黑果腺肋花楸研究進(jìn)展

胡文澤，李淼，郭東旭，石瑩，岳國(guó)鑫，馬鳳鳴

(沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng)，110866)

黑果腺肋花楸(Aroniamelanocarpa)，又名野櫻莓、不老梅，為薔薇科腺肋花楸屬多年生落葉灌木，原產(chǎn)于美國(guó)東北部，我國(guó)于20世紀(jì)90年代首次引種，是一種集食用、藥用、園林和生態(tài)等價(jià)值于一身的經(jīng)濟(jì)樹(shù)種[1-3]。目前，對(duì)黑果腺肋花楸的研究主要集中在繁育、栽培、區(qū)域試驗(yàn)等方面，直至2018年9月，黑果腺肋花楸果才作為新食品原料正式在我國(guó)食品加工領(lǐng)域嶄露頭角[4]。研究表明，黑果腺肋花楸果實(shí)中富含原花青素、花色苷等多酚類生物活性成分[5-6]，具有較強(qiáng)的抗氧化、防衰老等功效，能有效調(diào)節(jié)人體免疫系統(tǒng)，維持人體正常機(jī)能[7]，成熟后可生食，也可進(jìn)一步加工成果酒、果汁等，是一種具有極高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值的新興小漿果。隨著其產(chǎn)量的逐年遞增和人們對(duì)功能性食品的重視，黑果腺肋花楸在我國(guó)具有廣闊的市場(chǎng)前景。本文結(jié)合近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)黑果腺肋花楸的最新研究成果，從其營(yíng)養(yǎng)成分、生理功能以及產(chǎn)品研發(fā)現(xiàn)狀等角度對(duì)黑果腺肋花楸的研究進(jìn)行總結(jié)，以期為我國(guó)黑果腺肋花楸的相關(guān)研究和開(kāi)發(fā)提供參考。

1 黑果腺肋花楸的主要營(yíng)養(yǎng)成分

1.1 礦質(zhì)元素

黑果腺肋花楸中的礦質(zhì)元素含量豐富，賈曉韓等[8]利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀在黑果腺肋花楸中檢測(cè)到9種礦質(zhì)元素，總含量可以達(dá)到5 353.09 mg/kg。其中Ca含量最高，Mg含量次之，兩者占比97.3%，占礦質(zhì)元素絕大部分，剩余的礦質(zhì)元素按含量由高到低依次是：Fe、Zn、Mn、Cu、Ni、As、Cr，綜合其他文獻(xiàn)得到黑果腺肋花楸礦質(zhì)元素含量范圍，見(jiàn)表1[8-10]。

表1 黑果腺肋花楸中的礦質(zhì)元素Table 1 Content of mineral elements in Aronia melanocarpa

1.2 氨基酸

氨基酸是補(bǔ)充能量的人體必需物質(zhì)，可以進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化。賈曉韓等[8]利用凱氏定氮法測(cè)出黑果腺肋花楸中蛋白質(zhì)的含量為5.2%，并用全自動(dòng)氨基酸分析儀在黑果腺肋花楸中共檢測(cè)出16種水解氨基酸，含量達(dá)6.95 g/100 g。其中賴氨酸含量最高，半胱氨酸次之，兩者分別占總水解氨基酸的10%以上，其他氨基酸含量見(jiàn)表2。黑果腺肋花楸中含有6種必需氨基酸，含量為27.2 g/kg，占水解氨基酸的39.57%，按含量由高到低依次為蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和賴氨酸，不含有色氨酸和甲硫氨酸。

1.3 揮發(fā)性化合物

水果香味來(lái)源于其所含的各種揮發(fā)性芳香物質(zhì)，這些芳香物質(zhì)是油狀的，故又稱揮發(fā)油，它們往往與多種化學(xué)成分混合在一起從而達(dá)到某種獨(dú)特的風(fēng)味。李國(guó)明等[11]用GC-MS法對(duì)瑞麗市林業(yè)局提供的黑果腺肋花楸揮發(fā)性化合物進(jìn)行鑒定，共鑒定出36種主要的揮發(fā)性化學(xué)成分，占揮發(fā)性化合物總成分的84.14%，見(jiàn)表3。其中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1.00%的揮發(fā)性化合物共有9種，占揮發(fā)性化合物色譜總峰面積的70.60%。這36種揮發(fā)性化學(xué)成分按化合物類型可分為12類，分別為酯類8種、羧酸類7種、烷烴類6種、烯醇類4種、醛類2種、醇類2種、芳香酯類2種、酮類1種、芳香酚類1種、芳香烴類1種、芳香酸類1種和烯烴類1種。其中烷烴類化合物的含量最高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)51.83%。烷烴類化合物中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的化合物為正二十四烷，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為43.84%。綜上，黑果腺肋花楸果實(shí)中的揮發(fā)性化合物以烷烴類為主。

