黑果腺肋花楸功能作用及食品加工研究进展

陈妍竹,胡文忠,姜爱丽,刘程惠,于　雪,刘星伯

(大连民族大学生命科学学院,辽宁大连 116600)



黑果腺肋花楸功能作用及食品加工研究进展

陈妍竹,胡文忠*,姜爱丽,刘程惠,于雪,刘星伯

(大连民族大学生命科学学院,辽宁大连 116600)

黑果腺肋花楸果实中富含大量多酚、黄酮、花青素、酚酸、维生素及矿物质等功能成分,其果实具有一定的保健功能,其中抗氧化作用最为显著。但由于果实自身单宁含量较高,生食苦涩,不受消费者喜爱,因此可将果实进行深加工,改善口感。本文就黑果腺肋花楸果实的功能作用以及食品加工进展进行了综合论述,为未来我国对其相关产品的开发研究提供参考。

黑果腺肋花楸,果实,食品加工,功能作用

黑果腺肋花楸(AroniamelanocarpaElliot),又叫不老莓,野樱莓,是蔷薇科(Rosaceae)腺肋花楸(Aronia)属多年生落叶灌木,树高1.8～3.0 m,耐寒,耐旱[1],其果实浑圆,成熟后呈紫黑色,原产于北美东部和加拿大[2],是集食用、药用、园林、生态等价值于一体的经济树种。我国本土并无此树种,自1989年起辽宁省干旱地区造林研究所先后从国外引进8个品种,发展至今我国已经拥有较丰富的种植资源。黑果腺肋花楸果实含有丰富营养成分和生物活性物质,据报道它的果汁具有很强的抗氧化性,还有抗癌[3]、抗炎[4]、防止尿路感染[5]、治疗糖尿病[6]、保肝[7]、治疗肥胖[8]的作用,其提取物对防治心脑血管疾病效果显著[9]。但由于黑果腺肋花楸果实中含有大量单宁,生食果实味道酸涩,口感不佳,不易被消费者接受,因此可将果实进行深加工,用于制作果汁、果酒、果粉、果冻和天然食品色素等[10]。黑果腺肋花楸有很强的抗氧化性,且各类营养物质丰富,近年来国内对其功能性研究增多,但食品开发加工方面仍处于起步阶段,远不及国外。随着黑果腺肋花楸种植的推广以及人们对其保健功能的认识不断加深,果实深加工研究进一步深入与完善,相信黑果腺肋花楸果实加工产品会越来越受消费者关注,得到保健行业的重视。本文就黑果腺肋花楸功能特性及食品加工进展方面展开论述,以期为未来黑果腺肋花楸食品研究及保健产品开发提供参考。

1　黑果腺肋花楸的功能成分

黑果腺肋花楸果实中富含大量营养物质,例如膳食纤维、糖类、蛋白质、多酚类化合物,其中最重要的物质是酚类物质[11]。多酚类化合物如酚酸、原花青素、花青素、黄酮醇等含量丰富,且与黑果腺肋花楸的生物活性密切相关。其中花青素占主导地位,约占总酚的25%[12],可保护机体免受自由基损伤,有防癌、护肝等多种作用。因此黑果腺肋花楸果实也具有一定的保健作用。

