桑葚的营养保健作用与加工利用研究进展
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桑葚的营养保健作用与加工利用研究进展
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0 引言
桑葚,又名桑果,为桑科落叶乔木植物桑(Morus alba L),为药食同源植物水果,富含多种维生素、游离酸、蛋白质、人体必需氨基酸、矿物质等营养成分。《本草刚目》《本草备要》《中草药学》等记载,桑葚性甘凉、酸甜汁多、利五脏关节,传统用于阴虚津少、口舌干燥、血虚便秘、头昏目眩、神经虚弱、心悸失眠、头发早白等疾病的治疗。现代药理学研究表明,桑葚中含有丰富的黄酮和类黄酮、多糖、白藜芦醇等药理活性成分,具有清除体内自由基、抗病毒、促进新陈代谢、提高免疫力以及缓解衰老的功效。
桑葚作为药食同源的食物之一,其良好的口感、丰富的营养物质和对人体的健康功效使得桑葚精深加工产品的市场需求量激增,备受关注。为了进一步促进桑葚产业健康全面的发展,本文对桑葚高效种植、活性功效及提取、产品加工等方面进行了系统的梳理,阐述了其研究现状、发展趋势和存在的瓶颈问题,以期为促进桑葚产业的发展和相关产品的开发提供依据。
1 桑葚的主要活性成分及其功效
1.1 桑葚多糖及其功效
桑葚中多糖的含量高达9.42%,主要为鼠李糖、岩藻糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖等成分,桑葚多糖是其发挥滋阴补血等补益功用的重要物质基础。但是桑葚的种类和生长地区以及条件的不同,桑葚多糖的含量也具有很大的差异。王强等研究了桑葚多糖对STZ诱导下的糖尿病大鼠血糖降低效果和体内外自由基的清除效果,结果表明,桑葚多糖可以清除自由基活性和增强大鼠血清超氧化物歧化酶(SOD)和血清谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-px)活性,增加大鼠血清T-AOC含量,降低其血清MDA含量,从而显著降低STZ诱导下的糖尿病大鼠的血糖水平,且降糖水平要好于短效胰岛素。
1.2 黄酮类功能性成分
桑葚中含有丰富的花青素、花色苷等生物活性物质,具有降低血糖水平、清除体内自由基、保护脏器组织、抗突变等药理作用。阎芙洁研究发现桑葚花色苷具有降糖活性,通过调控基因表达来维持葡萄糖的正常代谢,降低小鼠体内激素水平,降低小鼠体内炎症因子的表达,从而对糖尿病的改善起到积极的作用;薛宏坤等发现,桑葚花色苷具有较好的脂质体抑制和DPPH自由基清除能力;金红艳等研究发现,桑葚花色苷可以显著降低乳腺癌裸鼠肿瘤组织中VEGF的水平从而抑制乳腺癌的增殖;张新灿等研究发现,桑葚花青素较稳定且具有较强的DPPH、ABTS+自由基清除能力。
1.3 白藜芦醇
桑葚富含白藜芦醇等非黄酮类多酚化合物生物活性成分,该物质通过保护胰岛B细胞、提高胰岛素活性等方式进行治疗糖尿病,有望成为治疗糖尿病的新型药物;此外,白藜芦醇还具有抗氧化、抗癌、抗肿瘤活性,改善心脑血管系统等功效。
1.4 桑葚汁及提取物
桑葚花提取物可以改善乙醇诱导下的小鼠的肝损伤,并可以作为膳食补充剂应用于防止酒精性健康损伤;桑葚浓缩汁对氧化损伤大鼠脾脏的脾脏有保护作用,有效增加淋巴细胞数量,改善充血的功效;此外,桑葚提取物还可以抑制炎症相关因子表达量,从而减弱促炎症反应,发挥抗炎功效。
