五味子的發酵產品研究進展

刁雪丹，邱智東，王偉楠*

（長春中醫藥大學藥學院，吉林長春130117）

五味子的發酵產品研究進展

刁雪丹，邱智東，王偉楠*

（長春中醫藥大學藥學院，吉林長春130117）

五味子是著名的傳統中藥材，也是藥食同源的植物，具有良好的保健功效；隨著全民健康意識的提高，五味子相關產品的開發呈現逐年上升的趨勢；近年來生物轉化技術已經廣泛應用于中藥產品開發方面，通過該技術開發出的五味子發酵飲料、發酵果酒、發酵酸奶等健康產品頗受消費者的青睞，擁有廣闊的市場前景。該文從五味子的生物轉化和發酵產品研制方面進行綜述，為五味子的深入開發和利用提供了理論依據。

五味子；生物轉化；產品開發

五味子（Schisandra chinensis）又稱山花椒、烏梅子，為木蘭科植物五味子或華中五味子的干燥成熟果實，其主要活性物質是以五味子甲素、五味子乙素、五味子酯甲、五味子醇甲等為代表的木脂素類成分，該成分具有明顯的抗菌、抗癌、抗炎、抗焦慮、抗化學性肝損傷、鎮靜、護肝護腎、治療糖尿病并發癥等作用［1-6］，現廣泛應用于醫藥和食品行業。近年來，隨著五味子的需求量上漲，以及盲目采挖和森林面積逐漸減少等問題的出現，使五味子資源面臨嚴峻的考驗。目前五味子是國家三級重點保護的瀕危藥用植物［7］，所以如何提高五味子中有效成分的含量已成為五味子深度開發利用的關鍵問題。

將現代生物技術與傳統中藥優勢相結合，是改善中藥藥效物質基礎的重要手段之一［8-10］。利用生物轉化手段改善中藥品質，打造新型健康產品已有良好的實踐基礎。本文對五味子生物轉化的國內外研究進展和相關發酵產品的研發現狀進行簡要概述，并通過分析當前五味子發酵產品的研究趨勢，為五味子高端健康產品的開發提供參考。

1　五味子的生物轉化現況

發酵技術可以改變、增強和保護食品中某些成分的活性［11-12］，通過發酵的方法不僅能高效地利用五味子，節省藥源［13］，而且還為保護瀕危藥用植物提供了切實的解決辦法，為活性成分的獲得提供新的途徑。大多數微生物具有強大的分解轉化能力，在生長過程中可以產生豐富的次生代謝產物，而微生物中豐富的酶系與五味子中復雜的化學成分發生反應后，能提高五味子中有效成分的含量，所以近年來許多生物轉化的方法相繼出現以解決五味子資源短缺等問題，并且改善了五味子藥材的品質，達到了高效生產和節約能源的目的和意義。