2　黑果腺肋花楸的功能作用

2.1抗氧化作用

黑果腺肋花楸果实含有高浓度的花色苷、咖啡酸及咖啡酸衍生物等多酚类化合物,因此具有较强的抗氧化活性[13-14],其中主要的抗氧化成分是矢车菊素3-O-β-D-半乳糖苷[15]。Pascu等人[16]对4种抗氧化性较强的水果进行测定比较,结果表明:山楂抗氧化性>黑果腺肋花楸>玫瑰果>欧洲越橘。Zheng 等人[15]将腺肋花楸与蔓越莓、蓝莓以及越橘进行氧化自由基吸收能力的测定,其中腺肋花楸果实中抗氧化能力(ORAC)最强,可达到158.2～160.2 μmol of TE/g,明显高于其他三种浆果。随后Kulling等人[11]将20余种富含多酚的鲜果进行抗氧化能力的对比,发现腺肋花楸清除自由基能力最强,明显高于黑加仑、草莓、橘子等水果。众多医学研究以及各种临床实验证明,体内自由基产生过多或者清除自由基能力下降是疾病与衰老之源[17],自由基是氧化的产物,它们极其不稳定,四处抢夺细胞蛋白质上的电子,使其成为畸变分子,而畸变分子由于自己缺少电子又去抢夺临近细胞的电子,进而临近细胞又失去电子,恶性循环下,就会产生大量畸变分子,癌症就是这么产生的。体内过多的活性氧簇(ROS)可产生氧毒性,与许多疾病都密切相关,如心血管疾病,癌症,帕金森症,糖尿病等[18]。综上各研究发现,黑果腺肋花楸有较强清除自由基的能力,因此可用来研发新型抗氧化产品。

2.2抗肿瘤作用

黑果腺肋花楸果汁也具有一定抗肿瘤抗癌作用。Skarpańska-Stejnborn等人[19]通过人体实验发现,饮用黑果腺肋花楸果汁的人在剧烈运动后,与对照组相比,血液中肿瘤坏死因子-α显著减少,铁含量与抗氧化能力显著增加。说明黑果腺肋花楸果汁能提高血浆抗氧化能力,降低肿瘤坏死因子-α在血液中水平。avikin等人[20]选用干燥的腺肋花楸果实,覆盆子、黑加仑子,采用煎煮浸提的常用方法做成水果茶,测定酚类与细胞毒活性。这三种浆果类果茶对子宫癌、胎记瘤、慢性髓细胞性白血病有一定的抑制作用,其中腺肋花楸抑制性最强。通过Gasiorowski研究[21],黑果腺肋花楸中提取的花青素还有一定抗诱变作用,花青素的抗诱变作用主要是通过清除自由基的同时抑制原诱变因素的酶活,这些原始数据有可能成为其抗诱变抗癌方面重要佐证。可见黑果腺肋花楸有一定的抗癌抗突变的作用,因此可被研究开发成为一种新型的抗癌保健食品。

2.3抗炎作用

腺肋花楸还具有一定的抗炎作用。Martin[22]在动物实验中发现其提取物能抑制未受刺激的脾细胞脂多糖和IL-6的分泌,以及诱导IL-10的分泌,这些细胞因子与自身炎症性疾病发展密切相关。Appel等人研究发现[23],黑果腺肋花楸浓缩汁能使人体外周单核细胞分泌TNFα,IL-6和IL-8的量减少,并且对NF-κB有激活作用,其中发现腺肋花楸与亚硒酸钠结合能显著提高抗炎效果。硒是一种有益的微量元素,具有抗癌抗氧化,增强人体免疫力等多种功能,因此未来可将黑果腺肋花楸与硒结合开发一种新的抗炎药物。

2.4其他作用

除上述功效外,黑果腺肋花楸还对糖尿病有一定作用。黑果腺肋花楸含有丰富的花青素[24],许多研究表明花青素有利于治疗糖尿病,对胰岛素分泌有促进作用。Badescu等人对植物体内多酚类物质对糖尿病影响的研究表明[6],从黑果腺肋花楸中提取的天然多酚类物质可调节糖尿病,减少胰腺胰岛炎症,对胰岛素分泌有促进作用。同时腺肋花楸对降血压也效果显著,Hellström等人通过动物实验表明[25],冻干腺肋花楸果汁在自发性高血压大鼠中使用,舒张压和收缩压均有减少,说明腺肋花楸有降血压的功效。除此之外,化验室及临床资料显示,黑果腺肋花楸产品可能会成为对氧化应激疾病有作用的功能性产品[26]。因此,对黑果腺肋花楸产品进行深度开发前景广阔,可开发作为一种保健型药品。

