山楂加工及綜合開發(fā)利用研究進(jìn)展

劉雪平，趙 莉，王 靖，崔曉梅，劉凌霄，黃 莉

（1.臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東 臨沂 276012；2.浙江大學(xué)山東（臨沂）現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院，山東 臨沂 276034）

山楂原產(chǎn)于我國，為薔薇科山楂屬植物，是藥食同源的重要原料，因含有豐富的功能性成分和營養(yǎng)元素，被譽(yù)為“營養(yǎng)保健果品”[1]。山楂具有消食健胃、行氣散瘀、化濁降脂等功效[2]。因其含有較多的有機(jī)酸，故口感酸澀，僅少部分用于鮮食，大部分用來加工，還有部分用來提取山楂色素、山楂果膠等。山楂的副產(chǎn)物如山楂核、山楂葉，因富含黃酮類、三萜類化合物及維生素等成分[3-4]，也被逐漸挖掘和利用。國內(nèi)一般利用山楂的保健功能開發(fā)山楂復(fù)合食品及保健品，國外則傾向于不同加工處理方法對山楂功能性成分及理化特性影響機(jī)理的研究[5-6]，這些研究均為山楂產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。通過概述國內(nèi)外山楂的加工技術(shù)及對山楂提取物、加工副產(chǎn)物的綜合利用進(jìn)展研究，為山楂的精深加工及高值化利用、山楂全產(chǎn)業(yè)鏈條延伸提供理論思路與技術(shù)參考。

1 山楂加工研究現(xiàn)狀

山楂含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，目前已從山楂中分離出200多種成分[7]，包括有機(jī)酸類、黃酮類、萜類、多糖類化合物及維生素、礦物質(zhì)等成分，具有較高的食藥價(jià)值和產(chǎn)品開發(fā)價(jià)值。

1.1 山楂粉

山楂粉是由山楂果肉經(jīng)干燥、粉碎后加工而成，具有易保存、營養(yǎng)價(jià)值高、使用方便等特點(diǎn)。目前，干燥山楂果肉的方式主要有熱風(fēng)干燥、微波干燥、真空冷凍干燥、真空微波干燥、噴霧干燥和聯(lián)合干燥等。通過對比不同干燥方式制備的山楂粉，發(fā)現(xiàn)真空冷凍干燥山楂粉VC 含量最高，為55.75 mg/100 g，且果膠結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，更適用于后期加工，而噴霧干燥制得的山楂粉水分含量最低，為3.13%[8]。

不同粉碎方式對山楂粉的物化性質(zhì)、利用價(jià)值至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)，通過球磨得到的山楂粉比表面積、持水力、持油力、黃酮類和多酚類物質(zhì)含量均高于高速剪切得到的山楂粉，其具有更好的食用品質(zhì)[9]。

山楂粉可用于改善產(chǎn)品品質(zhì)、增加食品風(fēng)味。Chai等[10]研究發(fā)現(xiàn)，將山楂粉與玉米淀粉混合加熱制成混合物，山楂顆粒會聚集在淀粉顆粒表面，減少淀粉與水接觸，從而延緩淀粉糊化，改善淀粉性能。朱曉芮等[11]在小麥蛋糕中添加山楂粉，提高了蛋糕硬度、膠黏性和咀嚼性，總多酚、總黃酮含量也有所提高，且制備出的蛋糕具有一定的抗氧化性。

1.2 山楂飲料

山楂飲料在加工過程中一般需要降酸脫澀，以維持其功能性成分含量及產(chǎn)品穩(wěn)定性。

1.3 山楂酒

山楂酒是以山楂為原料，經(jīng)過破碎和接種酵母菌等工序，在無氧條件下發(fā)酵得到的酒精制品。發(fā)酵過程中不僅保留了山楂原有的功能性成分，還產(chǎn)生了很多風(fēng)味成分，因此山楂酒比山楂果具有更高的保健價(jià)值和市場前景。山楂酒具體生產(chǎn)工藝流程如下：

精選山楂→清洗→破碎→浸提山楂汁→成分調(diào)整（白砂糖、果膠酶）→發(fā)酵（酵母）→陳釀→分離澄清（澄清劑）→山楂酒

發(fā)酵山楂酒時(shí)菌種的選擇、接種量及發(fā)酵條件是影響產(chǎn)品品質(zhì)的重要因素。果酒酵母或活性干酵母是較為常用的菌種，發(fā)酵溫度一般為20～30 ℃，發(fā)酵時(shí)間則長短不一；不同條件得到的山楂酒品質(zhì)不同。不同發(fā)酵工藝的酒體特征評價(jià)見表1。

表1 山楂酒的發(fā)酵工藝和特征評價(jià)Table 1 Fermentation technology and characteristics of hawthorn wine

