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摘要 对显齿蛇葡萄的植物学特征、研究现状、果实的营养价值进行了综述,并重点对其果实植物油的提取工艺进行分析比较,同时对显齿蛇葡萄果实的开发利用价值研究进行展望。
关键词 显齿蛇葡萄;营养价值;提取工艺;开发利用
中图分类号S663.1文献标识码A文章编号0517-6611(2014)29-10294-02
作者简介陈雁梅(1990- ),女,山东曹县人,硕士研究生,研究方向:林业工程。
显齿蛇葡萄(Ampelopsis grossedentata)为葡萄科蛇葡萄属的一种野生藤本植物[1],其生长区域主要在我国长江流域以南,如广东、广西、贵州、湖南、云南、福建、江西、湖北等省区[2],多生长在海拔400~1 300 m的山地,海拔200 m以下也有其生长,适应性很强。
1显齿蛇葡萄的植物学特征
显齿蛇葡萄为木质藤本。根细长纤维状,有些弯曲。茎攀援,分枝,表面有纵棱,无毛,节膨大。卷须且2分叉,弯曲,相隔2节间与叶对生[3]。叶为双回羽状复叶,叶柄长达1.5~3.0 cm,托叶早落,枝上端叶几乎无柄,顶端小叶有柄,侧边小叶无柄,叶双面均无毛。叶腋或枝端生聚伞花序,且与叶对生;花粤盘状,直径2.2 mm;花瓣为5片,形状为长圆形,雄蕊为5枚,花盘为浅杯状。果是浆果接近球形,成熟时接近紫黑色,其直径为3~6 mm,开花期为6~9月,果期为7~11月[4]。
2显齿蛇葡萄的研究现状
显齿蛇葡萄的主要活性成分是黄酮和二氢杨梅素,其具有消炎、镇痛、止咳、祛痰、抗氧化、抑菌、抗高血压、降血糖、消脂,保肝护肝、解酒、抗肿瘤等多重功效。近年来,市场上常见以显齿蛇葡萄提取物(黄酮、二氢杨梅素)为原料加工的食品、保健品和药品。
显齿蛇葡萄的茎叶除了可以加工为茶外,其深加工产品主要有藤茶含片、藤茶饮料、藤茶果冻等。藤茶虽然有保健功能,但冲泡饮用受一定的限制,为了便于服用,张雁等将其提取物制成含片,该含片以山梨糖醇、藤茶浓缩汁、低聚异麦芽糖和麦芽糖醇为主要原料,可以制成低热量、有保健功能的藤茶含片[5]。张雁也对藤茶果冻进行了研制[6],将藤茶的保健功能同果冻的爽滑口感有机地结合起来,将藤茶茎叶通过筛选、粉碎、浸泡、过滤、浓缩等工艺制成浓缩汁,配以山梨糖醇、柠檬酸、麦芽糖醇、明胶、琼脂等调配均匀,最后杀菌、装罐、冷却即得藤茶果冻成品。潘利华等用藤茶茎、叶,配以薄荷、花椒和甘草得到具有特色的藤茶饮料成品[7]。易诚等将藤茶通过热水浸提,过滤,加蔗糖、食盐、柠檬酸调配,添加β环状糊精和单宁酶,经过排气、杀菌、装瓶、冷却等工序,同样得到色香味俱佳的藤茶饮料成品[8]。
显齿蛇葡萄的功效越来越得到消费者认可,但国内外对其的研究主要集中在茎叶上,而显齿蛇葡萄在种植3年后,会结出果实。目前还没有对其果实的开发利用研究,不仅造成了大量的资源浪费,而且降低了农户和企业的经济效益,因此迫切需要对其进行开发利用。
3显齿蛇葡萄果实的价值
张妮等对显齿蛇葡萄种子脂肪酸进行GCMS分析,结果显示种核中不饱和脂肪酸含量较高,其中亚油酸含量为75.37%[9],该脂肪酸具有多种功效,能够预防心脑血管疾病、降血脂、抗氧化、抗肿瘤、降低动物和人体甘油三酯以及胆固醇,提高骨骼密度、抗动脉粥样硬化及防治糖尿病等多种重要生理功能活性;发育及妊娠、人体生长,特别是肾和皮肤的发育完好性及分娩活动对其有很强的依赖性。亚油酸在脑功能正常发挥及脑的信息传递中起着重要作用,还能防止皮肤干燥为鳞屑肥厚和皮肤细胞代谢紊乱等病变[10-11]。
