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沙棘营养价值及产业发展概况

2021-07-13崔立柱付依依刘士伟夏凯谭志超王永霞

食品研究与开发 2021年11期
关键词:籽油果酒沙棘

崔立柱,付依依,刘士伟,夏凯,谭志超,王永霞*

(1.河北工程大学生命科学与食品工程学院,河北 邯郸 056038;2.中国食品发酵工业研究院有限公司,北京 100015;3.张北宝得康食品有限公司,河北 张家口 076450)

沙棘(Hippophae rhamnoides)为多年生落叶小乔木或者灌木,是一种喜光、抗旱、抗严寒酷暑,对土壤适应能力极强的一种小浆果植物,其果实多为红色和橘红色[1-2]。主要分布在我国西北、华北和东北地区[1-4],被用于防沙护林、改善土壤环境、防止水土流失。我国是沙棘植物资源大国,沙棘种植面积居世界首位[5],种植面积达全球的90%以上,主要以野生资源为主。

沙棘的叶、花、果实、根茎富含生物活性物质,具有极高的开发利用价值。我国是世界上最早记录沙棘药用的国家,早在公元8世纪上叶,我国藏医学古典名著《月王药诊》便对沙棘有所记载,“沙棘医治培根、增强体阳、开胃舒胸、饮食爽口、易消化”。1977年沙棘正式被列入《中国药典》[6],且被公布为药食两用植物。本文概述了沙棘的营养成分、保健功能以及沙棘资源应用方面的研究现状,对沙棘综合开发方面所取得的成就进行了归纳。

1 沙棘主要营养成分

1.1 黄酮

沙棘中黄酮类物质丰富,主要存在于沙棘果实和沙棘叶中,不同部位黄酮的含量和种类均存在一些差异,沙棘不同部位黄酮成分及功效见表1[7-11]。

由表1可知,沙棘叶中的总黄酮含量显著高于沙棘果肉和沙棘籽,不同部位黄酮类物质组成存在差异,相比于沙棘叶,沙棘果肉中不含山柰酚和没食子儿茶素没食子酸酯,沙棘籽中不含有山柰酚和木犀草素,主要成分为芦丁和表没食子儿茶素。沙棘黄酮类物质可以起到预防饮食引起的肥胖及代谢并发症(如炎症、肝脂肪变性、血脂异常和胰岛素抵抗等)。

表1 沙棘不同部位黄酮成分及功效Table 1 Flavonoids in different parts of sea buckthorn and their effects

1.2 维生素

沙棘是植物界最富维生素的水果之一,含有丰富的VC、VB、VE、类胡萝卜素等维生素物质。沙棘各部分中维生素含量及种类存在些许差异,沙棘不同部位维生素成分及功效见表 2[2,12-19]。

由表2可知,VC是沙棘中最主要维生素物质,在果实含量中最高为1 430 mg/100 g。沙棘含有部分VE、类胡萝卜素、VB,沙棘中丰富的维生素物质能够提高人体免疫力、加速新陈代谢、达到抗氧化、抗衰老等功效。

表2 沙棘不同部位维生素成分及功效Table 2 Vitamin composition and its efficacy in different parts of sea buckthorn

1.3 油脂

沙棘中油脂含量丰富,其中沙棘籽和沙棘果实中的油脂含量分别为8%~20%,4.7%~8.2%,提取沙棘汁后的沙棘果渣脂肪含量还含有15%~20%的油脂[2]。沙棘果油和沙棘籽油在脂肪酸的组成和含量均存在较 大差异,见表3[2,14,16,20-22]。

