牡丹花深加工產(chǎn)品開發(fā)研究進(jìn)展

張靜林，張小燕，宋淑亞，劉德陽，屈展平

（洛陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與藥品學(xué)院，河南 洛陽 471000）

牡丹（Paeonia suffruticosa Andr.）為芍藥科芍藥屬多年生落葉灌木，是我國原產(chǎn)特有的名貴木本花卉，已有1 600余年的栽培歷史[1]。牡丹不僅具有很高的觀賞價值，而且有較長的食用和藥用歷史[2]。在河南省，人們用曬干的牡丹花泡水飲用，或?qū)⒛档せò昙尤氲矫嬷破分性黾由阄?，已有上千年的歷史。牡丹花瓣、花粉、種子、根、莖、葉均可藥用或食用。牡丹花味苦、性平，具有和血、生血、涼血的功效，主治血中伏火、除煩熱。牡丹根抽芯后可制作丹皮，具有清熱涼血、活血化淤、退虛熱的功效。牡丹籽富含多種不飽和脂肪酸及微量元素，制備的牡丹籽油是一種新型保健食用油脂，2011年被衛(wèi)生部批準(zhǔn)為新資源食品。牡丹花粉中含有豐富的氨基酸和蛋白質(zhì)[3]。作為重要油用牡丹品種的丹鳳牡丹的花已于2013年被國家衛(wèi)計委批準(zhǔn)為新食品原料，可以直接用于各種牡丹花食品的加工。相對于牡丹籽和根皮的研究，已成為新型食用資源的牡丹花研究較少。

牡丹花中營養(yǎng)素種類多樣，包括糖類、蛋白質(zhì)、脂類、微量元素及多種生物活性物質(zhì)[4-5]。新鮮牡丹花瓣中可溶性糖含量約為3.60%～9.03%，總蛋白質(zhì)含量約為0.156%～0.419%[6]，并且氨基酸種類齊全[7]。目前已有11種脂肪酸可從牡丹花瓣中檢出，包括人體必需脂肪酸亞油酸、亞麻酸，不飽和脂肪酸含量最高品種可達(dá)0.558 mg/g[6-8]。李春榮等[9]測定市售牡丹中金屬元素含量，發(fā)現(xiàn)牡丹花中含有鈣、鐵、鋅、銅、錳等具有重要生理功能的金屬元素，其中鈣含量最高，可達(dá)到0.98g/kgDW。徐小博等[10]測定了不同品種牡丹花瓣營養(yǎng)成分含量，發(fā)現(xiàn)牡丹花瓣中維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)到0.43 mg/g～1.12mg/g，此外金屬元素硒含量為0.567μg/g～1.081μg/g，高于常食蔬菜。人體獲取的硒主要來源于植物，牡丹花瓣中較高的硒含量對富硒食品開發(fā)具有一定的參考意義。除了人體必需營養(yǎng)物質(zhì)，牡丹花富含酚類物質(zhì)，其總酚含量可達(dá)到 3.97 mg/g～21.73 mg/g（鮮重），主要包括花青素及黃酮類物質(zhì)，氧化作用極強(qiáng)，有抗老化、降血脂等功效[6-11]。牡丹花中以芍藥苷為主的單萜糖苷類物質(zhì)，具有抗炎癥、免疫調(diào)節(jié)、改善睡眠等功效[12]。因此，牡丹花在功能性食品、化妝品、食品的深加工領(lǐng)域均有廣闊的前景。目前牡丹花的主要應(yīng)用僅集中在少數(shù)加工產(chǎn)品，本文從食用視角出發(fā)，對牡丹花的深加工開發(fā)和利用現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，以期為牡丹花深加工產(chǎn)品的開發(fā)提供參考。

1 牡丹主要活性成分

1.1 揮發(fā)性成分

香氣成分是觀賞植物的重要特征之一，花中的揮發(fā)性成分受花的品種、開放度等多個因素影響。牡丹花香味獨(dú)特，主要揮發(fā)性成分包括醛類、萜烯類、醇類、芳香烴類和烷烴類等[13-14]。

