樹(shù)莓香味揮發(fā)物及功能物質(zhì)的研究進(jìn)展

高玉李，辛秀蘭

（北京工商大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，北京100048）

樹(shù)莓香味揮發(fā)物及功能物質(zhì)的研究進(jìn)展

高玉李，辛秀蘭*

（北京工商大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，北京100048）

介紹樹(shù)莓中香味揮發(fā)物的基本構(gòu)成和樹(shù)莓中含有的功能物質(zhì)及主要功效，樹(shù)莓中香味的影響因素以及樹(shù)莓香味和功能物質(zhì)在食品和化妝品等領(lǐng)域的應(yīng)用。分別介紹了萜類和酮類的提取方法：溶劑法、超聲波法、微波法和超臨界二氧化碳萃取法等。并提出了樹(shù)莓香味物質(zhì)和功能物質(zhì)的研究前景。

樹(shù)莓；香味；揮發(fā)物；功能物質(zhì)

Abstract:This article introduces the basic composition of the raspberry aroma volatiles and the functional substances contained in the respberry and functions,as well as the factors affecting the raspberry aroma volatiles and the application of the raspberry aroma volatiles and functional substances being in the fields of food and cosmetics.It describes the extraction methods of terpenes and ketones：solvent method,ultrasonic method,microwave method and supercritical carbon dioxide extraction etc.Also this article introduces the research prospect of the raspberry aroma volatiles and the functional substances.

Key words：raspberry;aroma;volatiles;the functional substance

樹(shù)莓是薔薇科（Rasaceae）懸鉤子屬（Rubus.L）植物，是一種重要的小漿果類果樹(shù)。其果實(shí)柔嫩多汁,甜而芳香，富含多種維生素和礦質(zhì)元素，尤其富含SOD、鞣化酸等抗癌、抗衰老物質(zhì)，美國(guó)人稱之為“生命之果”。果實(shí)除鮮食外，還適于加工果醬、果酒、果汁飲料。此外，樹(shù)莓的果實(shí)、莖、根皆可入藥，具有很高的藥用價(jià)值。1993年聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）推薦樹(shù)莓為國(guó)際上“第三代水果”，我國(guó)政府亦將樹(shù)莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展列入國(guó)家“948”計(jì)劃。本文對(duì)樹(shù)莓中的香味組成及功能物質(zhì)的分離和應(yīng)用進(jìn)展做一介紹，以期推動(dòng)我國(guó)樹(shù)莓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 樹(shù)莓香味揮發(fā)物

樹(shù)莓香味對(duì)風(fēng)味起重要作用，香味是評(píng)價(jià)果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo)。果實(shí)的香味是由一些揮發(fā)物產(chǎn)生的，揮發(fā)物的構(gòu)成和濃度決定果實(shí)的香味濃淡。樹(shù)莓中的揮發(fā)物由數(shù)百種化合物組成，從而決定了不同品種的不同風(fēng)味。對(duì)不同野生品種樹(shù)莓的調(diào)查證明，可食用部分的香精含量一般是0.1 mg/100 g～0.2 mg/100 g，而人工培養(yǎng)的樹(shù)莓含有的香精高達(dá)2700 mg/100 g，樹(shù)莓和其他水果中含有主要香味揮發(fā)物-樹(shù)莓酮高達(dá)149 mg/100 g[1]。樹(shù)莓口味的食品含有人造風(fēng)味劑達(dá)12.4 mg/100 g。

1.1 香味揮發(fā)物的組成

香味揮發(fā)物的組成以萜類為主，還含有一些酮、醛、酯和醇等成分。從新鮮的樹(shù)莓果漿中提取的精油里測(cè)出了多種物質(zhì)，包括樹(shù)莓酮、1,2-二甲氧基-4-丙烯苯、芳樟醇和α-松油醇等[2]。有人從野生的芬蘭樹(shù)莓（Rubusidaeus）果實(shí)中分離出60多種揮發(fā)物，各化合物的構(gòu)成與栽培樹(shù)莓類似，萜類占30%，酮和醛27%，醇23%，酯13%，呋喃5%。據(jù)報(bào)道，在樹(shù)莓中含量最多的揮發(fā)物有：苯甲醛、α-蒎烯、α-紫羅酮、β-紫羅酮、β-石竹烯、β-香葉烯、γ-萜品烯、反式-β-羅勒烯、乙酸乙酯、庚酸乙酯、樹(shù)莓酮、2-甲基丁醇[3]。

