沙棘果食品开发利用研究进展与发展对策

王 璇，张志伟，陈志玺，傅雨萌，关文强,*

（1.天津商业大学生物技术与食品科学学院，天津市食品生物技术重点实验室，天津 300134；2.华池县甘农生物科技有限公司，甘肃 庆阳 745600）

沙棘（Hippophɑe rhɑmnoidesL.），又称醋柳、酸刺，属胡颓子科沙棘属落叶性灌木[1]，源于地质运动的冰期和间冰期，是地球上最古老的植物之一，被称为植物中的“生命之王”，也是新兴的浆果类果树，有“比熊猫还珍贵的植物”之称。随着我国大健康产业的快速发展，近年来科研人员对沙棘食品的开发研究越来越深入。根据CNKI 数据库的统计分析，2016—2021 年，有关沙棘的研究发文量共计204 篇，且呈稳定上升趋势，最大年增长率为31.8%[2]。作为一种药食同源植物，沙棘的果实、种子、果皮、枝叶均可被加工利用。其中沙棘果是沙棘利用的最主要部位，加工利用率最高，且开发价值得到越来越多的关注[3]。

1 沙棘果的营养保健价值

如表1所示，沙棘果富含维生素、类胡萝卜素、黄酮类化合物，同时还存在较为丰富的甾醇、不饱和脂肪酸等营养物质。由于沙棘果营养丰富，使其在改善“三高”和治疗心血管、消化系统疾病等方面具有较好的功效。

表1 沙棘果的营养成分Table 1 Nutrients of seabuckthorn berries

1.1 改善“三高”

“三高”是高血脂、高血糖和高血压的总称，它们起病时间长，病因复杂，一旦发病很容易久病不愈，并极易引起动脉粥样硬化、冠心病等一系列心血管类并发症。在药物治疗方面，降糖、降脂常采用的双胍类、他汀类药物多具有副作用。近年来研究发现，通过膳食补充沙棘功能活性组分在降糖降脂方面作用显著。Yang 等[15]每日给高血脂症大鼠喂食7～28 mg/kg 从沙棘果中提取的多酚类物质，喂食5周后发现大鼠的血脂水平显著降低。Chen 等[16]研究发现，56 名高胆固醇受试者在每日食用90 g沙棘果泥后，血浆能量代谢得到改善，肠道中与增加心血管疾病风险相关的微生物减少。黄建等[17]通过给糖尿病大鼠喂养沙棘黄酮研究了沙棘黄酮的降血糖作用。经与模型组对照分析发现，沙棘黄酮能够预防和降低大鼠糖尿病的发生，并且降糖效果与沙棘黄酮的剂量呈正相关。此外，Koyama等[18]通过饲喂含有沙棘粉的饲料，探究了沙棘粉对动物血压的影响。结果表明，沙棘粉能有效降低动脉血压、总血浆胆固醇等心血管系统指标，可有效改善高血压疾病，减少其对心血管脏器产生的不良影响。由此可见，沙棘及其提取物在降脂、降糖、降压方面发挥着明显的作用。

1.2 护肝作用

沙棘富含的多种生物活性成分中，以沙棘多糖和沙棘黄酮在护肝方面效果显著。沙棘果富含由葡萄糖、果糖、半乳糖等组成的中性多糖，该类物质在保护肝脏方面具有较好的效果。一方面，沙棘多糖本身可以减轻肝细胞损伤和炎性细胞浸润[19]；另一方面，沙棘多糖也可以通过与益生菌联用[20]，起到减轻肝损伤的效果。此外，越来越多的研究表明，由于“肠-肝”轴的存在，肠道微生物与肝炎、酒精性肝硬化等肝脏类疾病的发生密切相关[21]。Zhao等[22]研究发现，沙棘黄酮提取物主要通过TAK1/p38MAPK/p65NF-κB 通路重塑肠道菌群结构，减轻由于过量饮酒造成的肠道菌群紊乱和内毒素产生所造成的酒精性肝损伤。

1.3 改善消化

粗纤维（Crude fiber）是植物细胞壁的主要组成成分，在促进肠道蠕动、帮助消化方面具有良好功效。粗纤维虽然不会被直接消化，但在进入肠道后，能够刺激微生物种群，改善其生长活动环境。以沙棘果渣为主要原料制作而成的咀嚼片[23]，不仅可以改善胃肠蠕动功能，促进便秘症状缓解，且食用口感较好，容易被消费者接受，具有比较好的市场前景。