山楂酒的澄清度可影響產(chǎn)品的外觀、口感和品質(zhì)。導(dǎo)致山楂酒渾濁的原因包括：儲存環(huán)境變化，金屬離子含量過高，蛋白質(zhì)、雜菌污染，等[21]。一般將澄清劑，如明膠、皂土、硅藻土以及聚乙烯吡咯烷酮（PVPP）按照一定比例復(fù)配后進(jìn)行山楂酒的澄清。

1.4 山楂醋

山楂醋在發(fā)酵過程中會產(chǎn)生揮發(fā)性香氣化合物以及高生物活性的酚類物質(zhì)[22]，具有較高的功能價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。山楂醋是在酒精發(fā)酵基礎(chǔ)上，再經(jīng)過醋酸發(fā)酵而成。主要生產(chǎn)工藝流程為：

原料→清洗→破碎、酶解→酒精發(fā)酵→分離、調(diào)配→醋酸發(fā)酵→分離→滅菌→成品

山楂醋在酒化階段使用的菌種及發(fā)酵條件同山楂酒工藝接近，當(dāng)酒精含量為6%vol 時(shí)進(jìn)入醋化階段。在醋化階段一般使用醋酸菌，發(fā)酵溫度為30～35 ℃。山楂醋的發(fā)酵條件及特征評價(jià)如表2所示。

根據(jù)國家建設(shè)部頒布的《城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)》可將許昌的城市綠地分為生產(chǎn)綠地、公園綠地、防護(hù)綠地、附屬綠地和其他綠地五大類。由于城市休閑綠地在城市綠地中起著積極作用，本研究主要以許昌市的休閑綠地為主對綠地進(jìn)行評價(jià)。休閑綠地在城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)中屬于公園綠地。城市公園綠地包括綜合性公園、專類公園、帶狀公園、社區(qū)公園和街旁綠地五大類[2]（表2）。

1.5 山楂酸奶

山楂富含豐富的果膠，將其運(yùn)用到酸奶制備中可使酸奶口感更佳，同時(shí)還能提高酸奶的營養(yǎng)價(jià)值[28]。山楂酸奶由山楂通過添加谷物、水果等發(fā)酵制成。表3 為山楂添加不同原料制備的酸奶發(fā)酵工藝及產(chǎn)品特征。

表3 不同山楂酸奶的發(fā)酵工藝和特征Table 3 Fermentation technology and characteristics of hawthorn yoghurts

1.6 山楂保健制品

山楂自古以來就有入藥的傳統(tǒng)，2020版《中國藥典》[2]收錄的山楂藥方有大山楂丸、山楂化滯丸、開胃山楂丸等，具有健胃消食、行氣健脾之功效。目前，以山楂為原材料制成的具有保健功效的產(chǎn)品類型有膠囊類、片劑、口服液、顆粒等。以山楂為主要原料的保健制品如表4所示。

表4 以山楂為主要原料的保健制品[33]Table 4 Hawthorn-based health products[33]

2 山楂綜合利用研究現(xiàn)狀

山楂的提取物（山楂色素、山楂果膠等）、加工副產(chǎn)物（山楂葉、山楂核等），因富含脂類、黃酮類物質(zhì)及維生素類等成分，被國內(nèi)外學(xué)者廣泛研究與開發(fā)。

2.1 山楂色素

山楂色素主要存在于山楂果皮中，是一種天然花青素類色素，具有抗氧化、抑菌、保護(hù)大腦、抗病毒等作用。目前一般是將山楂或山楂皮干燥、粉粹后，采用乙醇、超聲波、微波等技術(shù)進(jìn)行山楂色素的提取。山楂色素的不同提取工藝見表5。

表5 山楂色素的不同提取工藝Table 5 Different extraction technologies of hawthorn pigment

山楂色素可代替合成色素用于食品、醫(yī)藥及日化產(chǎn)品中，以改善產(chǎn)品外觀及性狀。在健胃消食咀嚼片中添加山楂天然紅色素可獲得氣香味酸甜、口感好的粉紅色片劑[37]。在口紅中添加山楂等天然材料，無需使用工業(yè)助劑即可獲得具有抗氧化活性，對人體無害的功能性山楂口紅[38]。

2.2 山楂果膠

果膠是一種多糖類物質(zhì)，主要存在于植物的細(xì)胞壁中，可用作膠凝劑、增稠劑、穩(wěn)定劑、乳化劑等。山楂中的果膠含量達(dá)6.5%，傳統(tǒng)的山楂加工產(chǎn)品，如山楂糕、山楂果醬、山楂條等就是利用果膠的凝膠作用制成的。果膠的提取方法有十幾種，其中最常用的是熱水浸提及酸法、酶法、超聲波、微波提取。不同方法提取果膠的得率、理化性質(zhì)及活性不同（表6）。

表6 山楂果膠不同提取工藝Table 6 Different extraction technologies of hawthorn pectin

山楂果膠具有多種生物活性，如抗氧化、益生元活性等，還具有抗糖化、降血脂等功效，在食品、醫(yī)藥行業(yè)具有潛在的應(yīng)用前景[45]。Zhu等[46]在對山楂果膠寡糖的研究中發(fā)現(xiàn)，山楂果膠寡糖能夠抑制嬰兒配方奶粉中晚期糖基化產(chǎn)物的形成，可作為天然食源性抗糖化劑。

