藍(lán)靛果的營養(yǎng)價值與加工技術(shù)研究進(jìn)展

李圣橈，李若萌，陳博樸，張 衛(wèi)，周亞軍

（吉林大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林長春 130062）

藍(lán)靛果，分布于中國吉林省長白山、黑龍江省大興安嶺地區(qū)、華北、西北等地，常生長于河岸、沼澤灌木或高山林下。果實(shí)為橢圓形，顏色為藍(lán)紫色，味道微酸，略帶苦澀。藍(lán)靛果營養(yǎng)豐富，具有較強(qiáng)的抗氧化活性，是一種世界珍稀、純天然的野生可食用漿果，開發(fā)前景十分廣闊。目前，藍(lán)靛果的加工產(chǎn)品主要有藍(lán)靛果果酒、藍(lán)靛果飲料等。藍(lán)靛果花青素的提取、純化、抗氧化性，以及如何提高穩(wěn)定性等方面的研究引起相關(guān)學(xué)者的重點(diǎn)關(guān)注。

1 藍(lán)靛果的營養(yǎng)價值

藍(lán)靛果是一種世界珍稀、純天然的野生可食用漿果。Zholobova Z P[1]檢測出藍(lán)靛果富含維生素、礦質(zhì)元素和其他生物活性物質(zhì)；Azin L A等人[2]檢測出其果實(shí)中碳水化合物、有機(jī)酸及多元醇含量分別以葡萄糖、檸檬酸及山梨糖醇為最多；Anikina E V等人[3]鑒定出果實(shí)內(nèi)含3種檸檬酸酯類物質(zhì)且發(fā)現(xiàn)了苦味物質(zhì)；Vereshchagin A L[4]認(rèn)為藍(lán)靛果中苦味物質(zhì)是3種蘋果酸酯，其中含量最多的是二丁基蘋果酸酯；許雙慶[5]檢測出藍(lán)靛果干物質(zhì)中微量元素含量，果汁中維生素、各種糖分及總糖含量；齊桂元等人[6]測定出藍(lán)靛果果實(shí)中含16種氨基酸；李淑芹等人[7]對藍(lán)靛果原汁和藍(lán)靛果酒的營養(yǎng)學(xué)研究表明，藍(lán)靛果中的VPP含量高出水果近100倍[8]。研究表明，藍(lán)靛果抗氧化活性較強(qiáng)，對過氧化氫、過氧自由基、羥基、超氧自由基有較高的氧自由基吸收能力[9]；藍(lán)靛果提取物花色苷包含的葡萄糖苷和蕓香糖苷，飛燕草素和芍藥素，以及矢車菊素和芍藥素糖苷并未在其他漿果中有所發(fā)現(xiàn)，使得藍(lán)靛果相比于藍(lán)莓等其他漿果具有更高的抗氧化能力[10-11]。除此之外，藍(lán)靛果具有抗氧化、抗癌、抗突變等功能[12]，是目前所發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)自由基清除劑，也說明花青素對健康具有的潛在益處[13]。由于合成色素的安全問題，花青素作為天然食品著色劑獲得廣泛關(guān)注[14-15]，引起國內(nèi)外學(xué)者對藍(lán)靛果的進(jìn)一步研究。

2 藍(lán)靛果加工技術(shù)研究進(jìn)展

2.1 藍(lán)靛果制品

隨著野生藍(lán)靛果開發(fā)利用研究的深入，藍(lán)靛果的營養(yǎng)價值及保健醫(yī)療價值逐漸被重視起來，同時因?yàn)槿藗兒茈y接受藍(lán)靛果的苦澀味，所以必須經(jīng)過加工才能產(chǎn)生最大價值與經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)了藍(lán)靛果產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。目前，市場中藍(lán)靛果制品大多為藍(lán)靛果果酒、果醬、飲料、果粉、藍(lán)靛果乳制品、藍(lán)靛果休閑食品等。