1.4 杀菌抗炎

以沙棘为主要原料提炼出的沙棘油，在杀菌抗炎方面也具有明显效果。沙棘一直作为藏、蒙等民族的传统药物进行杀菌抗炎治疗。此外，古希腊、俄罗斯等也曾用沙棘治疗肝炎、皮肤病和哮喘等。由于沙棘油能够杀菌抗炎、化腐生肌，其在放射性皮炎、黏膜炎等治疗方面具有一定的针对性，对于烧烫伤等非放射性炎症也有明显的疗效。沙棘油中含有非常丰富的不饱和脂肪酸，其中的棕榈油酸可降低白介素6（IL-6）基因以及过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR）基因的表达，抑制NF-κB信号通路，从而降低炎症因子的表达，实现杀菌抗炎的作用[24]。

1.5 护肤抗衰

沙棘也被称为“长寿果”“第二人参”，具有抗衰老的特性。郝毫等[2]通过对2011—2021 年关于沙棘的研究文献进行关键词时区图分析后发现：在228个关键词中，抗氧化是使用频率最高的几个关键词之一，并预测未来沙棘研究的热点将聚集在抗氧化性研究方面。抗氧化可延缓皮肤衰老进程，这主要得益于其对造成皮肤衰老的氧化应激反应的抑制作用。Liu 等[25]以人皮肤成纤维细胞为模型，研究了从沙棘中提取的原花青素对该细胞的抗氧化特性及作用机制。研究发现：从沙棘中提取的原花青素可以增强细胞中抗氧化物和抗氧化酶，如谷胱甘肽（GSH）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性，同时可清除多余的与皮肤衰老直接相关的活性氧（ROS），明显改善因日光照射等原因造成的ROS过量增加而引发的氧化应激反应，继而延缓皮肤衰老。

1.6 抑瘤防癌

抑瘤防癌是各类保健食品重点开发的方向，尤

其是从天然植物中探索提取物有效成分，如紫杉醇[26]、青蒿素[27]、茶多酚[28]等的抑瘤防癌功效已成为重要趋势。而沙棘中含有丰富的异鼠李素、油酸、亚麻酸等成分，被证明可以抑制N-亚硝基吗啉的合成[29]，进而起到提高免疫力、防癌抗衰老的功效。刘雪梅[30]利用昆明小鼠研究了沙棘果油对肝癌的抑瘤作用，发现沙棘果油可以通过调节小鼠肿瘤组织中的B 细胞淋巴瘤因子2（BCL-2）和BCL-2相关X蛋白（BAX）的表达，提高BAX/BCL-2的比值，进而抑制肿瘤的生长，加速肿瘤细胞的死亡。崔米米等[31]对沙棘源多酚的防癌效果进行了研究，发现沙棘果结合态多酚在抑制结肠癌细胞HCT116、宫颈癌细胞HeLa、肝癌细胞HepG2等活性方面具有良好效果，尤其是对结肠癌细胞HCT116的抑制更加显著，抑制率可达到33%。

2 沙棘果的主要产品形式

近些年来，随着对沙棘特殊功效研究的不断深入以及我国健康产业的快速发展，越来越多的企业在沙棘果产品的开发利用方面进行了产业布局。据2022年中国治沙暨沙业学会沙棘专业委员会发布的《全国沙棘资源本底调查报告》显示，目前我国从事沙棘相关经营企业有3 189 家[32]，涉及食品、保健、医药等众多领域数百种产品，涵盖沙棘饮料、沙棘醋、沙棘茶、沙棘果酒、果粉、沙棘油、口服液、胶囊等[1]，许多产品甚至远销海外。

2.1 果汁饮料

沙棘果汁饮料是沙棘开发利用的主要方向，不仅丰富了市面上饮料的品种，而且具有一定的保健功效，能够有效补充多种人体必需的营养物质。目前，市面上主要有沙棘原浆、沙棘清汁等产品种类。除此之外，还可以将沙棘果汁与红枣等多种食品复配制成复合果汁饮料。这种饮料可以在保留沙棘营养成分的同时，改善沙棘的酸甜风味。朱立斌等[33]以沙棘果为主要原料，使用蜂蜜、蔗糖、柠檬酸等进行复配，制成的沙棘果汁饮料不仅保留了沙棘果固有的口感风味特色，而且具有酸甜适口、色泽橙黄亮丽、成分均匀稳定的优点。

2.2 沙棘果油

沙棘果油是一种具有较高营养价值和安全性的植物油脂，不饱和脂肪酸含量超过80%，有“油料黄金”之称。其中以胶囊、口服液或者瓶装油为代表的沙棘原料保健食品比较常见[34]。方亮等[35]使用溶剂法提取沙棘果实和种籽的油脂，发现所提取的沙棘油中富含钾、钙、锰、锌、铁等人体所需的多种矿物质元素，尤其是钙元素含量较高，约为其他元素含量的1～2倍。因此，开发钙元素含量丰富的沙棘油成为沙棘产品极具开发潜力的方向之一。

