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枣活性成分功效研究及产品开发

枣活性成分功效研究及产品开发

2013-09-26 00:00
  枣( Jujube Mill)属鼠李科( Rhamnaceae)枣属( Zizyphus Mill)植物的成熟果实,有悠久的栽培历史,是我国特产和传统药食同源滋补佳品。枣在我国分布很广,主要产区为河北、河南、山东、山西、陕西等省。枣品种较多,有700多个,其化学成分十分复杂,国内外研究发现,枣主要含多糖类、三萜类、皂苷类、生物碱类、黄酮类、环磷酸腺苷、氨基酸、维生素C、维生素P、以及铁、钙、磷等无机盐成分,被国家卫生部列为药食兼用品种。目前,对枣的化学成分、活性成分的提取以及药理活性研究报道较多,研究表明,枣具有抗疲劳、抗衰老、抗肿瘤、增强免疫、保护肝脏、降压、镇静安神、抗惊厥等作用。随着人们生活水平的提高,以枣为原料的保健食品、保健饮料、枣色素等天然绿色产品受到人们的日益关注,但枣的加工品种相对较少,开发能突出枣果营养和独特食疗价值的高附加值产品,发展枣的精深加工产品非常必要。
一、枣活性成分研究及加工现状
  国内外研究人员己从不同方面对枣的一般营养成分进行了分析研究。枣多糖是枣中重要的生物活性物质,鲜枣含糖20%以上,干枣含糖60-80%,包括蔗糖、葡萄糖、果糖、半乳糖和多糖,其中的多糖可作为免疫促进剂,控制细胞的分裂和分化,有明显的抗补体活性和促进淋巴细胞增殖作用,具有抗癌、抗氧化、抗衰老等生理活性,可广泛应用于医药。枣的补血作用主要是由于枣中的多糖成分影响造血系统,通过诱导机体造血基质细胞和脾细胞等产行类造血生长因子物质,促进造血干细胞和祖细胞的分化增殖,而且促使基质细胞粘附性增加,有助于基质细胞和造血细胞的相互作用,达到促进造血的效果,尤其枣中的酸性多糖是抗补体活性的内在原因。但由于枣中的蔗糖、葡萄糖、果糖、半乳糖等寡糖含量比较高,而且枣的表皮坚硬,难消化等原因,限制了食用人群及食用量。枣中的黄酮类化合物具有镇静、催眠、降血压、抗过敏、抗炎等作用,可防止毛细血管发脆引起的出血症,临床主要用于高血压、血小板减少症和败血症等疾病的辅助治疗,工业上可作为制备羧乙基芦丁和二乙氨基甲基芦丁等物质的原料。1982年矢原正治等从枣中分离出两种柑桔素-6,8-双-C-葡萄糖苷混合物(Ⅰ、Ⅱ)。枣果中含有含量较高的芦丁(又称芸香苷rutin),据测定含量可达3385mg/100g。枣中还含有桦木酸、齐墩果酸和熊果酸等五环三萜类物质,这类物质具有抑菌、保肝、降脂、增强机体免疫力等重要生理功能,近年又证明其具有一定的抗癌活性,以及抑制艾滋病病毒作用。日本大板大学微生物研究所在筛选抗癌药物中,发现枣提取物对癌细胞有90%以上的抑制率,甚至可使癌细胞向正常细胞转化。英国科学家药理研究证明,枣有抗疲劳作用,能增强人的耐力。
  在我国,枣的加工虽然历史悠久、品种繁多,但枣果主要为鲜食和制干,主要为初级加工品,如蜜枣、枣酱、枣泥等,通常是对果品进行整体(或部分组织)加工,改善颜色、风味和形状,加工层次较低,附加值不高。近年来随着加工水平的不断提高,也逐步开发了一些新型的枣产品,如枣汁、枣酒、枣醋、枣饮料等,有效成分组成还不够明确,没有一套很好的分析检测、鉴定的方法来控制和保证产品的质量。虽然枣的保健功能和药学价值人们都有比较清楚的认识,但是由于枣中含糖量很高,有特殊的风味,也限制了枣的食用人群和食用方法。所以,枣的精细加工技术的研究一直滞后于栽培业的发展,急需开发出具有枣自身特色的,便于生产的功能性食品或配料,以及功能性食品中功能性因子的快速检测方法,使其在功能性食品开发和产品的质量控制方面发挥监督作用,以适应人们对枣产品的更高要求和充分利用枣果资源。
二、天津农学院在枣活性成分研究及产品开发方面的研究成果
  天津农学院食品科学系自2005年开始从事枣活性成分方面的研究,本课题组对枣中主要活性成分提取、测定方法及功效进行研究,并将建立的枣活性成分的测定方法应用到产品的开发生产中,与天津市食品研究所有限公司进行了产品研究开发合作。
(一)枣活性物质的提纯及发酵法制取低糖系列枣产品
  1、枣中黄酮类物质的提取及分离纯化:在已有研究的基础上对枣中黄酮类化合物的分离、纯化方法进行了探索,提高了产物的纯度。通过实验确定了最佳提取工艺,获得了纯度为97.98%的枣黄酮类化合物。
  2、枣多糖和黄酮的提取纯化方法研究:利用酵母在生长代谢过程中消耗单糖和双糖等寡糖,除去浸提液中小分子糖类,以达到提取纯化多糖及黄酮的目的。以金丝小枣为原料,采用水浸提法提取枣中的粗多糖及黄酮。确定了最佳发酵提取工艺条件,并对发酵过程中枣浸提液中多糖及黄酮含量进行了测定。结果表明利用酵母发酵生长过程中消耗寡糖,减少了对提取枣多糖和枣黄酮的干扰,该方法无污染,节约能源;可使枣多糖和枣黄酮的提取一次工艺同步进行,产品成本低,可产业化大批量生产。
  3、发酵法制备低糖枣粉:以枣为原料,采用发酵法除去枣中的单糖和双糖,制备低糖产品,并对未发酵和不同处理的样品各个指标包括:总糖、还原糖、多糖、蛋白质、黄酮、皂甙、膳食纤维等含量进行了比较,同时对发酵前后样品黄酮进行了液相分析,发酵后的总糖含量降低了20.5%,多糖、黄酮等活性物质变化很小,说明发酵法制备低糖枣粉非常可行,得到了可行的低糖枣粉的制作方法。
  并通过配伍,制成具有以枣为主,配以南瓜、枸杞或大豆的复合枣粉,获得了理想的复合营养枣粉产品。
图1 低糖枣粉
(利用发酵法除去了枣中单糖和寡糖后制备的低糖枣粉)
4、低糖枣咀嚼片
以红枣为原料,经去核、打浆,采用发酵法制备低糖发酵枣浆,对其溶液进行干燥得到低糖枣粉,再进一步超微粉碎、造粒、压片等,获得低糖枣咀嚼片,产品口感好,营养价值高,具有较好的市场前景。