2.1.1 藍(lán)靛果果酒

近年來，很多學(xué)者對藍(lán)靛果果酒的工藝及其營養(yǎng)成分和功能特性進(jìn)行大量研究。薛桂新等人[16]研究了2種酵母對藍(lán)靛果果酒理化特性的影響；黃祥童等人[17]篩選出藍(lán)靛果酒最佳發(fā)酵工藝條件與產(chǎn)品配方；包怡紅等人[18]通過色澤、澄清度、香氣、口感和風(fēng)味改進(jìn)確定藍(lán)靛果酒最佳的調(diào)配方案；關(guān)瑩等人[19]采用正交試驗(yàn)對發(fā)酵條件優(yōu)化確定藍(lán)靛果酒最佳釀造工藝；薛桂新[20]研制出營養(yǎng)豐富、具有保健功能的藍(lán)靛果藍(lán)莓復(fù)合果酒；楊旭等人[21]采用頂空固相微萃取和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對果酒香氣成分進(jìn)行深入探討，篩選出最佳工藝；孫廣仁等人[22]研究分析藍(lán)靛果酵母發(fā)酵特性，為藍(lán)靛果高酸果酒的研制開發(fā)奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)；Chang K等人[23]以新鮮藍(lán)靛果為原料，加糖和亞硫酸鹽發(fā)酵，證明裝有新鮮原料的木桶在地窖中發(fā)酵效果較好，在發(fā)酵過程中用亞硫酸鹽處理的效果優(yōu)于乙醇的作用并確定最佳發(fā)酵工藝。

2.1.2 藍(lán)靛果果醬

藍(lán)靛果果醬也有一些研究報道。陳麗杰等人[24]以藍(lán)靛果和櫻桃為原料添加發(fā)酵工藝制得醇香適宜的發(fā)酵型復(fù)合果醬；岳曉霞等人[25]以藍(lán)靛果為原料加蘋果不經(jīng)發(fā)酵工藝制得了風(fēng)味獨(dú)特的復(fù)合果醬；黃祥童等人[26]經(jīng)打漿、調(diào)配、濃縮等加工工藝成功研制出營養(yǎng)豐富的低糖果醬。

2.1.3 藍(lán)靛果果汁

藍(lán)靛果果汁飲料在國內(nèi)近年也有很多研究報道。張雁南[27]采用調(diào)配、脫氣均質(zhì)等工藝，添加一些添加劑制得了口感較好的藍(lán)靛果果汁飲料；邱紹婕等人[28]以化療后的小白鼠為研究對象，探討了藍(lán)靛果果汁對其產(chǎn)生的影響；姚月梅等人[29]研究發(fā)現(xiàn)不同濃度的發(fā)酵藍(lán)靛果果汁具有廣譜抗菌作用；郭慶啟等人[30]通過對藍(lán)靛果果汁主要成分的研究，提出保護(hù)花青素的措施；岳曉霞等人[31]以藍(lán)靛果為原料篩選出了制作固體復(fù)合飲料的最佳配方；李鉉軍[32]選取藍(lán)靛果、紅棗，從營養(yǎng)、保健方面研制出了色香味俱全的復(fù)合保健飲料。

2.1.4 藍(lán)靛果休閑食品

隨著人們生活水平的提高，新型天然保健食品進(jìn)入人們生活。藍(lán)靛果富含葡萄糖、山梨糖醇等成分，是理想的天然綠色保健營養(yǎng)食品[33]。市場上的藍(lán)靛果休閑食品有果干、果脯、果凍、膨化脆片等。劉成海等人[34]研究藍(lán)靛果脆片的微波真空膨化工藝參數(shù)對其質(zhì)構(gòu)特性的影響，篩選出制作藍(lán)靛果脆片的最佳條件；付榮霞等人[35]探討了藍(lán)莓、藍(lán)靛果乳酸菌飲料的最佳工藝配方；孫宇等人[36]成功研制了產(chǎn)品質(zhì)量好、便于貯藏的藍(lán)靛果果粉；劉艷霞等人[37]制得了組織狀態(tài)良好、風(fēng)味獨(dú)特的藍(lán)靛果酸奶；曹陽[38]以藍(lán)靛果果汁、紅棗果肉為主要原料，成功研制出口感爽滑的藍(lán)靛果紅棗果凍。

目前，藍(lán)靛果的缺點(diǎn)在于其苦澀口味導(dǎo)致原料只能加工利用不適宜直接食用，但因其純天然、營養(yǎng)價值高、花青素豐富等優(yōu)點(diǎn)仍受到人們的青睞，用其加工的果汁、果酒、酸奶等食品已經(jīng)融入人們的生活，藍(lán)靛果也通常與其他食品結(jié)合，營養(yǎng)價值更高，生產(chǎn)趨于產(chǎn)業(yè)化。

2.2 藍(lán)靛果花青素研究進(jìn)展

藍(lán)靛果花青素研究中包括提取技術(shù)、純化技術(shù)、改性技術(shù)、檢測技術(shù)和新技術(shù)應(yīng)用等方面內(nèi)容。