2.3 果酒

果酒一般是由水果发酵而形成的风味酒，如常见的葡萄酒其实就是果酒的一种。用沙棘果作为主要原料酿造的沙棘果酒不仅具有沙棘酸甜、醇厚浓香的独特风味，而且因富含各类生物活性成分而成为一种保健饮品，其具有活血降压、健胃消食、消喘止咳等保健作用，是目前沙棘果最具开发价值的产品之一。

在果酒产品开发过程中，不仅可通过不同的发酵工艺制成不同的酒种，还可与葡萄、红枣、枸杞等按比例进行复配，酿造出口感更佳、活性成分更为丰富的复合饮品。朱明明等[36]利用新型发酵剂巴氏葡萄球菌TS-82联合酵母菌成功发酵酿造出沙棘果酒，该产品具有较好的口感风味和营养价值，受到消费者的青睐。

2.4 果粉

沙棘冻干果粉有冻干全果粉和冻干果粉两种。沙棘冻干全果粉是全程在低温环境下对鲜果进行冻干、脱水、研磨等处理得到的粉状饮品，冻干全果粉保留了沙棘果果肉、种子、果皮中所有营养物质，具有营养全面的特点。在全果粉中添加小麦低筋面粉、蛋液、糖粉等制作而成的沙棘饼干，口感松脆，风味突出。普通的沙棘冻干果粉则是在沙棘原浆的基础上，经真空低温喷雾干燥或冷雾干燥后制得，能够在较好地保持产品营养成分的同时，方便保存和加工使用。此外，以沙棘冻干粉为主要原料，辅以枸杞、红豆薏仁、甜味剂、稳定剂和增稠剂等可调配制成营养和风味俱佳的沙棘营养代餐粉[37]。这不仅增强了其营养和保健功能，而且在风味上更为丰富，深受消费者喜爱。

3 沙棘果的加工流程

沙棘果的加工流程一般可分为采摘、预处理、打浆、分离、回收利用等几个环节，具体如图1所示。

图1 沙棘果加工工艺流程Fig.1 Process flow of seabuckthorn berries processing

3.1 采摘

沙棘由于果小、皮薄、果柄短且枝条有刺，不方便大规模直接采摘。一般使用剪摘方法，将沙棘果和枝条一并剪下，而后进行速冻脱果[38]得到沙棘果。在速冻脱果阶段，可以根据产地环境特点直接采用打冻果的方法进行采摘，如我国较为寒冷的东北黑龙江等地即采用此方法采摘沙棘果。也可利用机械方法，制作诸如冷冻沙棘枝条脱果分离的滚筛机[39]等设备进行采摘，克服了人工敲打造成的效率低的问题，适合规模化生产加工企业。

3.2 预处理

在预处理阶段，主要完成对沙棘冻果的解冻清洗。目前，主流做法是采用洗果机缓慢供给热水的方式进行解冻，并通过喷淋、鼓泡等方式对沙棘果进行清洗，使附着在表皮的灰尘、砂石以及沙棘果柄、枝条、叶片等杂质分离[40]。

3.3 打浆

完成预处理的沙棘果可通过输送装置进入打浆压榨环节，主要是在打浆机（压榨机）内完成打浆（压榨）作业，进而得到沙棘果原浆。此时的沙棘原浆是一种较为浑浊的混合液体，包含了果汁、果油和果渣等成分。

3.4 离心分离

经打浆得到的沙棘果原浆成分较多，且观感比较浑浊，一般需经过离心分离等程序进行处理。经离心分离操作后，轻液相被分离出来进而作为果油的主要成分，中间部分的沙棘清汁是沙棘果汁后续加工的主要原料，而重液相则成为果泥的主要成分。

3.5 回收利用

与普通果汁加工相同，沙棘经打浆或压榨后，会产生果皮、果渣等废料，并且在这些废料中依然含有较为丰富的营养成分。考虑产品的经济价值，很多企业会将排出的沙棘果皮、果渣加入一定量的水，在一定的温度下进行溶渣作业，而后将其再次送入压榨机中进行压榨，完成果渣的二次利用。通过上述的溶渣流程，可以实现大部分营养物质的回收利用。对于已经没有压榨价值的果渣，可以进行干燥处理，然后对籽膜进行剥离，得到纯度较高的沙棘籽，并利用超临界CO2萃取或溶剂提取等技术制取沙棘籽油，确保沙棘果的全部营养价值得到充分地利用。