图2 低糖枣咀嚼片
(二)枣活性物质及系列产品的功效研究
通过细胞实验及体内外动物实验对枣黄酮、枣多糖、发酵枣粉等进行了抗氧化活性、提高免疫力、补血益气等功效研究,为功能食品的开发提供了理论基础。
图3 枣提取物细胞抗氧化实验
(三)获得的成果
在此期间课题组承担了市级课题3项,天津市科委星火项目“脆枣新产品开发及产业化”(主持完成)、天津市科技支撑计划重点项目“枣活性成分功效研究及产品开发”(主持在研)、2010年天津市科委院所转制项目“市长基金”项目的子课题“枣提取物的研制及产品开发”(参加单位)。发表相关论文10篇: “Antioxidant activities in vitro of extracts from the fermented Chinese jujube”、“Determination of flavonoids and their antioxidant capacities in Chinese Jujube”、“发酵对枣多糖和黄酮的影响”、“枣果中黄酮类物质的分析及抗氧化活性”、“金丝新4号枣果中黄酮类物质提取及纯化工艺的研究”、“红枣皂甙提取工艺及定性分析”、“膨化前后枣中主要活性物质的变化研究”、“红枣山楂粉的研制及品质评价”、“冬枣黄酮的分析及体外抗氧化活性”、“红枣山楂果丹皮和果糕的制作及品质评价”等。申请相关国家发明专利5项,其中“发酵法同时分级提取枣黄酮和枣多糖”已授权。
三、结束语
枣是天津果品业的主要产品,种植面积达50多万亩。天津发展都市农业必须对具有自身特色和相对优势的农产品进行精深加工,延伸产业链,提升附加值。目前我市枣的加工主要是粗加工产品,没有形成系列和市场影响力。因此,对枣进行深加工,是促进天津枣产业持续健康发展的必然途径。通过现代技术的集成应用和对枣活性成分的深入研究,开发功效明确,特色突出的枣深加工产品,为企业提供技术支撑,使枣加工产业的技术和产品得到显著的升级和换代,促进形成完整的、具有竞争力的枣产业格局,发展高水平的农业产业具有极其重要的作用,是促进天津枣产业持续健康发展的必然途径。
 
作者简介:张平平,女,博士,天津农学院食品科学系教授,枣活性成分功效研究及产品开发课题负责人,主要从事天然产物活性成分功效研究及产品开发。Email:zpp613@163.com
 

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