(3)資源整合。資源整合是指運(yùn)用最少的資源創(chuàng)造出最大價值，即資源利用率的大幅度提升。新創(chuàng)企業(yè)因其創(chuàng)立時間短、規(guī)模小等限制因素導(dǎo)致其資源的可能性匱乏，資源的高效利用對新創(chuàng)企業(yè)來說顯得格外重要。在“三只松鼠”的核心戰(zhàn)略中對速度的追求是永恒的，無論是堅果從樹枝到消費(fèi)者嘴里的速度，還是消費(fèi)者購買到收貨的速度，速度的追求更是對產(chǎn)品新鮮度和消費(fèi)體驗(yàn)的追求，運(yùn)用最少的資源追求更高的品質(zhì)，讓堅果更好吃。運(yùn)用大數(shù)據(jù)和智能機(jī)器使物流倉儲實(shí)現(xiàn)高端智能化，提高單位容積的倉儲效能，提高物流效能，提高貨品的周轉(zhuǎn)速度，資源利用率的提高將進(jìn)一步提升消費(fèi)者體驗(yàn)，同時也提升了企業(yè)的核心競爭力。

2.2.1 藍(lán)靛果花青素的提取技術(shù)

國內(nèi)外學(xué)者對花青素的提取進(jìn)行了大量研究，最常用的是有機(jī)溶劑提取法，但為了提高花青素的提取率，縮短提取時間，最大限度保持提取物的品質(zhì)，逐漸發(fā)展出了一些輔助方法，包括酶法提取、微波提取、超聲波提取、超臨界流體萃取、加壓溶劑萃取、高壓脈沖電場提取及超高壓提取等技術(shù)。

研究人員對花青素的提取進(jìn)行了頗多研究。馬養(yǎng)民等人[39]采用乙醇提取法提取藍(lán)莓中的花青素，并對其提取條件進(jìn)行優(yōu)化；靳學(xué)遠(yuǎn)等人[40]研究了超高壓技術(shù)提取番茄渣中番茄紅素，通過正交試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化；Xianzhe Zheng等人[41]利用微波法輔助提取藍(lán)莓粉末中花青素，并對其特性和提取參數(shù)進(jìn)行研究，Seabra I J等人[42]研究發(fā)現(xiàn)CO2超臨界流體萃取可提高自然干燥接骨木果渣中花青素含量；Pap N等人[43]以黑加侖果渣為原料，采用微波輔助提取法提取花青素，取得了良好的效果；李金星等人[44]對超聲波輔助提取藍(lán)莓果渣的工藝條件進(jìn)行研究，確定了最佳提取工藝；田密霞等人[45]利用響應(yīng)面分析法對藍(lán)莓花青素的超臨界二氧化碳萃取工藝進(jìn)行優(yōu)化，獲得了很好的效果。

綜上所述，傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑提取法很難將植物中的花青素充分萃取，且耗時長、效率低。而新型提取方法很大程度上克服了傳統(tǒng)工藝的缺點(diǎn)。超聲波輔助提取法縮短時間，減少提取溶劑用量，二氧化碳萃取法無毒環(huán)保。這些新技術(shù)不僅省時環(huán)保，還提高了花青素得率。但仍需要進(jìn)一步研究，獲取更多耗時少、產(chǎn)量高的新技術(shù)工藝。

2.2.2 藍(lán)靛果花青素純化技術(shù)

許多學(xué)者對花青素的分離純化進(jìn)行了研究，趙平等人[46]研究發(fā)現(xiàn)AB-8型樹脂對葡萄籽原花青素的吸附屬于外擴(kuò)散控制過程，符合Langmuir吸附等溫方程；李綺麗等人[47]采用AB-8型大孔樹脂和聚酰胺柱對紅蓮?fù)馄ぴㄇ嗨卮痔嵛镞M(jìn)行2次純化，并對純化物進(jìn)行成分分析和結(jié)構(gòu)鑒定；劉雪輝等人[48]經(jīng)大孔樹脂和HSCCC分離純化得到玫瑰茄花萼花色苷，通過鑒定確定其成分為飛燕草素糖苷和矢車菊素糖苷；Xiaoxi Wang等人[49]利用柱層析法純化黑豆罐頭廢水中花青素，結(jié)果表明Sp700有較好的吸附解析效果，更適合黑豆罐頭廢水花青素的純化；Jian He等人[50]應(yīng)用陽離子交換/反相結(jié)合固相萃取技術(shù)，分離花青素物質(zhì)，增加純度，降低成本。

花青素的純化方法類型較少，多為傳統(tǒng)純化方法，存在操作復(fù)雜、效率低、造價高、純化產(chǎn)物純度不夠等缺點(diǎn)，仍需研究探索高效提取花青素的新方法。