2 桑葚高品质种苗繁育与种植技术
我国果桑资源丰富,拥有诸多可以直接应用于产业化生产的优质资源品种。但是果桑品种有较强的地区适应性,加之果桑新品种的培育较为困难,很大程度上阻碍了其大规模推广。
2.1 桑葚的种苗繁育
目前桑葚的种苗繁育技术主要还是采用传统的嫁接技术,能在较短时间内繁殖各种果桑品种几百万株。然而,嫁接技术存在操作要求严格、受气候影响大等特点,只被少数桑农掌握,存在着技术推广面不宽、育苗垄断的局面。针对这个问题,近年来人们采取了很多措施。叶青雷等研发出了双层双基质扦插营养钵嫩枝扦插育苗技术,扦插根系生成,扦插苗成活率高,根系健壮,适合大规模的扦插育苗,可行性高且成本低廉,为果桑品种种苗的繁育提供了技术支持。
2.2 桑葚的种植技术
有文献报道,棚室桑葚栽培技术能有效提前桑葚的采摘期,同时还能发挥其旅游价值,满足人们体验采摘的乐趣,实现了4~5万元·667m-2的经济效益;高海拔地区温室桑葚栽培技术,为人们在高海拔地区种植与开发桑葚相关产业提供了依据;适用于当地鲜食桑葚绿色高效栽培技术,对于当地的高效农业发展,促进农村增绿、农民增收起到了很大的促进作用;适合寒地的高产栽培技术,为桑葚在高寒地区的种植提供了技术支持,对高寒地区的农业发展起到了极大的促进作用,提高了当地农民的居民收入。
3 桑葚的活性成分提取及加工技术
3.1 桑葚的活性成分提取工艺
3.1.1 桑葚多糖提取工艺
有关桑葚多糖提取的研究起步较早,其技术也比较成熟。景荣琴等采用响应面优化了桑葚多糖超声波辅助提取法的最优工艺条件;选定提取温度、时间及水料比作为影响因素得到了多糖提取的最佳工艺,多糖提取率达到了17.8%。唐长波等利用响应面分析法优化处理得到了微波辅助提取桑葚多糖的最佳工艺条件为料液比1∶50(g·mL-1),微波处理时间10min,微波处理功率300W,此条件下多糖提取误差小,提取率为5.73%。冯斌等利用高压脉冲电场(HPEF)对桑葚进行破壁提取桑葚多糖,并采用分光光度法测定桑葚中的多糖含量。通过对HPEF提取桑葚多糖工艺的优化得到最佳工艺,并且最佳工艺的提取率可达15.05%。
3.1.2 桑葚黄酮提取工艺
黄酮类化合物是一种天然的抗氧化剂,具有降低血压和血糖水平、抗肿瘤、保护心血管,清除体内自由基等功效。桑葚中也含有大量的黄酮类物质,因此如何将黄酮从桑葚中提取出来是当下研究桑椹活性物质的热点之一。采用复合酶超声辅助提取法提取桑葚籽黄酮,最佳工艺条件:复合酶添加量0.3mg·mL-1、酶解温度和时间分别为55℃,80min、超声处理20min,提取得率达5.32mg·g-1;采用乙醇法提取桑葚叶黄酮类化合物,该工艺下黄酮类化合物的得率为50.2mg·g-1。
3.1.3 其它活性成分的提取工艺
陈琼玲等在单因素试验的基础上采用响应面分析法优化得到了高压提取桑葚果渣中白藜芦醇的最佳工艺条件,在此条件下,白藜芦醇提取量达(8.29±0.20)μg·g-1。彭兆康等采用了超声波辅助提取法提取桑葚籽油,利用响应面优化处理得到的最佳结果显示在料液比1∶27.78mL·g-1、超声处理功率311.43W、提取温度56.56℃、提取时间12.85min;桑葚籽油得率为34.3528%。张婉迎等研究了桑葚水溶性蛋白的提取工艺,在单因素实验的基础下采用响应面法优化得出水溶性蛋白提取的最佳工艺参数为pH10.69,液料比19.86∶1(mL·g-1),提取时间15.89h,理论提取率为4.67%。
