桑葚药理研究与在食品加工中的应用进展

2020-02-25曹侃

商丘师范学院学报 2020年9期

关键词：桑葚花色多糖

曹侃

(芜湖职业技术学院，安徽芜湖 241000)

桑葚或桑椹，是桑科植物桑树的成熟果实，又名桑椹子、桑枣、桑果、乌椹等，是国家卫生计生委发布的最新版(2018)药食同源目录中的食品.本文总结近五年桑葚药理方面的研究成果，以期为后续的实际产品应用打下基础.

1 桑葚的药理作用

桑葚作为一种药食同源的食物，一直被认为具有补肝益肾、养血生津、润肠通便等作用.经现代科技研究发现，桑葚含有丰富的药理作用.

1.1 降血糖

张峥[1]等人观察了桑椹对高脂喂养小鼠血糖的调节作用，发现用桑葚干预13周后，小鼠的体重，空腹血糖均明显降低，说明桑椹可明显降低高脂喂养小鼠体重、改善小鼠的葡萄糖耐量和胰岛素抵抗.范铭[2]等人在研究基于体外降糖活性的桑葚渣水提物的超声辅助工艺时，获得提取液对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性的抑制率分别为76.4%和81.4%,最佳提取工艺：提取时间1.5 h、料液比1∶40(g/mL)、超声温度50 ℃、超声功率350 W，可为工业化提取桑葚渣中的降糖功能因子提供技术依据.阎芙洁[3]以桑葚果实为材料，综合评价了桑葚花色苷的降糖活性，结果表明桑葚花色苷可以维持葡萄糖的正常代谢，对糖尿病的改善起到积极的作用.李富华[4]用桑葚酚类提取物给db/db小鼠灌胃8周后，组织和血清检测结果表明，灌胃组小鼠机体葡萄糖稳态平衡性提高，胰岛素抵抗减弱，降低了血清胰岛素含量并修复了胰腺组织.QiGe[5]等人采用气相色谱-质谱联用技术(GC/MS)对202种桑葚叶成分进行了鉴定，发现其中包括三乙酰氨基丁酸、没食子酸、绿原酸等22种成分对糖尿病有显著疗效.

1.2 抗氧化

杨美莲[6]等人比较了大孔树脂纯化前后桑葚花色苷的抗氧化活性变化情况.结果表明，桑葚花色苷有较强的抗氧化活性，且纯化后的桑葚花色苷抗氧化效果显著提高.决登伟[7]等人在研究高压均质对桑葚汁中抗氧化成分与抗氧化活性的影响时发现，桑葚原汁对ABTS和 DPPH自由基的清除率分别为86.71%和 29.45%，但高压均质处理对桑葚汁中抗氧化成分造成了一定降解，进而降低其抗氧化能力.曹培杰[8]等人检测了提取出的葚籽黄酮的抗氧化活性.结果表明桑葚籽黄酮对羟自由基的清除效果最强，当黄酮质量浓度为1.00 mg/mL时，其对DPPH自由基和羟自由基的清除率分别为83.90%和87.27%，抗超氧阴离子自由基活力为165.51 U/L.

1.3 免疫保护

骆新[9]等人通过与模型对照组比较，发现桑葚多糖中、高剂量组使用环磷酰胺诱导的免疫低下小鼠的脾脏、胸腺指数升高，淋巴细胞的转化功能和抗体生成细胞的功能增强，桑葚多糖高剂量组的血清溶血素水平升高.表明桑葚多糖对环磷酰胺诱导的免疫低下模型小鼠具有免疫保护作用.

1.4 运动功能恢复

王静[10]选取成年大鼠75只，随机分组，对全部大鼠进行行为学测试，具备正常行为能力后实施造模手术，术后给予桑葚花青素干预，观察大鼠BBB评分、大鼠斜板试验以及血清 SOD、MDA活性指标.试验结果显示，4个试验组均有助于脊髓损伤运动功能的恢复.

