摘 要:梨是一種廣受歡迎的水果,不同品種以及不同部位的營(yíng)養(yǎng)組成略有差異,主要包括碳水化合物、氨基酸、維生素、礦物質(zhì)以及酚酸、類(lèi)黃酮等。梨具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗癌和降血糖等多種生物活性,使其具有十分廣闊的應(yīng)用前景。本文詳細(xì)論述了梨的化學(xué)組成、健康功效以及在食品工業(yè)中的應(yīng)用,旨在為梨的深加工和相關(guān)功能食品的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。
關(guān)鍵詞:梨;營(yíng)養(yǎng)成分;生物活性;食品工業(yè)
Research Progress on Nutrient and Bioactivity of Pyrus
LI Zhibo1, CONG Ning1, GONG Jianquan2
(1.College of Food Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Taian 271018, China;
2.Yantai Baimaishan Biotechnology Co., Ltd., Yantai 265200, China)
Abstract: Pear is a popular fruit, with slight differences in nutritional composition among different varieties and parts, mainly including carbohydrates, amino acids, vitamins, minerals as well as phenolic acids and flavonoids. Pears have a variety of biological activities such as antioxidant, anti-inflammatory, antibacterial, anticancer, and hypoglycemic, which make them very promising for application. In this study, the chemical composition and health benefits of pears, their applications in the food industry were discussed in detail, aiming to provide a scientific basis for the deep processing of pears and the development of related functional foods.
Keywords: Pyrus; nutritional components; bioactivity; food industry
梨是一種薔薇科梨屬植物,按照地理起源可分為東方梨和西洋梨兩大類(lèi)[1]。中國(guó)是梨屬植物的發(fā)源地之一,擁有至少3 000年的栽培歷史。我國(guó)培育的東方梨代表品種有萊陽(yáng)梨、秋子梨、白梨、沙梨和新疆梨,主要特征為質(zhì)地脆爽、多汁、味甜,被譽(yù)為“百果之宗”。歐洲和美國(guó)主要種植西洋梨,代表性品種有巴特梨(Bartlett)、波士梨(Bosc)、安琪梨(Anjous)和圣誕梨(Comice)等,果實(shí)質(zhì)地柔軟,帶有木質(zhì)香氣[2]。
作為食品工業(yè)中的原料,梨可用于生產(chǎn)梨汁、梨醋、梨酒以及梨干等加工產(chǎn)品。此外,由于梨具有獨(dú)特的保健作用,多種功能性的梨果汁飲料、復(fù)合梨膏等產(chǎn)品逐步被開(kāi)發(fā)。本文概述了梨中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其健康功效,為梨的綜合利用和精深加工提供指導(dǎo),為推動(dòng)梨在食品工業(yè)和功能性食品中的應(yīng)用提供理論支持。
1 梨的主要化學(xué)組成
水分和碳水化合物是梨中含量占比較高的兩種物質(zhì),大部分梨中兩者含量分別在60%~90%和10%~13%。KALKISIM等[3]研究了土耳其當(dāng)?shù)匚餮罄娴幕瘜W(xué)組成,發(fā)現(xiàn)水分、總糖、蛋白質(zhì)、可滴定酸和灰分含量分別占鮮重的63.51%~88.25%、27.46%~65.99%、1.04%~5.09%、0.13%~1.33%和1.02%~6.37%。WANG等[4]研究了東北秋子梨的9個(gè)品種,發(fā)現(xiàn)果肉中糖、有機(jī)酸和總酚含量分別占鮮重的7.3%~11.4%、1.1%~6.7%、0.003%~0.018%。