周耀采用高效液相色谱法测定显齿蛇葡萄的老叶、成熟叶、嫩叶、果实、愈伤组织、悬浮培养液中的二氢杨梅素含量[12]。老叶、成熟叶、嫩叶、果实、愈伤组织、悬浮液中的二氢杨梅素含量分别为:13.337%、13.709%、25.528%、6.255%、11.616%、0.829%。从数据中可以看出,显齿蛇葡萄果实中的二氢杨梅素含量还是相当多的,二氢杨梅素具有消炎、镇痛、止咳、祛痰、抗氧化、抑菌、抗高血压、降血糖、消脂,保肝护肝、解酒,抗肿瘤等多重功效。
4显齿蛇葡萄果实植物油的提取
我国植物油产业的油源作物既有大豆、油菜、花生这些大宗油料作物,也有向日葵、芝麻、胡麻、山茶等小宗油料作物,还有非油料作物棉花、玉米、稻谷等。除此之外,还有一些水果籽油如番茄籽油、葡萄籽油、猕猴桃籽油、苹果籽油、黑莓籽油、火棘籽油、杏仁油等。植物油的提取方法,主要包括压榨法、有机溶剂萃取法、水酶法、超临界流体萃取法。
4.1压榨法压榨法是借助外力的挤压,将油脂从油料中挤出的方法。该方法具有悠久的历史,在很久以前人类就利用此方法生产油脂。
工艺优缺点:压榨法适应性很强,工艺流程简单,需要的设备简单易于维修,生产规模易于控制,适合多种植物油的生产,压榨法生产油,不添加任何有机溶剂,这就使得生产出的油品质好、安全。但此方法存在出油率低的缺点,这就造成生产效率低,大量的资源浪费。因此,现在很少采用该方法提取植物油。
4.2有机溶剂萃取法有机溶剂萃取法是最常用的方法。利用有机溶剂将原材料中脂肪分离提取出来,经过除去有机溶剂得到粗油。其基本原理就是脂肪与水不相溶,但是能够溶于一些有机溶剂中。李思睿在有机溶剂萃取条件下,研究了黑莓籽油的萃取工艺,得出最佳工艺为液料比4∶1、30 ℃、4 h,最大萃取率为27.14%[13]。梁锐采用正己烷为提取剂提取南美白对虾下脚料中的油脂,最佳工艺条件为3.5 h、溶剂用量7 ml/g、62.5 ℃[14]。于宝成等采用有机溶剂萃取法对葡萄籽油的制取进行了研究,他认为预处理是有机溶剂萃取的关键,并得出最佳萃取条件为:葡萄籽软化时的水含量为19%~20%,预处理时间为45 min,加热温度为85 ℃[15]。但是有机溶剂萃取法的不足为:与蛋白质结合的脂肪不能萃取出来,这就造成了萃取率低的问题。王敬勉等采用脱壳和一次性浸出制取油工艺,不但提高了油脂的出油率,而且还能使油饼中的纤维素含量降低,蛋白质含量提高,从而大大增加油饼中的营养价值,提高了出油率[16]。董海洲等采用浸提的方法提取葡萄籽油,结果表明最佳提取工艺条件为:正己烷为浸提剂,葡萄籽粒度为60目、含水量为7%,料液比为1∶6 g/ml,温度65 ℃,浸提时间3 h[17]。王馥等也是采用浸提的方法提取葡萄籽油,最佳工艺为:浸提剂采用的是石油醚,葡萄籽粒度为60目、含水量7.0%、料液比1∶7 g/ml、温度70 ℃、浸提时间4 h[18]。同是溶剂萃取法,董海洲和王馥的最佳工艺不同,其原因可能是二者所利用的材料来源、仪器设备不同。 4.3水酶法水酶法制得的油品质很好,不存在溶剂残留的问题。随着生物制酶成本的降低,水酶法制油得到很大的发展。于修烛采用水酶法对苹果籽油进行了提取,优化工艺条件为:破碎度3 min、加水比1∶8、酶添加量0.8%、酶处理时间8 h,在此条件下的出油率为21.4%,冷榨条件下的出油率为18.3%,不仅增加了出油率而且提高了油的品质[19]。