1.5 保护肾脏

黄磊[11]等人采用D-半乳糖建立衰老模型研究桑葚浓缩汁对氧化损伤大鼠肾脏的保护作用.结果显示，与阴性对照组相比，桑葚浓缩汁中、高剂量组可以显著提高肾组织超氧化物歧化酶SOD、谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px、过氧化氢酶CAT活力和总抗氧化能力T-AOC；降低丙二醛MDA、血尿素氮BUN及血清肌酐Scr浓度；抑制大鼠血清一氧化氮NO浓度升高，并成一定量效依赖关系；B淋巴细胞瘤-2相关X蛋白Bax表达降低；说明桑葚浓缩汁对D-半乳糖诱导氧化损伤大鼠肾脏有较好的保护作用.

1.6 保护脾脏

刘亚飞[12]等人采用D-半乳糖建立衰老模型，检测脾脏总超氧化物歧化酶T-SOD、谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px、过氧化氢酶CAT的活力及丙二醛MDA含量，血清中肿瘤坏死因子-α、白细胞介素6的质量浓度，并对脾脏指数、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶的表达水平进行测定，结合组织形态学评价桑葚浓缩汁对氧化损伤大鼠脾脏的影响.结果显示，桑甚浓缩汁可保护脾脏结构，有效增加淋巴细胞数量，改善充血现象.

1.7 抑菌

曹培杰[8]等人利用牛津杯法检测桑葚籽黄酮的抑菌能力，发现其对沙门氏菌的抑菌效果最好，MIC为0.75 mg /mL，金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌效果次之，对酵母菌的效果最差，MIC为2.00 mg/mL.

1.8 抗炎

朱翠玲[13]等人研究了桑葚提取物对LPS诱导巨噬细胞RAW264.7分泌功能的影响及其作用机制.结果表明，桑葚提取物浓度在1～2 mg/mL范围内能有效抑制NO和PGE2的分泌并能有效抑制iNOS和COX-2的表达，从而减弱促炎症反应，发挥抗炎功效，其抗炎活性可能与桑葚中含有较高的白藜芦醇相关.

综上所述，桑葚作为一种药食同源的食物，具有降血糖、抗氧化、免疫保护、运动功能恢复、保护肾脏、保护脾脏、抑菌、抗炎等药理作用，可被进一步开发为相关保健产品.

2 桑葚药理成分的提取研究

桑葚之所以具有上述药理作用，是其含有花青素、多糖、白藜芦醇等药理活性成分.为了便于进一步实际应用，必须将这些活性成分有效地提取出来.

2.1 花青素、花色苷等黄酮类成分

桑葚中的花青素、花色苷等黄酮类成分是其具有降血糖、抗氧化、保护脏器组织等药理作用的主要生物活性成分.罗政[14]研究了超临界CO2法提取和微波辅助提取的效果，并得出提取率最佳的工艺是利用超临界C02法，在提取压力31MPa，时间80 min，提取温度为40 ℃时，花色苷提取率可达83.10%.胡彦新[15]等人利用响应面优化超声波辅助果胶酶法提取花色苷的工艺，在加酶量0.2%、提取温度64 ℃、提取时间145 min的条件下，花色苷的提取率为4.68 mg/g.谭佳琪[16]等人采用超高压法提取花色苷，通过响应面优化获得压力270 MPa、保压时间6 min、料液比1∶35 g/mL、乙醇浓度62%为最佳工艺，在此条件下桑葚花色苷得率为(4.93±0.12) mg/g，比热回流提取和超声波提取得率分别提高了25.93%和18.26%.张喜峰[17]等人采用离子液体超声辅助提取桑葚中原花青素，经响应面优化获得最佳提取工艺为：[Bmim]Cl(1-丁基-3-甲基咪唑氯)浓度为0.73 mol/L、料液比1∶21(g/mL)、超声功率188 W、超声时间11 min，此条件下原花青素得率可达3.51%.曹培杰[8]等人研究了复合酶超声辅助提取法提取葚籽黄酮的工艺，在最佳酶为2∶1的果胶酶和纤维素酶组合的复合酶的辅助作用下，以复合酶添加量为0.3 mg/mL、酶解温度55 ℃、酶解时间80 min、超声时间20 min的条件下，桑葚籽黄酮的提取得率可达5.32 mg/g.