不同品種牡丹揮發(fā)性成分差異較大，目前丹鳳牡丹允許作為食品原料進(jìn)行相應(yīng)產(chǎn)品的加工。趙夢瑤等[15]采用頂空-固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（headspace-solid-phase microextractiongas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC/MS）分析丹鳳、香玉、海黃3個品種牡丹花瓣揮發(fā)性成分，共篩選出19種差異成分，3種牡丹花中，丹鳳青香味較重，海黃甜香香韻較為突出，香玉青香和甜香均比較適中。余輝攀等[16]對鳳丹花瓣進(jìn)行精油提取分析，結(jié)果經(jīng)鑒定共含有27種化合物，其中誘蟲烯、肉豆蔻酸乙酯、杜鵑酮等組分，可能是使牡丹花呈現(xiàn)甜香氣味的主要原因。Li等[13]通過頂空固相微萃取技術(shù)分析覆蓋6個品種群的30個牡丹品種花瓣香氣成分的組成，共鑒定出氣味成分81種，采用聚類分析將不同品種牡丹香型分為木本香氣（主成分：順式羅勒烯）、玫瑰香氣（主成分：D-香茅醇）、百合香氣（主成分：芳樟醇）、酚類香氣（主成分：1，3，5-三甲氧基苯）、難以界定氣味（主成分：戊烷）5大類。

牡丹花揮發(fā)性成分具有顯著的清除自由基及抗氧化的功效，牡丹花精油成分復(fù)雜，含有植醇、氧化芳樟醇和法尼醇等功效成分，因此具有抗炎抑菌、抗血小板活性等效果。Han等[17]對市售的牡丹花蕾進(jìn)行精油成分提取與鑒定，發(fā)現(xiàn)其中高濃度的丁香酚和薄荷醇等具有顯著的抗菌能力。牡丹精油中的芳樟醇也具有顯著的抗菌作用，可通過改變菌體細(xì)胞膜蛋白結(jié)構(gòu)達(dá)到殺滅細(xì)菌的作用，其抗菌能力優(yōu)于薄荷油、迷迭香油、丁香油等植物精油，可作為保鮮原料進(jìn)行研究[18]。

1.2 單萜糖苷類化合物

單萜糖苷類化合物是天然藥材中主要的活性成分，也是牡丹中的主要生物活性物質(zhì)之一，其基本骨架為含有蒎烷結(jié)構(gòu)并與葡萄糖連接形成糖苷[19]。牡丹中芍藥苷和氧化芍藥苷含量較高，具有保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)、抗自由基損傷等作用[20-22]。目前對于牡丹花中單萜糖苷的研究報道較少。閆慧嬌等[20]從牡丹花中分離出7個單萜糖苷類化合物，分別為吡啶芍藥苷、paeodanin B、芍藥新苷、乙酰芍藥苷、芍藥苷、苯甲酰芍藥苷和氧化芍藥苷。周遠(yuǎn)明[23]從牡丹花雄蕊中分離鑒定出3種單萜糖苷類化合物，分別為芍藥苷、4-O-甲基芍藥苷及paeonidanin，為牡丹雄蕊的開發(fā)利用提供了參考依據(jù)。趙偉[24]從牡丹花中分離鑒定出吡啶芍藥苷、苯甲酰芍藥苷、paeodanin B、芍藥新苷、氧化芍藥苷和乙酰芍藥苷，并對6個品種牡丹花成分進(jìn)行定量分析，其中丹鳳白的氧化芍藥苷含量可達(dá)到17.84 mg/g，芍藥苷的含量可達(dá)到96.79 mg/g。

在牡丹含有的單萜糖苷類化合物中芍藥苷生物活性強(qiáng)，具有良好的抗炎、免疫調(diào)節(jié)、抗應(yīng)激性潰瘍等多方面的作用，對心腦血管疾病具有一定的抑制作用，長期使用可明顯改善阿爾茨海默癥的學(xué)習(xí)記憶障礙，也具有抗抑郁作用等[25]。Cheng等[26]研究發(fā)現(xiàn)芍藥苷作用在小鼠身上可起到神經(jīng)保護(hù)及抗抑郁的作用，其原理可能是通過抑制海馬體中小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的活性來激活神經(jīng)元FGF-2/FGFR1的活性。Wang等[27]研究發(fā)現(xiàn)，單萜糖苷類化合物中的芍藥苷可通過上調(diào)沉默調(diào)節(jié)蛋白1的表達(dá)，增強(qiáng)自噬，抑制低密度脂蛋白誘導(dǎo)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞凋亡和黏附分子表達(dá)，從而抑制動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展。芍藥苷對神經(jīng)細(xì)胞損傷和凋亡也具有顯著改善作用。Li等[21]研究發(fā)現(xiàn)芍藥苷可減輕小鼠潰瘍性結(jié)腸炎導(dǎo)致的腸道損傷，抑制促炎反應(yīng)的同時減輕嗜酸性粒細(xì)胞浸潤癥。