1.2 香味成分的影響因素

1.2.1 樹(shù)莓品種

不同品種的樹(shù)莓揮發(fā)物質(zhì)的種類和濃度都不盡相同。樹(shù)莓品種“Novost”揮發(fā)物含量比“Newburgh”高3倍多，前者含有較多的醇和羰基化合物，后者含有較多的萜類。不同品種樹(shù)莓的萜類含量也有差異：“Chilliwack”中α-蒎烯、石竹烯和β-紫羅酮的含量高，而在“Meeker”中γ-萜品烯、檜烯和β-楊梅烯的含量高，“Tulameen”的萜類含量較低[4]。

1.2.2 樹(shù)莓成熟度

香味揮發(fā)物的產(chǎn)生與成熟度密切相關(guān)。在樹(shù)莓著色和成熟過(guò)程中，香味揮發(fā)物逐漸增加。樹(shù)莓品種“Glen Prosen”果實(shí)成熟過(guò)程中，莰烯、β-楊梅烯、苧烯、α-非蘭烯、α-蒎烯、α-紫羅酮、β-紫羅酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、2-甲基-1-丁醇和順式-3-己烯醇的含量都穩(wěn)定增加。

1.2.3 采后處理

在貯藏和銷售期間，樹(shù)莓鮮果需要保持良好的風(fēng)味，這樣消費(fèi)者才可得到優(yōu)質(zhì)的果品。果實(shí)采摘后，香味揮發(fā)物重新合成或者揮發(fā)，以致于揮發(fā)物的構(gòu)成不斷發(fā)生變化，其造成的影響有好的方面，亦有壞的方面。

采用氣調(diào)貯藏能延長(zhǎng)樹(shù)莓的貯藏壽命，減少漿果腐爛，提高品質(zhì)。在氣調(diào)貯藏過(guò)程中，如果O2濃度太低，CO2濃度太高，會(huì)致使果實(shí)發(fā)酵，產(chǎn)生過(guò)量的乙醇、乙醛和乙酸乙酯，并出現(xiàn)怪味。當(dāng)CO2濃度超過(guò)10%時(shí)，鮮樹(shù)莓的腐爛明顯減少；但濃度太高，則會(huì)影響風(fēng)味。

1.3 樹(shù)莓香味的應(yīng)用

樹(shù)莓的香味清新誘人，能夠應(yīng)用在食品、化妝品等領(lǐng)域。市售的食品中，國(guó)內(nèi)知名食品企業(yè)于09年出品的一款冰淇淋是樹(shù)莓口味的，并添加了果肉，其風(fēng)味香中帶甜，清新爽口。法國(guó)著名的香水品牌在2005年推出的一款限量版女士香水中，添加了樹(shù)莓香味物質(zhì)，使其香調(diào)前味呈現(xiàn)出清新花果香。日本著名化妝品品牌旗下的潤(rùn)唇膏中也有絢爛迷人的樹(shù)莓香型。而英國(guó)知名護(hù)理品零售商推出的樹(shù)莓身體滋養(yǎng)霜中，添加的是純正的樹(shù)莓萃取液，可滋潤(rùn)皮膚，且散發(fā)出樹(shù)莓的香味，其基調(diào)令人陶醉。

2 樹(shù)莓中的功能物質(zhì)

樹(shù)莓果實(shí)營(yíng)養(yǎng)豐富、柔軟多汁、香味獨(dú)特、色澤鮮艷，適宜加工成果汁、果醬及天然色素等高檔產(chǎn)品。據(jù)分析，每100克樹(shù)莓鮮果含有蛋白質(zhì)0.2 g、脂肪0.5 g、碳水化合物13.6 g。樹(shù)莓含有多種維生素、礦物質(zhì)和膳食纖維，還含有SOD、黃酮、水楊酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),這些物質(zhì)具有抗癌，抗氧化，防止心血管疾病等作用。