4 沙棘果的产业化难题

2022年中国治沙暨沙业学会沙棘专业委员会发布的《全国沙棘资源本底调查报告》显示，全国沙棘资源面积增至127.36万hm2[32]，种植面积每年都在持续增加，但沙棘产业在食品开发上的投入仍旧不足，大多是对原料的简单初加工，且品种较为单一，缺乏高附加值的深加工产品，这在一定程度上限制了沙棘产品的产业化发展。分析其原因，主要有以下几个方面。

4.1 预处理工艺繁琐

沙棘是古老的植物，人类对其加工工艺的研究一直在不断完善。但是受限于沙棘果自身的特点，如果小、皮薄，不仅不易实施机械化采果，还在预处理阶段非常容易发生杂质分离不彻底、清洗不充分、破浆等问题。研究发现，在沙棘果清洗过程中，每清洗1 t沙棘果需要消耗5 t清水，这造成了水资源大量浪费[40]。此外，未被彻底分离的泥沙、枝叶等杂质会随着生产线进入果浆加工工序中，不仅影响产品的口感[41]，甚至还会在后续加工中对设备等造成损害。

4.2 营养成分容易流失

为了方便解冻和提高清洗的效果，目前普遍使用热水和专用清洗设备对沙棘果进行清洗作业。皮薄的沙棘果在热水和机械设备的作用下容易出现破浆现象，使得其中的VC、有机酸等营养成分溶解在洗果水中而流失。检测发现，洗果水中pH值为2.65，总酸含量2.07%，VC 含量达137.64 mg/100 g[40]。Gutzeit等[42]通过研究发现，在沙棘果汁生产过程中，浆果的加工过程将造成约5%～11%总抗坏血酸（VC）的损失，浓缩果汁生产过程中总抗坏血酸的损耗则会高达50%。

4.3 果汁稳定性较差

由于沙棘中的果油含量较高，容易造成沙棘果汁不稳定，出现分层、生物活性物质流失等现象，不利于产品品质的提升，而这也是此类产品需要重点解决的问题。为了保持较好的稳定性，解决果汁分层，刘鑫等[43]通过向沙棘果汁添加黄原胶、果胶、阿拉伯胶等作为稳定剂，以离心沉淀率为评价指标，优化得出沙棘浑浊果汁的复配稳定剂配方为：果胶添加量0.14%，黄原胶添加量0.14%，阿拉伯胶添加量0.24%，此时浑浊沙棘果汁的离心沉淀率为0.45%，粒径90%分布在4.92µm 以下，稳定性最好。徐瑶[44]采用超高压辅助酶解的方式生产果汁，得出了果胶酶添加量、超高压条件、酶解温度等一系列最佳工艺参数，加工而成的沙棘汁具有较好的品质，透光率可达59.68%。

4.4 得油率低

沙棘油的主要提取原料是沙棘籽和果油，相比于大豆、芝麻等，沙棘平均出油率较低，基本在10%以下，且加工耗时长，稳定性差，这极大制约了沙棘果油的规模化生产应用。传统方法中，有机溶剂浸提是沙棘籽油的主流提炼方法，但该法存在提取时间长、温度高、易造成活性物质损失等问题。近年来，超临界CO2萃取正逐渐成为新的研究方向，可以在有效保护油脂中有效成分的同时，减少对环境的污染，但其成本相对较高。超高压辅助法也是近年来比较先进的提取工艺，李尚泽等[45]以石油醚为溶剂，采用超高压辅助法对沙棘籽油进行提取，通过设定适当的压力、保压时间和料液比，可以提高沙棘籽油得率。

4.5 果酒酸度高，储藏困难

沙棘果本身酸度较高，由沙棘果发酵酿造的沙棘酒原浆口感较差且比较浑浊。除原料之外，发酵的时间、温度、菌种等都会对沙棘酒的感官品质产生影响。添加其他果蔬原料进行复配酿酒是改善沙棘果酒品质的有效途径。许多研究人员尝试采用乳酸菌与酵母菌联合发酵[46]、将沙棘果与红枣等进行复配发酵[47]等多种工艺来降低果酒的酸度，并取得了一定效果。除了感官品质外，提高沙棘酒的储藏时间也是在产业化过程中需要考虑的问题。非酶褐变是比较常见的问题，其主要导致沙棘酒的色泽风味变差。而添加抑制剂是延缓非酶褐变的主要手段，传统的抑制剂主要是Na2SO3和SO2等，但是安全性较差。而近年来研究发现，使用VC作为抑制剂效果较好，可以抑制5-羟甲基糠醛的产生，进而抑制果酒发生褐变[48]。

