蓝莓叶综合利用的研究进展

陈昌琳，阳翠，董顺文*，王军

四川省农业科学院经济作物育种栽培研究所（成都 610000）

蓝莓属于杜鹃花科（Ericaceae）越桔属（Vaccinium spp.）多年生小浆果果树，果实呈蓝色，果皮外有一层白色的果粉，果肉细腻酸甜可口，香气清爽宜人。我国蓝莓资源十分丰富，遍布全国各地，主产区在西南、华南和东北等地区。其中山东、贵州、辽宁三个省份的种植面积及产量位列全国前三，截至2017年，我国蓝莓栽培面积已经达到31 210 hm2，预计到2026年，中国的蓝莓产量将超过北美，成为全球第一[1]。蓝莓叶片是互生叶，纸质叶片，形状呈椭圆形至长圆形，长为1～2.8 cm，宽为0.6～1.5 cm，顶端为圆形，基部为宽楔形或者楔形，可以入药或食用[2]。近年来，随着蓝莓产业不断被人们熟识，许多学者逐渐对蓝莓种植过程中的副产物蓝莓叶展开了较丰富的研究，并取得了一定的进展。现就蓝莓叶的活性成分及功能、开发利用及市场发展现状、开发利用中亟待解决的问题等几方面进行阐述，为蓝莓叶的进一步高效开发利用提供参考。

1 主要活性成分及功能

蓝莓叶在蓝莓种植过程中是最常见易得的产物，蓝莓叶中含有氨基酸、粗蛋白、糖类、矿质元素、维生素、粗纤维、脂肪酸、有机酸、甾醇、萜类和多酚类化合物[2]。目前为止，蓝莓叶中的多酚物质是研究和应用的重点和热点。

1.1 常规营养成分

蓝莓叶中含有水分803.1 g/kg，蛋白质72.8 g/kg，脂肪11.7 g/kg，粗纤维73.2 g/kg，多酚4.8 g/kg，类黄酮8.1 g/kg。具有包含8种必需氨基酸在内的17种氨基酸，含有铁、锌、钙、镁、铜等微量元素，其中镁含量较高，超过140 mg/kg，多酚类物质含量更是十分丰富[3]。

1.2 多酚物质

多酚类物质是蓝莓中所含的主要活性物质，包括黄酮类化合物、花青素以及酚酸，具有消炎[4]、抗氧化、抗神经退化[5]、保护心血管[6]、抗菌[7]等作用。最近还有研究发现，多酚具有逆转不良表观遗传调节的能力，这些不良的表观遗传调节涉及如肥胖、代谢紊乱以及各种癌症等病理状态[8]。华雨薇等[9]通过给小鼠灌胃蓝莓叶多酚，发现蓝莓叶多酚可以调节小鼠血脂和保护小鼠肝脏。Li等[10]对南京兔眼蓝莓多酚组成及抗氧化活性进行研究，结果显示，蓝莓叶中总多酚和总黄酮含量最高，其次是蓝莓渣和蓝莓果实，三者的抗氧化活性均高于对照物芦丁，其中蓝莓叶多酚的抗氧化活性最高，蓝莓叶多酚的组成包括新绿原酸、绿原酸、3, 5-O-二-咖啡酰奎宁酸、4, 5-O-二-咖啡酰基奎尼酸。Matsuo等[11]对兔眼蓝莓叶多酚的组成分析表明，其主要成分为黄酮苷、原花青素、咖啡酰奎尼酸、黄烷-3-醇等。李颖畅等[12]通过特征颜色反应、紫外-可见光谱、傅里叶红外光谱、高效液相色谱-质谱法对蓝莓叶多酚样品进行定性分析，结果表明，蓝莓叶多酚的组成成分包括5-O-阿魏酰奎尼酸、表儿茶素没食子酸酯、绿原酸、槲皮素3-O-葡萄糖苷、甲基-芥子酸-己糖苷。

