药食同源枣果营养成分利用的研究进展
2023-07-09包文慧包杭盖路东晔潘青华张玉平白玉娥
包文慧,包杭盖,路东晔,潘青华,张玉平,白玉娥*
(1.内蒙古农业大学 林学院,内蒙古呼和浩特 010019;2.北京市农林科学院 林业果树研究所,北京 100093)
近年来,随着人们生活水平和观念的转变,人们逐渐提高了食疗保健意识,对药食同源食品的需求加大。《卫生部关于进一步规范保健食品原料管理的通知》进一步解释了药食同源的含义及意义,药食同源物质既是食品又是药品,它们有防治疾病的共同特点,但它们之间没有绝对的分界线,其在不同领域内充当不同的角色,发挥不同的作用。例如,在中西医药领域,山楂、乌梅、桂圆、大枣等均有抗氧化、提高免疫力、降压降脂、防治心血管疾病等功效;在食品保健领域,山楂、乌梅、桂圆、大枣等可作为干果、果脯类食品,发挥其益智健脑、润滑肠道的作用;又可作为烹饪、发酵原料等。枣果的利用率较高且具有经济效益。
枣(Ziziphus jujubaMill.)原产于中国,是鼠李科(Rhamnaceae Juss.)枣属(ZiziphusMill.)植物。一般新鲜采摘的枣果可作为鲜枣食用,部分制干枣可用作药引。大枣性温,不仅具有补血益气、健脾胃、祛风的效果,对过敏性紫癜患者、贫血患者、高血压慢性病患者、急慢性肝炎及肝硬化患者的血清转氨酶增高均有较好疗效,还对预防输血反应有一定程度的理想效果。部分企业依据枣的功效生产出一些枣产品,如枣酒、枣汁、枣泥等食品原料;鲜枣、干枣、蜜饯等果脯类食品;红枣酸奶、枣渣馒头等发酵食品。因此,要深度挖掘枣的食用价值及营养价值,扩大枣果的应用范围,增加枣产品的种类及医药领域的研究。本文总结了枣皮、果肉、枣核、枣仁及枣渣等各部分的综合利用,为丰富枣资源、开发新产品、扩展新思路提供建议,推动枣产业高质量发展。
1 枣食用价值概述
枣可鲜食也可制成干枣。鲜食枣未经过加工处理可直接食用。大枣中富含大量环磷酸腺苷(Cyclic Adenosine Monophosphate,cAMP)、有机酸(Organic acids)、氨基酸(Amino acids)、铁(Fe)和钙(Ca)等营养成分。部分鲜食枣果肉松脆且甜,部分果肉肉质紧密、甜脆多汁。刘平等[1]证明鲜食枣的营养价值高,经济效益好。鲜食枣即摘即食最新鲜,口感最佳,冬枣、新郑红9 号、马牙枣和蜂蜜罐等是鲜食枣的代表。鲜食枣有“维C 之王”之称,维生素C 是其他水果的10 倍[2]。徐胜利[3]研究证明枣的发育成熟过程中维C 含量呈“S”形走势,枣花期后的第4 ~5 个月即枣果半熟期维C含量和类黄酮(Flavonoid)含量最高,在枣果生长至成熟期及完全成熟期时,一些营养元素如维生素C、蛋白质(Protein)、膳食纤维(Dietary fiber)、多糖(Polysaccharide)等含量有所下降,因此枣果成熟期为鲜食枣的最佳食用期。鲜食枣保鲜期较短,故在保存上有一定的限制。刘鸣哲[4]研究了枣在点红期、半红期、全红期的保存时长,不同品种的枣在各时期的保存时长略有差别,在相同温度贮藏条件下,半红期是最佳采收时期,保存时间较长,全红期难以长期保存。鲜食枣不易保存这一问题在一定程度上增加了对制干枣的需求。制干枣是指将大枣中的水分蒸发,使其含水量降到25%左右,果皮出现褶皱且有弹性状态时,是食用制干枣最佳状态,枣肉略有水分、不拔干,不影响甜度。在我国,制干枣的方法很多,主要以人工自然干制、热风干制和远红外辐射干制的方法制干枣。具有代表性的制干枣有木枣、骏枣、和田枣、灰枣等,制干枣维生素C 的含量高达苹果维C 含量的70 ~80 倍。制干枣的食用方式较多,可以直接食用,也可以泡茶、煲粥、炖菜等,各种食用形式均在一定程度上体现其营养价值。在日常生活中,大枣枸杞养生酒、大枣枸杞小米水饭、大枣枸杞养生粥、大枣枸杞汤等是最常见的食疗养生方式。
