刺梨营养特性及产品开发研究进展

2021-03-30李学琴

现代食品 2021年3期

◎ 陈旭，李学琴

（贵州大学明德学院，贵州贵阳 550025）

刺梨（Rosa roxbunghii）是一种主要产自云贵川地区的特色植物，因其酸甜味美受到产地人们的喜爱[1]。近年来，随着对刺梨研究的深入，人们对刺梨的认识也不再停留在表面，越来越多的科研资料表明刺梨含有多种具有保健功能的生物活性成分，其目前已被作为贵州省重点的药食两用植物资源大力开发[2]。本文阐述了刺梨主要的几大营养特性、刺梨产品最新的开发状况，以及存在的问题，展望刺梨产业发展方向，以期为刺梨的开发利用提供借鉴。

1 生物活性成分

1.1 有机酸及抗坏血酸

有机酸在食品营养学中发挥着重要作用，有促进消化、增强食欲、提高免疫力的功效，并且还可以维持食物中水溶性维生素的化学性质，使食物中水溶性维生素在高温或强光照射的条件下保持稳定而不易被破坏[3-5]。抗坏血酸（ASA）即维生素C，是人体生长发育所必需的成分，参与人体代谢的多种氧化还原反应，但人体自身不能合成，必须通过食物摄取[6]。刺梨含有丰富的有机酸和抗坏血酸，是良好的有机酸及抗坏血酸来源。安明华等人通过HPLC 法对成熟刺梨果实、刺梨不同器官及果实不同发育时期的有机酸及ASA 组分的含量进行了测定，发现成熟刺梨果实中含有6 种有机酸，分别为柠檬酸、酒石酸、草酸、琥珀酸、苹果酸和乳酸，还有含量高达66.8%的抗坏血酸，不同的器官含有的有机酸种类不同，果实中含有的抗坏血酸较高，并且随着发育的不断进行，其中的抗坏血酸不断积累[7]。黄明的研究也证实了这一点，其通过动态研究发现99%的ASA 是在刺梨果实的快速生长发育过程中，经L-半乳糖途径积累起来的[8]。

1.2 黄酮类化合物

黄酮类化合物具有多种生物活性，目前已被证实有抗氧化活性、抗炎抑菌作用、调节机体脂肪代谢和抗肿瘤作用[9-12]等。刺梨果实中黄酮含量丰富，张汇慧采用半仿生法提取了刺梨中黄酮，总黄酮提取量可达27.70 mg·g-1，其还测定了精制后的黄酮抗氧化活性，发现经过精制的刺梨黄酮抗氧化活性是未经过精制的刺梨黄酮的4.4 倍[13]；而且刺梨黄酮在30 ～60 ℃的干燥条件下相当稳定[14]，因此，在实际生产过程中，刺梨黄酮的加工温度需尽可能控制在30 ～60 ℃。

1.3 刺梨多糖

多糖是由至少10 个单糖通过糖苷键结合而成，是构成生物体的重要基础物质之一，同时也是机体主要的供能物质。自从牛津大学的Dwek 教授于1988 年提出“糖生物学”的概念以来[15]，人们对多糖的研究就不断深入，目前已经有大量研究表明，多糖具有提高免疫力、降血糖、降血压、抗氧化、抗衰老、防辐射和抗菌等多种生物活性功能[16-20]，且不具有毒副作用，是实用价值极高的生物活性物质，如今已被大量用于食品和医药行业。刺梨多糖是刺梨重要的活性物质之一，但由于刺梨生长地域性较强，所以对于刺梨多糖的研究起步比较晚，进展比较慢，近年来才受到重视。1991 年陈代雄等人通过动物实验提出刺梨多糖能够提高动物免疫力[21]，1993 年严卫星等人的研究也证实了这一点[22]，但是对于刺梨多糖的关注度还是较低，直至2006 年，杨娟团队首先对刺梨多糖进行分离纯化，得到8 个组分，并对纯化的单一多糖进行活性定量测定，证明多数刺梨多糖组分具有神经营养活性，之后进一步证实了刺梨粗多糖的抗氧化活性[23-24]。刺梨多糖的提取逐渐成为热门研究，为得到高提取率，众多研究者对刺梨多糖的提取方法进行了探究，王慧等人在2012 年采用均匀试验设计的方法对刺梨多糖的提取工艺进行了优化，提取率达8.48%[25]。还有人对比了热水浸提、微波提取、超声提取和酶法提取4 种方法对刺梨多糖的提取率，发现酶法提取的刺梨多糖得率是最高的，而超声波提取法得率最低[26]，为刺梨多糖的提取方法选择做了理论指导。汪磊将分离纯化得到的刺梨多糖采用体外化学和细胞实验评价刺梨多糖的降血糖活性，利用小鼠实验研究其对肠道微生态的影响，结果表明其有较强的抗氧化活性，同时能提高胰岛素抵抗细胞吸收葡萄糖的能力，还能提高小鼠肠道中有益菌的丰度，降低有害菌的丰度[27]。