鄭春英等［14］利用釀酒酵母發酵北五味子，將發酵后的北五味子與生藥中的有效成分含量作比較，五味子甲素、五味子乙素、五味子酯甲、五味子醇甲等4種主要木脂素類成分的含量均有顯著提高。李國紅等［15］還采用濾紙片法對發酵的北五味子進行了抑菌實驗，通過測無菌濾紙片上抑菌圈的大小作為對照，與北五味子生藥的抑菌圈大小相比。結果表明發酵后其抑菌作用明顯增強。這說明北五味子在發酵過程中與發酵菌株發生相互作用，從而使其發酵后抑菌活性增強。此外，ZHANG H等［16］還采用高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）法測定經乳酸桿菌（Lactobaillus）、釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）發酵的北五味子4種木脂素成分含量的變化，發現發酵后4種木脂素成分的含量均有顯著提高，但以乳酸菌發酵的北五味子樣品中4種木脂素成分含量最多。研究表明，乳酸菌適合做發酵北五味子的菌種［17］。這也為提高北五味子活性成分的利用度、開發新型功能性保健食品提供了參考。黃謙［18］用布雷正青霉（Eupenicillium brefeldianum）SWUKD2.0300以擴大發酵宿主植物狹葉南五味子，發酵產物經提取、分離純化得到布雷菲徳菌素A，并對此結果設計正交試驗進行優化得到最適培養基和培養條件。此外還發現SWUKD2. 0300在固體沙氏、馬鈴薯葡萄糖瓊脂（potato dextrose agar，PDA）、馬丁氏、胡蘿卜、查氏培養基上生長良好，且具有水解纖維素和果膠的能力。白華等［19］將芽孢桿菌（Bacillus）發酵的五味子提取液口服給藥肝損傷肉雞，結果顯示，芽孢桿菌在五味子提取液與培養基1∶1（V/V）的混合液中生長狀態良好，芽孢桿菌發酵五味子提取液對機體抗氧化能力具有很強的作用，同時對肉雞肝損傷具有很好的藥理活性。此實驗為中藥與益生菌聯用治療肉雞肝損傷提供了新方法，也為改善畜禽“亞健康”奠定了基礎。羅杰等［20］選擇斷奶仔豬隨機分為空白對照組、陽性對照組和實驗組，分別喂以基礎日糧、添加0.5%五味子的基礎日糧和添加0.2%蛹蟲草菌發酵五味子藥渣菌質的基礎日糧。隨機選擇喂養后的仔豬進行脾臟T淋巴細胞亞群分類、脾臟淋巴細胞增殖活性及血清中IgA、IgG和IgM含量檢測，結果顯示：陽性對照和實驗組脾臟T淋巴細胞（CD3+）、T輔助/誘導細胞亞群（CD3+CD4+）百分率，輔助型T淋巴細胞/細胞毒性T淋巴細胞（CD4+/CD8+）比值均高于空白對照組；脾臟淋巴細胞增殖指數、血清免疫球蛋白IgA、IgG和IgM含量均顯著升高，說明經蛹蟲草菌發酵后的五味子藥渣能提高仔豬的免疫功能。賀曉玉等［21］也選擇斷奶仔豬進行試驗，建立空白對照組、陽性對照組、0.1%發酵五味子藥渣（fermentationSchisandrachinensisdregs，FSD）組、0.3%FSD組和0.5% FSD組，分別喂以基礎日糧、基礎日糧+0.5%北五味子、基礎日糧+0.1%發酵五味子藥渣、基礎日糧+0.3%發酵五味子藥渣和基礎日糧+0.5%發酵五味子藥渣，通過記錄其腹瀉情況和采食量，計算腹瀉率和料肉比，并在試驗過程中分別測定空白對照組、陽性對照組、0.5%FSD組仔豬的腸絨毛高度、隱窩深度、腸上皮內杯狀細胞、淋巴細胞數量以及空腸黏膜分泌型免疫球蛋白含量，結果表明，0.5%FSD組腹瀉率最低，料肉比最高，小腸絨毛相對完整，絨毛高度顯著增加，隱窩深度顯著降低，絨毛高度與隱窩深度比值（V/C）提高，腸上皮內杯狀細胞、淋巴細胞數量和腸黏膜含量均較高，說明發酵基質中五味子有效成分和蛹蟲草菌絲體有效成分的雙重作用能提高試驗豬仔消化、免疫能力，蛹蟲草菌發酵五味子藥渣有望用于改善仔豬的斷奶應激。

2　五味子相關發酵產品的研制

由于五味子列在衛生部頒布的保健食品可用名單中，并且還具有風味特別、味道甘美等特點，所以被認為是一種新型的保健食品。五味子中含有高濃度的酸，且多是檸檬酸和酒石酸，所以一般用來生產酒和飲料等一些具有保健功能的食品。如將五味子鮮果烘干，研磨制成五味子沖劑、膠囊和咖啡等［22］功能食品；經發酵制成五味子酒［23］、五味子醋、五味子復合果醋、五味子果醋飲料［24］、五味子乳酸飲料［25］等發酵食品。

2.1五味子酒的研制

五味子酒具有改善睡眠、提高免疫力等功能，同時具有很好的保肝作用。其具有一定的酒精度，未來有望可以部分替代啤酒、白酒等酒類飲品，利用五味子干果釀酒不僅可以充分利用當地資源，而且為五味子產業化調整提供了一條新途徑，近年來發酵釀制五味子酒已經成為新的研究方向。