表3 沙棘油中主要脂肪酸及功效Table 3 Main fatty acids in sea buckthorn oil and efficacy

由表3可知,沙棘籽油和沙棘果油中脂肪酸含量和主要成分存在较大差异,沙棘籽油主要由亚油酸、亚麻酸和油酸组成,而沙棘果油主要由油酸、棕榈油酸、棕榈酸和亚油酸组成。沙棘籽油和沙棘果油中饱和脂肪酸的含量分别为5.98%~16.0%和29.8%~41.5%之间,沙棘果油中饱和脂肪酸含量最高约为沙棘籽油的7倍。沙棘籽油中不饱和脂肪酸远高于沙棘果油。油脂中不饱和脂肪酸脂肪含量越高,越有助于降低血液中胆固醇和心血管疾病的发生,而且亚油酸和亚麻酸是人体必需氨基酸,可见沙棘果油和沙棘籽油均可以保持人体健康的功效,但是沙棘籽油效果更好。

1.4 酚酸及黄酮醇

在以往的研究调查中,植物中的多酚类物质与其生物活性密切相关。沙棘中富含多种生物活性成分见表4。

由表4可知,不同品种间的总酚酸和总黄酮醇含量差异较大,云南沙棘品种总酚酸含量远远高于其它品种,含量为97.93 mg/100g DW,总酚酸含量由高到低为云南沙棘>蒙古沙棘>中亚沙棘>中国沙棘,除中国沙棘外,其它3个品种中各酚酸含量由高到低为原儿茶酸>没食子酸>阿魏酸;云南沙棘总黄酮醇含量也显著高于其它品种,为39.40 mg/100 g DW,总黄酮醇含量由高到低为云南沙棘>蒙古沙棘>中亚沙棘>中国沙棘,4个品种各黄酮醇含量由高到低为异鼠李素>儿茶素>槲皮素>表儿茶素>山奈酚。

表4 不同品种沙棘中酚酸及黄酮醇成分Table 4 Phenolic acid and flavonol components in different varieties of sea buckthorn mg/100 g DW

鉴于沙棘富含酚酸和黄酮醇类物质,许多科研学者对沙棘酚类物质功效进行了深入的研究。沙棘叶多酚提取物对猪胰α-淀粉酶具有抑制作用,具有控制餐后血糖、控制体重、控制血脂的效果[12];沙棘酚类物质能够显著的抑制癌细胞的增值,抗增殖活性显著与沙棘酚类物质含量显著相关[23];沙棘酚类物质还能够抗氧化、降低血压、改善血浆脂质、调节血管和血小板的功能[24-25]。

2 沙棘的开发

我国沙棘种植面积居全球首位,品种最多。沙棘中丰富的营养物质成分,使其具有极佳的开发利用价值,随着沙棘产业的不断开发和进取,对沙棘的研究逐步深入,沙棘的综合利用已经逐步延伸至营养食品和医学保健产品领域。

2.1 沙棘油

沙棘油主要分为沙棘果油与沙棘籽油,是沙棘果中天然物质浓缩成分,被广泛应用于食品、饮料、药品、化妆品等领域。不同的提取方法对沙棘油脂肪酸和生物活性成分的影响不同,科研工作者对沙棘油的提取工艺进行了深入探索,企业多采用有机溶剂提取方法,但存在溶剂残留问题。不同沙棘油的提取方式见表5[26-29]。

表5 不同沙棘油提取工艺比较Table 5 Comparison of different seabuckthorn oil extraction processes

沙棘油中的不饱和脂肪酸含量较高,极易被氧化酸败,不利于沙棘油的加工和贮藏。许多科研学者针对沙棘油这一特性,对沙棘油进行微胶囊化处理,使油脂转化为较为稳定的固态,提高了沙棘油的稳定性,拓宽了沙棘油在食品中的应用范围。对沙棘籽油微胶囊化的研究主要集中于壁材筛选、喷雾干燥工艺优化、微胶囊产品性质评价、荧光标记法检验包埋率等方面,优质壁材的筛选关乎微胶囊的包埋率及产品的加工特性。

