功能性食品素材来源研究进展

袁 铭， 押辉远， 牛江秀

(洛阳师范学院食品与药品学院， 河南洛阳 471934)

功能性食品是指具有特定营养保健功能， 适于特定人群食用， 可调节机体功能， 不以治疗为目的的食品[1-2]. 随着生活水平的提高和生活节奏的加快， 亚健康人群比例逐年增长， 营养、 安全、 健康的功能性食品越来越受到消费者的青睐， 在促进全民身体健康方面发挥着重要作用. 研究功能性食品素材、 开发功能性食品己成为当今世界食品行业研究的热点. 立足于“治未病”和养生保健， 改善亚健康状态， 具有营养和调节生理活动双重功能的功能性食品将成为未来食品企业的发展趋势. 本文主要对功能性食品素材来源进行简要综述.

1 植物来源功能性食品素材

大量流行病学及实验研究发现， 植物中的许多有效成分可以作为功能性因子用于功能性食品的研究与开发， 在人们的膳食结构和健康方面发挥重要作用. 根据植物功能性食品的来源不同， 可将其分为中草药类、 果蔬类、 茶叶及植物香辛料类和油料作物类功能性素材[3].

1.1 中草药类

中国功能性食品发展历史悠久， 早在几千年前， 我国的医药文献中就有 “药食同源” “食疗” “食补”的论述， 自古以来人们就意识到中草药可以用于调节人体生理功能， 因此， 中草药可谓是最早的功能性食品来源. 现代研究表明， 许多药食两用的中草药中含有大量生理活性成分， 比如枸杞子中的多糖， 杏仁中的苦杏仁苷， 苦荞中的黄酮类物质等. 其保健功效主要涉及杀菌、 补肾、 抗衰老、 健脾止泻、 抗癌、 清热解暑、 健脾益胃、 润肠通便、 润肺化痰、 利尿解毒等. 药食同源的中药品种是中草药类功能性食品素材的主要来源， 如冬虫夏草是人类较早认识和应用的药食同源的中草药之一. 由于含有虫草酸、 糖类、 脂肪、 蛋白质、 不饱和脂肪酸等有效成分， 冬虫夏草有调节免疫系统功能、 润肺补肾、 活血滋补、 益气滋阴、 生津止渴、 抗疲劳等多种功效， 是一种传统的名贵滋补中药材. 同时， 由于其性甘、 温平、 无毒， 是中老年、 体弱者的滋补佳品[4]. 丹参中的有效成分具有抗纤维化、 抗氧化、 降血糖等作用， 具有较高的功能食品开发价值， 如以丹参提取物、 银杏叶提取物和红曲粉组成的红曲银杏叶丹参胶囊， 协同发挥降血脂保健效果[5].

1.2 果蔬类

果蔬中含有多种有益健康的生理活性物质， 如洋葱中含有的前列腺素A具有较强的扩张血管、 降低血液粘度、 调节血脂的作用； 坚果类食物， 可以提供丰富的卵磷脂和植物蛋白， 能够抗衰老、 预防肿瘤和心血管病， 对改善脑部营养很有益处， 特别适合孕妇和儿童食用； 苦瓜中含有的苦瓜多肽具有较强的降低血糖作用和调节血脂功能， 没有任何毒副作用[6]； 葡萄果实及种子含有的白藜芦醇具有抗菌、 抗癌和抗诱变作用[7-9]； 西红柿中含有的番茄红素是一种很强的天然抗氧化剂， 对人体有良好的生理调节功能， 其抗氧化能力(清除单线态氧)是β-胡萝卜素的2 倍， 是维生素E 的100 倍， 具有防癌、 保护心血管、 延缓衰老、 抗疲劳、 改善男性生殖系统功能等多种功效作用， 有“植物黄金”之称[10-12]. 大蒜和洋葱是人们日常生活中最常见的一类蔬菜， 其含有的诸多含硫化合物可作为一类重要的功能性食品素材， 具有广阔的开发前景[13]. 果蔬中已经确认的功能因子按照其化学结构可以分为功能性低聚糖、 功能性脂类、 多糖类、 氨基酸类、 肽类、 蛋白质类、 维生素类、 矿物元素类等， 可用于改善胃肠功能、 调节血脂、 降血糖、 免疫调节、 抗癌等领域[14]. 目前国内外市场上代表性的功能型果蔬食品主要有营养酸橙粉、 秋梨枇杷膏、 苹果醋、 橘子汁、 柚子茶、 果蔬米粉、 番茄酱等[15].