2.1 超氧化物歧化酶

樹(shù)莓中含有的的超氧化物歧化酶（SOD）含量居水果之冠，經(jīng)Seph-adex G-100層析柱和金屬螯合親和層析得到的SOD活力回收率為66%[5]。SOD是一類金屬酶，廣泛存在于生物體內(nèi)，是人體細(xì)胞代謝不可缺少的活性蛋白，是一種氧自由基清除劑，是極好的人體清道夫，能夠大量消除人體產(chǎn)生的有害代謝物質(zhì)，提高人體免疫力，從根本上改善人體的內(nèi)在環(huán)境，達(dá)到美容、養(yǎng)顏、延年益壽的目的。SOD與人體的腫瘤、衰老、免疫性疾病和輻射防護(hù)等有關(guān)。研究表明，SOD對(duì)人體血栓癥、動(dòng)脈硬化癥、糖尿病等疾病都有一定的預(yù)防和輔助治療作用。廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、保健、食品、化妝品等領(lǐng)域[6]。

2.2 黃酮類物質(zhì)

樹(shù)莓含有豐富的黃酮類物質(zhì)，其總黃酮含量平均為4.76 mg/100 g,最高可達(dá)5.86 mg/100 g。黃酮類物質(zhì)具有多種多樣的生理功能，包括抗氧化活性，抗腫瘤活性，保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)，調(diào)節(jié)毛細(xì)血管的脆性與滲透性，保護(hù)酶的活性防止其突變，抗菌抗病毒作用等。

黃酮類物質(zhì)花色苷有著良好的著色能力和抗氧化效果，能夠清除超氧陰離子和羥基自由基，并且對(duì)細(xì)菌有良好的抑制作用[7-8]。

2.3 乙酰水楊酸

每100克樹(shù)莓果實(shí)中含有0.5 mg~2.5 mg的乙酰水楊酸,它是一種解熱鎮(zhèn)痛藥，解熱鎮(zhèn)痛作用效果良好，消炎、抗風(fēng)濕作用較強(qiáng)，適用于感冒發(fā)熱、神經(jīng)痛、肌肉痛、關(guān)節(jié)疼痛及風(fēng)濕痛、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等癥。對(duì)于急性風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎可迅速緩解癥狀。本品還有促進(jìn)尿酸排泄的作用，對(duì)痛風(fēng)也有效。

2.4 樹(shù)莓苷

樹(shù)莓苷可作為新型美白調(diào)理劑，具有有效阻礙酪氨酸酶的作用，還可抑制黑色素的形成，并且是有效的一氧化氮捕捉劑。眾所周知，由紫外線、工作壓力等原因而產(chǎn)生的活性氧、過(guò)氧化脂質(zhì)等的自由基可引起皮膚炎癥，并給皮膚組織造成很大的傷害，研究表明，皮膚中的由一氧化氮合成酶而作用合成的一氧化氮給皮膚造成破壞，使皮膚粗糙、老化的同時(shí)，也成為色素沉積的原因之一，樹(shù)莓苷是一種優(yōu)良的一氧化氮捕捉劑，因此其具有優(yōu)良的抗老化作用，美白亮膚作用及皮膚調(diào)理作用。樹(shù)莓苷的物理性質(zhì)、水溶性、無(wú)味性及安全性都顯示出它可作為一種優(yōu)良的美白化妝品原料。

3 樹(shù)莓中萜類和酮類物質(zhì)提取研究

因?yàn)檩祁惡屯愂菢?shù)莓中的主要香味物質(zhì)和功能物質(zhì)，二者的含量將近50%，所以對(duì)這兩種成分的提取研究具有現(xiàn)實(shí)意義。他們的提取方法主要有溶劑法、超聲波法、微波法和超臨界二氧化碳萃取法等。

3.1 萜類化合物提取方法

3.1.1 溶劑浸提法

萜類化合物難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，一般可用甲醇、乙醇或氯仿等有機(jī)溶劑提取。采用不同的溶劑，其提取效果有明顯的差異。甲醇、95%乙醇和氯仿3種溶劑的提取效率的比較實(shí)驗(yàn)表明，氯仿回流提取1 h，提取率最高，且樣品中雜質(zhì)干擾較少[9-11]。