4.6 产业规模不足

我国虽然在政策等方面对沙棘的种植与开发进行了大量扶持，但目前来看从事高附加值沙棘产品开发的企业大多以中、小企业为主，没有形成强有力的产业集聚功效。一方面，中、小企业在产品的开发定位、更新研发、市场销售、品牌建设等方面的资金、人才、技术有限，加之宣传投入不足[49]，使得消费者对沙棘产品的特性功效了解较少，规模有限的市场也增加了中小企业的风险，阻碍了企业的进一步发展壮大。据估算，成立一个具有较大影响力的沙棘产品开发企业，需要投入上亿元资金和大量专业技术人员。另一方面，作坊式的生产和管理模式使许多沙棘产品的质量参差不齐，甚至会出现不合格的产品，这又进一步限制了沙棘产品市场的健康发展。

5 促进产业化发展对策

沙棘作为一种集生态、食品、药品等价值于一身的植物，在助力生态建设、大健康发展等方面具有较好的产业价值。而我国作为世界上沙棘资源最为丰富的国家，应当进一步统筹各种资源条件，促进沙棘产业规模化、高质量发展。

5.1 优化工艺流程

针对沙棘果预处理繁琐等问题，应进一步优化工艺流程，加强先进设备的研发。工艺设备的优化，应重点围绕沙棘果与杂质的分离、降低沙棘果破浆率、提高清洗洁净度、减少资源消耗等方面进行改进。黄雅鑫等[40]对沙棘果预处理工艺进行了改进。改进的预处理工艺集清洗去杂、提取分离、回收利用等功能于一体，加入了生物酶工程技术和多次溶渣环节，与原有工艺相比，出汁率提高了15%，水资源节省了60%。

5.2 提升资源综合开发利用程度

沙棘果是沙棘果汁饮料等产品开发的主要部位，在出汁加工后会产生较多的副产品。由于初次打浆产生的果渣、籽渣等仍含有较多的维生素、黄酮类化合物等营养物质以及较为丰富的膳食纤维。这些副产品，一方面可以进行二次溶渣提高出汁率；另一方面也可以将其作为主要原料，开发含有果渣的饼干、酸奶等保健食品[50]，或者作为辅料添加至牛、羊等动物饲料中，改善动物机体免疫能力和生产性能[51]，还可以通过酶-超声双辅助法等技术对果渣中的黄酮类物质进行提取利用[52]。总之，加强沙棘果加工副产品的开发利用，提高综合产品附加值，是提高企业综合效益，促进产业链上下游发展的一种重要途径。

5.3 加快研-产-销体系建设

沙棘产业的体系建设应突出研发、生产和销售3个关键环节。目前，沙棘产业龙头企业相对较少，难以促进产业链聚集发展，在产品研发、生产线（工艺）建设上投入不足。除了产品本身不足外，产品的市场营销体系不健全也是影响产业发展的重要原因。许多营销停留在单打独斗甚至相互拆台状态，形成不了合力。沙棘含有很多生物活性成分，关键是要立足于科学的标准体系，通过临床“双盲”试验拿出真实有效的数据资料，并借助先进的营销体系促进产业链快速发展，实现产业腾飞。

5.4 加强领导，形成合力

我国是沙棘属植物的起源地，拥有全球最多的沙棘种和亚种，也选育出了具有生态经济功能的优良品种。同时我国也拥有全世界种植面积最大的沙棘资源和数量众多的沙棘企业。为此，要进一步加强领导、搞好协作，齐心协力推动沙棘种植开发工作再上新台阶。首先，水利、林业部门对沙棘工作的重视，是目前搞好沙棘开发利用工作的先决条件[53]。除此之外，财政、科技、工商等其他有关部门、行业也需要逐步介入引导，加强合作，就有关目标、任务和措施等达成一致，编制好沙棘中长期发展规划，分工负责，齐心协力，抓好落实。

6 小结

沙棘作为一种具有生态和营养双重价值的植物，在我国的种植面积十分广泛，在发挥好林业价值的同时，进一步挖掘沙棘食品产业附加值，是促进相关地区产业转型升级的良好途径。国家和地方应出台相应政策扶持沙棘产业，有关部门应当选育和引进优质品种，推广科学种植方法，企业应加强沙棘副产物的综合利用，提高产品附加值，科研单位应深入沙棘功能性研究和沙棘新产品开发，普及沙棘产品保健作用，齐心协力助推沙棘产业和地区经济的进一步发展。