1.1 碳水化合物
梨中主要的可溶性糖類(lèi)是葡萄糖、果糖、蔗糖和山梨糖醇。YIN等[5]采用超高效液相色譜法分析了來(lái)自沙梨、秋子梨、白梨等142個(gè)品種梨中的糖分種類(lèi)與含量,發(fā)現(xiàn)果糖、葡萄糖、山梨糖醇和蔗糖是梨果實(shí)中最主要的可溶性糖,其中果糖最豐富,占總糖含量的41.75%。不同產(chǎn)區(qū)和品種的梨中可溶性糖的平均含量為果糖>山梨糖醇>葡萄糖>蔗糖[6]。梨不同部位中的可溶性糖分布也存在顯著差異,果糖是果肉、種子和果皮中的主要糖類(lèi)成分,而葉片中山梨糖醇含量最高[7]。
1.2 礦物質(zhì)
梨中含有豐富的礦物質(zhì),其中磷、鉀、鈣和鎂是鞍山8個(gè)產(chǎn)區(qū)的南梨中含量最高的4種礦物質(zhì),占總元素含量的97%以上[8]。在70個(gè)不同產(chǎn)區(qū)和品種的秋子梨中,果皮和果肉中4種主要礦物質(zhì)元素的含量分別為鉀>鈣>磷>鎂和鉀>磷>鎂>鈣,野生梨品種中的礦物質(zhì)含量通常高于栽培品種[9]。
1.3 氨基酸
氨基酸的組成和含量直接影響梨的風(fēng)味品質(zhì)。在2種庫(kù)爾勒香梨中,粗皮梨的氨基酸含量普遍高于正常梨,其中天冬酰胺是含量最高的氨基酸,分別占正常梨和粗皮梨氨基酸總量的50.84%和48.44%[10]。在氨基酸總量為198.00~369.00 mg/100 g的10種鮮梨中,天冬氨酸和谷氨酸的含量最高[11]。陳計(jì)巒[12]分析發(fā)現(xiàn)鴨梨氨基酸總量隨果實(shí)貯存時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著增加。
1.4 酚類(lèi)
梨中總酚含量、單個(gè)酚類(lèi)化合物的類(lèi)型和含量受品種、果實(shí)部位、產(chǎn)區(qū)、成熟階段和加工方法的影響。例如,8個(gè)品種梨中總酚和總黃酮的含量分別為308.1~823.3 mg/100 g、300.6~790.8 mg/100 g,其中雪花梨和南果梨的總酚、總黃酮和總花色苷的含量最高[13]。與5種西洋梨相比,17種東方梨中主要的酚類(lèi)成分是熊果苷和綠原酸,其中東方梨的熊果苷含量較高,而西洋梨中綠原酸含量較高[14]。
1.5 維生素
維生素含量是衡量果蔬營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)。8種孟津梨的維生素含量為4.60~6.15 mg/100 g,其中新高梨的維生素C含量最高[15]?;使诶嬷芯S生素B1、維生素B2的含量在玉露香梨、庫(kù)爾勒香梨、紅香酥梨和雪花梨中最高,分別為0.042、0.023 mg/100 g,而紅香酥梨中煙酸與煙酰胺的含量顯著高于其他4個(gè)品種[16]。不同生長(zhǎng)階段的梨中維生素含量也同樣存在差異,CHO等[17]發(fā)現(xiàn)隨著果實(shí)成熟度的增加,沙梨中的維生素C和生育酚含量逐漸降低。
2 梨的健康功效
2.1 抗氧化活性
鮮梨及其加工產(chǎn)品均表現(xiàn)出顯著的抗氧化活性,5個(gè)新疆地區(qū)梨的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼[1,1-Diphenyl-2-Picrylhydrazyl Radical 2,2-Diphenyl-1-(2,4,6-Trinitrophenyl) Hydrazyl,DPPH]自由基清除率為67.78%~85.96%,其中XH-07梨的抗氧化能力最強(qiáng)[18]。秋子梨的乙醇提取物以及4個(gè)餾分均表現(xiàn)出不同的抗氧化能力,乙酸乙酯提取物的DPPH、2,2’-聯(lián)氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸[2,2’-Azino-Bis(3-Ethylbenzothiazoline-6-Sulfonic Acid),ABTS]和鐵離子還原/抗氧化能力法(Ferric Ion Reducing Antioxidant Power,F(xiàn)RAP)的測(cè)定結(jié)果均優(yōu)于其他組,具有更高的抗氧化活性[19]。而白梨的正丁醇粗提物在DPPH、FRAP和β-胡蘿卜素漂白檢測(cè)中表現(xiàn)出較石油醚和乙酸乙酯粗提物更好的抗氧化活性。
2.2 抗炎活性