1.3 酚類化合物

植物酚類化合物是以苯酚為基本骨架，并結(jié)合多個羥基化學(xué)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)總稱[28]，主要包括單寧、類黃酮和酚酸3大類，具有抗氧化、降血脂、抗腫瘤等作用。

花青素是牡丹中的主要酚類物質(zhì)，牡丹品種眾多，不同品種牡丹酚類物質(zhì)具有明顯差異?，F(xiàn)有1 000多個牡丹品種，可分為9大色系，即白色系、粉色系、紅色系、紫色系、藍(lán)色系、黑色系、綠色系、黃色系和復(fù)色系。Fan等[29]通過高效液相色譜（high-performance liquid chromatography，HPLC）對48個中原牡丹品種進(jìn)行研究，最終鑒定出5種花青素（矢車菊素3-o-葡萄糖苷、芍藥素3，5-雙葡糖苷、芍藥素3-o-葡萄糖苷、矢車菊素-3，5-葡萄糖苷和天竺葵素-3，5-O-雙葡萄糖苷）、3種黃酮醇和3種黃酮類化合物。Li等[30]對黃色牡丹品種花瓣呈色物質(zhì)進(jìn)行HPLC分析，鑒定出26種類黃酮物質(zhì)，其中山奈酚、蘆丁、芹菜素等衍生物是主要成分。崔虎亮等[31]以5種不同花色牡丹為原料，研究其動態(tài)生長過程中花青素及類黃酮的種類和含量，發(fā)現(xiàn)紫色品種和藍(lán)色花瓣中矢車菊素和芍藥素含量較高，紅色品種天竺葵素含量較高，白色品種幾乎不含有花青素，并且牡丹的不同生長階段其花青素和類黃酮也會發(fā)生顯著性變化。

高一芳等[32]研究發(fā)現(xiàn)，牡丹花水提液對于具有血壓調(diào)控作用的腎素-血管緊張素系統(tǒng)中兩種關(guān)鍵酶腎素和血管緊張素轉(zhuǎn)化酶具有抑制作用，并且調(diào)控效果與水提液中牡丹花多酚含量呈正相關(guān)。Li等[33]研究了不同提取方法對牡丹花酚類物質(zhì)產(chǎn)量、純度、成分、抗氧化和抗菌活性的影響，從牡丹花醇提液中分離出木犀草素-7-O-葡萄糖甙、異鼠李素-3-7-O-D-葡萄糖苷、山奈酚-7-O-葡萄糖甙等，發(fā)現(xiàn)常規(guī)液固萃取法所得提取液抗氧化性最強(qiáng)，微波輔助提取法所得提取液抑菌性最強(qiáng)。Wang等[6]通過秀麗隱桿線蟲的抗氧化應(yīng)激實驗確定牡丹花瓣提取物具有抗衰老和抗氧化應(yīng)激的作用。He等[34]探究黃牡丹體外抗氧化活性及其對小鼠皮膚中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）活性的影響，發(fā)現(xiàn)花瓣乙醇提取物具有顯著的抗氧化性，可幫助小鼠皮膚抵抗紫外線，顯著提高了短波長紫外線（ultraviolet-B，UVB）照射小鼠皮膚中GSH-Px的活性。

2 牡丹花加工現(xiàn)狀

2.1 牡丹花茶

以花制茶在中國歷史悠久，牡丹花茶是我國特有的牡丹加工產(chǎn)品之一，主要有兩種類型：一是單一以牡丹花為原料，經(jīng)脫水加工制成的產(chǎn)品；二是將牡丹花與茶葉結(jié)合加工制成的產(chǎn)品，如牡丹紅茶、牡丹白茶、牡丹烏龍茶等[35-36]。