2.2 多糖

有关桑葚多糖的提取研究起步较早，常用的方法有微波辅助、超声辅助、酶法以及多种方法联合提取.马明兰[18]等人采用沸水浸提法提取桑葚多糖，用醇沉法析出粗多糖后利用5%三氯醋酸脱蛋白纯化得精制桑葚多糖.通过正交实验优化后获得在料液比为1∶6(mg∶mL)，浸提时间0.5 h，乙醇浓度90%，5%三氯醋酸脱蛋白液料比为875∶1(mL∶g)的工艺下精制桑葚多糖提取率可达2.63%.景荣琴[19]等人探索了桑葚多糖的超声波辅助提取最佳工艺条件，在提取温度72 ℃、超声时间23.5 min、水料比27∶1(V∶m,mL/g)的条件下，多糖提取率预测值为17.80%.邓青芳[20]采用酶辅助超声波提取，在酶处理温度为58 ℃，酶用量为0.30%，溶剂(水)用量为11倍，酶处理时间为38 min，超声处理时间为20 min的工艺参数下，桑椹多糖的提取量为(16.16±0.14)g.

2.3 其他药理成分

陈琼玲[21]等人采用响应面法优化高压提取桑葚果渣中白藜芦醇的工艺条件，结果表明，最佳提取参数为：料液比1∶25(m/V)、乙醇浓度78%、提取压力270 MPa、提取时间5.5 min，在此条件下，白藜芦醇提取量可达(8.29±0.20)μg/g.

张婉迎[22]等人通过响应面法优化桑葚水溶性蛋白提取工艺条件，在pH 11.0，提取时间16 h，液料比20∶1(mL/g)的工艺参数下，桑葚水溶性蛋白的提取率为4.64%.

彭兆康[23]等人利用超声波辅助提取桑葚籽油，结果显示在液料比为27.78 mL/g、超声波功率311.43 W、提取温度56.56 ℃、提取时间12.85 min的条件下，桑葚籽油得率的理论值为34.3528%.

杨凤琼和李梅丽[24]研究了川桑葚中鞣酸的提取及纯化工艺，发现当N, N-二甲基甲酰胺与川桑葚质量比12∶1、石油醚与正丁酸甲酯体积比3∶1、经40 ℃提取8 h后，酸沉16 h、醇沉4 h、重结晶温度为50 ℃纯化，纯化品中鞣酸含量超过了85%.

桑葚的药理成分如花青素、花色苷等黄酮类成分、多糖、白藜芦醇、水溶性蛋白、桑葚籽油、鞣酸等，可通过热回流提取，微波辅助、超声辅助、酶辅助提取，超临界CO2法，超高压法等多种方式提取，并通过实验优化，获得提取率高、纯度好的工艺，为后续的进一步实际应用打下坚实基础.

3 桑葚在食品加工中的应用进展

桑葚丰富的药理活性使其可作为功能性食品的系列产品来应用.

3.1 果酒

孙敏[25]等人以糯米和桑葚汁为原料，最佳发酵条件为酒曲用量0.60 g/100 g、发酵温度25.0 ℃、发酵时间10 d、桑葚汁用量17.0 g/100 g下酿造获得酒精度最高为14.46%vol，感官评分为9.05分，酒体呈紫黄色、清亮透明，口味醇和、爽口，具有少量的桑葚味的桑葚糯米黄酒. 王超萍和蒋锡龙[26]以桑葚果实为主要原料，经红曲霉和酵母混合液态发酵，在温度18 ℃，pH 3.6，红曲霉接种量8%，酵母菌接种量10%的工艺条件下获得酒精度为12.9%vol，红棕色，酒体透亮，口感细腻，果香浓郁且具有保健功能的桑葚酒.耿敬章[27]等人研究了香圆桑葚1∶1复合果酒发酵工艺.在接种量为5.5%,加糖量为13.1%，发酵温度为28℃，发酵时间为20 d的条件下酿造所得的香圆桑葚复合果酒酒精度为14.1%vol，总抗氧化能力为128.7 U/mL.