谢鑫对杜仲籽油进行水酶法提取,得出的最佳工艺为:采用碱性蛋白酶进行酶解,酶添加量1%、料液比1∶10(杜仲籽质量∶水的体积)、温度55 ℃、酶解时间3 h、pH 8.5的条件下酶解1次,得率在81%左右,并且所得的杜仲籽油清澈、透明、黄色,具有杜仲籽油独有的天然清香,各种理化指标均符合国际标准[20]。王旭采用水酶法对葵花籽油进行研究,通过正交试验得出的最佳工艺为:最佳用酶为中性蛋白酶,pH 5.5、酶用量1.2%、酶解时间4 h、料液比1∶7,油得率为81.25%,蛋白质平均收率为79.15%,所得的葵花籽油清澈透明、黄色、并有葵花籽香味,所得的葵花籽油理化性质均正常[21]。徐冰冰用水酶法提取紫苏籽油,筛选出碱性内切酶为酶制剂,并确定出最佳适合水酶法制取紫苏籽油的料液比为1∶4,并通过单因素优化出最佳工艺条件:酶的添加量为1.5%、pH 8.94、时间4.47 h、温度61.3 ℃,在此条件下,紫苏籽油地提取率为85.59%,蛋白质的提取率为73.43%[22]。
4.4超临界流体萃取法超临界流体萃取法属于溶剂萃取,利用超临界流体萃取油脂。该法与传统方法相比,具有操作温度低、产品质量好、分离效率高、无溶剂残留、无环境污染等优点。在1997年的时候,高彦祥采用超临界流体萃取技术进行萃取玉米胚芽油的工艺研究,并得出了最佳工艺参数,并与其他方法进行了对比[23]。白寿宁在一定的条件下萃取枸杞油,发现采用该方法能够使枸杞油收率提高[24]。孙爱东等系统研究了预处理、分离条件等在超临界状态下对月见草油萃取率的影响,并得出了最佳工艺参数[25]。近几年,葡萄籽油的开发利用也开始使用超临界流体萃取技术。唐韶坤等采用超临界CO2萃取法提取葡萄籽油,并重点探讨了萃取温度、压力、CO2用量对葡萄籽油产率的影响[26]。研究表明,萃取压力对葡萄籽油的产率具有较大的影响,并确定最佳的萃取工艺为:萃取温度55 ℃,萃取压力30 MPa,并且在此条件下的产率为9.71%。董海洲等也进行了超临界流体CO2萃取葡萄籽油的研究,主要研究了原料预处理、萃取压力、萃取温度、萃取时间和CO2流量对葡萄籽油萃取率的影响[27]。结果显示,在葡萄籽细度40目,水分含量4.52%,湿蒸处理,萃取压力28 MPa,温度35 ℃,CO2流容比8~9,萃取时间80 min的条件下,葡萄籽油的萃取率可高达90%以上。
5展望
目前还未见有关显齿蛇葡萄果实研究的报道,仅有个别农户采其果实自制果酒供饮用,在其成分研究和加工研究方面处于空白。因此,通过测定显齿蛇葡萄果实中的化学成分和初步以其果实进行植物油加工工艺的研究具有重要的现实意义,为显齿蛇葡萄的综合利用打下基础。显齿蛇葡萄具有良好的功效,提高显齿蛇葡萄的利用价值,具有较好的市场应用前景,对显齿蛇葡萄果实的研究将填补显齿蛇葡萄研究的空白。
参考文献
[1] 中国科学院植物研究所.中国高等植物图鉴(二册)补编[M].北京:科学出版社, 1983:349-356.
[2] 王文采.葡萄科的新农现[J].植物分类学报, 1979, 17(3):110-112.
[3] 刘建新,周天达.藤茶的生药学研究[J].中草药,1999,30(6): 459-463.
[4] 陈杖洲.野生天然类茶植物代用茶——野藤茶[J].广西热带农业,2003(3):27-28.
[5] 张雁, 张惠娜,张孝祺.藤茶保健含片的研制[J].中国野生植物资源, 2004(5):33-34.
[6] 张雁.显齿蛇葡萄保健果冻的研制[J].食品科技, 2002(7): 22-23.
