蓝莓果渣活性成分及其产品开发的研究应用进展*

林奕希，梁 健，陈 嘉，朱亚晗，伍宇欣，何宏伟，阚雅婕，丁立生，谢 静△

1.成都医学院 药学院(成都 610500)；2.中国科学院 成都生物研究所(成都610041)

蓝莓(VacciniumcorymbosumL.)原产北美，成熟期较短，皮薄多汁不易保存，是杜鹃花科越橘属的多年生灌木小浆果。由于蓝莓的保健和高营养特征，在美国、加拿大、日本等发达国家被认为是功能性食品和保健品，备受人们喜爱，且已经成为高端消费。随着产品推广和行业利润的驱动，世界蓝莓产业发展迅速[1]。中国拥有十几亿人口，产品需求量大，加之国民经济快速、持续、稳定发展，中国或将成为世界上最大的蓝莓产品消费市场。

蓝莓果实中含有大量花色苷、原花青素等多酚类化合物，本课题组使用UPLC-ESI-Q-TOF/MS法从市售蓝莓样品中鉴定出77个酚类化合物[2]。蓝莓果实中除多酚类化合物外，还含有脂类、糖、蛋白质、维生素、超氧化物歧化酶(SOD)、熊果酸、矿物质元素等营养和活性成分[3]。随着果汁、果酱等蓝莓的衍生加工产业的迅速发展，生产过程中大量生成了果渣。而果渣中除膳食纤维外仍保留了绝大多数多酚类物质。这些果渣通常被丢弃，如果能对果渣进行合理再利用，不仅可以节约资源，还可避免环境污染，成为学术界和产业界亟待解决的问题。文章通过对近年来国内外蓝莓果渣的研究情况进行综述，全面阐述蓝莓果渣中含有的活性成分及其提取方法和应用，为蓝莓果渣的综合利用和果渣产业的发展提供参考。

1 蓝莓果渣的活性成分及提取工艺研究

1.1 蓝莓果渣中的酚类

多酚类物质是一类具有抗氧化、抗肿瘤活性、分解和抑制生成脂肪细胞等多种作用的物质[4]。蓝莓果渣中的多酚主要由花青素类、黄酮类和苯丙酸类构成。李春阳等[5]研究了蓝莓果渣多酚类的2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐[2,2′-Azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate)，ABTS]、铁离子还原/抗氧化能力(ferricion reducing antioxidant power，FRAP)、氧化自由基吸收能力(oxygen radical absorbance capacity，ORAC)。

1.1.1 花青素类 蓝莓中的花青素具有抗氧化、保护视力、预防心血管疾病、抗癌等作用[6]，是蓝莓中重要的活性成分，已在食品和药品开发中广泛应用。蓝莓果渣中含有较多花青素，因此可以在蓝莓加工后，利用剩余的果渣来提取，这样不仅可以综合利用资源，还能降低成本。虽然由于栽种环境不同，不同产地蓝莓中的花青素含量不同，但其种类基本一致。有文献[2]说明蓝莓花青素的苷元主要是矢车菊素、飞燕草素、矮牵牛素、芍药花色素和锦葵色素等5种。蓝莓果渣中还含有大量的花青素糖苷，这些花青素苷均为3位取代的氧苷，部分糖基的6位上还有乙酰基或丙二酰基取代，包括飞燕草素-3-半乳糖苷、飞燕草素-3-葡萄糖苷、矢车菊素-3-半乳糖苷、飞燕草素-3-阿拉伯糖苷、矢车菊素-3-葡萄糖苷、矢车菊素-3-阿拉伯糖苷、矮牵牛素-3-半乳糖苷、矮牵牛素-3-葡萄糖苷、飞燕草素-3-木糖苷、芍药花色素-3-半乳糖苷、矮牵牛素-3-阿拉伯糖苷、飞燕草素-3-(6”-乙酰)半乳糖苷、芍药花色素-3-葡萄糖苷、锦葵色素-3-半乳糖苷、矢车菊素-3-木糖苷、芍药花色素-3-阿拉伯糖苷、锦葵色素-3-葡萄糖苷、矢车菊素-3-(6”-乙酰)半乳糖苷、飞燕草素-3-(6”-丙二酰)半乳糖苷、矮牵牛素-3-木糖苷、飞燕草素-3-(6”-丙二酰)葡萄糖苷、锦葵色素-3-阿拉伯糖苷、飞燕草素-3-(6”-乙酰)葡萄糖苷、矢车菊素-3-(6”-丙二酰)半乳糖苷、矮牵牛素-3-(6”-乙酰)半乳糖苷、锦葵色素-3-(6”-丙二酰)半乳糖苷、芍药花色素-3-木糖苷、矢车菊素-3-(6”-丙二酰)葡萄糖苷、矢车菊素-3-(6”-乙酰)葡萄糖苷、芍药花色素-3-(6”-乙酰)半乳糖苷、锦葵色素-3-木糖苷、锦葵色素-3-(6”-丙二酰)葡萄糖苷、矮牵牛素-3-(6”-乙酰)葡萄糖苷、锦葵色素-3-(6”-乙酰)半乳糖苷、芍药花色素-3-(6”-乙酰)葡萄糖苷、锦葵色素-3-(6”-乙酰)葡萄糖苷和飞燕草素-3-(6”-p-香豆酰)葡萄糖苷[6-9](图1) 。

