劉軍波,鄒禮根,翁麗萍,邱 靜
(杭州市農(nóng)業(yè)科學研究院農(nóng)產(chǎn)品加工所,浙江杭州 310024)
藍莓(Blueberry),也稱越橘,杜鵑花科(Ericaceae) 越橘屬(Vaccinium.spp) 植物,于1937 年最先在美國栽培,隨后在全球各地迅速發(fā)展。我國藍莓產(chǎn)業(yè)始于20 世紀50 年代,20 世紀80 年代開始緩慢發(fā)展,21 世紀之后,藍莓種植面積與產(chǎn)量開始迅猛增長。目前,世界上約有400 個藍莓品種,而我國約有91 個種28 個變種,品種豐富,并且在全國各種氣候條件下均有適合栽培的品種。藍莓的栽培種類主要有三大類,即高叢藍莓、矮叢藍莓和兔眼藍莓,其中高叢藍莓又分為北高叢藍莓、南高叢藍莓和半高叢藍莓。半高叢藍莓和矮叢藍莓因其抗寒能力強,適宜在北方寒冷地區(qū)種植;北高叢藍莓和部分半高叢藍莓喜冷涼氣候,適宜在中國北方沿海濕潤地區(qū)及寒冷地區(qū)種植;南高叢藍莓和兔眼藍莓喜濕潤、溫暖氣候,適宜在華中、長江流域以南、華南等地區(qū)發(fā)展種植[1]。
藍莓果實呈藍色,表面覆蓋一層白色果粉,果肉細膩、果味酸甜、風味獨特。藍莓鮮果中含有豐富的酚類、花青素等生物活性物質(zhì),具有多種功效作用。相對于其他果蔬,藍莓中花青素物質(zhì)含量最為突出,花青素能夠促進視紅素合成,改善視力[2-3],還具有抑制腫瘤和抗炎作用[4]。此外,藍莓花青素還具有抗氧化[5-6]、防癌、抗癌[7-10]、抗衰老、保護神經(jīng)元和提高記憶力[11-13]、降血糖、減肥[14]、保護肝臟、預防肝纖維化[14-16]、抑菌[17-18]、增強人體免疫力[2]等功效。藍莓中含有的熊果酸和葉酸能夠軟化血管[19],具有降血壓、降血脂、預防心腦血管疾病的作用[20-21]。藍莓中還含有蛋白質(zhì)、脂肪、膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)、果膠、果糖、有機酸等對人體具有有益作用的營養(yǎng)物質(zhì),因此藍莓食用價值極高,享有“漿果之王”“水果皇后”等美稱。
藍莓種植產(chǎn)業(yè)前期發(fā)展速度較慢,2007 年全國栽培面積僅有1 323 hm2,產(chǎn)量為390 t。之后發(fā)展迅速,截至2016 年,全國開展藍莓產(chǎn)業(yè)化種植或試種的省份已經(jīng)達到了20 多個,全國藍莓的栽培面積超過3 萬hm2,產(chǎn)量超過2.5 萬t[22]。藍莓突出的保健功效已為世界所關注,特別是針對藍莓花青素的功能性研究,已成為國內(nèi)外研究的熱點之一。隨著藍莓人工栽培技術(shù)的逐漸成熟和進一步推廣,更是為藍莓的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展鋪平了道路。自2003 年開始,以藍莓為原輔料研發(fā)生產(chǎn)的保健食品逐漸被國家食品藥品監(jiān)督管理局批準并進入國內(nèi)外市場,之后藍莓產(chǎn)品越來越受到推崇,從藍莓保健食品的功能、配方及產(chǎn)品形態(tài)等方面對藍莓產(chǎn)品進行一個條理性梳理和綜合分析,以期為藍莓資源的綜合利用與開發(fā)提供參考。
自2003 年開始,截止到保健食品備案制實施,基于國家食品藥品監(jiān)督管理局(CFDA) 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,以藍莓為原輔料申請并獲得保健食品批準認證的產(chǎn)品共有98 種,涉及到的保健功能也是主要有緩解視疲勞、增強免疫力、抗氧化、抗輻射、輔助改善記憶、改善皮膚水分、祛黃褐斑、改善睡眠、緩解體力疲勞等9 項。其中,有4 種保健食品具有2 種功能,其余94 種為單一功能。結(jié)合藍莓主要的活性物質(zhì)和功效作用分析,以藍莓為主要原料的保健食品,其功效作用均與藍莓的自身功能特性相吻合。通過對這98 種保健食品的保健功能進行分析,發(fā)現(xiàn)功效作用主要集中在緩解視疲勞功能上,CFDA 已批準品種有77 個(占78.5%),其他比例較大的保健功能為增強免疫力功能,批準10 個(占9.8%);抗氧化功能,批準6 個(占6.1%)。
藍莓保健食品主要功效作用分析見表1。