2 枣的医疗保健价值概述
枣具有丰富的营养价值,被广泛应用于医疗保健方面。大枣含有环磷酸腺苷、三萜类化合物(Triterpenoids)、维生素(Vitamins)等营养物质;含有果糖(Fructose)、葡萄糖(Glucose)、蔗糖(Sucrose)等丰富的糖类;含有苹果酸(Malic acid)、酒石酸(Tartaric acid)、桦木酮酸(Betulonic acid)、齐墩果酸(Oleanolic acid)等有机酸;含有环磷酸腺苷和三萜类化合物。这些有机酸和化合物具有提高免疫力、抗氧化及抗癌作用[5];且枣在神经系统、心血管系统中具有广泛的药理活性[6],如环磷酸腺苷可以强化心血管,改变心肌营养状态。枣是一种功能性食品,与百合一起煮粥,或与姜、红糖一起煮水,具有补血补气、驱寒保暖、静心养生的作用,可加速皮肤代谢,保持面色红润,能有效缓解贫血症状,对骨质疏松的中老年人有一定疗效[7]。大枣中含有有机酸、谷氨酸(Glutamic acid)、苏氨酸(Threonine)、赖氨酸(Lysine)等,能促进蛋白质的形成。红枣是用于开发预防或治疗神经系统疾病保健品的潜在候选材料,枣中的生物碱、膳食纤维等活性成分可提高胆碱乙酰转移酶(ChAT)活性,并显示出对乙酰胆碱酯酶(AChE)的抑制活性,且具有抗氧化应激的神经活性,包括保护神经元细胞免受神经毒素应激、刺激神经元分化[8]、增加神经营养因子的表达、促进记忆和学习。大枣中还含有组氨酸(Histidine)和精氨酸(Arginine),可补充婴幼儿体内一些无法合成的氨基酸,促进婴幼儿健康发育[9]。
3 枣药食同源作用机制
枣由枣仁、枣核、枣果肉、枣皮组成(图1),其各个组成成分利用价值的见图2。枣主要应用在食品加工、临床医药、食用保健品等方面,可满足当前国内外消费者的养生、医疗等需求,具有广阔的发展前景。
图1 枣果结构
图2 枣各组成成分的综合利用
3.1 枣皮的开发利用
枣皮薄厚会影响其口感,部分枣皮薄且口感好,而部分枣皮略厚、略苦、略硬[10],但有独特的医疗保健功效,促进了对枣皮的应用研究。枣皮可补血补气、调节内分泌紊乱等,枣皮较难消化,可适量食用。目前在枣产品加工过程中会将枣皮废弃,不仅浪费资源还造成了环境污染。有效开发利用枣皮既可减少资源浪费、增加经济效益,也可为食品、医药及化妆品行业提供安全无害的原材料。枣皮呈红色,富含红色素,红色素中含有丰富的儿茶素(Catechin)、没食子酸(Gallic acid)等抗氧化物质,还有花青素(Cyanidin)类黄酮化合物。翟龙飞[11]通过三元二次旋转回归正交实验设计,利用酶辅助超声波法、HPLC-MS 法等,对枣皮红色素进行了提取并检测,结果发现枣皮红色素是无毒无副作用、稳定性好的水溶性纯天然色素,是一种具有开发潜力的食用色素,可用于食品添加剂。同时,枣皮红色素具有稳定的理化性质,可消除自由基,抗氧化能力强,为枣皮在食品、药品工业的加工利用提供了科学依据。杨卫民等[12]利用火焰原子吸收法检测出枣皮中有钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)和铁(Fe)等矿物质元素,且枣皮中的矿物质元素含量高于枣果肉,能够高效促进人体多种代谢。SHEN 等[13]利用高效液相色谱检测、细胞培养及活力测定、细胞内ROS检测等方法检测到枣皮多酚等物质通过抑制MAPK和NF-κB 的激活可有效抑制ROS、NO、PGE2 和炎症细胞因子的生成。同时,枣皮多酚、对香豆酸、儿茶素和芦丁促进了Nrf2 蛋白的表达以及GPX、SOD和CAT 的分泌,从而减少了ROS 和MDA 的生成,缓解氧化应激反应及炎症反应,为免疫药物的开发利用开拓了新思路。
3.2 枣果肉的利用