1.3 黄酮类

黄酮类化合物是多酚类化合物，其母核结构为2-苯基色原酮，是由2个芳香环通过中央3个碳原子相互联接而成的一系列化合物，基本骨架为C6-C3-C6单元，大多以糖苷形式存在，在各种植物中作为二级代谢产物广泛分布。黄酮类化合物因为分布广泛及药理活性丰富，一直是药物学家研究的热点之一。目前，黄酮类化合物经证实的药理活性涉及抗肿瘤、治疗心血管疾病、防治糖尿病、抗炎、抗病毒、抗感染等方面[13]。赵丹等[14]的研究表明，蓝莓叶总黄酮可以通过影响炎症相关因子表达量，从而削弱促炎症反应，加强抗炎症反应，最终发挥抗炎的作用。王雪竹等[15]研究蓝莓叶总黄酮对高脂血症小鼠血清脂质的作用，发现蓝莓叶总黄酮具有显著的降血脂作用。还有研究表明兔眼蓝莓叶中的黄酮类化合物主要为槲皮素3-O-芸香苷、槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸苷、槲皮素[10]。

1.4 花青素

花青素是目前蓝莓中研究最多的生物活性物质，它是一大类植源性水溶性色素，是黄酮类化合物中一个重要亚组，花青素中游离的酚羟基，在偏酸性的细胞溶液中以阳离子的形式存在，由于结构中缺失电子，因此具有较强的抗氧化性[16-17]。通常分布在颜色较深的水果、蔬菜，如葡萄、黑枸杞、茄子、黑米、黑豆、血橙、无花果、樱桃、山楂、蓝莓、草莓、桑葚等植物的细胞组织之中，赋予水果、蔬菜等红色、紫色、蓝色的色泽[18]。在植物中花青素类多与糖结合形成花色苷类（Anthocyanins）[19]，参与植物的花色和果实颜色的决定。花青素最常见的结构主要分为六大类：矢车菊素（Cyanidin）、飞燕草素（Delphinidin）、天竺葵素（Pelargonidin）、芍药素（Peonidin）、牵牛素（Petunidin）和锦葵素（Malvidin）[20]。

Cvorovic等[21]提出花青素具有抗癌作用，花青素在低基础代谢率的细胞中作为自由基清除剂，使其免于受到氧化应激；在恶性细胞中，花青素起促氧化剂作用，将活性氧簇清除、使线粒体凋亡，从而发挥抗癌作用。花青素还具有改善视力[22]、保护心血管[23]、抗炎抑菌[24]等作用。李晓英等[25]通过测定发现蓝莓老叶中原花青素含量为23.29 mg GAE/g，是花的4.61倍，嫩叶的1.98倍。李彬彬等[26]对蓝莓叶片变色过程中不同时期的花青素进行测定，结果表明，绿色叶片中原花青素含量较高而红色叶片中花青苷含量相对较高；随着叶色变化，花青苷总量和花青苷的主要组分升高；原花青素总量下降，黄酮醇持续升高。

2 开发利用研究现状

蓝莓叶的开发利用目前还处于初级阶段，加工产品多为直接利用蓝莓叶加工而成的初级加工品。蓝莓叶提取物再利用的开发研究主要围绕在蓝莓叶所含的多酚等具有生物活性功能的物质进行。

2.1 蓝莓叶的直接利用

蓝莓叶直接利用的产品主要集中在蓝莓叶茶的加工生产上，主要步骤包括采摘、清洗、沥干、烹炒、揉捻、烘干等[27]。张新富等[28]还通过在蓝莓叶绿茶的基础上增加发酵过程研发出了蓝莓红茶的制备工艺。

2.2 蓝莓叶提取物的利用

利用蓝莓叶提取物进行加工的产品较多，但多集中在利用蓝莓叶浸提液的加工中，例如利用粗提物加工的蓝莓叶保健饮料[29]、蓝莓叶保健面条[30]、蓝莓叶保健面包[31]、蓝莓叶保健胶囊[32]等，还有与金银花等其他材料复配而成的清凉饮料[33]。这些加工产品虽然加工成本较低，但是产品价值也较低。除了利用粗提物加工外，还有少部分利用一定的纯化方法，对粗提物进行纯化，提高蓝莓叶提取物的生物活性，以便更好地利用其生理活性功能的产品。

