黑果腺肋花楸研究进展

胡文泽，李淼，郭东旭，石莹，岳国鑫，马凤鸣

(沈阳农业大学 食品学院，辽宁 沈阳，110866)

黑果腺肋花楸(Aroniamelanocarpa)，又名野樱莓、不老梅，为蔷薇科腺肋花楸属多年生落叶灌木，原产于美国东北部，我国于20世纪90年代首次引种，是一种集食用、药用、园林和生态等价值于一身的经济树种[1-3]。目前，对黑果腺肋花楸的研究主要集中在繁育、栽培、区域试验等方面，直至2018年9月，黑果腺肋花楸果才作为新食品原料正式在我国食品加工领域崭露头角[4]。研究表明，黑果腺肋花楸果实中富含原花青素、花色苷等多酚类生物活性成分[5-6]，具有较强的抗氧化、防衰老等功效，能有效调节人体免疫系统，维持人体正常机能[7]，成熟后可生食，也可进一步加工成果酒、果汁等，是一种具有极高营养价值与经济价值的新兴小浆果。随着其产量的逐年递增和人们对功能性食品的重视，黑果腺肋花楸在我国具有广阔的市场前景。本文结合近年来国内外对黑果腺肋花楸的最新研究成果，从其营养成分、生理功能以及产品研发现状等角度对黑果腺肋花楸的研究进行总结，以期为我国黑果腺肋花楸的相关研究和开发提供参考。

1 黑果腺肋花楸的主要营养成分

1.1 矿质元素

黑果腺肋花楸中的矿质元素含量丰富，贾晓韩等[8]利用电感耦合等离子体发射光谱仪在黑果腺肋花楸中检测到9种矿质元素，总含量可以达到5 353.09 mg/kg。其中Ca含量最高，Mg含量次之，两者占比97.3%，占矿质元素绝大部分，剩余的矿质元素按含量由高到低依次是：Fe、Zn、Mn、Cu、Ni、As、Cr，综合其他文献得到黑果腺肋花楸矿质元素含量范围，见表1[8-10]。

表1 黑果腺肋花楸中的矿质元素Table 1 Content of mineral elements in Aronia melanocarpa

1.2 氨基酸

氨基酸是补充能量的人体必需物质，可以进行生物转化。贾晓韩等[8]利用凯氏定氮法测出黑果腺肋花楸中蛋白质的含量为5.2%，并用全自动氨基酸分析仪在黑果腺肋花楸中共检测出16种水解氨基酸，含量达6.95 g/100 g。其中赖氨酸含量最高，半胱氨酸次之，两者分别占总水解氨基酸的10%以上，其他氨基酸含量见表2。黑果腺肋花楸中含有6种必需氨基酸，含量为27.2 g/kg，占水解氨基酸的39.57%，按含量由高到低依次为苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸，不含有色氨酸和甲硫氨酸。

1.3 挥发性化合物

水果香味来源于其所含的各种挥发性芳香物质，这些芳香物质是油状的，故又称挥发油，它们往往与多种化学成分混合在一起从而达到某种独特的风味。李国明等[11]用GC-MS法对瑞丽市林业局提供的黑果腺肋花楸挥发性化合物进行鉴定，共鉴定出36种主要的挥发性化学成分，占挥发性化合物总成分的84.14%，见表3。其中，质量分数大于1.00%的挥发性化合物共有9种，占挥发性化合物色谱总峰面积的70.60%。这36种挥发性化学成分按化合物类型可分为12类，分别为酯类8种、羧酸类7种、烷烃类6种、烯醇类4种、醛类2种、醇类2种、芳香酯类2种、酮类1种、芳香酚类1种、芳香烃类1种、芳香酸类1种和烯烃类1种。其中烷烃类化合物的含量最高，质量分数高达51.83%。烷烃类化合物中，质量分数最高的化合物为正二十四烷，质量分数为43.84%。综上，黑果腺肋花楸果实中的挥发性化合物以烷烃类为主。

1.4 多酚类化合物

多酚类化合物广泛存在于植物源食品中，是划分普通食品和保健食品的重要依据。黑果腺肋花楸果实中的多酚类化合物由单体多酚和聚合多酚组成。单体多酚由花青素及其糖苷类化合物(56.7%～75.2%)、酚酸(21.8%～27.2%)和类黄酮(2.5%～2.9%)组成。单体多酚中占比最高的花色苷是主要的呈色物质[12]。聚合多酚为原花青素(缩合单宁)，主要存在于果皮的上表皮部分，是由不同数量的表儿茶素微粒和儿茶素结合而成，是果实主要的呈涩物质[13]，占总酚的43.2%～55.6%，详见表4[12]。黑果腺肋花楸中多酚类物质含量可达7.19～69.02 mg/g[14-15]，按组成可简单分为黄酮类、花色苷、三萜类、酚酸类、甾醇类、糖及糖苷类等几个大类[16]。研究表明[17],黑果腺肋花楸果渣中的多酚类化合物含量比果实和果汁高，平均含量较果实高出5倍左右，因此，应重视黑果腺肋花楸果渣的利用。