通过喷雾干燥工艺在沙棘籽油微胶囊制备过程中并未对脂肪酸含量产生影响,防止油脂的营养价值和功能特性遭到破坏[30-32]。

2.2 沙棘果汁饮料

沙棘原汁的酸涩感,不易被消费群体所接受,沙棘果汁多被制成复合果蔬汁饮料,深受消费者所喜爱。李珈骐[33]以沙棘汁和枸杞汁为原料,开发出的沙棘枸杞复合饮料,组织状态稳定,口感酸甜。彭涛等[34]以苦水玫瑰和沙棘果汁为原料,制备出的苦水玫瑰沙棘饮料风味优良。王新明等[35]以沙棘和山药为主要原料,通过3种不同稳定剂对复合饮料的影响,复合沙棘山药饮料稳定性较好,口感和香气受消费者青睐。

2.3 沙棘果酒

沙棘果酒是沙棘果经榨汁、澄清、糖度调整、发酵、降酸以及果酒澄清等一系列工艺而制成的一种低酒精度饮料[36],发酵过后的果酒使其既具有沙棘本身的营养价值,同时还含有发酵后的营养成分,是沙棘产业的重要方向之一。

沙棘果的含糖量低、含酸量高,不适于酿酒酵母的生长。沙棘果酒的研究内容主要包括发酵工艺和酿酒酵母的筛选两方面。沙棘果酒使沙棘果在酿酒酵母的作用下经发酵作用酿制而成,酵母菌株的活性强弱、发酵性能对于沙棘果酒的品质有着决定性作用。沙棘果酒的酵母应该具有发酵能力强,有一定的降酸能力,糖分分解完全,酒精产量高,S02耐受性强等特性。目前果酒的发酵多采用葡萄酒酵母,不利于形成果酒的独特品质。胡佳星等[37]以耐酸酵母YM1-1E为试验菌株,得到的果酒口感温和、果香浓郁、酒精度为12.7%vol。朱明明等[38]利用巴氏葡萄球菌TS-82联合酿酒酵母发酵沙棘果酒,使沙棘果汁中胡萝卜素被降解产生β-环柠檬醛、β-紫罗兰酮等,典型香气物质明显增加,类胡萝卜素部分得到保留,增强了沙棘果酒的营养和风味,同时提高了果酒中游离酚含量。

2.4 沙棘黄酮

沙棘中黄酮物质丰富,主要分布在沙棘叶、籽、果渣中,这些沙棘副产物经常会被当作废料丢弃,造成了严重的资源浪费,对沙棘副产物中黄酮物质进行提取,能够提高企业收益,对沙棘企业发展具有重要意义。目前黄酮的提取方法见表6[8,39-42]。

表6 黄酮化合物提取方法比较Table 6 Comparison of flavonoid extraction methods

经初步提取的沙棘黄酮中含有较多的无机盐、色素、脂类等非黄酮成分,需要进一步的纯化才能得到稳定的产品和使用效果。目前国内常用的分离纯化方法见表 7[11,43-44]。

表7 黄酮化合物分离纯化方法比较Table 7 Comparison of flavonoids separation and purification methods

3 结论

沙棘中含有丰富的营养成分和生物活性成分,富含维生素、矿物质、脂肪酸、黄酮类和酚类等物质,在食品、医疗、保健、饲料等方面具有广阔的发展前景。目前国内的大部分沙棘产业主要围绕在沙棘饮品的制备、沙棘功能性食品的研发、沙棘油的提取和沙棘黄酮提取等方面。

我国沙棘产业还存在着许多问题,沙棘品质和产量较差,沙棘资源利用率低,沙棘加工过程中产生大量的副产物,如沙棘果渣、沙棘叶、沙棘籽渣等,这些副产物大部分被丢弃。沙棘产业的企业大多规模较小,建设不合理,科研技术水平较差,无法形成完整的沙棘产业链,导致市场竞争力较差。市场上的沙棘产品品质参差不齐,没有明确的标准体系,导致消费者认可度较低。国家和地方应出台相应政策,扶持沙棘产业,有关部门应当选育和引进优质品种,推广科学种植方法,企业应当加强沙棘副产物的综合利用,科研单位应深入沙棘功能性研究,普及沙棘产品保健作用。

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