藍靛果的營養價值與加工技術研究進展

李圣橈，李若萌，陳博樸，張 衛，周亞軍

（吉林大學食品科學與工程學院，吉林長春 130062）

藍靛果，分布于中國吉林省長白山、黑龍江省大興安嶺地區、華北、西北等地，常生長于河岸、沼澤灌木或高山林下。果實為橢圓形，顏色為藍紫色，味道微酸，略帶苦澀。藍靛果營養豐富，具有較強的抗氧化活性，是一種世界珍稀、純天然的野生可食用漿果，開發前景十分廣闊。目前，藍靛果的加工產品主要有藍靛果果酒、藍靛果飲料等。藍靛果花青素的提取、純化、抗氧化性，以及如何提高穩定性等方面的研究引起相關學者的重點關注。

1 藍靛果的營養價值

藍靛果是一種世界珍稀、純天然的野生可食用漿果。Zholobova Z P[1]檢測出藍靛果富含維生素、礦質元素和其他生物活性物質；Azin L A等人[2]檢測出其果實中碳水化合物、有機酸及多元醇含量分別以葡萄糖、檸檬酸及山梨糖醇為最多；Anikina E V等人[3]鑒定出果實內含3種檸檬酸酯類物質且發現了苦味物質；Vereshchagin A L[4]認為藍靛果中苦味物質是3種蘋果酸酯，其中含量最多的是二丁基蘋果酸酯；許雙慶[5]檢測出藍靛果干物質中微量元素含量，果汁中維生素、各種糖分及總糖含量；齊桂元等人[6]測定出藍靛果果實中含16種氨基酸；李淑芹等人[7]對藍靛果原汁和藍靛果酒的營養學研究表明，藍靛果中的VPP含量高出水果近100倍[8]。研究表明，藍靛果抗氧化活性較強，對過氧化氫、過氧自由基、羥基、超氧自由基有較高的氧自由基吸收能力[9]；藍靛果提取物花色苷包含的葡萄糖苷和蕓香糖苷，飛燕草素和芍藥素，以及矢車菊素和芍藥素糖苷并未在其他漿果中有所發現，使得藍靛果相比于藍莓等其他漿果具有更高的抗氧化能力[10-11]。除此之外，藍靛果具有抗氧化、抗癌、抗突變等功能[12]，是目前所發現的最強自由基清除劑，也說明花青素對健康具有的潛在益處[13]。由于合成色素的安全問題，花青素作為天然食品著色劑獲得廣泛關注[14-15]，引起國內外學者對藍靛果的進一步研究。

2 藍靛果加工技術研究進展

2.1 藍靛果制品

隨著野生藍靛果開發利用研究的深入，藍靛果的營養價值及保健醫療價值逐漸被重視起來，同時因為人們很難接受藍靛果的苦澀味，所以必須經過加工才能產生最大價值與經濟效益，促進了藍靛果產業的快速發展。目前，市場中藍靛果制品大多為藍靛果果酒、果醬、飲料、果粉、藍靛果乳制品、藍靛果休閑食品等。

2.1.1 藍靛果果酒

近年來，很多學者對藍靛果果酒的工藝及其營養成分和功能特性進行大量研究。薛桂新等人[16]研究了2種酵母對藍靛果果酒理化特性的影響；黃祥童等人[17]篩選出藍靛果酒最佳發酵工藝條件與產品配方；包怡紅等人[18]通過色澤、澄清度、香氣、口感和風味改進確定藍靛果酒最佳的調配方案；關瑩等人[19]采用正交試驗對發酵條件優化確定藍靛果酒最佳釀造工藝；薛桂新[20]研制出營養豐富、具有保健功能的藍靛果藍莓復合果酒；楊旭等人[21]采用頂空固相微萃取和氣相色譜-質譜聯用技術對果酒香氣成分進行深入探討，篩選出最佳工藝；孫廣仁等人[22]研究分析藍靛果酵母發酵特性，為藍靛果高酸果酒的研制開發奠定堅實的基礎；Chang K等人[23]以新鮮藍靛果為原料，加糖和亞硫酸鹽發酵，證明裝有新鮮原料的木桶在地窖中發酵效果較好，在發酵過程中用亞硫酸鹽處理的效果優于乙醇的作用并確定最佳發酵工藝。

