁作用对多糖溶出率影响较大;他将超声辅助提取枣多糖浸提液醇沉后离心,干燥后得黏多糖。郝蕾蕾等[20]测定了水提醇沉法得到的酸性多糖。伍毅等[21]用酶辅助提取的枣多糖为中性多糖,重均分子量为14 600 g/mol,数均分子量为4 050 g/mol,主要的单糖组成为阿拉伯糖59.30%、半乳糖21.67%、葡萄糖8.93%、鼠李糖8.06%,红外光谱显示该多糖含有聚鼠李半乳糖结构。

此外,枣的不同部位多糖的提取得率也是不同的。赵爱玲等[22]对24 个品种的枣及其不同部位多糖含量进行了大数据分析,发现水溶性多糖含量在枣的不同器官间存在极显著差异,果肉和吊梗中含量较高,分别达到124.06 mg/g、8.63 mg/g;完熟期和白熟期枣果实中水溶性多糖含量分别为66.21 mg/g、48.78 mg/g。张颖等[23]研究也得出,枣果肉、果皮、叶片等部位的水溶性多糖含量随着生长时期的延长呈上升趋势,至完熟期达到最高,且完熟期枣果肉的水溶性多糖含量极显著高于其他发育时期和器官。

2.1.3 环核苷酸

环核苷酸是枣中活性物质的重要组成部分,其中最具代表性的是从哺乳动物中最先发现的环磷酸腺苷(cAMP)和环磷酸鸟苷(cGMP)。王立霞[24]利用超声波辅助提取和田玉枣中的cAMP,并与传统溶剂浸提法进行比较,改进后的方法效率高、耗能低,低温提取保证了多糖结构完整性,提取得率最高为771.95 μg/(g·dw),较传统溶剂法得率提高了1.6%。利用LS-200 型树脂分离纯化和田玉枣中的cAMP,最佳纯化条件下产品纯度达到3.47%,在pH 3~4.2 的环境中比较稳定[25]。刘孟军等[26]利用蛋白结合法测定了60 个枣品种中的cAMP 含量,其中山西木枣果熟期果肉部位的cAMP 含量最高,达到302.50 nmo1/(g·fw),是目前记载在册的高等植物中含量最高的。叶片生育期cAMP 含量变化特征显示:低浓度的cAMP 可能具有促进生长的作用,而高浓度则会加速组织成熟与衰老。史洪君等[27]以阿克苏地区采收期的灰枣为试材,研究发现,鲜灰枣及其干枣的cAMP 含量分别为75.237 μg/g 和294.097 μg/g。不同品种、不同时期、同一植株的不同组织部位的cAMP 含量存在着很大的差异,相同条件下,同一植物的cAMP 的相对含量差异取决于气候等自然原因。

2.1.4 膳食纤维

枣中含有丰富的膳食纤维(Dietary fibre,DF)[28]。刘世军[29]利用盐酸水多次洗涤,去核及枣渣,制备可溶性膳食纤维(Soluble dietary fibre,SDF)和水不溶性膳食纤维(Insoluble dietary fibre,IDF),在pH=4、酶添加量为0.9%条件下,IDF 和醇沉得到的SDF 的持水力、溶胀性、SDF物化特性达到最佳。黄雪娇[30]报道了用α-淀粉酶和中性蛋白酶复合酶解制备IDF,α-淀粉酶和中性蛋白酶复合酶比为5:6 条件下,IDF 得率达13.04%。张艳红[31]测定了河南若羌红枣与新疆哈密枣SDF 含量,发现两者存在极显著的差异,这说明不同枣品种、不同生长地区、不同气候条件下对枣果DF 含量有一定影响。

2.2 枣的保健功能

枣既可鲜食、干制,又可入药。现代生命科学研究发现,枣具有抗氧化、抗炎、抗变态、降血糖、降血脂、神经抑制和肝损伤保护等保健功能。

2.2.1 中枢神经抑制及抗变态作用

许多枣和酸枣成熟期叶片及种子具有一定的神经抑制作用。枣种子提取物中的皂甙和黄酮类化合物都被证实具有镇静和抑制神经兴奋的作用,其中当药黄素(Swertisin)是被实验测定物质中抑制性最强的,可以迅速诱导睡眠,但对肌肉纤维组织舒张不起作用[32]。酸枣仁可入药,提取物中主要的酸枣仁皂苷A、枣肉中的生物碱,均可用于治疗失眠、缓解焦虑情绪,具有镇静活性[33]。酸枣仁碱A(Sanjoinine A)和荷叶碱(nNuciferine)通过减少己糖巴比妥来延长睡眠时间,酸枣仁碱(Sanjoinine)的异构体具有更强的镇静作用[34]。