馬榮山等［26-27］以遼五味子和蜂蜜為原料，生產發酵型五味子蜂蜜果酒，得出最佳條件：接種量為7%，含糖量為20%，發酵溫度為26℃，發酵時間為14 d，pH值為5.5。通過對調酸劑的選擇及飴糖生產工藝的優化確定飴糖發酵工藝最優參數：接種量為5%，溫度為27℃，發酵時間為9 d，pH值為4.5。黃寶璽等［28］報道了以五味子為原料生產發酵型五味子果酒的工藝，通過優化接種量、發酵溫度、發酵時間和pH這四個影響因素，并設計正交試驗法進行分析，確定最終工藝為發酵溫度32℃，發酵時間1 d，pH 6.5，接種量1.2%時所得到的橙紅色果酒具有獨特的五味子果香，風味純正。葛會奇等［29］以五味子鮮品為原料，經加入蜂蜜以改善口感、增加營養，加入檸檬酸以彌補發酵和陳釀過程中含酸量減少的損失，通過正交試驗最終確定配方：原酒含量為40%、糖含量為6%、酸含量為0.7%、酒精度為11%vol。經檢測酒中含五味子醇甲等木脂素類有效成分，酒香濃郁，酸甜適口，是具有生理活性的一種保健果酒。田穎［30］利用中國食品發酵研究院的葡萄酒酵母菌1203對五味子果漿進行酒精發酵，通過正交試驗得到最佳條件為接種量5%，發酵溫度24℃，前發酵時間6～7 d時的五味子酒風味最佳，酒質清晰，營養與保健作用兼備。尚小瑩等［31］以五味子烘干果實為原料，分別用安琪葡萄酒釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）SY、17B、RW對五味子進行釀酒發酵，結果顯示安琪酵母RW活性最高。又對酵母接種量、初始糖度、SO2添加量、發酵溫度和初始pH進行單因素試驗和正交試驗，得到五味子果酒的發酵條件：接種量為0.6%，初始糖度為20%，SO2的添加量為40 mg/L，發酵溫度為27℃，在此發酵條件下可以得到比較理想的發酵型五味子果酒。龐少華等［33］進行了五味子酒的釀造條件改進實驗，經羥自由基清除能力檢測，確定五味子酒的最佳工藝條件為酸度15 g/L、發酵溫度24～28℃、第9天分離皮渣。該實驗也證明了五味子酒具有清除自由基的能力和較高的保健價值。屈慧鴿［33］以野生北五味子果實為原料對釀酒工藝進行研究得到五味子酒的質量指標均符合GB 2758—2012《發酵酒及其配制酒》中相關要求。李慧梅［34］采用五味子為原料生產的五味子酒不僅保持五味子原有的自然風味和豐富的營養成分，且果香濃郁、酒體醇和爽口，有很高的營養價值。高曉旭等［35］研制出一種五味子果啤酒，利用五味子果汁和麥芽汁糖化、混合發酵技術，在冷卻的果汁和麥芽汁中加入啤酒酵母和果酒酵母，由“嫩啤”后過濾得到生啤。該啤酒既有傳統啤酒的特色，又有五味子果實特有的風味，還有麥芽、啤酒花、五味子果的混合香氣，營養豐富，是一種健康、時尚的現代飲品，而且適合工業化生產。蔣超等［36］開發了一種五味子葡萄酒，其質量分數為鮮葡萄50%～70%、五味子5%～8%、紅棗肉2%～4%、生姜2%～4%、卵磷脂2%～6%、羅漢果2%～5%、甘草3%～6%、酵母3%～7%和白糖10%～18%。制作方法簡單易行、成本低、生產周期短，該五味子葡萄酒既具有葡萄的營養價值又具有五味子的保健作用。崔瑛［37］以五味子為主要原料，配以人參、滸苔葡萄酒制成五味子葡萄酒，配方如下：滸苔葡萄酒50.0%～70.0%、五味子10.0%～20.0%、人參1.0%～3.0%、凈化水加至100%。五味子與人參配伍之后，養心安神的效果增強，能延長睡眠時間，縮短睡眠潛伏期，此五味子葡萄酒具有濃郁的果香，口感細膩。劉揚濤［38］利用五味子經過傳統發酵釀造工藝或現代發酵工藝制備得到一種色澤鮮紅、口感獨特、具有一定保健功能的高品質紅酒，其中接種量為5%～10%、調配糖度為15%～25%。

2.2五味子果醋的研制

果醋能促進身體新陳代謝，調節酸堿平衡，消除疲勞，含有10種以上的有機酸和人體所需的多種氨基酸，而且對心血管具有一定的保護作用，尤其是對腦血栓、高血壓、動脈硬化等病癥均有一定的抑制作用［39］。五味子能夠益氣生津、補腎寧心，是不可多得的保健品，五味子果醋則集合了二者的功效。

周幗萍等［40-41］以分離篩選的醋酸菌HAc-5為發酵菌種，發酵五味子干酒制備五味子果醋。醋酸發酵163 h時達到峰值，總酸度為10.363g/100mL，醋酸的轉化率為98.11%，制備成的五味子果醋色澤黃而微紅，半透明，酸味醇厚豐滿，具有五味子獨特的藥味香氣。將木瓜和五味子干酒按2∶1的比例混合，進行復合醋酸發酵。發酵220 h時達到峰值，總酸度為9.4651 g/100 mL，制備成的復合果醋風味極佳，色澤黃而微紅，清亮透明，并有著木瓜的清香和淡淡的五味子果味。