3　黑果腺肋花楸果实的加工进展

黑果腺肋花楸果实有很强的保健功效,但由于其本身原因口感不佳,大众难以接受,果实的深加工就显得尤为重要。目前国内对黑果腺肋花楸研究最多的是栽培技术或者成分分析,其食品加工方面主要以果酒为主,其他方面少有涉及,而国外果汁研发已经处于商业化,成品浓缩果汁已经出现在市面上。

3.1果汁

黑果腺肋花楸属浆果类,出汁率基本为70%[27]。因此可将黑果腺肋花楸果实制成果汁,解决其口感问题,随着加工工艺的成熟还能最大限度保存原料中的营养成分。黑果腺肋花楸果汁的价值也不仅仅体现在高营养方面,它还具有良好的混合性能,能与其他果汁混合,制成混合型果汁,更进一步提高抗氧化能力,例如Gironés-Vilaplana等人[28]向柠檬汁中加入5%w/v的黑果腺肋花楸果汁,比单独柠檬汁或者黑果腺肋花楸果汁的抗氧化能力更强。混合果汁理论上可起胆碱酯酶的作用,对神经退行性疾病也有一定抑制作用,因此可能会成为一种可加入食物中的新型天然的AChE和BuChE抑制剂,该混合果汁具有成为营养健康产品的潜力。同时González-Molina等人对此也有研究[29],柠檬汁混合5% v/v腺肋花楸果汁,混合果汁能保存更高的花青素含量,以及具有更强的抗氧化活性,是对人身体健康有益的一种产品。随着社会水平的提高,人们越来越重视食品健康方面,大众更倾向于选择健康营养的果汁。目前国内对其果汁研究尚浅,几乎未见商业化,因此黑果腺肋花楸果汁加工方面很有市场前景,在国内具有很大的发展潜力。

3.2果酒

各种果酒深受中国消费者的喜爱,其中葡萄酒是大众普遍消费对象,是餐桌聚会上不可或缺的酒类产品之一。果酒具有低酒度、高营养的特点[30]。黑果腺肋花楸可与酿酒活性干酵母结合,将果实进行筛选清洗处理发酵成低酒精度的果酒,其发酵生产的果酒具有非常高的营养价值。目前国内对酒的加工工艺研究较多,在黑果腺肋花楸果酒酿造前期,果汁需要经过SO2处理,以达到抑制杂菌生长、护色、澄清等目的[31],用0.4%明胶作为澄清剂,果酒稳定性保持时间约为1年[32]。王鹏等人[33]还对黑果腺肋花楸果酒发酵条件进行了优化,加工高度黑果腺肋花楸干红最佳条件为22 ℃,含糖量为26.2%,pH4.0,加工低度黑果腺肋花楸干红,最佳条件温度22 ℃,含糖量19.4%,pH4.0。黑果腺肋花楸果实可根据不同发酵条件加工成口感柔和,色泽诱人的果酒。Witkowska等人[34]则对果酒中成分进行分析,将黑加仑、腺肋花楸、接骨木果、醋栗果和红葡萄酿酒进行对比,测定九种酒中的化学成分,其中腺肋花楸有四种指标居于最高,抗氧化性最强,总抗氧化能力(TEAC)为34.0 mmol/L,总酚含量最高为4.10 g/L,总花青素含量最高为1.39 g/L,VC含量最高为134.4 mg/L。由此可见,与其他果酒相比,黑果腺肋花楸果酒的营养价值很高,其果酒系列产品在国内有着可观的开发前景。