2.2.2 抗氧化、抗衰老作用

活性氧自由基(Reactive oxygen species,ROS)是不成对电子的原子或基团,易损伤组织,引起肿瘤、心脑系统疾病、衰老等多种疾病。抗氧化损伤药物可以提高机体的防御机制,抑制自由基产生。枣多糖提取物能有效清除生物体内的ROS,清除能力与枣多糖的剂量呈相关关系,并且在拟态环境中对活性氧的清除能力达到最强[35]。Liang J 等[36]用萃取-醇沉淀法提取枣多糖,同样证实了枣多糖具有显著清除自由基的作用。苗明三等[37]研究证实,枣多糖可显著抑制衰老模型小鼠免疫器官的萎缩,延缓脑组织的老化,且高剂量枣多糖的抗衰老效果最佳。

2.2.3 降血糖、降血脂作用

血糖(Glu)和血脂含量的升高会引发动脉粥样硬化、高血压等心血管疾病。焦中高[38]发现,不同纯度的红枣多糖对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用呈剂量相关关系,并且纯度越高抑制效果越明显。枣多糖对正常小鼠的血糖和糖耐量均无显著影响。李小平等[39]研究发现,高剂量的枣多糖可有效抑制小鼠LDL、HDL 和AI的升高,具有良好的降血脂功效。多糖可能对葡萄糖内循环相关酶的活性有不同程度的抑制效果,从而抑制餐后血糖升高。

2.2.4 保肝护肝作用

肝脏是人体最大的实质性解毒器官,具有重要的生理功能。肝损伤是危害范围广、发病率高、康复率低的一类细胞损伤疾病的总称,严重者会恶化为肝癌[40]。张钟等[41]认为,枣中的果糖、鼠李糖和酸性多糖有助于肝损伤细胞修复,同时可以调节人体血清总蛋白与白蛋白水平。模型构建结果显示,枣多糖是通过增强非特异性免疫系统,如吞噬细胞、白细胞和功能因子SOD、GSH-Px(Glutathione peroxidase)等达到肝损伤保护的作用。杨生海等[42]发现,枣水提醇沉物能降低小鼠GOT、GPT 水平,枣多糖与柴胡疏肝散联用可以清除肝损伤产生的自由基,对小鼠肝脏细胞起到一定修复作用。Wang D 等[43]研究发现,枣多糖显著抑制ALT、AST、LDH、MDA 的活性,而GSH-Px 及SOD 活性均表现较好。Liu G 等[44]同样证实了枣多糖能增强SOD 和GSH-Px 的活性,并抑制MDA 的升高,表明抗氧化和解毒作用可能是肝保护的途径。枣多糖通过介导抗氧化和自由基清除活性,对乙酰氨基酚引起肝损伤的预防和治疗作用,由此可见枣多糖可以作为肝毒性药品和药物副作用致肝损伤的预防和治疗用药。

2.2.5 抗炎及提高免疫力作用

抗炎症(Inflammation)治疗一直是临床中最普遍的诊断治疗。枣皂苷在体外拟态实验中发现,能显著抑制白细胞介素6(IL-6)、TNF 等促炎性细胞因子的活性。Hsu BY 等[45]发现,枣多糖可显著降低活化的T 细胞产生白介素2(IL-2),具有临床应用的潜能。Wang C 等[46]证实,枣中三萜类物质可降低血清中MDA 含量,改善胸腺T 和淋巴B 细胞的分化能力,从而提升脾脏临床指数。张庆等[47]发现,纯化后三种不同组分的枣多糖均可提升小鼠脾细胞增殖。这些研究表明,枣提取物具有提高免疫力的作用。