3.2 果醋

汪晓琳[28]以桑葚为原料，优化获得果醋生产过程中酒精发酵阶段的最佳工艺条件为：初始糖度15%，果汁pH 4.5，酵母接种量10%，发酵温度30 ℃，此时酒精度达到6.03%；醋酸发酵最佳工艺条件为：初始酒精度9%，AS1.41醋酸菌接种量10%，沪酿1.01醋酸菌接种量9%，发酵温度32 ℃，在此工艺条件下，桑葚果醋产酸量最终达到5.95 g/dL，果醋香气浓郁，醋味纯正. 王超萍[29]等人采用液体深层发酵法，在发酵温度30 ℃，醋酸菌接种量9 g/100 mL，搅拌转速120 r/min的条件下，经酵母、红曲霉及醋酸菌发酵酿制成醋酸浓度为6.12 g/100 mL的桑椹味明显、醋味浓郁、口感柔和、风味独特的营养保健型桑椹红曲果醋.杜国军[30]等人以桑葚、番茄、红枣为原料，选用活性干酵母、醋酸菌进行液体发酵，在桑葚与水的最适混合比例为1∶1，番茄与水的最适混合比例为1∶1，红枣与水的最适混合比例为1∶8，桑葚汁、番茄汁、红枣汁的最适混合比例为1∶4∶2的配方条件下，经温度38 ℃、初始糖度14%、接种量6%、时间4 d的酒精发酵，温度34 ℃、接种量8%、时间3 d的醋酸发酵，果胶酶添加量为500 mg/L的条件下酿造出澄清效果最佳，透光率达85.84%的果醋.

3.3 复合饮料

李欣芮和刘畅[31]研究了芦荟桑葚复合保健饮料的最佳调配方案，确定了桑葚汁添加量为30%、芦荟添加量为20%、柠檬酸添加量为0.11%、白砂糖添加量为10%.再以阿拉伯胶0.1%、黄原胶为0.1%调配稳定剂.谢建桦[32]等人以桑葚为主要原料，通过向原料加入酵母菌进行发酵制备桑葚发酵饮料，探索出添加酵母量为6%，加糖量为11%时，所得的桑葚饮料口感酸甜适中，色泽澄清，适宜饮用. 郭伟峰[33]等人在研发桑葚发酵饮料时，以SOD酶活力为指标优化发酵工艺为：发酵菌种为醋酸菌，初始糖度14Brix，接种量10%，发酵温度30 ℃、发酵时间24 h.汤楚琦和赵节昌[34]以桑葚汁料液比1∶1，桑葚汁与红茶汤配比2∶8，淀粉酶添加量0.02%，维C添加量0.02%，柠檬酸添加量0.2%，葡萄糖添加量6%为配方，制作的桑葚复合饮料感官评价效果佳.

3.4 酸奶

程水明[35]等人经研究获得发酵制备桑葚酸奶的最佳配方为白砂糖添加量4%、桑葚汁含量6%、发酵剂接种量6%、发酵时间6 h.在此条件下制得的保健酸奶感官评分为85.3分，品质、风味、口感俱佳. 傅世伟和唐超群[36]以桑葚、奶粉为主要原料，以成品原味酸奶作为发酵剂，添加12%的桑葚汁，8%的白砂糖，4%发酵剂，奶粉与水1∶10的比例，在42℃恒温发酵10 h，4 ℃冷藏后得到色泽粉红、带有香醇桑果香、质地细腻均匀、酸甜适口的桑葚酸奶. 杨宗霖[37]探索了人参桑葚酸奶的制备方法，得到最优配方为:菌种ABY-3的添加量为0.005%、人参超微粉的添加量为0.6%、桑葚汁的添加量为6.0%、白砂糖的添加量为6.5%.

3.5 果粉

张婉迎[38]等人优化了桑葚提取液的喷雾干燥工艺条件，当进样质量浓度6 g/50 mL、进样温度170 ℃、进样速度3 mL/min时，收率最高为69.36%.刘瑜[39]等人以速冻桑葚为原料，通过湿法粉碎和冻干工艺制备桑葚冻干果粉，在桑葚匀浆时间为3 min，添加麦芽糊精3%，液料比为2.5∶1 (mL/g)的条件下制备的桑葚粉花色苷含量为14.90 mg/g，溶解度为41.27 g/100 g.在果粉制备的干燥方式方面，李斌[40]团队和叶磊[41]团队分别比较了中短波红外泡沫干燥和真空冷冻干燥与热风干燥对果粉品质的影响，发现中短波红外70 ℃泡沫干燥和真空冷冻干燥能较完好地保持桑葚原有品质.

目前文献主要报告了桑葚在果酒、果醋、复合饮料、酸奶、果粉等方面的应用进展，但桑葚药理成分丰富，提取工艺日趋成熟，未来一定会在更多的领域得到应用发展.