1.3 茶叶及植物香辛料

茶和香辛料中含有丰富的植物生理活性物质， 比如茶叶中的茶皂素与茶多酚， 花椒中的花椒挥发油与花椒麻素等. 大量研究表明， 茶叶及植物香辛料中含有很多令人兴奋的功能性成分， 特别在抗衰老、 抗癌症、 抗动脉硬化、 防治糖尿病、 减肥健美、 促进胃肠功能等方面的作用较为突出[16]. 因此， 茶叶及植物香辛料也是制造现代功能性食品的重要素材来源. Nagao等[17]在荷兰进行健康调查时发现， 受试者出现严重动脉粥样硬化的危险性与每天的饮茶量有关， 每天饮用4 杯茶的受试者比每天饮用1 至2 杯茶的受试者更有利于降低严重动脉粥样硬化的危险性. Mclarty等[18]通过实验研究发现， 茶叶中含有的茶多酚对肝癌和前列腺癌具有显著的预防和治疗效用.

香辛料花椒中主要含有生物碱、 酰胺、 木脂素、 香豆素、 挥发油和脂肪酸等生物活性成分， 对心血管系统、 消化系统、 免疫机能、 血液系统、 抗炎镇痛、 镇静、 抗肿瘤、 抑菌杀虫等均具有较强的药理活性[19]. 对花椒属植物深加工产品的进一步研究， 使花椒植物资源在食品、 保健品方面不断得到开发利用， 如花椒调味油、 花椒精油、 花椒油树脂及其微胶囊制剂等一系列深加工产品的开发已成为热点. 此外， 花椒籽油、 花椒籽蛋白的研究与加工也越来越受到关注. 生姜作为一种历史悠久的香辛调味料， 从中提取的生姜精油具有抗氧化和保护肝脏的作用， 广泛应用于食品饮料中， 如生姜与红枣、 陈皮、 蜂蜜等传统保健食材配伍， 开发具有驱风寒、 健脾胃、 补血益气功效的功能饮料. 迷迭香中的迷迭香酸具有显著的抗炎、 抗氧化作用， 延缓动脉硬化进程， 可添加在心血管保健食品中.

1.4 油料作物

油料作物在人们的饮食结构中一直占据着不可或缺的地位. 油料作物中含有多种功能性成分， 如脂肪酸、 磷脂、 蛋白质、 维生素以及类胡萝卜素等， 对人体具有多种保健功效. 大豆、 芝麻、 花生、 油莎豆、 胡麻籽、 菜籽、 茶籽、 橄榄、 玉米、 油葵等油料植物已成为功能性食品研究和开发的热点. 大豆被誉为“功能成分的宝库”， 含有多种不饱和脂肪酸、 维生素、 优质蛋白、 膳食纤维、 大豆异黄酮等天然功能性因子. 如大豆蛋白能显著降低胆固醇， 预防心脑血管疾病， 以其为主要成分的安利蛋白粉受到广大消费者的热捧. 大豆异黄酮是一种植物雌激素， 具有延缓女性衰老、 改善更年期症状、 预防乳腺癌等生物活性[20]. 此外， 大豆的发酵产品应用于功能性食品开发的前景也很广阔， 如纳豆是大豆经纳豆菌发酵而成， 具有改善便秘、 调节血脂、 软化血管、 预防高血压和动脉粥样硬化， 提高人体免疫力等功能， 逐渐成为重要的保健佳品. 再如葵花籽油富含亚油酸等人体必需的不饱和脂肪酸， 能显著降低胆固醇， 防止血管硬化和预防冠心病； 葵花籽油富含天然维生素E， 具有良好的延缓人体细胞衰老、 保持皮肤健康等功效.