表1 藍莓保健食品主要功效作用分析
藍莓保健食品一般由2 種以上配料組成,目前已獲批的藍莓相關保健食品,還沒有一個是以單一藍莓為原料制成的。藍莓中有效活性成分含量畢竟有限,單用要達到保健效果,需要服用的劑量較大,不太容易實現(xiàn),并且產(chǎn)品價格也會較高,市場接受度不好。通過各個原料之間的配伍,利用原料之間的協(xié)同增效作用,使產(chǎn)品的保健效果更為突出[23]。對2003 年至今批準的藍莓保健食品的配方組成進行綜合分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)配方組成占比最大的是藍莓與葉黃素或葉黃素酯配伍,共有51 個(占52.04%),其次為藍莓與葡萄糖酸鋅、維A、維C、β -胡蘿卜素配伍,各有20 個左右;另外,還有藍莓和?;撬?、葡萄籽提取物、枸杞子提取物、維E 等的配伍,各有10 個左右。
2003 年至今藍莓保健食品的配方組成分析見表2。
表2 2003 年至今藍莓保健食品的配方組成分析
配方中的藍莓提取物中,最突出的功效物質(zhì)是花青素[24],藍莓花青素提取物與各功效因子配伍,可以開發(fā)出具有不同生理功能的保健食品。葉黃素是一種在玉米、蔬菜、水果、花卉等植物中比較常見的天然食用色素和食品營養(yǎng)劑,是構(gòu)成人眼視網(wǎng)膜黃斑區(qū)域的主要色素[25]?;ㄇ嗨睾腿~黃素都具有較好的緩解視覺疲勞的功效,兩者搭配使用,協(xié)同增效,可更好地達到保健效果,因此在目前已批準的保健食品中,藍莓提取物和葉黃素配伍,主要功效是緩解視覺疲勞。人體對葉黃素的吸收利用率一般較低。葉黃素酯是一種重要的類胡蘿卜素脂肪酸酯,在人體內(nèi)的生物利用率是葉黃素的1.6 倍,并且其穩(wěn)定性優(yōu)于游離態(tài)葉黃素,且葉黃素酯已經(jīng)于2008 年被衛(wèi)生部批準為新資源食品,因此葉黃素和葉黃素酯均可作為保健食品功能因子應用于保健食品和普通食品中。葉黃素的抗氧化能力強,也是一種天然抗氧化劑,藍莓花青素搭配葉黃素,同時加入其他抗氧化劑,如維C、維E、β -胡蘿卜素等,可以開發(fā)出更為高效的食品抗氧劑及具有延緩衰老等保健功能的食品,而藍莓花青素與其他功能性成分,如維A、?;撬?、生物活性多糖(枸杞多糖)、活性肽等,進行協(xié)同搭配,也可開發(fā)出具有提高機體免疫力、緩解體力疲勞、改善記憶等功效的保健食品。
現(xiàn)有的藍莓保健食品涵蓋的產(chǎn)品形態(tài)包括膠囊(含軟膠囊)、片劑(含普通片劑、含片、咀嚼片)、顆粒(含粉)、口服液、飲料和果汁。目前,市場上流通的藍莓保健食品主要以膠囊、片劑和顆粒為主。將來隨著加工技術(shù)的進一步發(fā)展,一些新的制劑技術(shù)和加工方法必將會在藍莓保健食品加工中得到應用。
藍莓保健食品主要產(chǎn)品形態(tài)分析見表3。
表3 藍莓保健食品主要產(chǎn)品形態(tài)分析
根據(jù)國家知識產(chǎn)權(quán)局官方網(wǎng)站的檢索,以藍莓為主要原料研究開發(fā)的食品加工技術(shù)和配方相關的發(fā)明專利共有350 多件獲得授權(quán)。相對來說,發(fā)明專利中比例較大的是藍莓普通食品加工技術(shù)和配方的研究,而突出保健功能的藍莓產(chǎn)品相關發(fā)明專利只有110 余件。但是,比起已獲批文的藍莓保健食品,發(fā)明專利涉及的保健功能、配方和產(chǎn)品形態(tài)更全面,可以為實際生產(chǎn)中的藍莓保健食品開發(fā)提供參考。在已授權(quán)的發(fā)明專利中,涉及到的保健功能非常廣泛,且常常單個專利產(chǎn)品含有多項功效,除含有獲批保健食品中涉及的抗氧化、輔助改善記憶、緩解視疲勞和增強免疫力、改善皮膚水分、祛黃褐斑、改善睡眠和緩解體力疲勞功能外,還涉及輔助降血壓、降血糖、提高缺氧耐受力、祛痤瘡、調(diào)節(jié)腸道菌群等功能。結(jié)合已經(jīng)證實的藍莓功效成分和授權(quán)的相關發(fā)明專利,進一步研究藍莓保健因子的功效及作用機理,有益于開發(fā)更加豐富多樣的藍莓保健食品。