1.1.2 黄酮类 黄酮类物质对人类身体健康具有很大的好处，其中一些黄酮类化合物由于具有良好的生物活性和低毒性已被开发成药物和保健品[10]。蓝莓果渣中黄酮可分为黄酮苷元和黄酮苷两大类，黄酮苷元主要是槲皮素、山奈酚和杨梅素；黄酮苷主要是槲皮素类糖苷，包括槲皮素-3-芸香糖苷、槲皮素-3-半乳糖苷、槲皮素-3-葡萄糖苷、槲皮素-3-阿拉伯糖苷、槲皮素-3-木糖苷、槲皮素-3-乙酰己糖苷、槲皮素-3-葡萄糖醛酸苷、槲皮素-3-鼠李糖苷、槲皮素-3-乙酰-半乳糖苷、槲皮素-3-乙酰-葡萄糖苷，以及少量的山奈酚-3-葡萄糖苷、山奈酚-3-半乳糖苷、杨梅素-3-葡萄糖苷、杨梅素-3-半乳糖苷、查尔酮-3-半乳糖苷和查尔酮-3-葡萄糖苷[11-12]。本课题组通过使用UPLC-QTOF，分析出了来自不同厂家生产的蓝莓提取物中的黄酮类和花青素活性成分，并探讨了其质谱裂解规律[9]。

1.1.3 其他多酚类物质 除了花青素和黄酮外，蓝莓果渣中还含有大量其他类型的简单多酚，主要是苯丙酸类衍生物，包括绿原酸、原儿茶酸、香草酸、没食子酸、二甲酰奎宁酸、儿茶素、原花青素B、咖啡酸、咖啡酰奎宁酸、表儿茶素、丁香酸、咖啡酰亚基亚基酸、原花青素三聚体A型、阿魏酸、鞣花酸等，本课题组对蓝莓中的11个非花青素类多酚的含量进行了UPLC/MS定量测定[13]。

1.2 果渣内多酚类物质的提取工艺研究

Avram等[14]利用纳米过滤法提取蓝莓果渣中的总多酚，优化后的方法可以减少超过60%的生物活性多酚的体积损失。除此之外，目前已有的提取工艺研究主要集中在花青素和熊果苷两类化合物。

1.2.1 花青素的提取工艺研究 花青素化学性质不稳定，易降解并失去生物活性，因此，对提取工艺参数的选择既要经济可行，又要防止生物活性化合物的失活和损失[15-16]。目前，具有工业化价值的蓝莓花青素提取方法主要有溶液浸提法、大孔树脂吸附法以及超声波辅助提取法3种。

溶液浸提法以野生蓝莓果渣为原料，使用不同的甲醇浓度、添加酸种类及浓度、料液比、温度和次数提取花色苷，以pH示差法测定花色苷含量，得到良好工艺，可提取花色苷231.49 mg/100 g[17]。

大孔树脂吸附法基于分子之间的范德华力，通过它巨大的比表面进行物理吸附，不同的有机小分子由于吸附力不同而被一定溶剂洗脱分开，从而达到分离、纯化等目的。刘晓燕等[18]通过比较5种大孔树脂的对花色苷的吸附性能后，优选使用AB-8大孔树脂分离纯化蓝莓果渣中的花色苷，上样浓度0.8 g/L、pH 2.0、上样速率1.0 mL/min时，为吸附条件；以60%乙醇、pH 1.0、洗脱速度1.0 mL/min作为解吸条件，经过大孔树脂纯化后花色苷纯度由8.66%提高到38.49%。安晓婷等[19]也利用AB-8大孔树脂纯化蓝莓果渣多酚，多酚纯度由11.05%提高到59.29%，并采用HPLC-DAD-MS分析，其主要组分分别为飞燕草色素-3-半乳糖苷、飞燕草色素-3-葡萄糖苷、矢车菊色素-3-半乳糖苷、牵牛花色素-3-半乳糖苷、牵牛花色素-3-葡萄糖苷、锦葵色素-3-半乳糖苷以及锦葵色素-3-葡萄糖苷。