2.1.2 藍靛果果醬

藍靛果果醬也有一些研究報道。陳麗杰等人[24]以藍靛果和櫻桃為原料添加發酵工藝制得醇香適宜的發酵型復合果醬；岳曉霞等人[25]以藍靛果為原料加蘋果不經發酵工藝制得了風味獨特的復合果醬；黃祥童等人[26]經打漿、調配、濃縮等加工工藝成功研制出營養豐富的低糖果醬。

2.1.3 藍靛果果汁

藍靛果果汁飲料在國內近年也有很多研究報道。張雁南[27]采用調配、脫氣均質等工藝，添加一些添加劑制得了口感較好的藍靛果果汁飲料；邱紹婕等人[28]以化療后的小白鼠為研究對象，探討了藍靛果果汁對其產生的影響；姚月梅等人[29]研究發現不同濃度的發酵藍靛果果汁具有廣譜抗菌作用；郭慶啟等人[30]通過對藍靛果果汁主要成分的研究，提出保護花青素的措施；岳曉霞等人[31]以藍靛果為原料篩選出了制作固體復合飲料的最佳配方；李鉉軍[32]選取藍靛果、紅棗，從營養、保健方面研制出了色香味俱全的復合保健飲料。

2.1.4 藍靛果休閑食品

隨著人們生活水平的提高，新型天然保健食品進入人們生活。藍靛果富含葡萄糖、山梨糖醇等成分，是理想的天然綠色保健營養食品[33]。市場上的藍靛果休閑食品有果干、果脯、果凍、膨化脆片等。劉成海等人[34]研究藍靛果脆片的微波真空膨化工藝參數對其質構特性的影響，篩選出制作藍靛果脆片的最佳條件；付榮霞等人[35]探討了藍莓、藍靛果乳酸菌飲料的最佳工藝配方；孫宇等人[36]成功研制了產品質量好、便于貯藏的藍靛果果粉；劉艷霞等人[37]制得了組織狀態良好、風味獨特的藍靛果酸奶；曹陽[38]以藍靛果果汁、紅棗果肉為主要原料，成功研制出口感爽滑的藍靛果紅棗果凍。

目前，藍靛果的缺點在于其苦澀口味導致原料只能加工利用不適宜直接食用，但因其純天然、營養價值高、花青素豐富等優點仍受到人們的青睞，用其加工的果汁、果酒、酸奶等食品已經融入人們的生活，藍靛果也通常與其他食品結合，營養價值更高，生產趨于產業化。

2.2 藍靛果花青素研究進展

藍靛果花青素研究中包括提取技術、純化技術、改性技術、檢測技術和新技術應用等方面內容。

(3)資源整合。資源整合是指運用最少的資源創造出最大價值，即資源利用率的大幅度提升。新創企業因其創立時間短、規模小等限制因素導致其資源的可能性匱乏，資源的高效利用對新創企業來說顯得格外重要。在“三只松鼠”的核心戰略中對速度的追求是永恒的，無論是堅果從樹枝到消費者嘴里的速度，還是消費者購買到收貨的速度，速度的追求更是對產品新鮮度和消費體驗的追求，運用最少的資源追求更高的品質，讓堅果更好吃。運用大數據和智能機器使物流倉儲實現高端智能化，提高單位容積的倉儲效能，提高物流效能，提高貨品的周轉速度，資源利用率的提高將進一步提升消費者體驗，同時也提升了企業的核心競爭力。

2.2.1 藍靛果花青素的提取技術

國內外學者對花青素的提取進行了大量研究，最常用的是有機溶劑提取法，但為了提高花青素的提取率，縮短提取時間，最大限度保持提取物的品質，逐漸發展出了一些輔助方法，包括酶法提取、微波提取、超聲波提取、超臨界流體萃取、加壓溶劑萃取、高壓脈沖電場提取及超高壓提取等技術。

研究人員對花青素的提取進行了頗多研究。馬養民等人[39]采用乙醇提取法提取藍莓中的花青素，并對其提取條件進行優化；靳學遠等人[40]研究了超高壓技術提取番茄渣中番茄紅素，通過正交試驗進行優化；Xianzhe Zheng等人[41]利用微波法輔助提取藍莓粉末中花青素，并對其特性和提取參數進行研究，Seabra I J等人[42]研究發現CO2超臨界流體萃取可提高自然干燥接骨木果渣中花青素含量；Pap N等人[43]以黑加侖果渣為原料，采用微波輔助提取法提取花青素，取得了良好的效果；李金星等人[44]對超聲波輔助提取藍莓果渣的工藝條件進行研究，確定了最佳提取工藝；田密霞等人[45]利用響應面分析法對藍莓花青素的超臨界二氧化碳萃取工藝進行優化，獲得了很好的效果。

