諾麗果資源開發(fā)與利用研究進展

徐雪峰，謝普軍，閆 浩

（1.海南科技職業(yè)大學化學與材料工程學院，海南海口 571126；2.中國林業(yè)科學研究院林產(chǎn)化學工業(yè)研究所，江蘇南京 210042）

諾麗果（Morinda citrifoliaL.）為常綠小喬木，茜草科巴戟天屬植物，又名海巴戟、海濱木巴戟，其果實素有“超級水果”和熱帶水果“皇后”之美譽，主要分布在南太平洋地區(qū)，如夏威夷和塔希提群島等地；中國主產(chǎn)地為海南島、西沙群島和臺灣島[1-3]。尤其在海南三亞、萬寧、定安、陵水、文昌、瓊海等地均有大規(guī)模種植，已初步形成了諾麗果生產(chǎn)和加工產(chǎn)業(yè)的雛形。諾麗四季常綠，全年有果，種植9 個月即可采摘。諾麗管理簡單，病蟲害少，是高效、速效又長效的熱帶優(yōu)勢果樹資源。諾麗果富含227 種營養(yǎng)成分，包括多種維生素（A、B、C、E 等）及數(shù)十種礦物質(zhì)（鋅、鈣、鐵等）；此外還富含香豆素、類黃酮和環(huán)烯醚萜化合物等酚類活性成分[4]。諾麗果蛋白質(zhì)含量是椰子、香蕉的2～6倍，是木瓜、余甘子的20.2倍、26.9 倍[5]，具有極高的功能營養(yǎng)價值。諾麗果已被用作民間藥物，應用于糖尿病、高血脂、高血壓、癌癥等多種疾病治療中[6]，具有抗菌、抗病毒、提高免疫力等功能[7-11]，已有2 000 多年飲食和民間治療的歷史[12]。諾麗果汁被波利尼西亞人用作藥已有超2 000年的歷史，并于2002年、2010年先后被歐盟和中國衛(wèi)生部批準為新資源食品[13]。

當前關(guān)于諾麗果的開發(fā)，主要通過機械壓榨、切片干燥、熱處理或發(fā)酵等方式，加工成諾麗果汁、諾麗果干、諾麗果粉和諾麗酵素等功能性食品或保健品，但對于各類產(chǎn)品的營養(yǎng)價值與口感評價褒貶不一。分析總結(jié)諾麗果加工研究現(xiàn)狀，有助于進一步開發(fā)利用諾麗果資源。

1 諾麗果加工研究現(xiàn)狀

1.1 粗加工

諾麗果成熟后因產(chǎn)生大量揮發(fā)性脂肪酸而具有令人難以接受的腐臭氣味[14]，且果質(zhì)偏硬，味苦澀，很少直接食用，但可壓榨成果汁飲用。直接壓榨得到的果汁，營養(yǎng)成分流失大，出汁率少，口感差，果渣多，資源利用率低。由于新鮮諾麗果保存時間短，民間常將其切片曬干后制得諾麗果干，方便保存，果干可用來泡水或泡茶飲用。當前一般采取干燥、粉碎等方式將諾麗果粗加工成諾麗果粉，諾麗果粉滿足食用安全的要求，具有較高的營養(yǎng)和保健功能[15]。將諾麗果粉添加到餅干中可使餅干變得松脆[16]，另有研究證實諾麗果粉可以提高山羊的生長性能，具有增強免疫力、降血糖和抑制癌細胞生長等功效[8,17-19]。但粗加工的方式仍很難去除令人難以接受的風味物質(zhì)，影響產(chǎn)品風味，不利于諾麗果資源的開發(fā)利用。

1.2 深加工

為了盡可能保留諾麗果的營養(yǎng)成分，同時降低丁酸、辛酸等揮發(fā)性酸臭味成分含量，提高產(chǎn)品的口感，常采取熱處理或發(fā)酵等深加工方式對諾麗果進行處理，其主要產(chǎn)品形式有諾麗果汁或諾麗酵素，也是諾麗果營養(yǎng)獲取的較佳形式[20]。此外，基于提取分離純化等技術(shù)在其他食品藥品領域的應用[21-22]，從果實中提取功能性成分也成為諾麗果深加工利用的一個研究方向。