枣果肉主要用于食品加工。枣果肉含糖量丰富且维C 含量较高,被称为“活维生素丸”[14]。其被广泛应用于食品加工行业,制作枣酒、枣醋、枣糕、枣泥等食用产品,以及枣汁、胡萝卜汁添加柠檬酸(Citric acid)、蔗糖(Sucrose)、甜菊糖苷(Stevioside)等配方的复合性饮料,还可利用喷雾干燥法将红枣制成红枣粉、红枣浆混合枸杞汁等果蔬汁[15],这些饮品不仅未丧失原本的活性因子,保留了原有的营养价值,而且风味独特,在一定程度上拓宽了枣相关产业市场。在枣果逐渐成熟过程中,枣果中的果胶类物质(Pectins)、纤维素(Cellulose)、半纤维素(Hemicellulose)、淀粉(Starch)等多糖会逐渐转化为单糖(Monosaccharides)、寡糖(Oligosaccharides)等可溶性糖,用于呼吸消耗、为生理活动提供能量。枣可用于治疗贫血,枣果肉的提取物激活缺氧诱导因子诱导促红细胞生成素调节红细胞生成[16]。
3.3 枣核的利用
枣核因品种不同,其形状、大小及重量不同,但发挥的作用基本相同。枣核多为药用,枣核本身味苦、性平,无毒,可解毒外敷,且有生津止渴、促进唾液分泌、治疗某些疮疖的作用。在《普济方》中记载,其可以治疗由葡萄球菌或链球菌所引起的皮肤病——臁疮,将枣核烧成灰后撒到臁疮病发处,即可起到消炎止脓的作用。《不良药方》中记载将枣核磨完烧成灰也可以治疗一种急性口腔病——牙疳,减缓牙龈红肿、流异味脓血。牟鹏云等[17]采用硅胶柱色谱、高效液相色谱、制备型高效液相色谱等方法对灰枣核木脂素(Lignans)进行提取检验,结果表明枣核中木脂素是一种活性成分十分重要的天然化合物,具有稳定的理化性质和多样的生物活性,在抗肿瘤、抗病毒、治疗心血管疾病等方面发挥着无可替代的作用,为枣核木脂素化学成分的开发利用提供了科学依据。田梦琪[18]运用硅胶柱色谱、CHP20P 和聚酰胺大孔吸附树脂、Sephadex LH-20等柱层析技术从枣核的乙醇提取物中分离得到了许多化合物,并通过酶活性抑制实验筛选出对α-葡萄糖苷酶(Glucosidase)、酪氨酸酶(Tyrosinase)和乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase)具有明显抑制作用的化合物,有利于进一步研究其在降血糖和延缓阿尔茨海默病药物以及化妆品领域的应用。枣核还可以提取枣核油,有研究表明,枣核油主要包含肉豆蔻酸(Myristic acid)、棕榈酸(Palmitic acid)、棕榈油酸(9-hexadecenoic acid;palmitoleic acid)、十七烷酸(Heptadecanoic acid)、硬脂酸(Stearic acid)、油酸(Oleic acid)、亚油酸(12-Octadecadienoic acid)和花生酸(Arachidic acid)等,其中亚油酸含量最大,为人体必需脂肪酸(Fatty acid),且有防癌抗癌、增加运动能力及助于孕妇骨骼健康等重要功能,虽然不同枣核脂肪酸略有不同,但各有所用。枣核也可通过一些炭化设备将枣核转化加工成一种新型能源材料,成为可再生利用资源——枣核炭、糠醛等原料,主要用于烧烤等餐饮业及活性炭行业、化工行业等领域。张立华等[19]为充分利用枣资源,采用干馏法(100 ~400 ℃)对枣核进行木醋液的提取试验,并采用气相色谱-质谱联用仪分析其化学成分,抑菌试验结果呈现剂量依赖效应,对3 种菌的最小抑菌浓度分别为1.25%、2.5%和0.625%,表明枣核木醋液对大肠杆菌、青霉菌及石榴干腐病菌均有抑制作用,这表明枣核木醋液具有较强的抑菌活性。不同品种枣核的利用间接促进枣种质资源的发展,而不是局限于行业及药品的开发利用,可以利用其小巧、或圆而饱满、或核长而尖等特点雕刻成工艺品,既增加了其美学价值,也增加其经济价值。