3 枣资源开发利用存在的问题

近年来,枣产业发展迅速,虽然在基础研究领域取得重大进展,但是与其他果蔬资源相比还存在着一定问题。

3.1 品种多样性减少

随着气候变化、经济发展加速和消费者需求激增导致枣果供不应求,农药的频繁使用使枣的遗传多样性受到严重破坏。我国枣树多采用圃地栽植,这种方式不仅受天气、雨水、光照时长和生物病虫害等自然因素影响,而且占用土地面积较大,耗费大量人力、物力的同时,还不能保证幼苗存活率和坐果率,所以难以保证枣品种的遗传多样性和稳定性。

3.2 新品种选育缺乏

我国枣品种繁多,据统计已达到700 多个品种,但是优良品种多集中在山东、山西、陕西及新疆等地,未形成普适性种植[2,5]。生物生长方面主要存在早丰性不强、抗病能力差、果实抗裂性差以及耐旱耐瘠薄能力参差不齐等短板;品种结构方面主要以干制品为主,占有率达到83%,而鲜用比例小、品种少、不应季,品种结构和市场需求不配套。这体现了枣种植具有区域化程度不高、良种化程度不高、品种结构欠合理等缺陷。

3.3 深度开发利用环节薄弱

从果树栽培、生长及繁育到枣果的保鲜贮藏、精深加工,未能形成链条式的管理模式。枣树的基础栽培技术发展起步晚,较多采用圈地、园圃的种植方式。枣疯病、裂果病等研究不够深入,迄今为止依然存在耐旱耐瘠薄能力不强的枣品种。鲜枣的贮藏加工、脱皮等技术难关没有突破。对于枣产品的深度开发利用还停留在初加工层面,产品附加值低、功效和工艺不明确。

4 枣资源利用对策及展望

枣资源研究是一个基础性、长期性的科学研究,涉及范围广、涵盖学科知识丰富,因此枣资源的开发利用也是关乎枣产业发展的关键所在。

4.1 创新育种手段,保持优良品种

我国目前优势枣种的种植结构差、良种枣资源普遍化程度不高。存在着枣疯病、缩果病等病害侵扰;部分枣树枝系挂果量少、个头小,甚至无结果能力;现有种植品种单一、商品化程度低,多数以干制、糖渍等方式销售,极少部分可作为鲜食品种,无法满足日益增长的消费需求。针对上述的品种问题,可以从以下几个方面进行突破。

4.1.1 强化品种选育

品种选育是凭借动、植物基因遗传规律,将现有种质或动物资源通过培育筛选、传种接代等技术手段培养出符合目的需要的定向品种过程,是植物新品种培育的主要方式之一。强化枣品种的选育工作,利用优胜劣汰,强化优势品种,淘汰劣势品种,是丰富枣基因多样性的有效措施。

4.1.2 提倡多样化的育种方式

推广实行多倍体育种、杂交育种等方式,如培育出单果重、色泽艳、抗裂果、耐贮藏的优势枣品种,既满足干制商业用途又满足鲜食的消费需求。

4.1.3 利用现代技术提高选种效率

利用现代分子生物学手段,通过基因工程育种原理,对后代枣品种进行分子印迹的杂种筛除,进一步提高选种的效率和质量。

4.2 强化枣产品的开发深度

4.2.1 转变加工方式

随着消费水平的提高,市面上报枣发酵果汁、饮料、酒水,糖渍的果脯、枣干,枣糕、枣酱等普通的枣产品已经不能满足消费者需求。加工方式从初加工走向再加工、精深加工方向发展。研究营养丰富、价格适中的枣产品迫在眉睫。

4.2.2 结合现代生物科学手段研究

利用现代生物科学手段,将理论研究从感官品质向功能活性、保健特性延伸,例如开发含有枣中cAMP 和cGMP 两类具有抗癌物质的高档保健核苷酸产品。

4.2.3 新资源枣食品的开发

枣果肉肥厚,色美味甜,富含蛋白质、脂肪、糖类、维生素、矿物质等营养素,因此历来是益气、养血、安神的保健佳品,对高血压、心血管疾病、失眠、贫血等疾病都很有益。王湘[48]研发了一种利用枣干粉制作的清肺止咳膏,可以治疗肺热引起的咳嗽、咳黄痰、低烧,胃热引起的咽干、口干苦、大便秘结,肺气不足引起的咳喘无力、气短、痰液清稀等疾病症状。因此把枣当作补气健身佳品的研究,是未来枣产品精深加工的一种趋势。

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