藍莓葉綜合利用的研究進展

陳昌琳，陽翠，董順文*，王軍

四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物育種栽培研究所（成都 610000）

藍莓屬于杜鵑花科（Ericaceae）越桔屬（Vaccinium spp.）多年生小漿果果樹，果實呈藍色，果皮外有一層白色的果粉，果肉細膩酸甜可口，香氣清爽宜人。我國藍莓資源十分豐富，遍布全國各地，主產(chǎn)區(qū)在西南、華南和東北等地區(qū)。其中山東、貴州、遼寧三個省份的種植面積及產(chǎn)量位列全國前三，截至2017年，我國藍莓栽培面積已經(jīng)達到31 210 hm2，預(yù)計到2026年，中國的藍莓產(chǎn)量將超過北美，成為全球第一[1]。藍莓葉片是互生葉，紙質(zhì)葉片，形狀呈橢圓形至長圓形，長為1～2.8 cm，寬為0.6～1.5 cm，頂端為圓形，基部為寬楔形或者楔形，可以入藥或食用[2]。近年來，隨著藍莓產(chǎn)業(yè)不斷被人們熟識，許多學(xué)者逐漸對藍莓種植過程中的副產(chǎn)物藍莓葉展開了較豐富的研究，并取得了一定的進展。現(xiàn)就藍莓葉的活性成分及功能、開發(fā)利用及市場發(fā)展現(xiàn)狀、開發(fā)利用中亟待解決的問題等幾方面進行闡述，為藍莓葉的進一步高效開發(fā)利用提供參考。

1 主要活性成分及功能

藍莓葉在藍莓種植過程中是最常見易得的產(chǎn)物，藍莓葉中含有氨基酸、粗蛋白、糖類、礦質(zhì)元素、維生素、粗纖維、脂肪酸、有機酸、甾醇、萜類和多酚類化合物[2]。目前為止，藍莓葉中的多酚物質(zhì)是研究和應(yīng)用的重點和熱點。

1.1 常規(guī)營養(yǎng)成分

藍莓葉中含有水分803.1 g/kg，蛋白質(zhì)72.8 g/kg，脂肪11.7 g/kg，粗纖維73.2 g/kg，多酚4.8 g/kg，類黃酮8.1 g/kg。具有包含8種必需氨基酸在內(nèi)的17種氨基酸，含有鐵、鋅、鈣、鎂、銅等微量元素，其中鎂含量較高，超過140 mg/kg，多酚類物質(zhì)含量更是十分豐富[3]。

1.2 多酚物質(zhì)

多酚類物質(zhì)是藍莓中所含的主要活性物質(zhì)，包括黃酮類化合物、花青素以及酚酸，具有消炎[4]、抗氧化、抗神經(jīng)退化[5]、保護心血管[6]、抗菌[7]等作用。最近還有研究發(fā)現(xiàn)，多酚具有逆轉(zhuǎn)不良表觀遺傳調(diào)節(jié)的能力，這些不良的表觀遺傳調(diào)節(jié)涉及如肥胖、代謝紊亂以及各種癌癥等病理狀態(tài)[8]。華雨薇等[9]通過給小鼠灌胃藍莓葉多酚，發(fā)現(xiàn)藍莓葉多酚可以調(diào)節(jié)小鼠血脂和保護小鼠肝臟。Li等[10]對南京兔眼藍莓多酚組成及抗氧化活性進行研究，結(jié)果顯示，藍莓葉中總多酚和總黃酮含量最高，其次是藍莓渣和藍莓果實，三者的抗氧化活性均高于對照物蘆丁，其中藍莓葉多酚的抗氧化活性最高，藍莓葉多酚的組成包括新綠原酸、綠原酸、3, 5-O-二-咖啡酰奎寧酸、4, 5-O-二-咖啡?；崴?。Matsuo等[11]對兔眼藍莓葉多酚的組成分析表明，其主要成分為黃酮苷、原花青素、咖啡?？崴帷ⅫS烷-3-醇等。李穎暢等[12]通過特征顏色反應(yīng)、紫外-可見光譜、傅里葉紅外光譜、高效液相色譜-質(zhì)譜法對藍莓葉多酚樣品進行定性分析，結(jié)果表明，藍莓葉多酚的組成成分包括5-O-阿魏?？崴?、表兒茶素沒食子酸酯、綠原酸、槲皮素3-O-葡萄糖苷、甲基-芥子酸-己糖苷。