1.2.1 熱處理

熱處理法廣泛用于果蔬加工前處理中，它是將采后果蔬置于適當?shù)臏囟忍幚硪欢螘r間，殺死或抑制病原菌的活力，以減少果蔬采后腐爛現(xiàn)象，延長果蔬的保鮮期。在熱處理過程中可加速丁酸、辛酸等可揮發(fā)性成分的揮發(fā)，但也會降低某些和生理代謝相關(guān)的酶活性，影響代謝產(chǎn)物的含量。楊強等分析了3 種溫度熱處理方式對諾麗果汁品質(zhì)的影響，結(jié)果表明熱處理溫度對果汁中可溶性固形物含量、pH值和皂甙含量無顯著影響；總酸、揮發(fā)酸、VC、總酚含量隨溫度升高不斷減少，而黃酮含量不斷增加；熱處理后果汁的揮發(fā)性成分種類增多，經(jīng)低溫熱處理（85 ℃，5 min）的果汁中揮發(fā)性成分種類最多，其中使諾麗果具有“腐臭”類氣味的主要成分——辛酸含量最高[23]。熱處理法具有效果好、時間短、能增加黃酮類物質(zhì)溶出、有效去除不良氣味等優(yōu)點，但熱處理容易造成其他活性物質(zhì)的流失。

1.2.2 發(fā)酵

發(fā)酵法是改善諾麗果汁風味和品質(zhì)的重要加工方式之一，較普遍的方法是自然發(fā)酵。蔡坤基于代謝組學技術(shù)和構(gòu)建雙向正交偏最小二乘法模型（Two-way Orthogonal Partial Least Squares，O2PLS）對諾麗果自然發(fā)酵過程中關(guān)鍵微生物及其代謝產(chǎn)物的動態(tài)進行了研究，結(jié)果表明：發(fā)酵不同階段微生物的組成結(jié)構(gòu)發(fā)生了較為顯著的變化；發(fā)酵過程中主要涉及的代謝通路包括11種氨基酸和黃酮、苯基丙酸、聯(lián)苯醌等功效成分，總氨基酸含量隨發(fā)酵時間延長含量顯著上升，在發(fā)酵前期或發(fā)酵后期，部分功效成分的含量較發(fā)酵起始點提升了數(shù)倍乃至幾十倍，氨基酸和功效成分的種類數(shù)量在發(fā)酵不同階段也有明顯的變化；基于O2PLS 模型的相關(guān)性分析表明，對氨基酸合成有重要影響的細菌有16 種，25 種游離氨基酸與微生物強相關(guān)，對功效成分含量有重要影響的細菌有18種，不同細菌主要影響的功效成分的種類和數(shù)量不盡一致[24]。

諾麗果經(jīng)發(fā)酵后，果實會變軟，酸澀味道明顯降低，轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)酵果的清香味，出汁率顯著提高，但仍然存在酸腐味等不良風味?？紤]到微生物發(fā)酵過程中代謝產(chǎn)物的種類和含量與微生物種類的相關(guān)性，因此也有學者提出了益生菌強化發(fā)酵的方式。王越等在諾麗果自然發(fā)酵基礎上接種植物乳桿菌進行強化發(fā)酵過程研究，結(jié)果表明經(jīng)23 d 強化發(fā)酵諾麗果汁與自然發(fā)酵組同期對比，pH 值由4.23下降到3.53，諾麗果中總酚、黃酮、槲皮素等活性成分含量和抗氧化能力顯著提高（p<0.05），且較諾麗鮮果均有顯著提高（p<0.05），為發(fā)酵液帶來不良氣味的丁酸含量顯著降低（p<0.05）[5]。益生菌強化發(fā)酵制備果汁的方法，較好地保留了營養(yǎng)成分，同時明顯降低了具有不良氣味的丁酸等成分的含量，果汁風味柔和，被認為是諾麗果工業(yè)化發(fā)酵生產(chǎn)的一項優(yōu)選工藝選擇。