1.4 多酚類化合物

多酚類化合物廣泛存在于植物源食品中，是劃分普通食品和保健食品的重要依據(jù)。黑果腺肋花楸果實(shí)中的多酚類化合物由單體多酚和聚合多酚組成。單體多酚由花青素及其糖苷類化合物(56.7%～75.2%)、酚酸(21.8%～27.2%)和類黃酮(2.5%～2.9%)組成。單體多酚中占比最高的花色苷是主要的呈色物質(zhì)[12]。聚合多酚為原花青素(縮合單寧)，主要存在于果皮的上表皮部分，是由不同數(shù)量的表兒茶素微粒和兒茶素結(jié)合而成，是果實(shí)主要的呈澀物質(zhì)[13]，占總酚的43.2%～55.6%，詳見(jiàn)表4[12]。黑果腺肋花楸中多酚類物質(zhì)含量可達(dá)7.19～69.02 mg/g[14-15]，按組成可簡(jiǎn)單分為黃酮類、花色苷、三萜類、酚酸類、甾醇類、糖及糖苷類等幾個(gè)大類[16]。研究表明[17],黑果腺肋花楸果渣中的多酚類化合物含量比果實(shí)和果汁高，平均含量較果實(shí)高出5倍左右，因此，應(yīng)重視黑果腺肋花楸果渣的利用。

表4 黑果腺肋花楸中的多酚類化合物 單位：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類化合物，因此具有極強(qiáng)的抗氧化性[18]。研究表明,在4 kPa真空壓力下浸漬有助于黑果腺肋花楸抗氧化成分的穩(wěn)定[19]。

2.2 抗衰老

作為生命歷程中不可或缺的一部分，衰老對(duì)于人類社會(huì)健康和諧有著舉足輕重的影響，如何延緩衰老從古至今都是一個(gè)熱點(diǎn)話題[24-25]。

張國(guó)坤[26]的研究結(jié)果表明，黑果腺肋花楸花色苷能減少小鼠的年齡相關(guān)性退行性變化，延長(zhǎng)健康壽命，提高其老年期間的生存質(zhì)量。進(jìn)一步探討發(fā)現(xiàn)，黑果腺肋花楸花色苷能夠降低DNA的損傷概率，提高基因組的穩(wěn)定性，這可能是通過(guò)維持機(jī)體氧化還原系統(tǒng)平衡，減少炎癥發(fā)生和調(diào)控DNA損傷信號(hào)通路3個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)的。鄭麗娜等[27]發(fā)現(xiàn)，黑果腺肋花楸水提物中花青素含量較高，與對(duì)照組相比，各劑量組均能顯著延長(zhǎng)雄性果蠅平均壽命及平均最高壽命，也可在一定程度上延長(zhǎng)氧化損傷狀態(tài)下果蠅的存活時(shí)間，提高超氧化物歧化酶和過(guò)氧化氫酶活力，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過(guò)提高體內(nèi)相關(guān)抗氧化酶活性，增強(qiáng)自由基清除能力實(shí)現(xiàn)的。

2.3 抗癌

近年來(lái)，癌癥發(fā)病率逐年增加，迄今為止，癌癥依舊是人們難以攻克的疾病之一，也是人類最主要的死亡病因之一。

李夢(mèng)莎等[28]研究結(jié)果表明，不同濃度的黑果腺肋花楸花色苷處理SGC-7901細(xì)胞1、2、3 d后，均可抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。當(dāng)質(zhì)量濃度在1～8 mg/mL，純度為46.03%和56.77%的黑果腺肋花楸花色苷均有明顯的抑制效果。質(zhì)量濃度8 mg/mL純度為56.77%的花色苷處理3 d的抑制率最高，達(dá)到49.49%。SHARIF等[29]研究顯示，黑果腺肋花楸果汁可上調(diào)腫瘤抑制因子p56和p73，從而抑制細(xì)胞分化，觸發(fā)細(xì)胞凋亡，有選擇性地殺死未分化的胚胎癌細(xì)胞，對(duì)正常的NIH3T3纖維母細(xì)胞和分化的胚胎癌癥細(xì)胞基本沒(méi)有影響。SKARPANSKA-STEJNBORN等[30]通過(guò)人體實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，飲用黑果腺肋花楸果汁的人在劇烈運(yùn)動(dòng)后，血液中腫瘤壞死因子-α顯著減少，鐵含量與抗氧化能力顯著增加。SAVIKIN等[31]研究表明，黑果腺肋花楸果茶對(duì)子宮癌、胎記瘤、慢性髓細(xì)胞性白血病均有一定的抑制作用。