1.3 黃酮類

黃酮類化合物是多酚類化合物，其母核結(jié)構(gòu)為2-苯基色原酮，是由2個芳香環(huán)通過中央3個碳原子相互聯(lián)接而成的一系列化合物，基本骨架為C6-C3-C6單元，大多以糖苷形式存在，在各種植物中作為二級代謝產(chǎn)物廣泛分布。黃酮類化合物因為分布廣泛及藥理活性豐富，一直是藥物學(xué)家研究的熱點之一。目前，黃酮類化合物經(jīng)證實的藥理活性涉及抗腫瘤、治療心血管疾病、防治糖尿病、抗炎、抗病毒、抗感染等方面[13]。趙丹等[14]的研究表明，藍莓葉總黃酮可以通過影響炎癥相關(guān)因子表達量，從而削弱促炎癥反應(yīng)，加強抗炎癥反應(yīng)，最終發(fā)揮抗炎的作用。王雪竹等[15]研究藍莓葉總黃酮對高脂血癥小鼠血清脂質(zhì)的作用，發(fā)現(xiàn)藍莓葉總黃酮具有顯著的降血脂作用。還有研究表明兔眼藍莓葉中的黃酮類化合物主要為槲皮素3-O-蕓香苷、槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸苷、槲皮素[10]。

1.4 花青素

花青素是目前藍莓中研究最多的生物活性物質(zhì)，它是一大類植源性水溶性色素，是黃酮類化合物中一個重要亞組，花青素中游離的酚羥基，在偏酸性的細胞溶液中以陽離子的形式存在，由于結(jié)構(gòu)中缺失電子，因此具有較強的抗氧化性[16-17]。通常分布在顏色較深的水果、蔬菜，如葡萄、黑枸杞、茄子、黑米、黑豆、血橙、無花果、櫻桃、山楂、藍莓、草莓、桑葚等植物的細胞組織之中，賦予水果、蔬菜等紅色、紫色、藍色的色澤[18]。在植物中花青素類多與糖結(jié)合形成花色苷類（Anthocyanins）[19]，參與植物的花色和果實顏色的決定?；ㄇ嗨刈畛Ｒ姷慕Y(jié)構(gòu)主要分為六大類：矢車菊素（Cyanidin）、飛燕草素（Delphinidin）、天竺葵素（Pelargonidin）、芍藥素（Peonidin）、牽牛素（Petunidin）和錦葵素（Malvidin）[20]。

Cvorovic等[21]提出花青素具有抗癌作用，花青素在低基礎(chǔ)代謝率的細胞中作為自由基清除劑，使其免于受到氧化應(yīng)激；在惡性細胞中，花青素起促氧化劑作用，將活性氧簇清除、使線粒體凋亡，從而發(fā)揮抗癌作用?；ㄇ嗨剡€具有改善視力[22]、保護心血管[23]、抗炎抑菌[24]等作用。李曉英等[25]通過測定發(fā)現(xiàn)藍莓老葉中原花青素含量為23.29 mg GAE/g，是花的4.61倍，嫩葉的1.98倍。李彬彬等[26]對藍莓葉片變色過程中不同時期的花青素進行測定，結(jié)果表明，綠色葉片中原花青素含量較高而紅色葉片中花青苷含量相對較高；隨著葉色變化，花青苷總量和花青苷的主要組分升高；原花青素總量下降，黃酮醇持續(xù)升高。

2 開發(fā)利用研究現(xiàn)狀

藍莓葉的開發(fā)利用目前還處于初級階段，加工產(chǎn)品多為直接利用藍莓葉加工而成的初級加工品。藍莓葉提取物再利用的開發(fā)研究主要圍繞在藍莓葉所含的多酚等具有生物活性功能的物質(zhì)進行。

2.1 藍莓葉的直接利用

藍莓葉直接利用的產(chǎn)品主要集中在藍莓葉茶的加工生產(chǎn)上，主要步驟包括采摘、清洗、瀝干、烹炒、揉捻、烘干等[27]。張新富等[28]還通過在藍莓葉綠茶的基礎(chǔ)上增加發(fā)酵過程研發(fā)出了藍莓紅茶的制備工藝。

2.2 藍莓葉提取物的利用

利用藍莓葉提取物進行加工的產(chǎn)品較多，但多集中在利用藍莓葉浸提液的加工中，例如利用粗提物加工的藍莓葉保健飲料[29]、藍莓葉保健面條[30]、藍莓葉保健面包[31]、藍莓葉保健膠囊[32]等，還有與金銀花等其他材料復(fù)配而成的清涼飲料[33]。這些加工產(chǎn)品雖然加工成本較低，但是產(chǎn)品價值也較低。除了利用粗提物加工外，還有少部分利用一定的純化方法，對粗提物進行純化，提高藍莓葉提取物的生物活性，以便更好地利用其生理活性功能的產(chǎn)品。

