山楂加工及综合开发利用研究进展

刘雪平，赵 莉，王 靖，崔晓梅，刘凌霄，黄 莉

（1.临沂市农业科学院，山东 临沂 276012；2.浙江大学山东（临沂）现代农业研究院，山东 临沂 276034）

山楂原产于我国，为蔷薇科山楂属植物，是药食同源的重要原料，因含有丰富的功能性成分和营养元素，被誉为“营养保健果品”[1]。山楂具有消食健胃、行气散瘀、化浊降脂等功效[2]。因其含有较多的有机酸，故口感酸涩，仅少部分用于鲜食，大部分用来加工，还有部分用来提取山楂色素、山楂果胶等。山楂的副产物如山楂核、山楂叶，因富含黄酮类、三萜类化合物及维生素等成分[3-4]，也被逐渐挖掘和利用。国内一般利用山楂的保健功能开发山楂复合食品及保健品，国外则倾向于不同加工处理方法对山楂功能性成分及理化特性影响机理的研究[5-6]，这些研究均为山楂产业的发展奠定了基础。通过概述国内外山楂的加工技术及对山楂提取物、加工副产物的综合利用进展研究，为山楂的精深加工及高值化利用、山楂全产业链条延伸提供理论思路与技术参考。

1 山楂加工研究现状

山楂含有丰富的营养物质，目前已从山楂中分离出200多种成分[7]，包括有机酸类、黄酮类、萜类、多糖类化合物及维生素、矿物质等成分，具有较高的食药价值和产品开发价值。

1.1 山楂粉

山楂粉是由山楂果肉经干燥、粉碎后加工而成，具有易保存、营养价值高、使用方便等特点。目前，干燥山楂果肉的方式主要有热风干燥、微波干燥、真空冷冻干燥、真空微波干燥、喷雾干燥和联合干燥等。通过对比不同干燥方式制备的山楂粉，发现真空冷冻干燥山楂粉VC 含量最高，为55.75 mg/100 g，且果胶结构更加稳定，更适用于后期加工，而喷雾干燥制得的山楂粉水分含量最低，为3.13%[8]。

不同粉碎方式对山楂粉的物化性质、利用价值至关重要。研究发现，通过球磨得到的山楂粉比表面积、持水力、持油力、黄酮类和多酚类物质含量均高于高速剪切得到的山楂粉，其具有更好的食用品质[9]。

山楂粉可用于改善产品品质、增加食品风味。Chai等[10]研究发现，将山楂粉与玉米淀粉混合加热制成混合物，山楂颗粒会聚集在淀粉颗粒表面，减少淀粉与水接触，从而延缓淀粉糊化，改善淀粉性能。朱晓芮等[11]在小麦蛋糕中添加山楂粉，提高了蛋糕硬度、胶黏性和咀嚼性，总多酚、总黄酮含量也有所提高，且制备出的蛋糕具有一定的抗氧化性。

1.2 山楂饮料

山楂饮料在加工过程中一般需要降酸脱涩，以维持其功能性成分含量及产品稳定性。

1.3 山楂酒

山楂酒是以山楂为原料，经过破碎和接种酵母菌等工序，在无氧条件下发酵得到的酒精制品。发酵过程中不仅保留了山楂原有的功能性成分，还产生了很多风味成分，因此山楂酒比山楂果具有更高的保健价值和市场前景。山楂酒具体生产工艺流程如下：

精选山楂→清洗→破碎→浸提山楂汁→成分调整（白砂糖、果胶酶）→发酵（酵母）→陈酿→分离澄清（澄清剂）→山楂酒

发酵山楂酒时菌种的选择、接种量及发酵条件是影响产品品质的重要因素。果酒酵母或活性干酵母是较为常用的菌种，发酵温度一般为20～30 ℃，发酵时间则长短不一；不同条件得到的山楂酒品质不同。不同发酵工艺的酒体特征评价见表1。

表1 山楂酒的发酵工艺和特征评价Table 1 Fermentation technology and characteristics of hawthorn wine