2.2.3 藍(lán)靛果花青素的改性技術(shù)

花青素是不穩(wěn)定的物質(zhì)，它們被輔色素保護(hù)著，在加工過程和食物的烹調(diào)中發(fā)生各種轉(zhuǎn)化，包括產(chǎn)生淺黃色或褐色的色素[51]。目前主要方法包括微膠囊技術(shù)改性和化學(xué)方法改性。微膠囊技術(shù)是將花青素包埋在一種微型膠囊內(nèi)，目的是保護(hù)被包裹物質(zhì)，使之與外界環(huán)境隔絕，從而最大限度地保持花青素的原有特性。高慶超等人[52]對青稞β-葡聚糖荷載黑枸杞花青素微膠囊溶液抗疲勞功能進(jìn)行了試驗(yàn)并評價；常應(yīng)九等人[53]對黑枸杞微膠囊溶液抗氧化性功能進(jìn)行了評價；紀(jì)秀鳳等人[54]利用紅樹莓籽低聚原花青素進(jìn)行了微膠囊制備工藝優(yōu)化及其穩(wěn)定性分析的試驗(yàn)；李飛等人[55]進(jìn)行了紫薯花青素微膠囊工藝研究。

目前，有關(guān)花青素改性的相關(guān)試驗(yàn)和方法相對較少，且微膠囊技術(shù)具有一定的局限性，需要優(yōu)化。但由于花青素營養(yǎng)價值高但不穩(wěn)定，使花青素改性研究特別重要，亟待進(jìn)一步深入研究。

2.2.4 藍(lán)靛果花青素的檢測技術(shù)

花青素作為天然食用色素安全、無毒，具有抗氧化、增強(qiáng)免疫、降血脂、抗炎、抗癌等功效，在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。因此，建立快捷、高效的花青素檢測方法十分必要。目前，常用的花青素定量方法有高效液相色譜法和紫外分光光度法。

翦祎等人[56]為了能快速、經(jīng)濟(jì)地測量花青素含量，利用單一pH法、pH示差法和差堿法3種方法對比分析；霍琳琳等人[57]以桑葚為原料，比較了直接分光光度法和pH示差分光光度法2種方法測定總花色苷含量的差異，篩選出直接分光光度法是一種簡便、準(zhǔn)確的花青素含量測定方法；陳瓊等人[58]對單一pH法和pH示差法對茶樹芽的花色苷進(jìn)行測量，并對其結(jié)果進(jìn)行對比分析，篩選出pH示差法具有較好的效果；陳亮等人[59]以紅樹莓為原料，建立了HPLCDAD-ESI-MS技術(shù)測定花青素含量的方法，測得紅樹莓的花色苷含量并對其成分進(jìn)行分析；劉旭等人[60]以高光譜成像技術(shù)建立了測定葡萄果皮花青素含量的方法；Ishikawa F等人[61]以藍(lán)莓為原料，采用分光光度法對其花青素含量進(jìn)行測定；Kusznierewicz B等人[62]以藍(lán)莓花青素為研究對象，通過高效液相色譜法對花青素成分進(jìn)行了詳細(xì)的驗(yàn)證分析。

所以，通過各種方法的比較，高效液相色譜法轉(zhuǎn)屬性強(qiáng)、準(zhǔn)確，但是所需時間長。而紫外分光光度法快速，但是專屬性不強(qiáng)、不夠準(zhǔn)確。但二者原理不同，達(dá)到目的不同。

2.2.5 藍(lán)靛果花青素抗氧化性

花青素很容易被氧化，抗氧化活性較好，目前國內(nèi)外常用的評價花青素等活性物質(zhì)體外抗氧化能力主要包括DPPH自由基清除能力、總還原能力、抑制脂質(zhì)過氧化能力等。

薛紅瑋等人[63]通過各種方法對花色苷的抗氧化活性進(jìn)行檢測，為進(jìn)一步研究花色苷類色素的抗氧化活性提供便利；Jie Zheng等人[64]利用HPLC-DAD和HPLC-ESI-MS方法測定黑枸杞中花青素的成分和含量，并通過DPPH，ABTS，F(xiàn)RAP等評價其抗氧化活性；Yun Deng等人[65]通過檢測3個不同成熟階段藍(lán)莓葉中提取物成分，得出藍(lán)莓葉在抗菌和抗氧化活性方面表現(xiàn)出具有應(yīng)用潛力；Lihua Zhang等人[66]從石榴花中提取、分離花青素，并用DPPH和ABTS等方法評價其抗氧化活性，結(jié)果顯示，天竺葵色素-3-葡萄糖苷具有較高的抗氧化活性。