超声波提取法是利用超声波辅助溶剂提取物质，声波通过产生空化效应和搅拌作用，破坏被提取物质的细胞，使溶剂渗透到细胞中，提取时间缩短，从而使提取率升高。张盼盼等[20]利用响应面分析法优化蓝莓果渣花青素的提取工艺条件,蓝莓果渣花青素提取率实际值为83.64%。李金星等[21]优化出超声波辅助提取蓝莓果渣中花色苷的工艺：超声功率350 w、提取温度45 ℃、提取时间50 min、料液比1∶55 g/mL，60%乙醇(pH 1.5)，提取2次，在此条件下提取得花色苷(9.91±0.05) mg/g。严红光等[22]不仅比较了超声法、振荡法和静置提取法的提取效果，还比较了不同提取溶剂和不同提取次数对提取出的花青素含量的影响。He等[23]用响应面法优化了超声辅助提取蓝莓果渣中总花青素和酚类物质的工艺条件。Bamba等[24]评估了超声波处理时间、溶剂组成、固液比、酸碱度和温度等参数对蓝莓渣酚类化合物回收率和提取物抗氧化活性的影响。以上研究结果都表明超声波法在一定条件下，可以有效地提取蓝莓果渣中花青素，不仅实现了资源的综合利用，更能降低成本，具有开发应用价值。

1.2.2 果渣中熊果苷的提取 熊果苷具有镇咳祛痰、平喘、抗氧化、美白去色素和抗菌消炎等作用。蓝莓果渣中富含熊果苷，王玉洁等[25]通过提取工艺条件的考察，确定了蓝莓果渣中熊果苷最优的提取条件为：料液比1∶20，0.1%的盐酸乙醇溶液，60%乙醇，超声时间40 min，超声功率400 W。

2 蓝莓果渣的开发应用

在研究蓝莓果渣成分的基础上，科研人员也针对蓝莓果渣的开发应用进行了广泛研究。

2.1 蓝莓果渣化妆品

余红梅等[26]以蓝莓果渣中的花青素为主要原料制备了蓝莓果渣面膜，其使用方法与传统面膜的使用方法不同，在彻底清洁皮肤后，用软毛刷蘸取涂抹于面部，约20 min成膜，成膜后保留30 min卸去，2次/周，具有美白、祛斑、淡化细纹、增加皮肤弹性的效果。这种利用果渣来制作的面膜，不仅充分利用了果渣中丰富的功效成分，更是为水果化妆品行业的发展提供了新思路。

2.2 蓝莓果渣食品

夏其乐等[27]用40%杨梅/蓝莓复合果渣、35%果葡糖浆、0.20%柠檬酸作为抗氧化剂，研制出色泽较好、营养成分含量较高的的果酱。焦妍津[28]优化了蓝莓膨化食品的配方及其加工方法，得到了感官评价好的的新型膨化食品，不但充分保留了果渣中的营养成分，而且水溶性指数高、利于消化吸收。杨培青[29]通过对菌种的活化和培养，研制出蓝莓果渣酵素冻干粉剂，该产品不仅可以作为食品直接食用，还可以作为化妆品的添加剂，具有较高的经济价值和开发前景。另外，还有蓝莓渣膳食纤维蛋糕[30]、蓝莓果渣挂面[31]和蓝莓果渣发酵乳饮料[32]等的研发报道。

蓝莓果渣中总糖14.18%、还原糖13.92%，可滴定酸19.64%，另外还有维生素B2、维生素B3、维生素B9、维生素B17、维生素C、维生素D2、维生素α-E、维生素β(γ)-E、维生素K等维生素类成分。蓝莓果渣中的苯甲酸甲酯、芳樟醇、壬醛、癸醛等芳香性挥发油，可用于香精提取或者新型蓝莓风味食品开发[33]。

2.3 蓝莓果渣包装材料

蓝莓果渣中的膳食纤维不仅可以食品保健领域，还可以用于非食品领域，如用作绿色包装的原料如可食用膜、生物复合材料，可以部分代替木质纤维素，作为纸浆复合板的原料[34-35]。研究[36-37]表明果渣可以替代高达75%的纸浆，显示出类似纸浆纸板100%的功能。蓝莓更被认为是制作纸浆版的优良纤维资源，Luchese等[38]将不同含量的蓝莓果渣加入到木薯淀粉混合呈膜溶液，结果表明该薄膜具有良好的抗光性能，可用于食品包装，防止食物因紫外线辐射而变质，这与蓝莓果渣存在的芳香族化合物可以吸收波长低于300 nm的光线有关。

3 小结与展望

文章总结了近年来国内外对于蓝莓果渣的活性成分、提取工艺和产品开发等方面的研究进展。我国蓝莓加工工业起步较晚，尤其是与国外相比多为初级加工，果渣中还大量活性成分值得进行精深加工。科研界和产业界有必要开展更为系统的工作，使蓝莓果渣作为加工食品的一种有价值的植物性成分，对提高经济效益和社会资源的充分利用有重要意义。