[7] 潘利华,罗水忠.藤茶在软饮料中的应用研究[J].饮料工业, 2005(1): 37-38.
关键词 显齿蛇葡萄;营养价值;提取工艺;开发利用
中图分类号S663.1文献标识码A文章编号0517-6611(2014)29-10294-02
作者简介陈雁梅(1990- ),女,山东曹县人,硕士研究生,研究方向:林业工程。
显齿蛇葡萄(Ampelopsis grossedentata)为葡萄科蛇葡萄属的一种野生藤本植物[1],其生长区域主要在我国长江流域以南,如广东、广西、贵州、湖南、云南、福建、江西、湖北等省区[2],多生长在海拔400~1 300 m的山地,海拔200 m以下也有其生长,适应性很强。
1显齿蛇葡萄的植物学特征
显齿蛇葡萄为木质藤本。根细长纤维状,有些弯曲。茎攀援,分枝,表面有纵棱,无毛,节膨大。卷须且2分叉,弯曲,相隔2节间与叶对生[3]。叶为双回羽状复叶,叶柄长达1.5~3.0 cm,托叶早落,枝上端叶几乎无柄,顶端小叶有柄,侧边小叶无柄,叶双面均无毛。叶腋或枝端生聚伞花序,且与叶对生;花粤盘状,直径2.2 mm;花瓣为5片,形状为长圆形,雄蕊为5枚,花盘为浅杯状。果是浆果接近球形,成熟时接近紫黑色,其直径为3~6 mm,开花期为6~9月,果期为7~11月[4]。
2显齿蛇葡萄的研究现状
显齿蛇葡萄的主要活性成分是黄酮和二氢杨梅素,其具有消炎、镇痛、止咳、祛痰、抗氧化、抑菌、抗高血压、降血糖、消脂,保肝护肝、解酒、抗肿瘤等多重功效。近年来,市场上常见以显齿蛇葡萄提取物(黄酮、二氢杨梅素)为原料加工的食品、保健品和药品。
显齿蛇葡萄的茎叶除了可以加工为茶外,其深加工产品主要有藤茶含片、藤茶饮料、藤茶果冻等。藤茶虽然有保健功能,但冲泡饮用受一定的限制,为了便于服用,张雁等将其提取物制成含片,该含片以山梨糖醇、藤茶浓缩汁、低聚异麦芽糖和麦芽糖醇为主要原料,可以制成低热量、有保健功能的藤茶含片[5]。张雁也对藤茶果冻进行了研制[6],将藤茶的保健功能同果冻的爽滑口感有机地结合起来,将藤茶茎叶通过筛选、粉碎、浸泡、过滤、浓缩等工艺制成浓缩汁,配以山梨糖醇、柠檬酸、麦芽糖醇、明胶、琼脂等调配均匀,最后杀菌、装罐、冷却即得藤茶果冻成品。潘利华等用藤茶茎、叶,配以薄荷、花椒和甘草得到具有特色的藤茶饮料成品[7]。易诚等将藤茶通过热水浸提,过滤,加蔗糖、食盐、柠檬酸调配,添加β环状糊精和单宁酶,经过排气、杀菌、装瓶、冷却等工序,同样得到色香味俱佳的藤茶饮料成品[8]。
显齿蛇葡萄的功效越来越得到消费者认可,但国内外对其的研究主要集中在茎叶上,而显齿蛇葡萄在种植3年后,会结出果实。目前还没有对其果实的开发利用研究,不仅造成了大量的资源浪费,而且降低了农户和企业的经济效益,因此迫切需要对其进行开发利用。
3显齿蛇葡萄果实的价值
张妮等对显齿蛇葡萄种子脂肪酸进行GCMS分析,结果显示种核中不饱和脂肪酸含量较高,其中亚油酸含量为75.37%[9],该脂肪酸具有多种功效,能够预防心脑血管疾病、降血脂、抗氧化、抗肿瘤、降低动物和人体甘油三酯以及胆固醇,提高骨骼密度、抗动脉粥样硬化及防治糖尿病等多种重要生理功能活性;发育及妊娠、人体生长,特别是肾和皮肤的发育完好性及分娩活动对其有很强的依赖性。亚油酸在脑功能正常发挥及脑的信息传递中起着重要作用,还能防止皮肤干燥为鳞屑肥厚和皮肤细胞代谢紊乱等病变[10-11]。