富含酚類(lèi)物質(zhì)豆梨的水提物、醇提物以及揮發(fā)油在脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)刺激的RAW264.7細(xì)胞中能有效抑制一氧化氮、前列腺素E2和白細(xì)胞介素-1β等的釋放[20]。秋子梨的乙酸乙酯提取物能調(diào)節(jié)LPS(10 μg·mL-1)刺激的RAW264.7細(xì)胞中NO和腫瘤壞死因子-α(Tumor Necrosis Factor-α,TNF-α)的釋放。在粗提液中,胡蘿卜苷、白樺脂酸、熊果酸和肉豆蔻酸被鑒定為主要的抗炎活性物質(zhì)[21]。
2.3 抗菌活性
JIN等[22]研究發(fā)現(xiàn)梨幼芽組織的水提物對(duì)梨火疫病病原菌具有很強(qiáng)的抑制效果,通過(guò)真空蒸汽蒸餾和活性炭柱層析分離并鑒定出抗菌所必需的活性物質(zhì)苯醌。SINGH等[23]發(fā)現(xiàn)西洋梨果皮的水醇提取物對(duì)金黃色葡萄球菌、蠟樣芽孢桿菌、枯草葡萄球菌和大腸埃希氏菌具有較高的抑菌活性,最小抑菌濃度為12.5 mg·mL-1,同時(shí)證明了西洋梨對(duì)革蘭氏陽(yáng)性和陰性都有抗菌作用。
2.4 抗癌活性
水果中所含的酚類(lèi)和萜類(lèi)化合物,如槲皮素、兒茶素、綠原酸和齊墩果酸等,具有較高的抗腫瘤特性。杜梨的熱水提取物通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能有效抑制H22荷瘤小鼠腫瘤的生長(zhǎng),在100 mg·kg-1劑量下抑瘤率可達(dá)57.63%[24]。秋子梨的乙酸乙酯粗提物能有效抑制人肝癌細(xì)胞的增殖。在該粗提物進(jìn)一步分離得到的8種化合物中,齊墩果酸被認(rèn)為是秋子梨中具有抗腫瘤潛力的主要化學(xué)成分[19]。
2.5 其他活性
梨還具有抗肥胖、保肝護(hù)肝和止咳祛痰等功效。CHANG等[25]研究發(fā)現(xiàn)梨渣中的不溶性膳食纖維(Insoluble Dietary Fiber,IDF)能通過(guò)改善腸道菌群的結(jié)構(gòu)來(lái)加速脂肪代謝并降低低密度脂蛋白膽固醇和總膽固醇的水平,進(jìn)而預(yù)防高脂飲食誘導(dǎo)的大鼠肥胖。400 mg·kg-1的西洋梨乙醇提取物可以有效保護(hù)CCl4誘導(dǎo)的小鼠肝細(xì)胞免受損傷[26]。烏英[27]研究發(fā)現(xiàn)香梨粗多糖能有效減少咳嗽頻次,促進(jìn)痰液的排出,起到鎮(zhèn)咳化痰的作用。
3 梨在食品工業(yè)中的應(yīng)用
目前,梨的消費(fèi)主要以鮮食為主,加工產(chǎn)品多集中在梨汁、梨罐頭和梨酒等。李明初等[28]以新梨7號(hào)和南果梨為原料開(kāi)發(fā)了口感獨(dú)特的混合梨汁。吳江娜等[29]通過(guò)乳酸菌發(fā)酵制得了抗氧化效果良好的雪花梨汁。謝培榮等[30]利用金秋梨果大、皮薄和多汁味甜的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)了金秋梨罐頭。黃京波等[31]采用生裝工藝開(kāi)發(fā)了雪花梨罐頭,獲得了廣大消費(fèi)者的好評(píng)。此外,LI等[32]采用天然非釀酒酵母菌株與釀酒酵母混合發(fā)酵制成庫(kù)爾勒香梨酒,其香氣特征比單獨(dú)接種釀酒酵母的梨酒更豐富。梨醋是在梨酒的基礎(chǔ)上,借助醋酸菌進(jìn)一步發(fā)酵得到的產(chǎn)物,含有豐富的有機(jī)酸,此產(chǎn)品因其獨(dú)特的風(fēng)味以及潛在的健康效益受到廣大消費(fèi)者青睞,成功拓寬了梨醋的消費(fèi)市場(chǎng)。為充分挖掘梨的營(yíng)養(yǎng)功效,滿(mǎn)足人們對(duì)健康日益增長(zhǎng)的需求,應(yīng)進(jìn)一步推動(dòng)梨的深加工。
4 結(jié)語(yǔ)
梨中含有非淀粉多糖、酚類(lèi)物質(zhì)、氨基酸、維生素和礦物質(zhì)等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),它們共同賦予梨抗氧化、抗炎、抗菌、抗癌和降血糖等多種功效。豐富的活性成分以及明確的健康益處推動(dòng)了梨在食品工業(yè)中的發(fā)展。隨著科技的進(jìn)步和研究的深入,梨的營(yíng)養(yǎng)成分及生物活性研究將迎來(lái)更加廣闊的發(fā)展空間。為了充分開(kāi)發(fā)梨資源,未來(lái)的研究方向應(yīng)集中于分離、純化梨中的生物活性物質(zhì),驗(yàn)證其在體內(nèi)的健康促進(jìn)效果;識(shí)別梨活性物質(zhì)的多靶點(diǎn)機(jī)制;將梨活性物質(zhì)與常用藥物結(jié)合,用于協(xié)同預(yù)防或治療目的以及促進(jìn)梨食品和非食品產(chǎn)品的多樣化發(fā)展,以期提升梨產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,同時(shí)為食品科學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)新的理論和應(yīng)用知識(shí),并推動(dòng)梨的深加工和相關(guān)功能食品的開(kāi)發(fā)。