綜上所述，傳統的有機溶劑提取法很難將植物中的花青素充分萃取，且耗時長、效率低。而新型提取方法很大程度上克服了傳統工藝的缺點。超聲波輔助提取法縮短時間，減少提取溶劑用量，二氧化碳萃取法無毒環保。這些新技術不僅省時環保，還提高了花青素得率。但仍需要進一步研究，獲取更多耗時少、產量高的新技術工藝。

2.2.2 藍靛果花青素純化技術

許多學者對花青素的分離純化進行了研究，趙平等人[46]研究發現AB-8型樹脂對葡萄籽原花青素的吸附屬于外擴散控制過程，符合Langmuir吸附等溫方程；李綺麗等人[47]采用AB-8型大孔樹脂和聚酰胺柱對紅蓮外皮原花青素粗提物進行2次純化，并對純化物進行成分分析和結構鑒定；劉雪輝等人[48]經大孔樹脂和HSCCC分離純化得到玫瑰茄花萼花色苷，通過鑒定確定其成分為飛燕草素糖苷和矢車菊素糖苷；Xiaoxi Wang等人[49]利用柱層析法純化黑豆罐頭廢水中花青素，結果表明Sp700有較好的吸附解析效果，更適合黑豆罐頭廢水花青素的純化；Jian He等人[50]應用陽離子交換/反相結合固相萃取技術，分離花青素物質，增加純度，降低成本。

花青素的純化方法類型較少，多為傳統純化方法，存在操作復雜、效率低、造價高、純化產物純度不夠等缺點，仍需研究探索高效提取花青素的新方法。

2.2.3 藍靛果花青素的改性技術

花青素是不穩定的物質，它們被輔色素保護著，在加工過程和食物的烹調中發生各種轉化，包括產生淺黃色或褐色的色素[51]。目前主要方法包括微膠囊技術改性和化學方法改性。微膠囊技術是將花青素包埋在一種微型膠囊內，目的是保護被包裹物質，使之與外界環境隔絕，從而最大限度地保持花青素的原有特性。高慶超等人[52]對青稞β-葡聚糖荷載黑枸杞花青素微膠囊溶液抗疲勞功能進行了試驗并評價；常應九等人[53]對黑枸杞微膠囊溶液抗氧化性功能進行了評價；紀秀鳳等人[54]利用紅樹莓籽低聚原花青素進行了微膠囊制備工藝優化及其穩定性分析的試驗；李飛等人[55]進行了紫薯花青素微膠囊工藝研究。

目前，有關花青素改性的相關試驗和方法相對較少，且微膠囊技術具有一定的局限性，需要優化。但由于花青素營養價值高但不穩定，使花青素改性研究特別重要，亟待進一步深入研究。

2.2.4 藍靛果花青素的檢測技術

花青素作為天然食用色素安全、無毒，具有抗氧化、增強免疫、降血脂、抗炎、抗癌等功效，在食品、醫藥等領域得到廣泛應用。因此，建立快捷、高效的花青素檢測方法十分必要。目前，常用的花青素定量方法有高效液相色譜法和紫外分光光度法。

翦祎等人[56]為了能快速、經濟地測量花青素含量，利用單一pH法、pH示差法和差堿法3種方法對比分析；霍琳琳等人[57]以桑葚為原料，比較了直接分光光度法和pH示差分光光度法2種方法測定總花色苷含量的差異，篩選出直接分光光度法是一種簡便、準確的花青素含量測定方法；陳瓊等人[58]對單一pH法和pH示差法對茶樹芽的花色苷進行測量，并對其結果進行對比分析，篩選出pH示差法具有較好的效果；陳亮等人[59]以紅樹莓為原料，建立了HPLCDAD-ESI-MS技術測定花青素含量的方法，測得紅樹莓的花色苷含量并對其成分進行分析；劉旭等人[60]以高光譜成像技術建立了測定葡萄果皮花青素含量的方法；Ishikawa F等人[61]以藍莓為原料，采用分光光度法對其花青素含量進行測定；Kusznierewicz B等人[62]以藍莓花青素為研究對象，通過高效液相色譜法對花青素成分進行了詳細的驗證分析。