目前,已獲授權(quán)的藍莓產(chǎn)品相關發(fā)明專利中的配方組成多種多樣,可以為藍莓保健食品的開發(fā)提供參考。在固體飲料(粉末、顆粒、泡騰片) 和液體飲料(果汁等) 的開發(fā)中,藍莓經(jīng)常被用來與番石榴、桑葚、蔓越莓、烏梅、紅棗、酸棗、酸梅配伍,主要功能是緩解視疲勞、抗氧化、祛黃褐斑、祛痤瘡、改善皮膚水分。在茶飲的開發(fā)中,藍莓經(jīng)常與絞股藍、金銀花、菊花、蘆薈、甘草配伍,產(chǎn)品具有輔助降血壓和降血糖功能。在一些片劑類食品中,藍莓與鐵皮石斛、枸杞、葡萄籽提取物、萬壽菊提取物、黨參、黃精、冬蟲夏草、瑪咖配伍,產(chǎn)品具有增強免疫力、緩解體力疲勞、提高缺氧耐受力等功能。
基于國家知識產(chǎn)權(quán)局數(shù)據(jù)庫的檢索,目前以藍莓為主要原料開發(fā)的普通食品和保健食品,在已獲得授權(quán)的發(fā)明專利中,產(chǎn)品形態(tài)非常多樣化。不僅包含片劑(含片、泡騰片、咀嚼片等)、粉劑(顆粒劑)、膠囊、口服液等傳統(tǒng)產(chǎn)品形態(tài),同時還有酒類(白酒、紅酒、啤酒)、茶飲(綠茶、紅茶、涼茶)、飲料、果汁、糕點、果膏、果脯、果干、果醬、果醋、羹粥、餅干等多種產(chǎn)品形態(tài),其中主要以酒類(主要是釀造果酒和白酒)、飲料等快消食品為主,這些產(chǎn)品形態(tài)均可為后續(xù)藍莓保健食品的開發(fā)提供參考與借鑒。
據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計[26],全世界75%的人群均處于亞健康狀態(tài),并且大部分亞健康人群存在容易疲勞、記憶力減退、皮膚色素沉著、生痤瘡粉刺、大便黏滯不爽、用眼過度、眼睛不適等問題[27]。藍莓花青素卓越的抗氧化、美容、緩解視疲勞[28]等功效,能夠有效緩解那些亞健康人群的癥狀,提高身體素質(zhì),市場空間非常廣闊。目前,在我國藍莓保健食品加工產(chǎn)業(yè)剛剛起步,發(fā)展空間巨大。未來在藍莓保健食品開發(fā)過程中,應更加重視功能機理的深化研究、配方的協(xié)同增效作用和產(chǎn)品開發(fā)過程中高新技術(shù)的應用。
(1) 功能機理的深化研究。目前,以藍莓為主要原料申報并獲得批準的保健食品主要以緩解視疲勞和增強免疫力為主,并且已經(jīng)得到了消費者的廣泛認可,在抗氧化、抗輻射、輔助改善記憶、改善皮膚水分、祛黃褐斑、改善睡眠、緩解體力疲勞功能方面,雖有涉及但認知度不高,需要更多的理論支撐,而輔助降血糖、降血壓、提高缺氧耐受力、祛痤瘡、減肥、調(diào)節(jié)腸道菌群等方面雖已經(jīng)開展了相關方面的研究,但作用機理進一步明確及產(chǎn)品深度開發(fā)十分必要。因此,基于藍莓的功效因子,并結(jié)合特定的消費人群,功能機理的深化研究是開發(fā)多樣性藍莓保健食品的基礎。
(2) 配方的協(xié)同增效作用。在藍莓保健食品的開發(fā)過程中,應緊密聯(lián)系藍莓的功效作用,利用原料之間的特性互補,巧妙選擇適合與藍莓搭配使用的其他原料,進行保健食品的配方開發(fā),更好地發(fā)揮協(xié)同增效作用,使藍莓的保健功效得到更好的利用。在產(chǎn)品開發(fā)過程中,協(xié)同增效的配方設計也要綜合考慮成本,這樣才能夠得到不同層次消費人群的認可。
(3) 產(chǎn)品開發(fā)過程中高新技術(shù)的應用。在現(xiàn)有食品加工方法的基礎上,積極應用新的加工技術(shù)和手段,使藍莓保健食品功效更加突出,更利于食用和吸收。例如,在加工技術(shù)方面,雖然冷凍干燥技術(shù)可以更好地保留藍莓中的活性物質(zhì),但耗時長,可以將冷凍干燥與微波干燥耦合,縮短干燥時間,尋求2 種干燥方式的優(yōu)勢互補;將超聲波等非熱技術(shù)應用于藍莓活性物質(zhì)的萃取中,可以有效降低藍莓中熱敏性功效成分的加工損失,有效提高藍莓的原料利用率;也可以利用精準的3D 食品打印技術(shù),開發(fā)更加個性化的產(chǎn)品形態(tài)。食品加工高新技術(shù)在藍莓保健食品開發(fā)中的應用,會更好地促進產(chǎn)品質(zhì)量的提升,豐富產(chǎn)品種類。
藍莓花青素突出的保健功效已經(jīng)得到人們的廣泛認可,基于藥理學研究和現(xiàn)代食品加工新技術(shù)開發(fā)的藍莓保健食品的市場前景非常廣闊。