參考文獻(xiàn)
[1]HONG S Y,LANSKY E,KANG S S,et al.A review of pears (Pyrus spp.), ancient functional food for modern times[J].BMC Complementary Medicine and Therapies,2021,21:1-14.
[2]REILAND H,SLAVIN J.Systematic review of pears and health[J].Nutrition Today,2015,50(6):301-305.
[3]KALKISIM O,OKCU Z,KARABULUT B,et al.Evaluation of pomological and morphological characteristics and chemical compositions of local pear varieties (Pyrus communis L.) grown in Gumushane,Turkey[J].Erwerbs-Obstbau,2018,60(2):173.
[4]WANG X,LIU C,WANG Q,et al.A comparative study on antioxidant, anti-inflammatory, antimicrobial activities and chemical composition of Pyrus ussuriensis cultivars from northeastern China[J].Horticulture,Environment,and Biotechnology,2021,62:477-491.
[5]YIN H,WU J,F(xiàn)AN J,et al.Profiling of soluble sugar compositions in mature fruits of a diverse pear (Pyrus spp.)germplasm by UPLC[J].Journal of Food Composition and Analysis,2024,132:106281.
[6]張瑩,霍宏亮,凌益春,等.不同地方梨品種梨干主要營(yíng)養(yǎng)成分分析[J].中國(guó)果樹(shù),2024(6):84-93.
[7]KOLNIAK-OSTEK J.Chemical composition and antioxidant capacity of different anatomical parts of pear (Pyrus communis L.)[J].Food Chemistry,2016,203:491-497.
[8]王陽(yáng),佟偉,王文輝,等.遼寧鞍山南果梨果實(shí)品質(zhì)分析[J].中國(guó)果樹(shù),2023(12):19-23.
[9]LIU C,LI H,REN A,et al.A comparison of the mineral element content of 70 different varieties of pear fruit (Pyrus ussuriensis) in China[J].PeerJ,2023,11:e15328.
[10]曹藝潔,史智勇,玉蘇甫·阿不力提甫,等.庫(kù)爾勒香梨粗皮果礦質(zhì)元素和氨基酸的含量分析[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2023,60(2):407-415.
[11]劉振艷,關(guān)宏,朱金峰,等.不同品種鮮食梨的氨基酸組成特征及其營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào),2022,13(11):3541-3548.
[12]陳計(jì)巒.梨香氣成分分析、變化及理化特征指標(biāo)的研究[D].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),2005.