所以，通過各種方法的比較，高效液相色譜法轉屬性強、準確，但是所需時間長。而紫外分光光度法快速，但是專屬性不強、不夠準確。但二者原理不同，達到目的不同。

2.2.5 藍靛果花青素抗氧化性

花青素很容易被氧化，抗氧化活性較好，目前國內外常用的評價花青素等活性物質體外抗氧化能力主要包括DPPH自由基清除能力、總還原能力、抑制脂質過氧化能力等。

薛紅瑋等人[63]通過各種方法對花色苷的抗氧化活性進行檢測，為進一步研究花色苷類色素的抗氧化活性提供便利；Jie Zheng等人[64]利用HPLC-DAD和HPLC-ESI-MS方法測定黑枸杞中花青素的成分和含量，并通過DPPH，ABTS，FRAP等評價其抗氧化活性；Yun Deng等人[65]通過檢測3個不同成熟階段藍莓葉中提取物成分，得出藍莓葉在抗菌和抗氧化活性方面表現出具有應用潛力；Lihua Zhang等人[66]從石榴花中提取、分離花青素，并用DPPH和ABTS等方法評價其抗氧化活性，結果顯示，天竺葵色素-3-葡萄糖苷具有較高的抗氧化活性。

在國外，Vancessa Rios de Souza等人[67]研究黑莓、覆盆子、草莓、甜櫻桃和藍莓中的化學成分并測定其抗氧化活性，驗證了氣候相同的水果化學性質相似；Reque P M等人[68]研究發現藍莓果和果汁在冷藏過程中花青素抗氧化活性穩定變化，花青素發生降解。

綜上所述，花青素在機體內抗氧化去除自由基。而清除DPPH能力的測定的方法對花青素來說較簡單，可通過測定吸光度的變化來評價樣品對DPPH自由基的清除效果。

2.2.6 新技術在藍靛果花青素提取中的應用

目前超聲波-微波技術、高壓脈沖電場技術和超高壓技術新技術主要用在花青素的輔助提取工藝中。高壓脈沖電場目前應用于殺菌、解凍等方面，在藍靛果的加工過程中輔助提取花青素。超高壓技術主要應用于超高壓滅菌、殺毒及保鮮和提取物質等方面。

程海濤等人[69-70]利用超聲波-微波技術從蛇皮果中提取出花青素，并在葡萄籽中提取出花青素；馬超等人[71]利用超聲波-微波從藍莓果渣中提取花青素，并探究最佳優化工藝；劉常金等人[72]利用該技術從丁香中提取出抗氧化物質，提高了效率；張燕等人[73]對多種工藝下提取的花青素的品質進行比對，結果表明高壓脈沖電場輔助工藝更加有利于質量的保證；李月明[74]利用該技術提取山葡萄籽中的花青素；杜月嬌等人[75-76]利用多種超高壓技術提取“雙紅”山葡萄花青素，并對該工藝進行了優化。

超聲波-微波技術作為一種新型工藝提取率高于傳統有機溶劑萃取，具有耗料少、提取量大等優點，但操作復雜、能耗過大且操作過程中容易產生高溫，會對花色苷品質等方面造成影響。高壓脈沖電場技術具有簡便、重復性好、效率高、各項參數易調控等優點。但該技術成本較高，難以實現大范圍推廣和應用。超高壓技術在藍靛果的加工中，能夠較好地保持被加工食品的營養品質、風味、色澤和新鮮程度，有著縮短時間、提高產率等優點，但是我國對新型技術的研究仍不成熟，需要進一步研究。

3 藍靛果制品開發中存在的主要問題

近幾年，國內外學者對藍靛果加工及其花青素產品開發做了大量的工作，仍然存在一些亟待解決的問題：①關于藍靛果功能性成分具有抗氧化、抗衰老和抗腫瘤等生理功能還需研究探索；②目前藍靛果還沒有被大規模加工和利用，需要各相關單位、科研院所及各大高校加強藍靛果產品的科研開發，并將科研成果轉化使藍靛果加工產業發展起來；③藍靛果沒有被廣泛重視，在其育種方面的研究較少，大多停留在對野生種質資源的開發利用方面，品種的單一嚴重制約了藍靛果的生產推廣與產業化開發，因此重視其品種創新、生產管理技等問題術是十分必要的。

4 結語

野生藍靛果綠色天然、營養豐富，加工后可制成果酒、果醬、飲料、果粉和休閑食品。藍靛果富含花青素等營養保健成分，通過高壓脈沖電場與高新技術輔助提取、純化和精制而制得，可廣泛應用于醫藥、保健食品等領域，具有廣闊的應用開發前景。