周耀采用高效液相色谱法测定显齿蛇葡萄的老叶、成熟叶、嫩叶、果实、愈伤组织、悬浮培养液中的二氢杨梅素含量[12]。老叶、成熟叶、嫩叶、果实、愈伤组织、悬浮液中的二氢杨梅素含量分别为:13.337%、13.709%、25.528%、6.255%、11.616%、0.829%。从数据中可以看出,显齿蛇葡萄果实中的二氢杨梅素含量还是相当多的,二氢杨梅素具有消炎、镇痛、止咳、祛痰、抗氧化、抑菌、抗高血压、降血糖、消脂,保肝护肝、解酒,抗肿瘤等多重功效。
4显齿蛇葡萄果实植物油的提取
我国植物油产业的油源作物既有大豆、油菜、花生这些大宗油料作物,也有向日葵、芝麻、胡麻、山茶等小宗油料作物,还有非油料作物棉花、玉米、稻谷等。除此之外,还有一些水果籽油如番茄籽油、葡萄籽油、猕猴桃籽油、苹果籽油、黑莓籽油、火棘籽油、杏仁油等。植物油的提取方法,主要包括压榨法、有机溶剂萃取法、水酶法、超临界流体萃取法。
4.1压榨法压榨法是借助外力的挤压,将油脂从油料中挤出的方法。该方法具有悠久的历史,在很久以前人类就利用此方法生产油脂。
工艺优缺点:压榨法适应性很强,工艺流程简单,需要的设备简单易于维修,生产规模易于控制,适合多种植物油的生产,压榨法生产油,不添加任何有机溶剂,这就使得生产出的油品质好、安全。但此方法存在出油率低的缺点,这就造成生产效率低,大量的资源浪费。因此,现在很少采用该方法提取植物油。
4.2有机溶剂萃取法有机溶剂萃取法是最常用的方法。利用有机溶剂将原材料中脂肪分离提取出来,经过除去有机溶剂得到粗油。其基本原理就是脂肪与水不相溶,但是能够溶于一些有机溶剂中。李思睿在有机溶剂萃取条件下,研究了黑莓籽油的萃取工艺,得出最佳工艺为液料比4∶1、30 ℃、4 h,最大萃取率为27.14%[13]。梁锐采用正己烷为提取剂提取南美白对虾下脚料中的油脂,最佳工艺条件为3.5 h、溶剂用量7 ml/g、62.5 ℃[14]。于宝成等采用有机溶剂萃取法对葡萄籽油的制取进行了研究,他认为预处理是有机溶剂萃取的关键,并得出最佳萃取条件为:葡萄籽软化时的水含量为19%~20%,预处理时间为45 min,加热温度为85 ℃[15]。但是有机溶剂萃取法的不足为:与蛋白质结合的脂肪不能萃取出来,这就造成了萃取率低的问题。王敬勉等采用脱壳和一次性浸出制取油工艺,不但提高了油脂的出油率,而且还能使油饼中的纤维素含量降低,蛋白质含量提高,从而大大增加油饼中的营养价值,提高了出油率[16]。董海洲等采用浸提的方法提取葡萄籽油,结果表明最佳提取工艺条件为:正己烷为浸提剂,葡萄籽粒度为60目、含水量为7%,料液比为1∶6 g/ml,温度65 ℃,浸提时间3 h[17]。王馥等也是采用浸提的方法提取葡萄籽油,最佳工艺为:浸提剂采用的是石油醚,葡萄籽粒度为60目、含水量7.0%、料液比1∶7 g/ml、温度70 ℃、浸提时间4 h[18]。同是溶剂萃取法,董海洲和王馥的最佳工艺不同,其原因可能是二者所利用的材料来源、仪器设备不同。 4.3水酶法水酶法制得的油品质很好,不存在溶剂残留的问题。随着生物制酶成本的降低,水酶法制油得到很大的发展。于修烛采用水酶法对苹果籽油进行了提取,优化工艺条件为:破碎度3 min、加水比1∶8、酶添加量0.8%、酶处理时间8 h,在此条件下的出油率为21.4%,冷榨条件下的出油率为18.3%,不仅增加了出油率而且提高了油的品质[19]。谢鑫对杜仲籽油进行水酶法提取,得出的最佳工艺为:采用碱性蛋白酶进行酶解,酶添加量1%、料液比1∶10(杜仲籽质量∶水的体积)、温度55 ℃、酶解时间3 h、pH 8.5的条件下酶解1次,得率在81%左右,并且所得的杜仲籽油清澈、透明、黄色,具有杜仲籽油独有的天然清香,各种理化指标均符合国际标准[20]。