2.3 山楂核

山楂核為山楂的種子，約占山楂質(zhì)量的三分之一。山楂核含有木脂素類、簡單苯丙素類、黃酮類、揮發(fā)性成分，具有抗氧化、抗菌、調(diào)節(jié)血脂、抗炎和保護(hù)神經(jīng)等作用，可用于食品、醫(yī)藥、輕工業(yè)等領(lǐng)域。

山楂籽油在山楂核中約占10%，其含有豐富的不飽和脂肪酸、維生素E等，營養(yǎng)價(jià)值可與橄欖油相當(dāng)，是極具潛力的功能性食品油[47]。山楂核經(jīng)過高溫干餾后可用作煙熏香料，是我國唯一允許使用的液體原生型煙熏香味料[48]。將山楂核煙熏料應(yīng)用于肉類加工中，不僅可以增加產(chǎn)品的煙熏風(fēng)味，還可以有效抑制脂肪氧化和細(xì)菌生長，延長肉制品保存期[49]。

以山楂核干餾油為原料制成的紅核婦洗潔液可用于產(chǎn)科術(shù)前的灌洗，還可用于治療陰道炎、神經(jīng)性皮炎和濕疹等。Rao 等[50]通過將山楂籽進(jìn)行干餾發(fā)現(xiàn)，其中的2,6-二甲氧基苯酚可顯著抑制陰道炎病原體的生長，該結(jié)果驗(yàn)證了山楂籽油對炎癥的治療作用。

山楂核還可用于制備具有較強(qiáng)吸附作用的活性炭。Zhen 等[51]利用山楂核制備的活性炭可去除86.3%～96.2%的農(nóng)藥殺菌劑，其還可作為一種具有成本效益的綠色吸附劑。

2.4 山楂葉

山楂葉中含有的功能性成分與山楂果大體相近，主要有黃酮類、三萜類、有機(jī)酸類化合物及氨基酸、礦物質(zhì)等，其中總黃酮含量遠(yuǎn)高于山楂果，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

山楂葉具有降糖降脂、改善血液循環(huán)、保護(hù)神經(jīng)等作用。Hu 等[52]研究發(fā)現(xiàn)，山楂葉黃酮可通過調(diào)節(jié)大鼠脂質(zhì)代謝和腸道菌群，起到降血脂的作用。山楂葉中的黃酮類物質(zhì)可促進(jìn)脊髓損傷的恢復(fù)，可能是山楂葉黃酮可促進(jìn)自噬和相關(guān)蛋白的表達(dá)，從而恢復(fù)脊髓神經(jīng)運(yùn)動(dòng)元功能[53]。

山楂葉提取物可作為一種功能性保健原料添加到食品中。將提取的山楂葉多糖添加到酸奶中，可提高酸奶的抗氧化活性，改善酸奶品質(zhì)[54]。將山楂葉茶水與山楂果進(jìn)行復(fù)合發(fā)酵，生產(chǎn)出的山楂茶復(fù)合果酒色澤清亮飽滿，具有豐富的茶香與果香，口感醇厚相宜[55]。

山楂葉在醫(yī)藥領(lǐng)域中主要用于制備心腦血管類疾病藥物，如益心酮片、心安膠囊、復(fù)心片等均以山楂葉提取物為主要原料，黃酮類化合物為功效成分。其中益心酮已收錄于2020版《中國藥典》[2]中，具有良好的臨床效果。

3 展望

山楂是我國栽培的特有果樹，含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)和功能性成分。加快山楂的精深加工及綜合開發(fā)利用對推動(dòng)我國山楂產(chǎn)業(yè)振興具有重大的戰(zhàn)略意義。但在加工過程中由于山楂酸度較高，需通過降酸或與其他食材復(fù)配使用，限制了山楂的應(yīng)用范圍。因此應(yīng)著力挖掘、培育可鮮食的低酸山楂新品種，破解山楂應(yīng)用的品種瓶頸；同時(shí)山楂及其提取物、加工副產(chǎn)物的功能性成分及保健功效研究目前雖然已廣泛深入，但保健品、藥品開發(fā)僅限于心血管類，針對其神經(jīng)調(diào)節(jié)、抑菌性等功效的藥物較少，應(yīng)通過加大技術(shù)投入，拓展山楂醫(yī)藥產(chǎn)品類型研發(fā)；另外可以看到，目前山楂功能性成分提取技術(shù)相對落后，對加工過程中活性成分變化規(guī)律的研究也較少，應(yīng)借鑒國內(nèi)外先進(jìn)提取技術(shù)，提高山楂功能性成分的提取水平，建立最優(yōu)活性成分保留工藝，以提高山楂產(chǎn)業(yè)的精深加工水平。