山楂酒的澄清度可影响产品的外观、口感和品质。导致山楂酒浑浊的原因包括：储存环境变化，金属离子含量过高，蛋白质、杂菌污染，等[21]。一般将澄清剂，如明胶、皂土、硅藻土以及聚乙烯吡咯烷酮（PVPP）按照一定比例复配后进行山楂酒的澄清。

1.4 山楂醋

山楂醋在发酵过程中会产生挥发性香气化合物以及高生物活性的酚类物质[22]，具有较高的功能价值和经济价值。山楂醋是在酒精发酵基础上，再经过醋酸发酵而成。主要生产工艺流程为：

原料→清洗→破碎、酶解→酒精发酵→分离、调配→醋酸发酵→分离→灭菌→成品

山楂醋在酒化阶段使用的菌种及发酵条件同山楂酒工艺接近，当酒精含量为6%vol 时进入醋化阶段。在醋化阶段一般使用醋酸菌，发酵温度为30～35 ℃。山楂醋的发酵条件及特征评价如表2所示。

根据国家建设部颁布的《城市绿地分类标准》可将许昌的城市绿地分为生产绿地、公园绿地、防护绿地、附属绿地和其他绿地五大类。由于城市休闲绿地在城市绿地中起着积极作用，本研究主要以许昌市的休闲绿地为主对绿地进行评价。休闲绿地在城市绿地分类标准中属于公园绿地。城市公园绿地包括综合性公园、专类公园、带状公园、社区公园和街旁绿地五大类[2]（表2）。

1.5 山楂酸奶

山楂富含丰富的果胶，将其运用到酸奶制备中可使酸奶口感更佳，同时还能提高酸奶的营养价值[28]。山楂酸奶由山楂通过添加谷物、水果等发酵制成。表3 为山楂添加不同原料制备的酸奶发酵工艺及产品特征。

表3 不同山楂酸奶的发酵工艺和特征Table 3 Fermentation technology and characteristics of hawthorn yoghurts

1.6 山楂保健制品

山楂自古以来就有入药的传统，2020版《中国药典》[2]收录的山楂药方有大山楂丸、山楂化滞丸、开胃山楂丸等，具有健胃消食、行气健脾之功效。目前，以山楂为原材料制成的具有保健功效的产品类型有胶囊类、片剂、口服液、颗粒等。以山楂为主要原料的保健制品如表4所示。

表4 以山楂为主要原料的保健制品[33]Table 4 Hawthorn-based health products[33]

2 山楂综合利用研究现状

山楂的提取物（山楂色素、山楂果胶等）、加工副产物（山楂叶、山楂核等），因富含脂类、黄酮类物质及维生素类等成分，被国内外学者广泛研究与开发。

2.1 山楂色素

山楂色素主要存在于山楂果皮中，是一种天然花青素类色素，具有抗氧化、抑菌、保护大脑、抗病毒等作用。目前一般是将山楂或山楂皮干燥、粉粹后，采用乙醇、超声波、微波等技术进行山楂色素的提取。山楂色素的不同提取工艺见表5。

表5 山楂色素的不同提取工艺Table 5 Different extraction technologies of hawthorn pigment

山楂色素可代替合成色素用于食品、医药及日化产品中，以改善产品外观及性状。在健胃消食咀嚼片中添加山楂天然红色素可获得气香味酸甜、口感好的粉红色片剂[37]。在口红中添加山楂等天然材料，无需使用工业助剂即可获得具有抗氧化活性，对人体无害的功能性山楂口红[38]。

2.2 山楂果胶

果胶是一种多糖类物质，主要存在于植物的细胞壁中，可用作胶凝剂、增稠剂、稳定剂、乳化剂等。山楂中的果胶含量达6.5%，传统的山楂加工产品，如山楂糕、山楂果酱、山楂条等就是利用果胶的凝胶作用制成的。果胶的提取方法有十几种，其中最常用的是热水浸提及酸法、酶法、超声波、微波提取。不同方法提取果胶的得率、理化性质及活性不同（表6）。