3.3果粉

目前,市面上有许多种类果蔬粉,但是营养价值及抗氧化能力均不如黑果腺肋花楸,色泽也不如黑果腺肋花楸鲜艳。黑果腺肋花楸果实呈天然紫黑色,其果汁呈暗红宝石色,有报道称可将其干燥后的果粉用作食品添加剂[9]。将果实制成果粉有两种方法,第一将腺肋花楸果汁通过喷雾干燥、冷冻干燥或者40～80 ℃真空干燥制成粉末状,三种方法制成的粉末中均含有较高含量的多酚,其中通过喷雾干燥处理后,总酚、总黄酮、原花青素及矢车菊素葡萄糖苷含量最高[35],该技术较适合用于保存腺肋花楸。第二将黑果腺肋花楸果实榨汁后,留下的果渣干燥后制成果粉,含籽的部分富含13.9%脂肪、24%蛋白质和无机化合物。无籽部分含有大量的总膳食纤维,原花青素(12000 mg/100 g)和花青素(1200 mg/100 g)[36]。这样果汁可用来制成商业果汁,而剩下的果渣也会得到充分的利用,使黑果腺肋花楸的价值最大化。制成的果粉可以添加到面包,蛋糕等中,健康又营养。也可以独立包装,做成冲剂,随用随冲,携带方便,为忙碌的都市人提供健康方便的营养补充剂。

3.4果冻

果冻是一种市面常见的甜食之一,呈半固体状,外观晶莹,口感柔滑,深受小孩子与大人们的喜爱。通过Ciurzyńska等人研究[37],可将草莓粉与黑果腺肋花楸浓缩果汁相结合制作果冻,配方为7%草莓粉,0.05%乳酸钙再添加5.2%黑果腺肋花楸浓缩果汁,所得产品品质最高。由黑果腺肋花楸制成的果冻色泽鲜艳,更易吸引小孩子,同时果冻几乎不含蛋白质、脂肪等任何能量营养素,又适合减肥或想保持身材的爱美人士。果冻与黑果腺肋花楸结合,既能满足大众口味,又能满足爱美者在减肥同时补充多种维生素,矿物质等。

4　结语

随着人们生活水平的提高,如何吃得健康营养,逐渐成为消费者们日益关心的问题。人们对各种花样美食无法抗拒,日常饮食中摄入脂类过多,醇类过多,各种维生素及矿物质摄取不足,心血管疾病如影随形。社会进步,人们消费观念的不断加强,营养保健型食品备受青睐。目前黑果腺肋花楸可做成果汁,果酒,果粉等,未来在优化已有果实加工的方法同时,也可以开发新的加工工艺。近年来,市场上的乳酸发酵型饮料深受各年龄段人群喜爱,因此可将黑果腺肋花楸果实经榨汁后,利用乳酸菌对其进行乳酸发酵,制成乳酸型饮料。乳酸菌是一种有益菌种,能够改变人体肠道菌群,预防肠道疾病,防癌防便秘,提高人体免疫力。也可以开发果醋饮品系列、果汁软糖、果酱、果干等,在提供营养的同时又不失风味与口感。黑果作为新一代的健康水果,营养价值毋庸置疑,我国目前对黑果腺肋花楸的研究及应用较少,市面上的产品也寥寥无几,因而其产品开发将具有良好的市场发展前景及经济效益,对研究黑果腺肋花楸加工新技术也具有十分重要的意义。

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Food processing and functional character ofAroniamelanocarpa

CHEN Yan-zhu,HU Wen-zhong*,JIANG Ai-li,LIU Cheng-hui,YU Xue,LIU Xing-bo

(College of Life Science,Dalian Nationalities University,Dalian 116600,China)

Aroniamelanocarpafruit contains lots of functional components,such as polyphenol,flavonoid,anthocyanin,phenolic acid,vitamins and minerals.The fruit has a certain hygienical function and strong antioxidant.The raw fruit tastes bitter because of its high content of tannin and it is not popular in consumers.So fruit can be deeply processed and improved its taste.In this paper we discussed the function ofAroniamelanocarpaand its application in food processing and development,in order to provide references about the further researches in related products in China.

Aroniamelanocarpa;fruit;food processing;functional effect

2015-11-23

陈妍竹(1992-)，女，在读硕士，研究方向：食品加工与质量安全控制，E-mail：756842874@qq.com。

胡文忠(1959-)，男，博士，教授，研究方向：食品加工与质量安全控制，E-mail：hwz@dlnu.edu.cn。

满族医药与特色食品的研发(DC201501020101)。

TS255.1

A

1002-0306(2016)09-0397-04

10.13386/j.issn1002-0306.2016.09.071