2.3五味子酸奶的研制

近年來，鑒于五味子的功能特性、較高的藥用及食用價值，以五味子為原料制作營養全面、風味獨特的酸奶，已成為一種發展趨勢，具有較高的推廣價值，開發前景十分廣闊。

馮昕等［42］報道了五味子酸奶的加工工藝，采用L16（45）正交試驗法設計生產工藝參數：五味子果漿與牛奶體積比為1∶7，接種量（保加利業乳桿菌/嗜熱鏈球菌1∶1）為4%，白砂糖的添加量為8%，發酵溫度為43℃，發酵時間為4 h，在此條件下得到獨特風味的五味子酸奶。趙堅華等［43］以L9（34）正交試驗優化凝固型五味子酸奶的最佳生產工藝，結果表明：五味子果漿（質量濃度為0.07 g/L）與復原乳的體積比為1∶7，接種量（保加利亞乳桿菌/嗜熱鏈球菌1∶1）為0.06%，發酵溫度為41℃，發酵時間為10.5 h，此條件下得到的五味子酸奶口感極佳，細膩潤滑。趙海智等［44］報道了五味子酸奶的最佳工藝：五味子果漿（質量濃度為0.1 g/L）與牛奶按l∶9的比例混合，加入質量分數9%的綿白糖、0.1%的酸奶發酵劑和3%的保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌（l∶l）的發酵劑，在溫度42.5℃條件下發酵5 h，可得清涼可口的五味子酸奶，此酸奶是一種集營養、保健與天然于一體的新型乳制品。

2.4五味子發酵產品的其他相關研究

王磊等［45］在單因素試驗基礎上采用正交試驗對五味子發酵工藝條件進行篩選，得出最優條件為發酵時間4 d，酵母菌接種量0.2%，葡萄糖加入量8%，發酵原液酒精度5.33%vol。發酵產品風味調配的優化結果：加入原汁15%、糖6%、檸檬酸0.04%調配后的五味子發酵飲料酒精度為0.41%vol。

趙文濤［46］將提取后的五味子液參與麥芽、啤酒花、枸杞子混合發酵制成保健飲料。每1 000份產品由質量比為25 kg焦香麥芽、2 kg啤酒花、5 kg枸杞、4 kg暴馬子木片、10 kg綿白糖、3 kg五味子提取液經兩次發酵制成。該飲料能夠溫補腎陽、調節中樞神經、治療神經衰弱等。

乜玉雙等［47］研究表明，五味子紅色素在乳酸發酵、醋酸發酵和酒精發酵過程中，紅色素的分解率分別為78.36%、18.74%、41.10%，而在不同酸度的五味子果酒釀造過程中，紅色素的分解率為11.05%。此結果說明適當提高酸度會增加五味子紅色素的穩定性，并通過比較五味子發酵食品的加工方法可知五味子更適合于加工果酒和果醋。

3　結論與展望

五味子富含木脂素、有機酸、多糖等多種活性成分，在我國分布地域廣，自然資源豐富。其不僅具有傳統的寧心安神、鎮痛解熱之功效，還具有較高的營養價值，是良好的健康產品開發資源。然而目前，我國五味子相關產品開發程度不高，多數以原料或粗加工半成品的形式投放市場或出口國外。因此，以五味子為原料進行發酵，研制發酵果酒、果醋、酸奶等已經成為新的發展方向。通過微生物的分解代謝，改善五味子酸澀的口感，提高五味子營養成分的生物利用度，轉化五味子的化學物質基礎以實現不同的使用目的，是實現五味子藥材的精細高值化利用的有力手段，為打造新一代高端健康食品提供新的參考。

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Research progress of fermentation product fromSchisandra chinensis

DIAO Xuedan，QIU Zhidong，WANG Weinan*
（School of Pharmaceutical Sciences，Changchun University of Chinese Medicine，Changchun 130117，China）

Schisandra chinensisis either a well-known traditional Chinese medicine（TCM）or an edible herb with excellent health care effects.Along with the enhancement of public health awareness，a trend of annual increase in the development ofS.chinensisproducts was observed.In recent years，biotransformation technology has been widely applied to the development of TCM products.The health products developed from such technology，including fermented beverage，fruit wine and yogurt ofS.chinensishad won great popularity among consumers，which leading to good market prospects.This paper summarized the knowledge ofS.chinensisbiotransformation and fermentation products development.These findings could provide theoretical evidence for the further development and usage ofS.chinensis.

Schisandra chinensis；biotransformation；product development

TS205

0254-5071（2016）03-0006-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.03.002

2015-12-22

國家科技支撐計劃項目（2012BAI29B05）

刁雪丹（1990-），女，碩士研究生，研究方向為中藥學。

王偉楠（1985-），男，講師，博士，研究方向為中藥化學。