1.4 超氧化物歧化酶

超氧化物歧化酶（SOD）是普遍存在于生物体中的酸性蛋白酶，是一种性质相当稳定的球蛋白[28]。人们对于SOD 的研究起步较早，早在1938 年，美国科学家Mann 和Keilin 就从牛红细胞的提取物中发现了SOD，并且证实了SOD 具有较强的抗氧化活性，自此开启了SOD 在护肤领域的不凡之旅[29]。如今人们对于SOD 的研究已经相当深入，目前已知的有Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、Fe-SOD 三种，主要来源于血液、猪肝、刺梨、原核细胞细胞质和部分植物细胞中[30-31]。刺梨近年来受到广大消费者的追捧，除了因为其高含量的抗坏血酸（VC）之外，还因其高含量的SOD，史肖白等人测定了刺梨中SOD 的含量，并与猕猴桃等水果中SOD 含量做了对比，发现刺梨鲜果中SOD 含量比猕猴桃、黑莓、山楂和无花果高出10 倍以上，比苹果、葡萄、梨和橘子的高出20 ～50 倍，是不可多得的高VC、高SOD 含量的植物资源[32]。和其他生物体中的SOD 一样，刺梨中的SOD 也具有较高的稳定性[33]。并且在低温条件下，酶复合体系对刺梨进行加工，得到的产品SOD 活性更高[34]。基于刺梨SOD 较高的稳定性和生物活性，人们还展开了一系列的研究，李端等人研究了刺梨SOD 对雄性小鼠生育力的影响，发现刺梨SOD 按300 mg·kg-1或600 mg·kg-1剂量，给雄性小鼠连续应用20 d，可显著提高其生育能力[35]。另外，刺梨汁能大幅降低血脂含量，并通过提高SOD的活性来减轻脂质的氧化损伤，从而达到抗动脉粥样硬化的作用[36]。

2 刺梨产品开发现状

2.1 刺梨酒

刺梨酒在贵州地区的起源较早，早在清朝道光年间就有记载，当年的《贵阳府志》就曾写道：“今黔人采刺梨蒸之、爆干、囊盛之酒盎，名刺梨酒，味甚佳”[37]。这其中也体现了传统的刺梨酒酿造工艺：新鲜刺梨洗净破碎→榨汁→发酵→澄清过滤→罐装杀菌→刺梨酒。以传统方式发酵的刺梨酒往往存在两个典型问题，刺梨酒的氧化褐变问题以及澄清问题。吴惠芳等人针对刺梨酒的褐变问题进行了探讨，提出引起刺梨酒褐变的主要原因是单宁中的儿茶酚在空气中氧及酶的作用下发生氧化褐变，并提出了添加JA 澄清剂的方法，配合其他相应措施，有效解决了刺梨酒的氧化褐变问题[38]。对于刺梨酒的澄清问题，申世轩等人发现以壳聚糖0.6 mg·mL-1和皂土4 g·L-1的添加量进行复合澄清，效果最好，澄清度可达到99.2%[39]。近年来，人们不断探究新工艺，并对新工艺下的产品进行检测，李小惠就尝试了糖腌发酵结合酶解的工艺，并对该工艺下得到的刺梨酒进行理化指标及风味物质的测定，发现与传统工艺相比，该新工艺条件下得到的刺梨酒黄酮和VC 损失较大，但风味物质却更加丰富[40]。杨春艳等人建立了刺梨原汁酒总糖的测定方法[41]，麻琼珍等人针对刺梨酒度数进行了探讨，发现12°发酵汁发酵成品酒色泽最好，风味最香，口感最佳，这和市面上大多低度果酒酒精度相仿[42]。现如今市面上果酒琳琅满目，竞争相当激烈，刺梨酒虽是起源较早的果酒之一，但目前占领的市场还不是很大，有待进一步的努力。