[13]LI X,ZHANG J Y,GAO W Y,et al.Chemical composition and anti-inflammatory and antioxidant activities of eight pear cultivars[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2012,60(35):8738-8744.
[14]CUI T,NAKAMURA K,MA L,et al.Analyses of arbutin and chlorogenic acid, the major phenolic constituents in oriental pear[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2005,53(10):3882-3887.
[15]陳迪新,李巍,周毅.梨果硝酸鹽、亞硝酸鹽和Vc含量研究[J].北方園藝,2008(2):23-24.
[16]趙欣,梁克紅,朱宏,等.不同品種梨營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及風(fēng)味物質(zhì)比較研究[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào),2020,11(21):7797-7805.
[17]CHO J Y,LEE S H,KIM E H,et al.Change in chemical constituents and free radical-scavenging activity during pear (Pyrus pyrifolia) cultivar fruit development[J].Bioscience,Biotechnology,and Biochemistry,2015,79(2):260-270.
[18]劉暢,馬萍,吳玉霞,等.5個(gè)梨品種果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分及抗氧化活性比較研究[J].中國(guó)果樹(shù),2021(7):17-21.
[19]PENG F,LI G,XIE Y,et al.Compositional characterization of Pyrus ussuriensis Maxim and their antioxidant activities and induction of apoptosis in Bel-7402 cell[J].Journal of Food Biochemistry,2020,44(6):e13222.
[20]王芹芹.豆梨化學(xué)成分及生物活性研究[D].貴陽(yáng):貴州大學(xué),2023.
[21]PENG F,XIE Y,LI X,et al.Chemical components and bioactivity evaluation of extracts from pear (Pyrus ussuriensis Maxim) fruit[J].Journal of Food Biochemistry,2018,42(5):e12586.
[22]JIN S,SATO N.Benzoquinone,the substance essential for antibacterial activity in aqueous extracts from succulent young shoots of the pear Pyrus spp[J].Phytochemistry,2003,62(1):101-107.
[23]SINGH S,VERMA R,SHARMA H.Exploring the therapeutic potential and bioactive compounds in Pyrus species[J].Pharmacological Research-Modern Chinese Medicine,2023,10:100342.
[24]趙小亮,周忠波,白紅進(jìn),等.杜梨果實(shí)熱水提取物對(duì)H22小鼠的抗腫瘤作用[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥,2007(12):2897-2898.
[25]CHANG S,CUI X,GUO M,et al.Insoluble dietary fiber from pear pomace can prevent high-fat diet-induced obesity in rats mainly by improving the structure of the gut microbiota[J].Journal of Microbiology and Biotechnology,2017,27(4):856-867.
[26]SINGH S,BAJPAI M,MISHRA P.Pharmacognostic profile, in-vitro atioxidant and hepatoprotective potential of ethanolic fruit extract of Pyrus communis Linn.[J].Current Bioactive Compounds,2021,17(10):49-59.
[27]烏英.庫(kù)爾勒香梨化學(xué)成分及粗多糖生物活性初步研究[D].烏魯木齊:新疆醫(yī)科大學(xué),2015.
[28]李明初,陳志周,劉文慧,等.新梨7號(hào)-南果梨混合梨汁的配比優(yōu)化[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2024,45(8):30-37.
[29]吳江娜,魏冠棉,毛娜,等.不同乳酸菌發(fā)酵對(duì)雪花梨汁營(yíng)養(yǎng)成分、抗氧化活性及揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào),2024,24(9):310-321.
[30]謝培榮,許桂芳.金秋梨罐頭的制作[J].農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技,2003(8):39-40.
[31]黃京波,張孟軍.雪花梨罐頭生產(chǎn)工藝[J].食品科學(xué),1986(11):32-33.
[32]LI Y,HUANG Y,LONG H,et al.Biodiversity and oenological property analysis of non-Saccharomyces yeasts isolated from Korla fragrant pears (Pyrus sinkiangensis Yu)[J].Fermentation,2022,8(8):388.
基金項(xiàng)目:百脈山科技研發(fā)基金(BMS202301)。
作者簡(jiǎn)介:李智博(2004—),女,山東濟(jì)寧人,本科在讀。研究方向:食品質(zhì)量與安全。