表4 黑果腺肋花楸中的多酚类化合物 单位：mg/100 g

2 黑果腺肋花楸的生理功能

2.1 抗氧化

黑果腺肋花楸中含有大量多酚类化合物，因此具有极强的抗氧化性[18]。研究表明,在4 kPa真空压力下浸渍有助于黑果腺肋花楸抗氧化成分的稳定[19]。

2.2 抗衰老

作为生命历程中不可或缺的一部分，衰老对于人类社会健康和谐有着举足轻重的影响，如何延缓衰老从古至今都是一个热点话题[24-25]。

张国坤[26]的研究结果表明，黑果腺肋花楸花色苷能减少小鼠的年龄相关性退行性变化，延长健康寿命，提高其老年期间的生存质量。进一步探讨发现，黑果腺肋花楸花色苷能够降低DNA的损伤概率，提高基因组的稳定性，这可能是通过维持机体氧化还原系统平衡，减少炎症发生和调控DNA损伤信号通路3个方面来实现的。郑丽娜等[27]发现，黑果腺肋花楸水提物中花青素含量较高，与对照组相比，各剂量组均能显著延长雄性果蝇平均寿命及平均最高寿命，也可在一定程度上延长氧化损伤状态下果蝇的存活时间，提高超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活力，降低丙二醛含量。因此，黑果腺肋花楸水提物的抗衰老作用是通过提高体内相关抗氧化酶活性，增强自由基清除能力实现的。

2.3 抗癌

近年来，癌症发病率逐年增加，迄今为止，癌症依旧是人们难以攻克的疾病之一，也是人类最主要的死亡病因之一。

李梦莎等[28]研究结果表明，不同浓度的黑果腺肋花楸花色苷处理SGC-7901细胞1、2、3 d后，均可抑制肿瘤细胞的生长。当质量浓度在1～8 mg/mL，纯度为46.03%和56.77%的黑果腺肋花楸花色苷均有明显的抑制效果。质量浓度8 mg/mL纯度为56.77%的花色苷处理3 d的抑制率最高，达到49.49%。SHARIF等[29]研究显示，黑果腺肋花楸果汁可上调肿瘤抑制因子p56和p73，从而抑制细胞分化，触发细胞凋亡，有选择性地杀死未分化的胚胎癌细胞，对正常的NIH3T3纤维母细胞和分化的胚胎癌症细胞基本没有影响。SKARPANSKA-STEJNBORN等[30]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，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。SAVIKIN等[31]研究表明，黑果腺肋花楸果茶对子宫癌、胎记瘤、慢性髓细胞性白血病均有一定的抑制作用。

2.4 预防心脑血管疾病

心脑血管疾病是一种严重威胁人类健康的常见病，全世界每年死于心脑血管疾病的人数高达1 500万人，居各种死因首位，而摄入富含多酚的食物会降低心血管疾病风险的相关指标。PARZONKO等[32]研究显示，花青素提取物激活了Nrf2转录因子及HO-1因子的表达，使其粘附纤连蛋白，在体外的血管紧张素转换酶Ⅱ电位降低，保护内皮祖细胞。黑果腺肋花楸对冠状动脉中的血管内皮依赖症也起到了一定作用，KIM等[33]研究发现，黑果腺肋花楸果汁中的花青素和绿原酸会使Akt和eNOS发生氧化磷酸化反应，并且通过抑制血管活性前列腺素的形成，及内皮衍生的超极化因子介导反应，从而起到松弛作用。

2.5 抑菌

黑果腺肋花楸中的多酚类物质还具有一定的抑菌作用。苗妙等[34]研究结果表明,黑果腺肋花楸多酚对产气肠杆菌、脂环酸芽孢杆菌、阴沟肠杆菌、枯草芽孢杆菌等4种细菌均具有较好的抑菌活性，但对酿酒酵母基本无抑菌效果。随着NaCl浓度的增加和温度的升高，黑果腺肋花楸多酚抑菌活性呈下降趋势，紫外线处理对黑果腺肋花楸多酚的抑菌活性基本没有影响。徐艳阳等[35]采用滤纸片法测定出黑果腺肋花楸多酚对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、黄曲霉、烟曲霉、米根霉、岛青霉、康宁木霉等7种细菌及霉菌均有一定的抑制作用，其中对烟曲霉的抑制效果最强，最低抑菌浓度为0.1719 mg/mL。

2.6 其他

除了以上功能，黑果腺肋花楸还具有保护视力、抗疲劳、调节脂代谢等功效。陈珊珊[36]研究表明，黑果腺肋花楸花色苷提取物能抑制H2O2诱导的ARPE-19细胞氧化损伤，并改变视网膜色素上皮细胞凋亡因子的表达，对人视网膜色素上皮细胞有一定的保护作用。李瑞芳[37]研究发现，小鼠经灌胃黑果腺肋花楸黄酮后力竭游泳时间显著延长，且浓度越高效果越明显，血乳酸含量与未灌胃黄酮组小鼠相比显著降低，由此可说明黑果腺肋花楸中的黄酮具有抗运动疲劳功效。张金堂[38]研究表明，黑果腺肋花楸花色苷可以有效改善小鼠肠道菌群，影响肠道微生物结构，促进有益菌生长，改善血脂水平及肝细胞脂肪变性程度，达到维持机体脂代谢平衡的效果。