王旭采用水酶法对葵花籽油进行研究,通过正交试验得出的最佳工艺为:最佳用酶为中性蛋白酶,pH 5.5、酶用量1.2%、酶解时间4 h、料液比1∶7,油得率为81.25%,蛋白质平均收率为79.15%,所得的葵花籽油清澈透明、黄色、并有葵花籽香味,所得的葵花籽油理化性质均正常[21]。徐冰冰用水酶法提取紫苏籽油,筛选出碱性内切酶为酶制剂,并确定出最佳适合水酶法制取紫苏籽油的料液比为1∶4,并通过单因素优化出最佳工艺条件:酶的添加量为1.5%、pH 8.94、时间4.47 h、温度61.3 ℃,在此条件下,紫苏籽油地提取率为85.59%,蛋白质的提取率为73.43%[22]。
4.4超临界流体萃取法超临界流体萃取法属于溶剂萃取,利用超临界流体萃取油脂。该法与传统方法相比,具有操作温度低、产品质量好、分离效率高、无溶剂残留、无环境污染等优点。在1997年的时候,高彦祥采用超临界流体萃取技术进行萃取玉米胚芽油的工艺研究,并得出了最佳工艺参数,并与其他方法进行了对比[23]。白寿宁在一定的条件下萃取枸杞油,发现采用该方法能够使枸杞油收率提高[24]。孙爱东等系统研究了预处理、分离条件等在超临界状态下对月见草油萃取率的影响,并得出了最佳工艺参数[25]。近几年,葡萄籽油的开发利用也开始使用超临界流体萃取技术。唐韶坤等采用超临界CO2萃取法提取葡萄籽油,并重点探讨了萃取温度、压力、CO2用量对葡萄籽油产率的影响[26]。研究表明,萃取压力对葡萄籽油的产率具有较大的影响,并确定最佳的萃取工艺为:萃取温度55 ℃,萃取压力30 MPa,并且在此条件下的产率为9.71%。董海洲等也进行了超临界流体CO2萃取葡萄籽油的研究,主要研究了原料预处理、萃取压力、萃取温度、萃取时间和CO2流量对葡萄籽油萃取率的影响[27]。结果显示,在葡萄籽细度40目,水分含量4.52%,湿蒸处理,萃取压力28 MPa,温度35 ℃,CO2流容比8~9,萃取时间80 min的条件下,葡萄籽油的萃取率可高达90%以上。
5展望
目前还未见有关显齿蛇葡萄果实研究的报道,仅有个别农户采其果实自制果酒供饮用,在其成分研究和加工研究方面处于空白。因此,通过测定显齿蛇葡萄果实中的化学成分和初步以其果实进行植物油加工工艺的研究具有重要的现实意义,为显齿蛇葡萄的综合利用打下基础。显齿蛇葡萄具有良好的功效,提高显齿蛇葡萄的利用价值,具有较好的市场应用前景,对显齿蛇葡萄果实的研究将填补显齿蛇葡萄研究的空白。
参考文献
[1] 中国科学院植物研究所.中国高等植物图鉴(二册)补编[M].北京:科学出版社, 1983:349-356.
[2] 王文采.葡萄科的新农现[J].植物分类学报, 1979, 17(3):110-112.
[3] 刘建新,周天达.藤茶的生药学研究[J].中草药,1999,30(6): 459-463.
[4] 陈杖洲.野生天然类茶植物代用茶——野藤茶[J].广西热带农业,2003(3):27-28.
[5] 张雁, 张惠娜,张孝祺.藤茶保健含片的研制[J].中国野生植物资源, 2004(5):33-34.
[6] 张雁.显齿蛇葡萄保健果冻的研制[J].食品科技, 2002(7): 22-23.
[7] 潘利华,罗水忠.藤茶在软饮料中的应用研究[J].饮料工业, 2005(1): 37-38.