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養組成略有差異,主要包括碳水化合物、氨基酸、維生素、礦物質以及酚酸、類黃酮等。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用前景。本文詳細論述了梨的化學組成、健康功效以及在食品工業中的應用,旨在為梨的深加工和相關功能食品的開發與應用提供科學依據。
關鍵詞:梨;營養成分;生物活性;食品工業
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[1]。中國是梨屬植物的發源地之一,擁有至少3 000年的栽培歷史。我國培育的東方梨代表品種有萊陽梨、秋子梨、白梨、沙梨和新疆梨,主要特征為質地脆爽、多汁、味甜,被譽為“百果之宗”。歐洲和美國主要種植西洋梨,代表性品種有巴特梨(Bartlett)、波士梨(Bosc)、安琪梨(Anjous)和圣誕梨(Comice)等,果實質地柔軟,帶有木質香氣[2]。
作為食品工業中的原料,梨可用于生產梨汁、梨醋、梨酒以及梨干等加工產品。此外,由于梨具有獨特的保健作用,多種功能性的梨果汁飲料、復合梨膏等產品逐步被開發。本文概述了梨中的營養物質及其健康功效,為梨的綜合利用和精深加工提供指導,為推動梨在食品工業和功能性食品中的應用提供理論支持。
1 梨的主要化學組成
水分和碳水化合物是梨中含量占比較高的兩種物質,大部分梨中兩者含量分別在60%~90%和10%~13%。KALKISIM等[3]研究了土耳其當地西洋梨的化學組成,發現水分、總糖、蛋白質、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個品種,發現果肉中糖、有機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自沙梨、秋子梨、白梨等142個品種梨中的糖分種類與含量,發現果糖、葡萄糖、山梨糖醇和蔗糖是梨果實中最主要的可溶性糖,其中果糖最豐富,占總糖含量的41.75%。不同產區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成分,而葉片中山梨糖醇含量最高[7]。
1.2 礦物質
梨中含有豐富的礦物質,其中磷、鉀、鈣和鎂是鞍山8個產區的南梨中含量最高的4種礦物質,占總元素含量的97%以上[8]。在70個不同產區和品種的秋子梨中,果皮和果肉中4種主要礦物質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味品質。在2種庫爾勒香梨中,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]。陳計巒[12]分析發現鴨梨氨基酸總量隨果實貯存時間的延長而顯著增加。
1.4 酚類
梨中總酚含量、單個酚類化合物的類型和含量受品種、果實部位、產區、成熟階段和加工方法的影響。例如,8個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養價值的重要指標。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]。皇冠梨中維生素B1、維生素B2的含量在玉露香梨、庫爾勒香梨、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個品種[16]。不同生長階段的梨中維生素含量也同樣存在差異,CHO等[17]發現隨著果實成熟度的增加,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
鮮梨及其加工產品均表現出顯著的抗氧化活性,5個新疆地區梨的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[18]。秋子梨的乙醇提取物以及4個餾分均表現出不同的抗氧化能力,乙酸乙酯提取物的DPPH、2,2’-聯氮-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,FRAP)的測定結果均優于其他組,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-胡蘿卜素漂白檢測中表現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
富含酚類物質豆梨的水提物、醇提物以及揮發油在脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)刺激的RAW264.7細胞中能有效抑制一氧化氮、前列腺素E2和白細胞介素-1β等的釋放[20]。秋子梨的乙酸乙酯提取物能調節LPS(10 μg·mL-1)刺激的RAW264.7細胞中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[21]。
2.3 抗菌活性
JIN等[22]研究發現梨幼芽組織的水提物對梨火疫病病原菌具有很強的抑制效果,通過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苯醌。SINGH等[23]發現西洋梨果皮的水醇提取物對金黃色葡萄球菌、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,同時證明了西洋梨對革蘭氏陽性和陰性都有抗菌作用。
2.4 抗癌活性
水果中所含的酚類和萜類化合物,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調節機體免疫功能有效抑制H22荷瘤小鼠腫瘤的生長,在100 mg·kg-1劑量下抑瘤率可達57.63%[24]。秋子梨的乙酸乙酯粗提物能有效抑制人肝癌細胞的增殖。在該粗提物進一步分離得到的8種化合物中,齊墩果酸被認為是秋子梨中具有抗腫瘤潛力的主要化學成分[19]。
2.5 其他活性
梨還具有抗肥胖、保肝護肝和止咳祛痰等功效。CHANG等[25]研究發現梨渣中的不溶性膳食纖維(Insoluble Dietary Fiber,IDF)能通過改善腸道菌群的結構來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,進而預防高脂飲食誘導的大鼠肥胖。400 mg·kg-1的西洋梨乙醇提取物可以有效保護CCl4誘導的小鼠肝細胞免受損傷[26]。烏英[27]研究發現香梨粗多糖能有效減少咳嗽頻次,促進痰液的排出,起到鎮咳化痰的作用。
3 梨在食品工業中的應用
目前,梨的消費主要以鮮食為主,加工產品多集中在梨汁、梨罐頭和梨酒等。李明初等[28]以新梨7號和南果梨為原料開發了口感獨特的混合梨汁。吳江娜等[29]通過乳酸菌發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開發了金秋梨罐頭。黃京波等[31]采用生裝工藝開發了雪花梨罐頭,獲得了廣大消費者的好評。此外,LI等[32]采用天然非釀酒酵母菌株與釀酒酵母混合發酵制成庫爾勒香梨酒,其香氣特征比單獨接種釀酒酵母的梨酒更豐富。梨醋是在梨酒的基礎上,借助醋酸菌進一步發酵得到的產物,含有豐富的有機酸,此產品因其獨特的風味以及潛在的健康效益受到廣大消費者青睞,成功拓寬了梨醋的消費市場。為充分挖掘梨的營養功效,滿足人們對健康日益增長的需求,應進一步推動梨的深加工。
4 結語
梨中含有非淀粉多糖、酚類物質、氨基酸、維生素和礦物質等多種營養物質,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了梨在食品工業中的發展。隨著科技的進步和研究的深入,梨的營養成分及生物活性研究將迎來更加廣闊的發展空間。為了充分開發梨資源,未來的研究方向應集中于分離、純化梨中的生物活性物質,驗證其在體內的健康促進效果;識別梨活性物質的多靶點機制;將梨活性物質與常用藥物結合,用于協同預防或治療目的以及促進梨食品和非食品產品的多樣化發展,以期提升梨產品的市場競爭力,同時為食品科學領域帶來新的理論和應用知識,并推動梨的深加工和相關功能食品的開發。
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作者簡介:李智博(2004—),女,山東濟寧人,本科在讀。研究方向:食品質量與安全。