發(fā)酵過程中，微生物的組成結(jié)構(gòu)隨著發(fā)酵時間不斷發(fā)生變化，導致微生物代謝類型的變化，各時段發(fā)酵果汁中營養(yǎng)成分和功效成分的種類及含量也不盡相同，表明微生物類型對諾麗果發(fā)酵過程中的各類成分的變化有著重要影響。益生菌如植物乳桿菌、紅茶菌、酵母菌等發(fā)酵可以改善果汁的風味，起到增香的作用[25-27]。因此，基于諾麗果特性，定向篩選優(yōu)勢菌群，采用益生菌或不同益生菌協(xié)同發(fā)酵，將是改善諾麗果汁風味、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)和活性物質(zhì)的重要途徑之一。此外在發(fā)酵后的果汁中加入檸檬進行復配，被證實能取得改善果汁風味的效果[28]。表明研究諾麗果與不同果蔬的果汁復配工藝，也是掩蓋諾麗果自身氣味、增添果汁風味的一個有效方法。

1.2.3 其他加工方式

研究人員還從諾麗果中提取得到諾麗黃酮、諾麗多酚和諾麗多糖等成分，提取量分別為20.75 mg·g-1、2.45 mg·g-1、16.92%[29-31]，且被證實均具有良好的抗氧化能力[32]，可作為功能性食品或保健品。此外，以諾麗果為原料釀造出的諾麗果酒，酒精度約為12%vol，感官評分都在80 分以上，果香濃郁[33-34]。這為諾麗果資源的加工利用提供了一種新途徑。諾麗果加工后產(chǎn)生的果渣中也含有大量功能性成分，其多糖、總黃酮、果膠、黃酮甙和皂甙含量分別為249.8、87.80、43.80、9.9和2.27 mg·g-1[35]。

2 應用成效

由于諾麗果富含活性營養(yǎng)物質(zhì)、功效突出，挖掘諾麗果的營養(yǎng)成分、健康功能具有巨大的應用前景。目前，糖尿病、高血壓等慢性疾病已成為我國嚴重的公共健康問題；全球約有4.15 億人患有糖尿病，中國約1.1 億人，直接治療醫(yī)藥費約6 000 億元[36]。我國約有2億高血壓患者，每年仍有新增1 000萬人。雖已有化藥治療效果明顯，但長期服用會引起多種不良反應，對人體健康產(chǎn)生副作用[37]。積極開發(fā)新型降血壓、降血糖新型產(chǎn)品已成為預防慢性疾病、提高全民營養(yǎng)健康水平的迫切需求。研究表明，血壓及血糖水平可通過食用蛋白、蛋白質(zhì)水解物、多肽等進行調(diào)節(jié)[38]。諾麗果富含蛋白質(zhì)已成為生物活性肽活性物開發(fā)的重要原料。然而，目前對于諾麗果降壓肽、降血糖肽的研究還停留在初級階段，關(guān)于諾麗果蛋白的綠色高效制備、蛋白源抑制肽片段定向篩選制備及其相關(guān)降壓和降血糖的靶向作用機理研究鮮有報道。此外，海南省每年廢棄的諾麗果渣高達數(shù)萬噸[39]，可作為植物多肽的豐富來源。

3 展望

針對我國逐漸發(fā)展的諾麗果產(chǎn)業(yè)，結(jié)合已有研究基礎，利用益生菌發(fā)酵技術(shù)制備高品質(zhì)諾麗果汁，采用高效破壁技術(shù)制備獲取諾麗果蛋白，應用綠色生物酶定向降解技術(shù)制備蛋白水解物、多肽，精準獲取調(diào)控血壓和血糖水平的物質(zhì)基礎及解析分子作用機制，可為諾麗果的綜合開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)與應用提供理論支撐，以實現(xiàn)諾麗果的全果資源化高效利用，對推動諾麗果深加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及實現(xiàn)諾麗果的高值化利用具有實踐和理論指導意義。