表6 山楂果胶不同提取工艺Table 6 Different extraction technologies of hawthorn pectin

山楂果胶具有多种生物活性，如抗氧化、益生元活性等，还具有抗糖化、降血脂等功效，在食品、医药行业具有潜在的应用前景[45]。Zhu等[46]在对山楂果胶寡糖的研究中发现，山楂果胶寡糖能够抑制婴儿配方奶粉中晚期糖基化产物的形成，可作为天然食源性抗糖化剂。

2.3 山楂核

山楂核为山楂的种子，约占山楂质量的三分之一。山楂核含有木脂素类、简单苯丙素类、黄酮类、挥发性成分，具有抗氧化、抗菌、调节血脂、抗炎和保护神经等作用，可用于食品、医药、轻工业等领域。

山楂籽油在山楂核中约占10%，其含有丰富的不饱和脂肪酸、维生素E等，营养价值可与橄榄油相当，是极具潜力的功能性食品油[47]。山楂核经过高温干馏后可用作烟熏香料，是我国唯一允许使用的液体原生型烟熏香味料[48]。将山楂核烟熏料应用于肉类加工中，不仅可以增加产品的烟熏风味，还可以有效抑制脂肪氧化和细菌生长，延长肉制品保存期[49]。

以山楂核干馏油为原料制成的红核妇洗洁液可用于产科术前的灌洗，还可用于治疗阴道炎、神经性皮炎和湿疹等。Rao 等[50]通过将山楂籽进行干馏发现，其中的2,6-二甲氧基苯酚可显著抑制阴道炎病原体的生长，该结果验证了山楂籽油对炎症的治疗作用。

山楂核还可用于制备具有较强吸附作用的活性炭。Zhen 等[51]利用山楂核制备的活性炭可去除86.3%～96.2%的农药杀菌剂，其还可作为一种具有成本效益的绿色吸附剂。

2.4 山楂叶

山楂叶中含有的功能性成分与山楂果大体相近，主要有黄酮类、三萜类、有机酸类化合物及氨基酸、矿物质等，其中总黄酮含量远高于山楂果，具有较高的应用价值。

山楂叶具有降糖降脂、改善血液循环、保护神经等作用。Hu 等[52]研究发现，山楂叶黄酮可通过调节大鼠脂质代谢和肠道菌群，起到降血脂的作用。山楂叶中的黄酮类物质可促进脊髓损伤的恢复，可能是山楂叶黄酮可促进自噬和相关蛋白的表达，从而恢复脊髓神经运动元功能[53]。

山楂叶提取物可作为一种功能性保健原料添加到食品中。将提取的山楂叶多糖添加到酸奶中，可提高酸奶的抗氧化活性，改善酸奶品质[54]。将山楂叶茶水与山楂果进行复合发酵，生产出的山楂茶复合果酒色泽清亮饱满，具有丰富的茶香与果香，口感醇厚相宜[55]。

山楂叶在医药领域中主要用于制备心脑血管类疾病药物，如益心酮片、心安胶囊、复心片等均以山楂叶提取物为主要原料，黄酮类化合物为功效成分。其中益心酮已收录于2020版《中国药典》[2]中，具有良好的临床效果。

3 展望

山楂是我国栽培的特有果树，含有丰富的营养物质和功能性成分。加快山楂的精深加工及综合开发利用对推动我国山楂产业振兴具有重大的战略意义。但在加工过程中由于山楂酸度较高，需通过降酸或与其他食材复配使用，限制了山楂的应用范围。因此应着力挖掘、培育可鲜食的低酸山楂新品种，破解山楂应用的品种瓶颈；同时山楂及其提取物、加工副产物的功能性成分及保健功效研究目前虽然已广泛深入，但保健品、药品开发仅限于心血管类，针对其神经调节、抑菌性等功效的药物较少，应通过加大技术投入，拓展山楂医药产品类型研发；另外可以看到，目前山楂功能性成分提取技术相对落后，对加工过程中活性成分变化规律的研究也较少，应借鉴国内外先进提取技术，提高山楂功能性成分的提取水平，建立最优活性成分保留工艺，以提高山楂产业的精深加工水平。