牡丹花深加工产品开发研究进展

张静林，张小燕，宋淑亚，刘德阳，屈展平

（洛阳职业技术学院食品与药品学院，河南 洛阳 471000）

牡丹（Paeonia suffruticosa Andr.）为芍药科芍药属多年生落叶灌木，是我国原产特有的名贵木本花卉，已有1 600余年的栽培历史[1]。牡丹不仅具有很高的观赏价值，而且有较长的食用和药用历史[2]。在河南省，人们用晒干的牡丹花泡水饮用，或将牡丹花瓣加入到面制品中增加色香味，已有上千年的历史。牡丹花瓣、花粉、种子、根、茎、叶均可药用或食用。牡丹花味苦、性平，具有和血、生血、凉血的功效，主治血中伏火、除烦热。牡丹根抽芯后可制作丹皮，具有清热凉血、活血化淤、退虚热的功效。牡丹籽富含多种不饱和脂肪酸及微量元素，制备的牡丹籽油是一种新型保健食用油脂，2011年被卫生部批准为新资源食品。牡丹花粉中含有丰富的氨基酸和蛋白质[3]。作为重要油用牡丹品种的丹凤牡丹的花已于2013年被国家卫计委批准为新食品原料，可以直接用于各种牡丹花食品的加工。相对于牡丹籽和根皮的研究，已成为新型食用资源的牡丹花研究较少。

牡丹花中营养素种类多样，包括糖类、蛋白质、脂类、微量元素及多种生物活性物质[4-5]。新鲜牡丹花瓣中可溶性糖含量约为3.60%～9.03%，总蛋白质含量约为0.156%～0.419%[6]，并且氨基酸种类齐全[7]。目前已有11种脂肪酸可从牡丹花瓣中检出，包括人体必需脂肪酸亚油酸、亚麻酸，不饱和脂肪酸含量最高品种可达0.558 mg/g[6-8]。李春荣等[9]测定市售牡丹中金属元素含量，发现牡丹花中含有钙、铁、锌、铜、锰等具有重要生理功能的金属元素，其中钙含量最高，可达到0.98g/kgDW。徐小博等[10]测定了不同品种牡丹花瓣营养成分含量，发现牡丹花瓣中维生素C质量分数可达到0.43 mg/g～1.12mg/g，此外金属元素硒含量为0.567μg/g～1.081μg/g，高于常食蔬菜。人体获取的硒主要来源于植物，牡丹花瓣中较高的硒含量对富硒食品开发具有一定的参考意义。除了人体必需营养物质，牡丹花富含酚类物质，其总酚含量可达到 3.97 mg/g～21.73 mg/g（鲜重），主要包括花青素及黄酮类物质，氧化作用极强，有抗老化、降血脂等功效[6-11]。牡丹花中以芍药苷为主的单萜糖苷类物质，具有抗炎症、免疫调节、改善睡眠等功效[12]。因此，牡丹花在功能性食品、化妆品、食品的深加工领域均有广阔的前景。目前牡丹花的主要应用仅集中在少数加工产品，本文从食用视角出发，对牡丹花的深加工开发和利用现状进行综述，以期为牡丹花深加工产品的开发提供参考。

1 牡丹主要活性成分

1.1 挥发性成分

香气成分是观赏植物的重要特征之一，花中的挥发性成分受花的品种、开放度等多个因素影响。牡丹花香味独特，主要挥发性成分包括醛类、萜烯类、醇类、芳香烃类和烷烃类等[13-14]。

不同品种牡丹挥发性成分差异较大，目前丹凤牡丹允许作为食品原料进行相应产品的加工。赵梦瑶等[15]采用顶空-固相微萃取结合气相色谱-质谱联用（headspace-solid-phase microextractiongas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC/MS）分析丹凤、香玉、海黄3个品种牡丹花瓣挥发性成分，共筛选出19种差异成分，3种牡丹花中，丹凤青香味较重，海黄甜香香韵较为突出，香玉青香和甜香均比较适中。余辉攀等[16]对凤丹花瓣进行精油提取分析，结果经鉴定共含有27种化合物，其中诱虫烯、肉豆蔻酸乙酯、杜鹃酮等组分，可能是使牡丹花呈现甜香气味的主要原因。Li等[13]通过顶空固相微萃取技术分析覆盖6个品种群的30个牡丹品种花瓣香气成分的组成，共鉴定出气味成分81种，采用聚类分析将不同品种牡丹香型分为木本香气（主成分：顺式罗勒烯）、玫瑰香气（主成分：D-香茅醇）、百合香气（主成分：芳樟醇）、酚类香气（主成分：1，3，5-三甲氧基苯）、难以界定气味（主成分：戊烷）5大类。