3.1.2 超聲波法

從樹(shù)莓中提取萜類化合物時(shí)，受其結(jié)構(gòu)影響，溶劑浸提法花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)且得率較低。超聲波處理能破壞樹(shù)莓的結(jié)構(gòu)，提高萜類化合物的得率，縮短提取時(shí)間。黃書銘等[12]在常規(guī)提取方法的基礎(chǔ)上，增加超聲波循環(huán)處理步驟，使提取所需的各種溶劑用量減少，提取時(shí)間縮短，同時(shí)萜類化合物的提取率也提高了40%。

3.1.3 超臨界二氧化碳萃取法

使二氧化碳?xì)怏w在特定超臨界狀態(tài)下與天然原料接觸，有關(guān)天然成分就會(huì)溶解于超臨界二氧化碳流體之中，使得目標(biāo)成分與原料相分離，然后通過(guò)減壓或升溫，將超臨界流體萃取的有效成分在分離器中分離出來(lái)，這就是超臨界二氧化碳萃取的簡(jiǎn)單過(guò)程。超臨界二氧化碳萃取安全、無(wú)毒，不會(huì)改變提取物的反應(yīng)活性，因此被稱為綠色生物分離技術(shù)，是當(dāng)今世界上能夠用于規(guī)模生產(chǎn)的最先進(jìn)的分離萃取技術(shù)。

3.2 酮類化合物的提取方法

3.2.1 醇法

采用甲醇、70%乙醇和水3種溶劑作提取劑。取3份冷凍樹(shù)莓果，各 50 g，破碎，置于燒瓶中，按1∶10（g∶mL）加入提取劑，80 ℃下回流提取 3 h，過(guò)濾，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，回收溶劑，得酮的粗提物。將粗提取的水溶液以2BV/h的流速通過(guò)樹(shù)脂柱，待大孔樹(shù)脂吸附完全時(shí)，用蒸餾水通過(guò)樹(shù)脂柱清洗雜質(zhì)，直至清洗的水不混濁為止，最后用95%乙醇將吸附的酮類化合物洗脫下來(lái)，收集洗脫液。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，回收溶劑，70℃下真空干燥，研磨成粉狀，即為總酮提取物[13-14]。

3.2.2 超聲波法

研究表明，利用超聲波產(chǎn)生的強(qiáng)烈振動(dòng)、大的加速度、強(qiáng)烈的空化效應(yīng)、攪拌作用等，可以加速目標(biāo)有效成分進(jìn)人溶劑，從而提高提取率，縮短提取時(shí)間，并且免去高溫對(duì)目標(biāo)成分的影響。通過(guò)分離、純化，以獲得所需的化學(xué)成分。與常規(guī)提取法相比，該法具有實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，提取時(shí)間短、產(chǎn)率高、無(wú)需加熱等優(yōu)點(diǎn)。徐雅琴等的研究結(jié)果表明，采用超聲波法提取酮類物質(zhì)，確定最佳提取條件是：95%乙醇溶液,固液比為1∶8(g/mL),超聲波功率360 W,提取45 min，提取量為 220.4 μg/g[15-17]。

3.2.3 微波法

酮類化合物的微波提取方法，是通過(guò)浸沒(méi)在提取液中的微波輻射待提取的樣品，使其超微結(jié)構(gòu)特性遭到破壞。由于所用的提取劑是微波較容易穿透的，因而微波可自由地通過(guò)提取劑，使化合物自由地流入未被加熱的提取劑。微波法具有操作簡(jiǎn)便，副產(chǎn)物少，產(chǎn)率高及產(chǎn)物易提純等優(yōu)點(diǎn)，而且具有穿透力強(qiáng)、選擇性高、加熱效率高等特點(diǎn)[18]。該法適用面更廣，能大大提高提取物中酮類化合物含量，且溶劑損耗較少，是一種具有發(fā)展前景的工藝。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于樹(shù)莓香味揮發(fā)物的提取及應(yīng)用技術(shù)方面的研究鳳毛麟角，而功能物質(zhì)也只是在技術(shù)相對(duì)成熟的黃酮類物質(zhì)提取方面有較多的報(bào)道。這使得我國(guó)在提取樹(shù)莓香味方面相對(duì)落后，與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的樹(shù)莓深加工產(chǎn)業(yè)還有很長(zhǎng)一段路要走。但我們相信，利用風(fēng)味各異的樹(shù)莓品種，借助日趨完善的測(cè)定方法，起關(guān)鍵作用的香味揮發(fā)物及合成途徑被揭示，我國(guó)的樹(shù)莓深加工產(chǎn)業(yè)必定得到長(zhǎng)足發(fā)展[19]。