2 动物来源功能性食品素材

2.1 肉骨类

我国是禽畜养殖业大国， 是世界上肉类生产第一大国[21]. 禽畜肉含有蛋白质、 卵磷脂、 胆固醇、 脂肪等营养成分， 可用于开发功能性食品， 如牛肉作为一种营养丰富的食品， 其蛋白质含量远远高于鸡蛋和牛奶， 且含有多种人体所需氨基酸. 张雪等[22]以牛肉和豆豉为主要原料， 利用感官评价和正交试验优化法研制出营养丰富、 风味独特的功能性方便食品—豆豉牛肉酱. 畜禽骨骼约占动物体重的20%～30%， 畜禽骨富含蛋白质、 脂肪、 骨胶原、 软骨素(酸性黏多糖)等营养成分， 骨髓中还含有锌、 磷、 钙、 铁等多种矿物质营养成分[23]， 禽畜骨骼中的可溶性蛋白质可水解成人体必需的氨基酸， 骨中的胶原蛋白具有增强皮下细胞代谢活性、 延缓皮肤衰老的功能[24]. 从禽畜骨骼中得到的骨多肽类食品在物理化学性质、 功能特性和营养特性方面拥有更为独特的性质[25]， 例如胶原多肽可以用于抗衰老、 预防心脑血管疾病、 防治骨质疏松、 防治胃溃疡等. 因此， 禽畜的骨骼中丰富的营养成分成为功能性食品制备中重要的素材来源. 卢晓黎等[26]以纯骨泥为主要原料， 加入适量的脱脂奶粉、 复合乳化剂和蔗糖脂肪酸酯等原料， 成功制成含有钙质和必需氨基酸的营养型骨奶保健饮品.

2.2 蛋类

禽蛋含有丰富的蛋白质、 磷脂、 维生素A、 维生素B1、 维生素B2、 维生素D、 铁、 酵素等. 禽蛋蛋白质是食物中质量、 种类、 组成方面较为优质的蛋白质， 营养高于同量肉类蛋白. 禽蛋黄中含有蛋白质、 脂肪、 磷脂、 矿物质等成分， 蛋黄中的磷脂在人体内可分解产生胆碱， 具有延缓皮肤衰老， 使皮肤光滑艳美的作用. 禽蛋中的维生素均为身体和皮肤营养必不可少的物质. 禽蛋中的铁元素在人体中起造血和运输氧及营养物质的作用. 因此， 可以将禽蛋开发成醋蛋、 松花蛋、 蛋品饮料、 蛋品灌肠、 发酵蛋制品、 蛋黄酱等功能性食品. 醋蛋液在国内外作为传统的食疗保健品， 具有健脑、 抗氧化、 抗衰老、 防治心脑血管疾病、 防治骨质疏松等方面的保健和药理作用. 王莘等[27]将蛋类通过醋泡、 碱制等不同的加工工艺， 使之变成功能性食品醋蛋、 松花蛋后， 经过测试发现， 蛋中的胆固醇含量有所下降， 可用于中老年人食用， 以降低人体从蛋中摄取更多的胆固醇， 提高功能性健康饮食水平. 蛋黄还含有叶黄素和玉米黄素， 可帮助眼睛过滤有害的紫外线， 具有保护眼睛的作用.

2.3 奶类

奶的主要组成是水、 乳糖、 蛋白质、 脂肪、 非蛋白氮和灰分， 还含有、 乳清、 矿物质等营养成分. 奶类具有补肺养胃、 镇静安神、 美容、 促进智力发育、 防治骨质疏松等功效. 奶类功能性乳制品可分为基础性功能乳制品(如液体乳、 发酵乳、 干酪、 冰淇淋等)及对乳成分进行了调整的、 具有附加值的产品(如低乳糖或无乳糖产品、 低致敏性配方奶粉、 强化钙、 强化维生素类的乳制品等). 目前， 除了单一奶制品做成的功能性产品外， 研究者通常将其他功能性素材加入奶制品中， 以开发具有多种功能的食品， 如刘东敏等[28]将东北核桃楸果仁经去皮、 磨浆后， 与牛奶混合， 将干酪乳杆菌和嗜热链球菌进行混合作为发酵剂进行乳酸发酵， 研制出集山核桃、 鲜奶及益生菌多种营养物质于一体的功能性乳制品.