牡丹花挥发性成分具有显著的清除自由基及抗氧化的功效，牡丹花精油成分复杂，含有植醇、氧化芳樟醇和法尼醇等功效成分，因此具有抗炎抑菌、抗血小板活性等效果。Han等[17]对市售的牡丹花蕾进行精油成分提取与鉴定，发现其中高浓度的丁香酚和薄荷醇等具有显著的抗菌能力。牡丹精油中的芳樟醇也具有显著的抗菌作用，可通过改变菌体细胞膜蛋白结构达到杀灭细菌的作用，其抗菌能力优于薄荷油、迷迭香油、丁香油等植物精油，可作为保鲜原料进行研究[18]。

1.2 单萜糖苷类化合物

单萜糖苷类化合物是天然药材中主要的活性成分，也是牡丹中的主要生物活性物质之一，其基本骨架为含有蒎烷结构并与葡萄糖连接形成糖苷[19]。牡丹中芍药苷和氧化芍药苷含量较高，具有保护神经系统、抗自由基损伤等作用[20-22]。目前对于牡丹花中单萜糖苷的研究报道较少。闫慧娇等[20]从牡丹花中分离出7个单萜糖苷类化合物，分别为吡啶芍药苷、paeodanin B、芍药新苷、乙酰芍药苷、芍药苷、苯甲酰芍药苷和氧化芍药苷。周远明[23]从牡丹花雄蕊中分离鉴定出3种单萜糖苷类化合物，分别为芍药苷、4-O-甲基芍药苷及paeonidanin，为牡丹雄蕊的开发利用提供了参考依据。赵伟[24]从牡丹花中分离鉴定出吡啶芍药苷、苯甲酰芍药苷、paeodanin B、芍药新苷、氧化芍药苷和乙酰芍药苷，并对6个品种牡丹花成分进行定量分析，其中丹凤白的氧化芍药苷含量可达到17.84 mg/g，芍药苷的含量可达到96.79 mg/g。

在牡丹含有的单萜糖苷类化合物中芍药苷生物活性强，具有良好的抗炎、免疫调节、抗应激性溃疡等多方面的作用，对心脑血管疾病具有一定的抑制作用，长期使用可明显改善阿尔茨海默症的学习记忆障碍，也具有抗抑郁作用等[25]。Cheng等[26]研究发现芍药苷作用在小鼠身上可起到神经保护及抗抑郁的作用，其原理可能是通过抑制海马体中小神经胶质细胞的活性来激活神经元FGF-2/FGFR1的活性。Wang等[27]研究发现，单萜糖苷类化合物中的芍药苷可通过上调沉默调节蛋白1的表达，增强自噬，抑制低密度脂蛋白诱导人脐静脉内皮细胞凋亡和黏附分子表达，从而抑制动脉粥样硬化的发生发展。芍药苷对神经细胞损伤和凋亡也具有显著改善作用。Li等[21]研究发现芍药苷可减轻小鼠溃疡性结肠炎导致的肠道损伤，抑制促炎反应的同时减轻嗜酸性粒细胞浸润症。

1.3 酚类化合物

植物酚类化合物是以苯酚为基本骨架，并结合多个羟基化学结构的物质总称[28]，主要包括单宁、类黄酮和酚酸3大类，具有抗氧化、降血脂、抗肿瘤等作用。

花青素是牡丹中的主要酚类物质，牡丹品种众多，不同品种牡丹酚类物质具有明显差异。现有1 000多个牡丹品种，可分为9大色系，即白色系、粉色系、红色系、紫色系、蓝色系、黑色系、绿色系、黄色系和复色系。Fan等[29]通过高效液相色谱（high-performance liquid chromatography，HPLC）对48个中原牡丹品种进行研究，最终鉴定出5种花青素（矢车菊素3-o-葡萄糖苷、芍药素3，5-双葡糖苷、芍药素3-o-葡萄糖苷、矢车菊素-3，5-葡萄糖苷和天竺葵素-3，5-O-双葡萄糖苷）、3种黄酮醇和3种黄酮类化合物。Li等[30]对黄色牡丹品种花瓣呈色物质进行HPLC分析，鉴定出26种类黄酮物质，其中山奈酚、芦丁、芹菜素等衍生物是主要成分。崔虎亮等[31]以5种不同花色牡丹为原料，研究其动态生长过程中花青素及类黄酮的种类和含量，发现紫色品种和蓝色花瓣中矢车菊素和芍药素含量较高，红色品种天竺葵素含量较高，白色品种几乎不含有花青素，并且牡丹的不同生长阶段其花青素和类黄酮也会发生显著性变化。