[1]Braun G,Hieke E.The analysis of aromatic substances in foods.Part III.Information on the content of 1-(4'-hydroxyphenyl)butan-3-one(raspberry ketone)in raspberries and raspberry foods and the determination of artificial flavoring with 1-(4'-hydroxyphenyl)butan-3-one[J].Deutsche Lebensmittel-Rundschau，1977,73(9)：273-278

[2]Renner R,Hartmann U.Aroma substances in raspberry essence and their evaluation[J].Lebensmittelchemie und Gerichtliche Chemie,1985,39(2)：30-32

[3]張運(yùn)濤.樹(shù)莓和藍(lán)莓香味揮發(fā)物的構(gòu)成及其影響因素[J].植物生理學(xué)通報(bào),2003,39(4)：377-379

[4]徐玉秀,王友升,王貴禧.樹(shù)莓的利用研究及其在我國(guó)的發(fā)展前景[J].經(jīng)濟(jì)林研究,2003,21(1)：64-66

[5]宣景宏,孟憲軍,劉春菊,等.紅樹(shù)莓超氧化物歧化酶的分離純化[J].中國(guó)果樹(shù),2007(1)：11-13

[6]劉建華,張志軍,李淑芳.樹(shù)莓中功效成分的開(kāi)發(fā)淺論[J].食品科學(xué),2004,25(10)：370-372

[7]趙文琦,曲長(zhǎng)福,王翠華,等.樹(shù)莓的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值與市場(chǎng)前景淺析[J].北方園藝,2007(6)：114-115

[8]馬殿君,張黎斌.紅樹(shù)莓的醫(yī)療保健作用及紅樹(shù)莓飲料的開(kāi)發(fā)[J].試驗(yàn)報(bào)告與理論研究,2008,11(2)：19-22

[9]黃小琴,鄭林用,彭衛(wèi)紅.靈芝多糖與三萜類的提取純化工藝研究進(jìn)展[J].食用菌學(xué)報(bào),2005,12(3)：56-62

[10]鄧迎娜,易醒,肖小年，等.超聲提取澤瀉中三萜類總組分[J].食品工業(yè)科技,2007,28(9)：145-147

[11]錢竹,徐鵬,章克昌,等.大孔樹(shù)脂分離提取發(fā)酵液中靈芝三萜類物質(zhì)[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào),2006,25(6)：111-114

[12]黃書銘,楊新林,張自強(qiáng).超聲循環(huán)提取靈芝中三萜類化合物的研究[J].中草藥,2004,35(5)：508-510

[13]白立敏,蘭蓉,王曉杰,等.醇法提取紅樹(shù)莓總黃酮的工藝條件研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2008(4)：235-237

[14]白立敏,王曉杰,辛秀蘭，等.紅樹(shù)莓總黃酮的提取純化及含量測(cè)定[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,47(11)：1328-1330

[15]徐雅琴,張睿,付紅.紅樹(shù)莓中黃酮類物質(zhì)超聲波提取及純化的研究[J].中國(guó)資源綜合利用,2009,27(6)：18-19

[16]崔旭海.銀杏葉黃酮類化合物提取分離技術(shù)的研究進(jìn)展[J].食品工程,2008(4)：7-11

[17]覃海元,黃衛(wèi)萍,農(nóng)志榮,等.超聲波提取仙人掌中黃酮類物質(zhì)的研究[J].中國(guó)食品添加劑,2008(4)：60-63

[18]陳曉慧.樹(shù)莓中黃酮類化合物的提取、分離及結(jié)構(gòu)鑒定的研究[D].東北農(nóng)業(yè)大學(xué),2007

[19]許奕華,張玉平,陳梅香.紅樹(shù)莓的國(guó)際市場(chǎng)現(xiàn)狀及我國(guó)的發(fā)展機(jī)遇[J].國(guó)際交流,2004(4)：46

Research of Raspberry Aroma Volatiles and Functional Substances

GAO Yu-li，XIN Xiu-lan*
（School of Chemical and Environmental Engineering，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China）

2010-05-10

高玉李（1987—），女（漢），研究生，研究方向：天然成分提取及應(yīng)用技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。

*通信作者