2.2 刺梨汁

就目前来说，刺梨汁算是刺梨产品中市场占有率较高的产品。刺梨汁酸甜适宜，香气迷人，再加上其富含VC、SOD、黄酮和多糖等生物活性物质而广受消费者喜爱。因此，目前人们对于刺梨汁的研究也大多集中在挥发性风味物质和生物保健功能两个方面，2015 年至今，贵州大学丁筑红团队就致力于刺梨汁挥发性风味物质的研究，研究了刺梨果汁挥发性风味化合物组成，在不同的热处理、不同贮藏条件、不同脱苦涩处理及β-葡萄糖苷酶处理等条件下刺梨汁风味物质的变化情况，为刺梨汁的调制、风味物质组成以及贮藏条件都做了全面的理论指导[43-47]。在生物保健功能方面，崔俊英等人研究了刺梨汁的降血糖作用，发现刺梨原汁对于降低谷丙转氨酶和谷草转氨酶，降低血糖值、降血脂、保肝护肝有一定的作用[48]。郑波等人研究了刺梨汁对实验性胃溃疡大鼠超氧化物歧化酶、丙二醛及前列腺素E2，血清TFF-2、EGF 及NO的影响，发现刺梨汁对胃溃疡有明显的治疗作用[49-50]。谭书明团队也进一步证实了刺梨汁对Ⅰ型糖尿病具有辅助治疗作用，并且以刺梨汁和蜂胶提取液为主要原料，调配出了口感宜人，性状稳定的复合型饮料[51-52]。刘春荣等人研制了椪柑刺梨复合果汁，具有椪柑和刺梨果的香气，甜酸适度，鲜香爽口[53]；侯彦喜等人将黑豆磨浆、均质，加入益生菌发酵后，与刺梨汁调配，制成营养丰富、风味独特的复合饮料[54]。相信随着研究的不断深入，会有更多的复合型刺梨饮料被开发出来。

2.3 刺梨糕

刺梨糕目前在市面上也有销售，因其软糯香甜，刺梨风味浓郁而受到欢迎。2011 年，谢国芳团队以浓缩刺梨汁为原料，添加白砂糖、凝胶、柠檬酸等辅料，制成咀嚼性好，口感佳，外观金黄透明的刺梨软糕[55]。2013 年，袁豆豆等人以刺梨、白砂糖、麦芽糖浆、苹果酸、卡拉胶和琼脂复配凝胶剂为原料制作刺梨软糖，通过配方优化后得到表面光滑、糖体饱满、色泽鲜亮、咀嚼性及口感俱佳的软糖[56]。

2.4 刺梨酸奶

早在1998 年，邢飞跃等人就已经开始了非发酵型刺梨酸奶的研制[57]。2002 年，周春明等人对高黏稠性搅拌型刺梨酸奶进行研制[58]。2005 年，杨胜敖等人以野生刺梨汁和鲜牛乳进行发酵，制得酸甜可口，风味独特，具有较高营养价值的发酵型刺梨酸奶[59]。2015年，严晓月等人以无籽刺梨、丝胶肽、脱脂乳为原料研究酸奶含片，所得酸奶片具有酸奶香和刺梨果香，营养丰富、酸甜适宜，且各项指标都能达到国标要求[60]。2017 年，谢勇团队将刺梨汁中添加蜂蜜进行凝固型酸奶的发酵工艺研究，最后得到质地均匀、凝结状态良好、口感细腻，且有浓郁的乳香味和刺梨风味的刺梨酸奶[61]。如今对于刺梨酸奶的开发研制已不少见，但是真正进行生产转化的却较少见，这是今后科研和生产共同努力的方向。

2.5 刺梨果脯蜜饯

果脯蜜饯一直是广大消费者喜爱的休闲食品，因此刺梨果脯也是刺梨产品开发的方向之一。徐坤等人用传统方法腌制了野生刺梨果脯，制得味美质优的刺梨果脯[62]。邓茹月等人采用真空糖渍的方法腌制刺梨果脯，并测定其风味变化，发现与传统糖渍刺梨果脯相比，真空糖渍技术制得的果脯风味更优且能更好地保存刺梨中的营养成分[63]。应瑞峰等人采用木糖醇、山梨糖醇、D-甘露糖醇代替了一部分白砂糖制备刺梨果脯，不仅降低了果脯的含糖量，还很好地保存了黄酮和VC[64]。