2.4 預(yù)防心腦血管疾病

心腦血管疾病是一種嚴(yán)重威脅人類健康的常見(jiàn)病，全世界每年死于心腦血管疾病的人數(shù)高達(dá)1 500萬(wàn)人，居各種死因首位，而攝入富含多酚的食物會(huì)降低心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)指標(biāo)。PARZONKO等[32]研究顯示，花青素提取物激活了Nrf2轉(zhuǎn)錄因子及HO-1因子的表達(dá)，使其粘附纖連蛋白，在體外的血管緊張素轉(zhuǎn)換酶Ⅱ電位降低，保護(hù)內(nèi)皮祖細(xì)胞。黑果腺肋花楸對(duì)冠狀動(dòng)脈中的血管內(nèi)皮依賴癥也起到了一定作用，KIM等[33]研究發(fā)現(xiàn)，黑果腺肋花楸果汁中的花青素和綠原酸會(huì)使Akt和eNOS發(fā)生氧化磷酸化反應(yīng)，并且通過(guò)抑制血管活性前列腺素的形成，及內(nèi)皮衍生的超極化因子介導(dǎo)反應(yīng)，從而起到松弛作用。

2.5 抑菌

黑果腺肋花楸中的多酚類物質(zhì)還具有一定的抑菌作用。苗妙等[34]研究結(jié)果表明,黑果腺肋花楸多酚對(duì)產(chǎn)氣腸桿菌、脂環(huán)酸芽孢桿菌、陰溝腸桿菌、枯草芽孢桿菌等4種細(xì)菌均具有較好的抑菌活性，但對(duì)釀酒酵母基本無(wú)抑菌效果。隨著NaCl濃度的增加和溫度的升高，黑果腺肋花楸多酚抑菌活性呈下降趨勢(shì)，紫外線處理對(duì)黑果腺肋花楸多酚的抑菌活性基本沒(méi)有影響。徐艷陽(yáng)等[35]采用濾紙片法測(cè)定出黑果腺肋花楸多酚對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、黃曲霉、煙曲霉、米根霉、島青霉、康寧木霉等7種細(xì)菌及霉菌均有一定的抑制作用，其中對(duì)煙曲霉的抑制效果最強(qiáng)，最低抑菌濃度為0.1719 mg/mL。

2.6 其他

除了以上功能，黑果腺肋花楸還具有保護(hù)視力、抗疲勞、調(diào)節(jié)脂代謝等功效。陳珊珊[36]研究表明，黑果腺肋花楸花色苷提取物能抑制H2O2誘導(dǎo)的ARPE-19細(xì)胞氧化損傷，并改變視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞凋亡因子的表達(dá)，對(duì)人視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞有一定的保護(hù)作用。李瑞芳[37]研究發(fā)現(xiàn)，小鼠經(jīng)灌胃黑果腺肋花楸黃酮后力竭游泳時(shí)間顯著延長(zhǎng)，且濃度越高效果越明顯，血乳酸含量與未灌胃黃酮組小鼠相比顯著降低，由此可說(shuō)明黑果腺肋花楸中的黃酮具有抗運(yùn)動(dòng)疲勞功效。張金堂[38]研究表明，黑果腺肋花楸花色苷可以有效改善小鼠腸道菌群，影響腸道微生物結(jié)構(gòu)，促進(jìn)有益菌生長(zhǎng)，改善血脂水平及肝細(xì)胞脂肪變性程度，達(dá)到維持機(jī)體脂代謝平衡的效果。

3 黑果腺肋花楸的開(kāi)發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 果酒

將黑果腺肋花楸釀造成果酒，果實(shí)內(nèi)的多酚等功能成分能夠較好地保持活性[39]。

果酒的香氣是衡量果酒質(zhì)量的主要指標(biāo)，也是構(gòu)成果酒典型性的重要因素。毛建利等[40]以赤霞珠葡萄酒為參照，分析黑果腺肋花楸發(fā)酵酒的香氣物質(zhì)組成，結(jié)果顯示，黑果腺肋花楸果酒香氣物質(zhì)含量是赤霞珠葡萄酒的2.73倍，香氣物質(zhì)種類分別為41種和40種。經(jīng)感官品評(píng)，黑果腺肋花楸酒比赤霞珠葡萄酒總分高2分，表明其具有加工成果酒的潛力。王鵬等[41]研究得出黑果腺肋花楸果酒的最佳釀造條件為：22 ℃，pH 4.0，加工高酒精度酒需含糖量為26.2%，加工低酒精度果酒需含糖量19.4%。較傳統(tǒng)發(fā)酵，二氧化碳浸漬法能使黑果腺肋花楸果酒的香氣物質(zhì)種類增多、含量升高，更適合釀造黑果腺肋花楸果酒[42]。