刘小莉等[34]采用微波提取工艺提取蓝莓叶总黄酮，微波提取工艺条件为微波功率500 W、乙醇体积分数70%、微波提取时间50 s、固液比1:60（g/mL），获得的总黄酮含量为30.187 mg/g，显著高于直接水浸提法获得的含量。李月采等[35]用超声波法提取蓝莓叶中总黄酮，提取溶剂为70%乙醇、固液比1:35（g/mL）、超声波功率210 W、提取时间40 min，在此条件下，总黄酮平均提取率为8.0%。刘静[36]采用浸提法、微波辅助提取和超声波辅助提取3种方法分别对蓝莓叶中原花青素进行提取，发现微波辅助提取法提取率最大，其工艺条件为固液比1:40（g/mL），乙醇体积分数60%，微波功率320 W，提取时间70 s，提取率为8.65%；其次是超声提取法，浸提法提取率最小。张文华等[37]测定了5种蓝莓红叶花青素含量，结果为夏普蓝278.3 mg/100 g、园蓝135.5 mg/100 g、杰兔82.6 mg/100 g、粉蓝53.7 mg/100 g、巴尔德温40.1 mg/100 g，夏普蓝叶片花青素含量最高。以夏普蓝红叶为原料提取花青素的最佳工艺为乙醇体积分数80%、固液比1:30（g/mL）、提取次数2次、提取时间40 min、提取溶剂HCl含量0.3%，此条件下提取率为85.5%。苏宁等[38]用蓝莓叶黄酮制备了一种蓝莓叶黄酮精华液，具有很好的抗炎功效。李颖畅等[39-41]利用蓝莓叶多酚的抗菌作用考察其作为食品保险剂的可能性，研究发现，蓝莓叶多酚可以通过抑制细菌繁殖、减缓脂肪氧化，延长冷藏鲈鱼、鱿鱼鱼丸等货架期。蓝莓叶多酚通过抑制氧化三甲胺高温分解和与甲醛发生酚醛缩合反应降低鱿鱼丝中甲醛含量，从而对鱿鱼丝加工过程中的内源性甲醛产生抑制作用[42]。

3 开发利用中亟待解决的问题

3.1 活性物质不稳定

蓝莓叶的主要生物活性功能与其含有的活性物质多酚、黄酮、花青素等相关，但是蓝莓叶多酚性质活泼，稳定性差，花青素也在加工、储存过程中容易发生变化，活性降低甚至失活。严红光等[43]以蓝莓秋梢嫩叶为材料加工红茶，发现剪碎程度越小，揉捻的时间越长，花青素等活性物质的含量越多。发酵温度相同但发酵时间延长，花青素等活性物质含量减少。发酵时间不变但发酵温度升高，花青素等活性物质含量减少。剪碎程度、揉捻时间、发酵时间和发酵温度均可使蓝莓叶红茶的花青素等活性物质发生变化并影响品质。

3.2 纯度不高

目前的蓝莓叶加工产品多为直接利用蓝莓叶本身加工而成的茶叶、利用蓝莓叶粗提液加工而成的饮料以及利用大孔树脂初步纯化得到的蓝莓叶黄酮类产品，产品在颜色和纯度以及功能上不能满足消费者的需求，不利于生产研发出高技术含量、高价值的高端产品。在以后的研究中，应该考虑如何提高蓝莓叶提取物的纯度。

3.3 高效开发利用途径

花青素在不同的pH下会表现出不同的颜色，这对花青素产品的外观稳定性会产生一定的影响，其最适的保存条件为pH≤3[44]。随着温度的增加或热降解时间的加快，花青素的解离速度也会加快，光照也会使花青素保留率降低。因此，富含花青素的产品应在酸性、低温、避光条件下加工和保存[45]。

为了提高蓝莓叶提取物的纯度，可以优化提取工艺，如使用更适宜的提取剂、更高效的提取工艺；通过筛选蓝莓品种、筛选采摘时间，选择活性物质含量高、性质较为稳定的蓝莓品种及生长时期。同时还可以使用更高效的分离设备如制备型高效液相色谱，联合几种不同分离方法，如使用超滤膜、柱层析联用等。

4 结语与展望

蓝莓叶加工品在蓝莓加工的产业链中具有显著的原料易得、成本低廉的特点，随着蓝莓的种植规模在国内的逐渐扩大，合理开发利用蓝莓叶可以提高经济效益和资源利用率，减少环境污染。同时，随着消费者的保养意识越来越强，市场上的保健品、化妆品尽管价格高昂，销量依旧可观，利用蓝莓叶这类的天然物质加工而成的产品更是受到消费者的追捧，因此，加大蓝莓叶在活性成分提取、纯化、加工等方面的研究，具有广阔的市场前景。