3.2 桑葚加工工艺研究
目前对于桑葚的加工主要有2种途径:运用桑葚作为食品加工原料制作食品的粗加工技术;运用桑葚作为原料提取功能性成分制作成为天然无毒的产品的精深加工技术,目前我国内的桑葚加工技术主要还是以粗加工为主。
3.2.1 桑葚干
桑葚制品中桑葚干是最主要的加工方式,此加工工艺的优势在于可将桑葚的原有形态与营养成分得到最大限度地保留。李丰延等比较了3种不同干燥方式对桑葚干品质的影响,实验结论表明,真空冷冻干燥可以很好的保留桑葚的营养物质以及物理特性,较短时长的真空冷冻干燥联合较高温度(85℃)的热风干燥能提高干燥效率,并且其营养成分也明显高于热风干燥。
3.2.2 桑葚果汁
酶法出汁是当前较为新颖的提高果蔬出汁率的技术,其不但可以使果汁变得清澈透亮,还可以更好地保存果汁的营养成分,而在桑葚汁加工中仍常采用压榨法出汁,此传统方法残存果渣过多,果汁得率较低,从而造成了桑葚果实的利用率降低。徐丽萍等采用复合酶法制取桑葚汁采用响应曲面分析,对复合酶法制取桑葚汁工艺参数进行优化,得到了最佳工艺参数:果胶酶与纤维素酶的复配比例1.0∶1.36、酶解pH5.0、酶解温度49.5℃、时间2.6h,桑葚出汁率达到最高为86.13%。
3.2.3 桑葚果酒
桑葚果酒是以桑葚果实为原料经酿制而成的一种低酒精含量的果酒,具有滋补、养身及补血之功效。孔燕等通过对10种不同的酿酒酵母菌株进行筛选,获得了挥发性风味物质含量高的适合酿制桑葚酒的菌株,为桑葚酒的酵母选择提供了参考方向。王超萍等利用红曲霉和酵母混合液态发酵,获得生产桑葚酒的最佳生产工艺:发酵温度为18℃,发酵pH为3.6,接种红曲霉接种的量8%、接种酵母菌的量为10%,此工艺条件下,桑葚果酒的酒精含量为12.9%,并且口感细腻,与普通酵母发酵酒相比具有明显的优势。
3.2.4 桑葚果醋
与传统发酵醋相比,酿造果醋富含有机酸和人体必需氨基酸,其拥有更好的口感和对人体的保健功能。桑葚果醋以鲜榨的桑葚汁为主要原料,经酵母发酵而成,不仅包含传统食醋的保健功效,还具有桑葚的生理与药理功能。王晓琳等以桑葚为原料通过单因素和正交设计试验,确定了果醋生产过程中酒精与醋酸发酵阶段最佳工艺条件。在此工艺条件下桑葚果酒中的酒精含量为6.03%,果醋产酸量为5.95g·dL-1,并且产品口感较好,理化检验合格。
4 结语
随着人们生活水平的不断上升和对健康的不断重视,桑葚作为一款兼具营养、保健的功效食品将备受青睐,市场需求与日俱增。但是,目前我国的桑葚产业发展不健全,未能形成高效种植与加工的完整产业技术体系:桑葚相关产品开发还处于初级阶段,主要集中在以桑葚为原料开发产品粗加工,缺乏精深加工技术,鲜有以桑葚活性成分开发相关的药用产品和保健产品。桑葚优良品种创新不够,不同地区的桑葚品种交流较少,没有经济效益更好的新品种,阻碍了适合不同地区的桑葚产业的发展。此外,桑葚产品竞争力不强,市场号召力不足,品牌效应缺失,未能形成品牌影响力。我国的桑葚资源丰富、分布广泛,随着桑葚优良品种创新、高效种植与深加工技术的逐渐成熟,桑葚产业技术体系的完善,桑葚产业将会创造更大的经济、健康价值。
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