高一芳等[32]研究发现，牡丹花水提液对于具有血压调控作用的肾素-血管紧张素系统中两种关键酶肾素和血管紧张素转化酶具有抑制作用，并且调控效果与水提液中牡丹花多酚含量呈正相关。Li等[33]研究了不同提取方法对牡丹花酚类物质产量、纯度、成分、抗氧化和抗菌活性的影响，从牡丹花醇提液中分离出木犀草素-7-O-葡萄糖甙、异鼠李素-3-7-O-D-葡萄糖苷、山奈酚-7-O-葡萄糖甙等，发现常规液固萃取法所得提取液抗氧化性最强，微波辅助提取法所得提取液抑菌性最强。Wang等[6]通过秀丽隐杆线虫的抗氧化应激实验确定牡丹花瓣提取物具有抗衰老和抗氧化应激的作用。He等[34]探究黄牡丹体外抗氧化活性及其对小鼠皮肤中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）活性的影响，发现花瓣乙醇提取物具有显著的抗氧化性，可帮助小鼠皮肤抵抗紫外线，显著提高了短波长紫外线（ultraviolet-B，UVB）照射小鼠皮肤中GSH-Px的活性。

2 牡丹花加工现状

2.1 牡丹花茶

以花制茶在中国历史悠久，牡丹花茶是我国特有的牡丹加工产品之一，主要有两种类型：一是单一以牡丹花为原料，经脱水加工制成的产品；二是将牡丹花与茶叶结合加工制成的产品，如牡丹红茶、牡丹白茶、牡丹乌龙茶等[35-36]。

揭晓等[37]系统研究了采摘时间、杀青工艺、干燥工艺等条件对“High Noon”品种牡丹花茶品质的影响，确定于盛开期上午采摘的花瓣经微波700 W杀青60 s，80℃热风干燥制得的牡丹花茶外形最佳且营养成分保存最好。沈清宇等[38]以紫斑牡丹“玉壶冰心”花瓣和“福安大白”品种烘青绿茶为原料，研究牡丹花茶窨制工艺，发现窨制条件为密闭箱桶温度21℃、相对湿度90%、窨制时间48 h所得花茶香气持久、茶汤纯正。陈思颖等[39]以盛花期凤丹牡丹为原料，采用真空冻干制得的牡丹花冠茶可有效保持牡丹色泽及形状，且复水性好；采用45℃热风干燥制得牡丹花冠茶营养成分保存率最高。谈宗华等[40]以牡丹花、玫瑰花和绿茶为原料研制牡丹花茶饮料，发现采用茶叶花瓣分开浸提的方式，调节浸提液pH值为6.0、温度70℃、浸提45 min，提取效果最佳，制得的牡丹花茶饮料花香、茶香保留完整，且具有养血和肝、益气养颜的作用。浸泡条件的不同，会直接影响牡丹花茶口感及营养价值，牡丹花茶中的微量元素会随浸泡时间延长而增多[41]。揭晓[42]研究发现采用热水最佳冲泡条件为茶水比1∶50（g/mL），冲泡温度90℃，冲泡时间15 min，多酚及黄酮含量最高。袁琴琴等[43]研究不同浸泡方式对牡丹花茶茶汤影响，发现采用冷水浸泡60 min茶汤具有与热水浸泡相似的主体风味特征，且在酸味、苦味回味上有所提升，适宜于牡丹花茶汤的制备。

牡丹花茶是最主要的牡丹花瓣加工产品，在口感上，因牡丹花茶的茶多酚含量低于绿茶，其苦涩味较轻，使花茶在口感上较为爽口，且含有花香，更适宜饮用[44]。通过筛选食用牡丹品种、优化制作工艺，提升牡丹花茶口感的同时保持其生物活性物质含量，可作为牡丹花茶深入研究的切入点。