WITKOWAKA等[43]研究顯示，黑果腺肋花楸酒的抗氧化性強(qiáng)于黑加侖酒、接骨木果酒、醋栗果酒和紅葡萄酒，總抗氧化能力可達(dá)到34.0 mmol/L，總酚含量最高為4.10 g/L，總花青素含量最高為1.39 g/L，VC含量最高為134.4 mg/L。綜上所述，黑果腺肋花楸果酒的香氣物質(zhì)豐富，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，具有在果酒開(kāi)發(fā)潛力。

3.2 果汁

黑果腺肋花楸具有很強(qiáng)的保健功效，但含有的單寧會(huì)使其味道酸澀、口感較差[39]。另一方面，漿果出汁率極高，達(dá)到(78.65±1.05)%[44]，將黑果腺肋花楸制成果汁，通過(guò)一系列工藝手段解決其酸澀的問(wèn)題，還能最大限度地保留果實(shí)中的活性成分。

張海平等[45]研究結(jié)果表明，植物乳桿菌C8-1可以在黑果腺肋花楸果汁中正常生長(zhǎng)代謝，并提高黑果腺肋花楸果汁的品質(zhì)和抗氧化能力。另外，低電壓脈沖電場(chǎng)可以有效殺滅黑果腺肋花楸果汁中的微生物[46]。黑果腺肋花楸果汁還具有良好的混合性能，GIRONES-VILAPLANA等[47]向檸檬汁中加入50 g/L的黑果腺肋花楸果汁，比單獨(dú)的黑果腺肋花楸果汁或者檸檬汁的抗氧化能力更強(qiáng)。

研究表明，黑果腺肋花楸果汁中原花青素含量為(1 679.85±6.11)mg/100 g，具有較強(qiáng)的抗氧化能力，同時(shí)對(duì)α-淀粉酶、酪氨酸酶以及黃嘌呤氧化酶均具有較好的抑制作用[44]。黑果腺肋花楸果汁不僅具有控血糖、防痛風(fēng)等功效，而且還可以提高老年大鼠的學(xué)習(xí)能力并改善其運(yùn)動(dòng)功能[48-49]，是一種值得開(kāi)發(fā)的健康產(chǎn)品。

3.3 其他

目前，針對(duì)黑果腺肋花楸果酒和果汁的研究較多，但也有少部分的研究針對(duì)其他具有開(kāi)發(fā)價(jià)值的產(chǎn)品。郭紅月等[50]以黑果腺肋花楸果實(shí)為原料，釀造出的黑果腺肋花楸原果醋口感、香氣、色澤等方面均表現(xiàn)良好，而且能夠有效地屏蔽黑果腺肋花楸的澀味。王鳳等[51]確定了制作黑果腺肋花楸果醬的最佳工藝配方：黑果腺肋花楸果肉原漿35%，糖35%，檸檬酸1.2%，黃原膠0.4%，在此條件下得到的果醬可溶性固形物含量為42%，花青素含量為2.15 mg/g。黃海等[52]研究結(jié)果表明，黑果腺肋花楸酵素發(fā)酵12 d后的總酚含量、清除超氧陰離子能力較未發(fā)酵前分別提高了2.42、1.69倍，體外抗氧化活性顯著增強(qiáng)。朱鳳妹等[53]以大豆和黑果腺肋花楸為主要原料，制得的黑果腺肋花楸內(nèi)酯豆腐色澤粉紅，品質(zhì)良好。這種豆腐綜合了黑果腺肋花楸和大豆的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，不僅可以彌補(bǔ)普通豆腐中鈣和鎂的流失，而且還可以為其帶來(lái)黑果腺肋花楸的顏色，使其更受消費(fèi)者青睞。

4 結(jié)論與展望

隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步以及人類生活方式的改變，黑果腺肋花楸在食品、飲料、藥品和保健品領(lǐng)域的研究應(yīng)用都受到廣泛關(guān)注。黑果腺肋花楸作為一種極具特色的新興小漿果，具有巨大的開(kāi)發(fā)潛力和應(yīng)用價(jià)值。但目前仍缺乏對(duì)黑果腺肋花楸生物活性物質(zhì)成分與功能間對(duì)應(yīng)關(guān)系的深入研究以及針對(duì)黑果腺肋花楸功效的臨床試驗(yàn)，對(duì)黑果腺肋花楸中多酚類物質(zhì)的提取純化方法有待進(jìn)一步優(yōu)化，另外，對(duì)相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)相對(duì)單一。

今后可深入對(duì)黑果腺肋花楸生物活性物質(zhì)組成成分的分析，進(jìn)一步優(yōu)化多酚類物質(zhì)的提取純化工藝，分離果實(shí)中的各生物活性成分，開(kāi)展臨床實(shí)驗(yàn)，針對(duì)性開(kāi)發(fā)具有抗氧化、延緩衰老等功能的功能性保健產(chǎn)品，另外，黑果腺肋花楸樹(shù)葉和果渣等副產(chǎn)物的開(kāi)發(fā)也具有很大潛力。