揭曉等[37]系統(tǒng)研究了采摘時間、殺青工藝、干燥工藝等條件對“High Noon”品種牡丹花茶品質(zhì)的影響，確定于盛開期上午采摘的花瓣經(jīng)微波700 W殺青60 s，80℃熱風(fēng)干燥制得的牡丹花茶外形最佳且營養(yǎng)成分保存最好。沈清宇等[38]以紫斑牡丹“玉壺冰心”花瓣和“福安大白”品種烘青綠茶為原料，研究牡丹花茶窨制工藝，發(fā)現(xiàn)窨制條件為密閉箱桶溫度21℃、相對濕度90%、窨制時間48 h所得花茶香氣持久、茶湯純正。陳思穎等[39]以盛花期鳳丹牡丹為原料，采用真空凍干制得的牡丹花冠茶可有效保持牡丹色澤及形狀，且復(fù)水性好；采用45℃熱風(fēng)干燥制得牡丹花冠茶營養(yǎng)成分保存率最高。談宗華等[40]以牡丹花、玫瑰花和綠茶為原料研制牡丹花茶飲料，發(fā)現(xiàn)采用茶葉花瓣分開浸提的方式，調(diào)節(jié)浸提液pH值為6.0、溫度70℃、浸提45 min，提取效果最佳，制得的牡丹花茶飲料花香、茶香保留完整，且具有養(yǎng)血和肝、益氣養(yǎng)顏的作用。浸泡條件的不同，會直接影響牡丹花茶口感及營養(yǎng)價值，牡丹花茶中的微量元素會隨浸泡時間延長而增多[41]。揭曉[42]研究發(fā)現(xiàn)采用熱水最佳沖泡條件為茶水比1∶50（g/mL），沖泡溫度90℃，沖泡時間15 min，多酚及黃酮含量最高。袁琴琴等[43]研究不同浸泡方式對牡丹花茶茶湯影響，發(fā)現(xiàn)采用冷水浸泡60 min茶湯具有與熱水浸泡相似的主體風(fēng)味特征，且在酸味、苦味回味上有所提升，適宜于牡丹花茶湯的制備。

牡丹花茶是最主要的牡丹花瓣加工產(chǎn)品，在口感上，因牡丹花茶的茶多酚含量低于綠茶，其苦澀味較輕，使花茶在口感上較為爽口，且含有花香，更適宜飲用[44]。通過篩選食用牡丹品種、優(yōu)化制作工藝，提升牡丹花茶口感的同時保持其生物活性物質(zhì)含量，可作為牡丹花茶深入研究的切入點(diǎn)。

2.2 牡丹花酒

牡丹花所含醇溶性功能性成分種類多樣，以牡丹花制酒，通過浸提、發(fā)酵等生產(chǎn)工藝，牡丹生物活性成分溶出，可提升酒制品的營養(yǎng)價值。目前將牡丹花作為酒類產(chǎn)品生產(chǎn)的輔料使用已有一定程度的研究。洛陽“牡丹花都”淡雅花香牡丹花酒將白酒與牡丹花相結(jié)合，已于2012年上市，并于2018年被評選為“洛陽十大牡丹品牌”。陶福占等[45]將牡丹鮮花、籽粕、根皮、花蕊混合與高粱、冰糖、酒曲和水進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵過程中采用超聲處理促進(jìn)發(fā)酵，優(yōu)化口感，所得牡丹酒酒味醇美，其ABTS+自由基清除率可達(dá)86%。張立攀等[46]以丹鳳牡丹、山茱萸、枸杞的高粱酒浸提液為原料進(jìn)行配制，加工所得配制酒酒體醇厚，香氣突出，其黃酮含量為8.45%，抗氧化能力較基酒明顯提高。宋岑等[47]在黃酒加工過程中添加5%牡丹花瓣，發(fā)酵15 d制作的牡丹花香型黃酒花香酒香協(xié)調(diào)，口味細(xì)膩，實現(xiàn)傳統(tǒng)黃酒的創(chuàng)新改變。陳曦等[48]以牡丹花和乳粉為主要研究對象，采用正交試驗確定產(chǎn)品最佳配方為15%牡丹花、10%脫脂乳粉、0.5%酒曲、12%白砂糖，制作的牡丹花奶酒產(chǎn)品風(fēng)味得到改善，抗氧化活性顯著高于未添加牡丹的普通奶酒。劉鳳梅[49]以錦袍紅品種牡丹為原料，提取制備牡丹香料和花粉提取液，與基酒復(fù)配制作調(diào)配型牡丹花葡萄酒，花香酒香和諧，口味醇美干爽。此外，牡丹花可與水果結(jié)合制成牡丹花果酒，營養(yǎng)型牡丹梨酒以牡丹和梨為主要加工原料，在梨酒發(fā)酵后調(diào)酒時加上0.12%的牡丹花香提取物質(zhì)，使梨酒具有牡丹的清香[50]。目前，牡丹制酒多集中于研究層面，市售產(chǎn)品較少，且關(guān)于牡丹品種對牡丹花酒品質(zhì)影響及牡丹花酒營養(yǎng)和生物活性成分分析相關(guān)研究較少。