2.2 牡丹花酒

牡丹花所含醇溶性功能性成分种类多样，以牡丹花制酒，通过浸提、发酵等生产工艺，牡丹生物活性成分溶出，可提升酒制品的营养价值。目前将牡丹花作为酒类产品生产的辅料使用已有一定程度的研究。洛阳“牡丹花都”淡雅花香牡丹花酒将白酒与牡丹花相结合，已于2012年上市，并于2018年被评选为“洛阳十大牡丹品牌”。陶福占等[45]将牡丹鲜花、籽粕、根皮、花蕊混合与高粱、冰糖、酒曲和水进行发酵，发酵过程中采用超声处理促进发酵，优化口感，所得牡丹酒酒味醇美，其ABTS+自由基清除率可达86%。张立攀等[46]以丹凤牡丹、山茱萸、枸杞的高粱酒浸提液为原料进行配制，加工所得配制酒酒体醇厚，香气突出，其黄酮含量为8.45%，抗氧化能力较基酒明显提高。宋岑等[47]在黄酒加工过程中添加5%牡丹花瓣，发酵15 d制作的牡丹花香型黄酒花香酒香协调，口味细腻，实现传统黄酒的创新改变。陈曦等[48]以牡丹花和乳粉为主要研究对象，采用正交试验确定产品最佳配方为15%牡丹花、10%脱脂乳粉、0.5%酒曲、12%白砂糖，制作的牡丹花奶酒产品风味得到改善，抗氧化活性显著高于未添加牡丹的普通奶酒。刘凤梅[49]以锦袍红品种牡丹为原料，提取制备牡丹香料和花粉提取液，与基酒复配制作调配型牡丹花葡萄酒，花香酒香和谐，口味醇美干爽。此外，牡丹花可与水果结合制成牡丹花果酒，营养型牡丹梨酒以牡丹和梨为主要加工原料，在梨酒发酵后调酒时加上0.12%的牡丹花香提取物质，使梨酒具有牡丹的清香[50]。目前，牡丹制酒多集中于研究层面，市售产品较少，且关于牡丹品种对牡丹花酒品质影响及牡丹花酒营养和生物活性成分分析相关研究较少。

2.3 牡丹花精油

牡丹精油是芳香植物中含香成分浓缩提炼而成的香气精华，具有挥发性及较强的抗氧化作用，是制作化妆品、护肤品的良好原料[51]。采用油用牡丹花提取牡丹精油，不影响其产籽功能，可提高油用牡丹花的利用率。

不同提取方法进行牡丹精油的制备，所得产品的挥发性成分也具有显著差异。Zhang等[52]采用微波辅助蒸馏方法于1.7 mL/g水溶液浸提1 h，采用540 W微波处理30 min条件下可获得（0.66±0.03）mg/g的精油产量，分析所得精油中主要成分为α-松果醇、香叶醇、芳樟醇等。刘俊民等[53]采用4种不同工艺制备牡丹花精油，采用CO2超临界结合分子蒸馏制取牡丹鲜花精油可分离出76种成分，其中主体呈香成分为樟脑（烯酮类）占24.8%、芳樟醇占20.2%、松油醇占15.3%、黄樟脑（烯醚类）占6.3%、反式-橙花叔醇占5.7%、桉叶油醇占5.3%、4-萜烯醇占3.0%。于荟等[54]研究发现，采用水蒸气蒸馏法制备丹凤牡丹精油，得率虽然较低但挥发物种类最多，精油品质最好，其主体成香物质为1，3，5-三甲氧基苯、芳樟醇及其氧化物、α-萜品醇、3-苯丙醇、橙花醇和肉桂醛。而采用超临界CO2流体萃取的牡丹精油得率最高，适宜进行牡丹精油的批量化生产。因此深入研究牡丹精油的制备工艺，可为其深加工产品的开发利用提供指导。

2.4 其他产品

除上述产品，牡丹花可用于生产加工牡丹花饼、牡丹花酱、牡丹花脯等产品。对于这些传统牡丹花制品，现有研究较少。牡丹饼是传统焙烤制品，其馅料的制作采用了牡丹花瓣，目前仍采用手工工艺进行加工制作。牡丹花酱是以新鲜牡丹花瓣为原料加工制作而成，主要生产工艺包括采集、分选、水洗、混合、腌制。在生产过程中会使用大量的白砂糖腌制牡丹花瓣，以维持产品品质的稳定性，可直接食用，也可作为牡丹饼、牡丹糕点的加工原料。赵贵红[55]以米醋、牡丹花瓣、牡丹花粉的浸提液为辅料进行保健面包的制作，所得面包口感松软，带有牡丹特有香气及一定保健价值。对于较为传统的牡丹花深加工产品，存在白砂糖使用量过多、产品品质不稳定等问题。如何改善产品工艺，在保持产品功能性的同时，提升产品的健康性，仍需进行深入研究。

3 展望

牡丹花作为一种新型食用资源，具有极高的利用价值，但目前仍未形成产业化的发展，主要原因包括目前国家批准可应用于食品资源的牡丹花品种仅有丹凤牡丹，现有关于适宜用于牡丹深加工产品的牡丹品种安全性的研究较少。牡丹花加工研究的新产品也较少，并且以初级加工产品为主，产品较为单一，存在深加工产品生产工艺条件不够精确的问题。

基于以上现状，应加强牡丹花加工用品种安全性研究，明确可用于食品加工的牡丹花品种，继续深入开展牡丹花瓣的深加工技术研究，特别是已明确被列入食品资源的丹凤牡丹花，通过不同加工方式拓宽牡丹花产品种类多样性，比如可与其他原料相结合生产牡丹饮料、牡丹口含片等，充分利用牡丹原料开发满足现代消费者需求的功能性食品。