在國外，Vancessa Rios de Souza等人[67]研究黑莓、覆盆子、草莓、甜櫻桃和藍(lán)莓中的化學(xué)成分并測定其抗氧化活性，驗(yàn)證了氣候相同的水果化學(xué)性質(zhì)相似；Reque P M等人[68]研究發(fā)現(xiàn)藍(lán)莓果和果汁在冷藏過程中花青素抗氧化活性穩(wěn)定變化，花青素發(fā)生降解。

綜上所述，花青素在機(jī)體內(nèi)抗氧化去除自由基。而清除DPPH能力的測定的方法對花青素來說較簡單，可通過測定吸光度的變化來評價樣品對DPPH自由基的清除效果。

2.2.6 新技術(shù)在藍(lán)靛果花青素提取中的應(yīng)用

目前超聲波-微波技術(shù)、高壓脈沖電場技術(shù)和超高壓技術(shù)新技術(shù)主要用在花青素的輔助提取工藝中。高壓脈沖電場目前應(yīng)用于殺菌、解凍等方面，在藍(lán)靛果的加工過程中輔助提取花青素。超高壓技術(shù)主要應(yīng)用于超高壓滅菌、殺毒及保鮮和提取物質(zhì)等方面。

程海濤等人[69-70]利用超聲波-微波技術(shù)從蛇皮果中提取出花青素，并在葡萄籽中提取出花青素；馬超等人[71]利用超聲波-微波從藍(lán)莓果渣中提取花青素，并探究最佳優(yōu)化工藝；劉常金等人[72]利用該技術(shù)從丁香中提取出抗氧化物質(zhì)，提高了效率；張燕等人[73]對多種工藝下提取的花青素的品質(zhì)進(jìn)行比對，結(jié)果表明高壓脈沖電場輔助工藝更加有利于質(zhì)量的保證；李月明[74]利用該技術(shù)提取山葡萄籽中的花青素；杜月嬌等人[75-76]利用多種超高壓技術(shù)提取“雙紅”山葡萄花青素，并對該工藝進(jìn)行了優(yōu)化。

超聲波-微波技術(shù)作為一種新型工藝提取率高于傳統(tǒng)有機(jī)溶劑萃取，具有耗料少、提取量大等優(yōu)點(diǎn)，但操作復(fù)雜、能耗過大且操作過程中容易產(chǎn)生高溫，會對花色苷品質(zhì)等方面造成影響。高壓脈沖電場技術(shù)具有簡便、重復(fù)性好、效率高、各項參數(shù)易調(diào)控等優(yōu)點(diǎn)。但該技術(shù)成本較高，難以實(shí)現(xiàn)大范圍推廣和應(yīng)用。超高壓技術(shù)在藍(lán)靛果的加工中，能夠較好地保持被加工食品的營養(yǎng)品質(zhì)、風(fēng)味、色澤和新鮮程度，有著縮短時間、提高產(chǎn)率等優(yōu)點(diǎn)，但是我國對新型技術(shù)的研究仍不成熟，需要進(jìn)一步研究。

3 藍(lán)靛果制品開發(fā)中存在的主要問題

近幾年，國內(nèi)外學(xué)者對藍(lán)靛果加工及其花青素產(chǎn)品開發(fā)做了大量的工作，仍然存在一些亟待解決的問題：①關(guān)于藍(lán)靛果功能性成分具有抗氧化、抗衰老和抗腫瘤等生理功能還需研究探索；②目前藍(lán)靛果還沒有被大規(guī)模加工和利用，需要各相關(guān)單位、科研院所及各大高校加強(qiáng)藍(lán)靛果產(chǎn)品的科研開發(fā)，并將科研成果轉(zhuǎn)化使藍(lán)靛果加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來；③藍(lán)靛果沒有被廣泛重視，在其育種方面的研究較少，大多停留在對野生種質(zhì)資源的開發(fā)利用方面，品種的單一嚴(yán)重制約了藍(lán)靛果的生產(chǎn)推廣與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，因此重視其品種創(chuàng)新、生產(chǎn)管理技等問題術(shù)是十分必要的。

4 結(jié)語

野生藍(lán)靛果綠色天然、營養(yǎng)豐富，加工后可制成果酒、果醬、飲料、果粉和休閑食品。藍(lán)靛果富含花青素等營養(yǎng)保健成分，通過高壓脈沖電場與高新技術(shù)輔助提取、純化和精制而制得，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、保健食品等領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用開發(fā)前景。