2.4 其它

除了禽肉、 禽蛋、 奶类来源的功能性食品素材外， 海洋中也蕴藏着丰富的生物资源， 为功能性食品的研发提供了丰富多样的功能性素材. 在海洋功能性食品领域具有广阔的研究价值和开发前景， 特别是从海洋动物中提取分离得到的抗氧化活性肽， 具有抑制血压升高、 抗疲劳、 增强免疫功能及降低胆固醇等多种生理功能外， 还具有良好的抗氧化作用， 而且食用安全、 生产成本低， 使其在功能性食品的开发备受国内外科学工作者的关注， 已成为功能性食品的重要素材之一. Zucchelli 等[29]利用姑鱼皮胶原蛋白作为原料制备抗氧化活性肽， 通过实验研究发现， 该活性肽具有较强的清除超氧化物和DPPH自由基的活性.

动物血液是富含动物性蛋白的营养源之一， 此外， 动物血液中还含有氨基酸、 矿物质和其它一些生物活性物质. 德国、 丹麦、 法国、 瑞典等国的食品专家已经利用从猪血分离出的血浆蛋白作为添加剂加入香肠、 布丁、 面包、 甜点、 挂面中. 日本许多大型企业(如三菱食品公司， 伊藤肉食品公司)也将其应用到保健食品当中. 猪血中还含有一种叫“创伤激素”的物质， 能清除体内坏死细胞， 促进受伤组织痊愈[30]. 动物血液中的血红素铁， 可以明显改善缺铁性贫血[31]. 因此， 动物血液也是功能性营养保健食品素材来源之一， 用以改善营养不良的特殊人群. 除此之外， 目前对于蜂蜜、 蜂胶、 蚕蛹、 蜂蛹、 虾皮等动物来源的功能性食品素材的研究方兴未艾.

3 微生物来源功能性食品素材

微生物广泛存在于自然界中， 功能性发酵食品是利用微生物高新生物技术(如提取法、 微生物发酵法、 酶法等)制备具有生理活性的功能性物质， 并以此为活性成分生产可以调节机体生理功能的食品. 目前， 用于制备功能性发酵食品的微生物素材来源主要有功能性低聚糖、 L-肉碱、 活性多肽类、 真菌多糖、 微生态制剂、 红曲、 功能性油脂等. 这些功能性素材在免疫调节、 胃肠道功能调节、 抗疲劳、 调节食品风味、 防治心脑血管疾病、 促进矿物质吸收等增加食品的保健功能方面发挥着独特的优势[32]. 崔海燕等[33]将含有多种功能性活性物质的红曲酶发酵产品与具有营养价值高、 健脑养人的糙米两种功能性食材结合研发出红曲糙米功能性饼干. 高辉等[34]利用植物乳杆菌发酵豆浆制品， 将豆浆中的亚油酸转化成共轭亚油酸， 制备功能型固态发酵酸豆乳.

4 展望

功能性食品在研发过程中， 首先需要筛选功能性因子， 并对功能性因子的安全性、 功能性、 量效关系、 作用机理等进行科学的研究和评价， 最终以适当的产品形式呈现给消费者. 目前我国功能性食品在发展的过程中存在着低水平重复现象严重、 基础研究不够、 主要采用传统的食品形态且价格较高、 监督管理难度较大、 夸大产品功效等问题. 因此， 应充分开发利用各种功能性素材来源， 加大基础研究的投入， 加强功能性成分的作用研究. 其次利用现代化技术手段开发新型功能性食品， 努力创新功能性食品产品形式， 推动功能性食品的升级换代. 最后应规范提高评价与检验标准， 加强质量控制， 保证功能性食品安全.