劉小莉等[34]采用微波提取工藝提取藍莓葉總黃酮，微波提取工藝條件為微波功率500 W、乙醇體積分數(shù)70%、微波提取時間50 s、固液比1:60（g/mL），獲得的總黃酮含量為30.187 mg/g，顯著高于直接水浸提法獲得的含量。李月采等[35]用超聲波法提取藍莓葉中總黃酮，提取溶劑為70%乙醇、固液比1:35（g/mL）、超聲波功率210 W、提取時間40 min，在此條件下，總黃酮平均提取率為8.0%。劉靜[36]采用浸提法、微波輔助提取和超聲波輔助提取3種方法分別對藍莓葉中原花青素進行提取，發(fā)現(xiàn)微波輔助提取法提取率最大，其工藝條件為固液比1:40（g/mL），乙醇體積分數(shù)60%，微波功率320 W，提取時間70 s，提取率為8.65%；其次是超聲提取法，浸提法提取率最小。張文華等[37]測定了5種藍莓紅葉花青素含量，結(jié)果為夏普藍278.3 mg/100 g、園藍135.5 mg/100 g、杰兔82.6 mg/100 g、粉藍53.7 mg/100 g、巴爾德溫40.1 mg/100 g，夏普藍葉片花青素含量最高。以夏普藍紅葉為原料提取花青素的最佳工藝為乙醇體積分數(shù)80%、固液比1:30（g/mL）、提取次數(shù)2次、提取時間40 min、提取溶劑HCl含量0.3%，此條件下提取率為85.5%。蘇寧等[38]用藍莓葉黃酮制備了一種藍莓葉黃酮精華液，具有很好的抗炎功效。李穎暢等[39-41]利用藍莓葉多酚的抗菌作用考察其作為食品保險劑的可能性，研究發(fā)現(xiàn)，藍莓葉多酚可以通過抑制細菌繁殖、減緩脂肪氧化，延長冷藏鱸魚、魷魚魚丸等貨架期。藍莓葉多酚通過抑制氧化三甲胺高溫分解和與甲醛發(fā)生酚醛縮合反應(yīng)降低魷魚絲中甲醛含量，從而對魷魚絲加工過程中的內(nèi)源性甲醛產(chǎn)生抑制作用[42]。

3 開發(fā)利用中亟待解決的問題

3.1 活性物質(zhì)不穩(wěn)定

藍莓葉的主要生物活性功能與其含有的活性物質(zhì)多酚、黃酮、花青素等相關(guān)，但是藍莓葉多酚性質(zhì)活潑，穩(wěn)定性差，花青素也在加工、儲存過程中容易發(fā)生變化，活性降低甚至失活。嚴紅光等[43]以藍莓秋梢嫩葉為材料加工紅茶，發(fā)現(xiàn)剪碎程度越小，揉捻的時間越長，花青素等活性物質(zhì)的含量越多。發(fā)酵溫度相同但發(fā)酵時間延長，花青素等活性物質(zhì)含量減少。發(fā)酵時間不變但發(fā)酵溫度升高，花青素等活性物質(zhì)含量減少。剪碎程度、揉捻時間、發(fā)酵時間和發(fā)酵溫度均可使藍莓葉紅茶的花青素等活性物質(zhì)發(fā)生變化并影響品質(zhì)。

3.2 純度不高

目前的藍莓葉加工產(chǎn)品多為直接利用藍莓葉本身加工而成的茶葉、利用藍莓葉粗提液加工而成的飲料以及利用大孔樹脂初步純化得到的藍莓葉黃酮類產(chǎn)品，產(chǎn)品在顏色和純度以及功能上不能滿足消費者的需求，不利于生產(chǎn)研發(fā)出高技術(shù)含量、高價值的高端產(chǎn)品。在以后的研究中，應(yīng)該考慮如何提高藍莓葉提取物的純度。

3.3 高效開發(fā)利用途徑

花青素在不同的pH下會表現(xiàn)出不同的顏色，這對花青素產(chǎn)品的外觀穩(wěn)定性會產(chǎn)生一定的影響，其最適的保存條件為pH≤3[44]。隨著溫度的增加或熱降解時間的加快，花青素的解離速度也會加快，光照也會使花青素保留率降低。因此，富含花青素的產(chǎn)品應(yīng)在酸性、低溫、避光條件下加工和保存[45]。

為了提高藍莓葉提取物的純度，可以優(yōu)化提取工藝，如使用更適宜的提取劑、更高效的提取工藝；通過篩選藍莓品種、篩選采摘時間，選擇活性物質(zhì)含量高、性質(zhì)較為穩(wěn)定的藍莓品種及生長時期。同時還可以使用更高效的分離設(shè)備如制備型高效液相色譜，聯(lián)合幾種不同分離方法，如使用超濾膜、柱層析聯(lián)用等。

4 結(jié)語與展望

藍莓葉加工品在藍莓加工的產(chǎn)業(yè)鏈中具有顯著的原料易得、成本低廉的特點，隨著藍莓的種植規(guī)模在國內(nèi)的逐漸擴大，合理開發(fā)利用藍莓葉可以提高經(jīng)濟效益和資源利用率，減少環(huán)境污染。同時，隨著消費者的保養(yǎng)意識越來越強，市場上的保健品、化妝品盡管價格高昂，銷量依舊可觀，利用藍莓葉這類的天然物質(zhì)加工而成的產(chǎn)品更是受到消費者的追捧，因此，加大藍莓葉在活性成分提取、純化、加工等方面的研究，具有廣闊的市場前景。