3.4 枣仁的利用
枣仁很少直接食用,多用于烹饪、茶饮等,也常在中西药中作为药引成分。枣仁养肝益眠,被广泛用于治疗各类失眠症状。酸枣仁的利用最具有代表性,酸枣多为野生,种仁十分饱满,为枣仁的研究提供了优质原材料。申晨曦[20]通过对酸枣仁成分的研究发现酸枣仁含有生物碱(Alkaloid)、黄酮(Flavone)、皂苷(Saponin)等诸多药理成分,有不同程度的镇静、催眠作用,具有抗血小板凝聚、降血压、抗辐射、抗前列腺、增强免疫力等作用,在医学上发挥着重要的作用。在食用保健方面,酸枣仁可以煲汤,如芹菜酸枣仁汤、莲子枣仁桂圆汤、酸枣仁人参汤茶等。张闻一[21]利用有酸枣仁成分的枣仁地黄胶囊开展相关医学临床试验发现,酸枣仁、五味子可以滋阴降火、宁心安神。聂小伟[22]研究发现枣仁中富含亚麻酸(Linolenic acid)和亚油酸,并有淡淡油脂香,与植物食用油的各项理化指标具有相似之处,若经提炼可达到食用油标准。枣仁是一种安全性高、价格低廉、供给方便的原料,在医药领域有极大的开发潜力。
3.5 枣渣的利用
枣产业产生了大量的工业废渣——枣渣。对枣渣进行二次开发利用,有以下优势:①可为研究新型保健品及药用方面提供原材料,提高枣渣利用效率;②减少生产废料,保护环境,同时提高经济效益、社会效益;③枣渣中含有丰富的膳食纤维。苗利军[23]对52 个枣品种进行膳食纤维测定,其中磨盘枣的膳食纤维含量最高,为9.04%。膳食纤维是一种多糖类的高分子化合物,主要存在于植物中,膳食纤维可降低胃肠道对淀粉等碳水化合物的吸收效率,调节肠道细菌,有利于通便、降血糖血脂,影响胆固醇代谢,也为枣渣小麦面条、枣渣馒头等发酵食品的制作提供了丰富的原材料。枣渣中含有一定的三萜酸(Total triterpenoid acid)成分,主要以熊果酸、齐敦果酸为主,几种五环三萜化合物是大枣中的主要活性成分之一,对肝脏和高血压起到保护、抑制作用,且三萜具有抗氧化活性和抗增殖能力。枣渣中富含多糖,具有生理活性,可增强免疫力、抗脂质过氧化反应。林夕梦[24]利用碱提法提取多糖,检测多糖的活性成分,主要为酸性多糖和中性多糖,具有高度免疫活性、护肝活性、降血脂等生物活性,可有效调节细胞的生长和衰老,被广泛应用于医药、食品及保健等多领域。枣渣中还有黄酮类物质,可利用超声波乙醇辅助法对枣渣中的黄酮类物质进行提取,黄酮类物质可有效地对DPPH 自由基进行清除且具有抗氧化能力。朱凯丽[25]通过将枣渣作为奶牛饲料来源的研究发现,枣渣中磷(P)、钙(Ca)、粗蛋白质(Crude protein)、粗纤维(Crude fiber)的含量分别为0.2%~0.3%、0.4%~0.6%、3%~6%、15%~20%,可改善瘤胃内环境,奶牛进食量及产奶量增加,乳品质提升。杨增等[26]研究发现枣渣中含有果胶、单宁(Tannin)等抗营养因子,枣渣发酵后的芳香味能促进羔羊的进食量,枣渣成本相对青贮等其他饲料低。枣渣的充分利用可节约经济成本,为各行业对枣渣的综合利用提供了帮助。
4 结语
枣树是我国重要的经济树种,可扩大其种植范围,增加枣产量,丰富原材料。大力开发利用枣资源,实现产业经营多元化,产品多样化、优质化。但充分开发利用枣资源面临着三大难题:①枣果成熟后不易储藏,因此需解决枣贮存的问题;②枣的活性成分、化学性质不稳定,工业化提取及纯化工艺不够成熟,科研成果转化率较低;③枣作为药食同源果品,枣皮、枣果肉、枣核、枣仁及枣渣的综合开发利用应扩大应用范围,突破传统产业化果品加工、医疗化研发应用、食疗保健等领域。
枣属药食同源,且是良好的食疗果品。充分利用枣中的花青素、膳食纤维、糖类、脂肪酸等物质,可起到食疗保健的作用。要科学合理挖掘枣资源、探索枣的新用途、开发新产品,有利于综合利用产业高值化发展,在保留原有枣品种的基础上培育新品种,扩大应用领域。