3 黑果腺肋花楸的开发应用现状

3.1 果酒

将黑果腺肋花楸酿造成果酒，果实内的多酚等功能成分能够较好地保持活性[39]。

果酒的香气是衡量果酒质量的主要指标，也是构成果酒典型性的重要因素。毛建利等[40]以赤霞珠葡萄酒为参照，分析黑果腺肋花楸发酵酒的香气物质组成，结果显示，黑果腺肋花楸果酒香气物质含量是赤霞珠葡萄酒的2.73倍，香气物质种类分别为41种和40种。经感官品评，黑果腺肋花楸酒比赤霞珠葡萄酒总分高2分，表明其具有加工成果酒的潜力。王鹏等[41]研究得出黑果腺肋花楸果酒的最佳酿造条件为：22 ℃，pH 4.0，加工高酒精度酒需含糖量为26.2%，加工低酒精度果酒需含糖量19.4%。较传统发酵，二氧化碳浸渍法能使黑果腺肋花楸果酒的香气物质种类增多、含量升高，更适合酿造黑果腺肋花楸果酒[42]。

WITKOWAKA等[43]研究显示，黑果腺肋花楸酒的抗氧化性强于黑加仑酒、接骨木果酒、醋栗果酒和红葡萄酒，总抗氧化能力可达到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。综上所述，黑果腺肋花楸果酒的香气物质丰富，营养价值很高，具有在果酒开发潜力。

3.2 果汁

黑果腺肋花楸具有很强的保健功效，但含有的单宁会使其味道酸涩、口感较差[39]。另一方面，浆果出汁率极高，达到(78.65±1.05)%[44]，将黑果腺肋花楸制成果汁，通过一系列工艺手段解决其酸涩的问题，还能最大限度地保留果实中的活性成分。

张海平等[45]研究结果表明，植物乳杆菌C8-1可以在黑果腺肋花楸果汁中正常生长代谢，并提高黑果腺肋花楸果汁的品质和抗氧化能力。另外，低电压脉冲电场可以有效杀灭黑果腺肋花楸果汁中的微生物[46]。黑果腺肋花楸果汁还具有良好的混合性能，GIRONES-VILAPLANA等[47]向柠檬汁中加入50 g/L的黑果腺肋花楸果汁，比单独的黑果腺肋花楸果汁或者柠檬汁的抗氧化能力更强。

研究表明，黑果腺肋花楸果汁中原花青素含量为(1 679.85±6.11)mg/100 g，具有较强的抗氧化能力，同时对α-淀粉酶、酪氨酸酶以及黄嘌呤氧化酶均具有较好的抑制作用[44]。黑果腺肋花楸果汁不仅具有控血糖、防痛风等功效，而且还可以提高老年大鼠的学习能力并改善其运动功能[48-49]，是一种值得开发的健康产品。

3.3 其他

目前，针对黑果腺肋花楸果酒和果汁的研究较多，但也有少部分的研究针对其他具有开发价值的产品。郭红月等[50]以黑果腺肋花楸果实为原料，酿造出的黑果腺肋花楸原果醋口感、香气、色泽等方面均表现良好，而且能够有效地屏蔽黑果腺肋花楸的涩味。王凤等[51]确定了制作黑果腺肋花楸果酱的最佳工艺配方：黑果腺肋花楸果肉原浆35%，糖35%，柠檬酸1.2%，黄原胶0.4%，在此条件下得到的果酱可溶性固形物含量为42%，花青素含量为2.15 mg/g。黄海等[52]研究结果表明，黑果腺肋花楸酵素发酵12 d后的总酚含量、清除超氧阴离子能力较未发酵前分别提高了2.42、1.69倍，体外抗氧化活性显著增强。朱凤妹等[53]以大豆和黑果腺肋花楸为主要原料，制得的黑果腺肋花楸内酯豆腐色泽粉红，品质良好。这种豆腐综合了黑果腺肋花楸和大豆的营养价值，不仅可以弥补普通豆腐中钙和镁的流失，而且还可以为其带来黑果腺肋花楸的颜色，使其更受消费者青睐。

4 结论与展望

随着社会的发展进步以及人类生活方式的改变，黑果腺肋花楸在食品、饮料、药品和保健品领域的研究应用都受到广泛关注。黑果腺肋花楸作为一种极具特色的新兴小浆果，具有巨大的开发潜力和应用价值。但目前仍缺乏对黑果腺肋花楸生物活性物质成分与功能间对应关系的深入研究以及针对黑果腺肋花楸功效的临床试验，对黑果腺肋花楸中多酚类物质的提取纯化方法有待进一步优化，另外，对相关产品研发相对单一。

今后可深入对黑果腺肋花楸生物活性物质组成成分的分析，进一步优化多酚类物质的提取纯化工艺，分离果实中的各生物活性成分，开展临床实验，针对性开发具有抗氧化、延缓衰老等功能的功能性保健产品，另外，黑果腺肋花楸树叶和果渣等副产物的开发也具有很大潜力。