2.3 牡丹花精油

牡丹精油是芳香植物中含香成分濃縮提煉而成的香氣精華，具有揮發(fā)性及較強(qiáng)的抗氧化作用，是制作化妝品、護(hù)膚品的良好原料[51]。采用油用牡丹花提取牡丹精油，不影響其產(chǎn)籽功能，可提高油用牡丹花的利用率。

不同提取方法進(jìn)行牡丹精油的制備，所得產(chǎn)品的揮發(fā)性成分也具有顯著差異。Zhang等[52]采用微波輔助蒸餾方法于1.7 mL/g水溶液浸提1 h，采用540 W微波處理30 min條件下可獲得（0.66±0.03）mg/g的精油產(chǎn)量，分析所得精油中主要成分為α-松果醇、香葉醇、芳樟醇等。劉俊民等[53]采用4種不同工藝制備牡丹花精油，采用CO2超臨界結(jié)合分子蒸餾制取牡丹鮮花精油可分離出76種成分，其中主體呈香成分為樟腦（烯酮類）占24.8%、芳樟醇占20.2%、松油醇占15.3%、黃樟腦（烯醚類）占6.3%、反式-橙花叔醇占5.7%、桉葉油醇占5.3%、4-萜烯醇占3.0%。于薈等[54]研究發(fā)現(xiàn)，采用水蒸氣蒸餾法制備丹鳳牡丹精油，得率雖然較低但揮發(fā)物種類最多，精油品質(zhì)最好，其主體成香物質(zhì)為1，3，5-三甲氧基苯、芳樟醇及其氧化物、α-萜品醇、3-苯丙醇、橙花醇和肉桂醛。而采用超臨界CO2流體萃取的牡丹精油得率最高，適宜進(jìn)行牡丹精油的批量化生產(chǎn)。因此深入研究牡丹精油的制備工藝，可為其深加工產(chǎn)品的開發(fā)利用提供指導(dǎo)。

2.4 其他產(chǎn)品

除上述產(chǎn)品，牡丹花可用于生產(chǎn)加工牡丹花餅、牡丹花醬、牡丹花脯等產(chǎn)品。對于這些傳統(tǒng)牡丹花制品，現(xiàn)有研究較少。牡丹餅是傳統(tǒng)焙烤制品，其餡料的制作采用了牡丹花瓣，目前仍采用手工工藝進(jìn)行加工制作。牡丹花醬是以新鮮牡丹花瓣為原料加工制作而成，主要生產(chǎn)工藝包括采集、分選、水洗、混合、腌制。在生產(chǎn)過程中會使用大量的白砂糖腌制牡丹花瓣，以維持產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性，可直接食用，也可作為牡丹餅、牡丹糕點(diǎn)的加工原料。趙貴紅[55]以米醋、牡丹花瓣、牡丹花粉的浸提液為輔料進(jìn)行保健面包的制作，所得面包口感松軟，帶有牡丹特有香氣及一定保健價值。對于較為傳統(tǒng)的牡丹花深加工產(chǎn)品，存在白砂糖使用量過多、產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定等問題。如何改善產(chǎn)品工藝，在保持產(chǎn)品功能性的同時，提升產(chǎn)品的健康性，仍需進(jìn)行深入研究。

3 展望

牡丹花作為一種新型食用資源，具有極高的利用價值，但目前仍未形成產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，主要原因包括目前國家批準(zhǔn)可應(yīng)用于食品資源的牡丹花品種僅有丹鳳牡丹，現(xiàn)有關(guān)于適宜用于牡丹深加工產(chǎn)品的牡丹品種安全性的研究較少。牡丹花加工研究的新產(chǎn)品也較少，并且以初級加工產(chǎn)品為主，產(chǎn)品較為單一，存在深加工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝條件不夠精確的問題。

基于以上現(xiàn)狀，應(yīng)加強(qiáng)牡丹花加工用品種安全性研究，明確可用于食品加工的牡丹花品種，繼續(xù)深入開展牡丹花瓣的深加工技術(shù)研究，特別是已明確被列入食品資源的丹鳳牡丹花，通過不同加工方式拓寬牡丹花產(chǎn)品種類多樣性，比如可與其他原料相結(jié)合生產(chǎn)牡丹飲料、牡丹口含片等，充分利用牡丹原料開發(fā)滿足現(xiàn)代消費(fèi)者需求的功能性食品。