羅 蓮 葉 萌 林 靜 陳安均莫漢儒 余建兵 劉興艷
(1. 四川農業(yè)大學食品學院,四川 雅安 625000;2. 四川農業(yè)大學林學院,四川 成都 610000;3. 四川省樂山市沐川縣沐溪鎮(zhèn)農業(yè)綜合服務中心,四川 樂山 614000;4. 四川蜀塬騰農業(yè)科技有限公司,四川 樂山 614000)
金銀花為忍冬科植物忍冬的干燥花蕾或帶初開的花,屬于多年生半常綠纏繞及匍匐莖的灌木[1],其基原只有忍冬一種,區(qū)別于金銀忍冬、藍靛果忍冬和山銀花等忍冬科植物[2]。金銀花一年花開3~4次,4—6月為第一茬花,占全年產量70%左右[3]。其花蕾外形上粗下細,略彎曲,長2~3 cm,花初開為白色,1~2 d后因類胡蘿卜素含量急劇增加而轉變?yōu)辄S色[4],根據(jù)其顏色和外形,通常被分為青蕾期、二白期、銀花期和金花期4個主要時期。其果熟期較晚,在10—11月,果實形狀為圓形或橢圓形,長約3 mm,成熟時為藍黑色[5]。金銀花對于生長環(huán)境的耐受性較高,主要歸因于其富含酚類物質[6],最高生長海拔可達1 500 m,山東和河南為金銀花的主要產區(qū)。金銀花富含多種生物活性物質,具有調節(jié)血糖[7]、抗氧化、抗腫瘤和抗病毒[8]等功效,其功能性成分的積累受產地[9]、海拔、品種[10]及加工方式等影響。文章擬對近些年金銀花所含的活性成分、干制加工、功能性成分的提取和加工產品現(xiàn)狀進行概述,以期為金銀花的進一步研究提供依據(jù)。
金銀花中酚類化合物含量占比較高,主要以游離態(tài)、酯化態(tài)和不溶性結合態(tài)形式存在。Chen等[19]發(fā)現(xiàn)金銀花中總酚含量高達66.99 mg GAE/g DW,高于桃仁和檸檬等花卉。金銀花酚酸類物質中,綠原酸含量最高,是評價金銀花質量和品質的標志性物質,其在葉的各個時期變化不大,而在花的三青期可達最高值33.37 mg/g[20]。鄰二羥基是綠原酸特有結構,其可形成分子內氫鍵,降低體系能量,使自由基更穩(wěn)定,從而極大地增強了其抗氧化能力。蘇萌萌等[21]研究發(fā)現(xiàn),綠原酸對熒光假單胞菌和腐生葡萄球菌最小殺菌質量濃度為5 mg/mL,其通過破壞菌體細胞膜,改變膜電位,進而使內源物質發(fā)生泄漏和溶解實現(xiàn)抑菌。Wu等[22]通過代謝組學分析發(fā)現(xiàn),綠原酸(CGA)脅迫是通過誘導三羧酸(TCA)循環(huán)和糖酵解使細胞內代謝失衡來抑制枯草芽孢桿菌。
金銀花中揮發(fā)油主要包括芳樟醇、棕櫚酸酯、亞油酸等[23],其精油具有自然清新的花香,較為明顯的清甜香,并伴有較弱的青滋感和酸香[24]。張文文等[25]發(fā)現(xiàn)金銀花與葉均能顯著促進小鼠淋巴細胞的轉化,以增強小鼠的免疫能力。Rahman等[26]發(fā)現(xiàn)金銀花精油和金銀花葉乙醇提取物對革蘭氏陽性菌的抑菌效果優(yōu)于革蘭氏陰性菌,主要是因為革蘭氏陰性菌細胞壁中脂多糖可阻止疏水性油的滲透并避免精油在靶細胞膜中的積累。
環(huán)烯醚萜苷類是金銀花中主要的水溶性成分,是由環(huán)戊烷并吡喃環(huán)基本骨架的單萜類化合物與糖結合成苷的一類化合物[27],主要包括馬錢苷、當藥苷/獐牙菜苷和馬錢苷酸等。環(huán)烯醚萜苷類化合物的結構有閉環(huán)環(huán)烯醚萜苷類、裂環(huán)式環(huán)烯醚萜苷類和聚合環(huán)烯醚萜苷類3種,其特征性斷裂途徑有RDA裂解和一氧化碳、甲醇的損失以及與氮位的連接[28]。楊少青[29]發(fā)現(xiàn)龍膽苦苷與梔子苷兩種環(huán)烯醚萜苷可以通過抑制糖異生關鍵酶PEPCK和G6Pase的轉錄與表達來實現(xiàn)對糖生成的抑制,從而對血糖起到調節(jié)作用。Zhang等[30]對金銀花中抗流感物質進行了篩選,共鑒定出126種物質,包括70種環(huán)烯醚萜苷,其中10種含氮環(huán)烯醚萜苷類化合物被認為是抗流感病毒的潛在新化合物。
新鮮金銀花因含水量較高,極易發(fā)生不同花期的轉變和氧化褐變,不易運輸和貯藏。干燥過程中,受熱不均或干燥時間過長都會造成金銀花顏色不一和活性物質損失,甚至影響金銀花藥性。干燥速率、產品最終外觀性狀和成分的保留量是對干燥方式優(yōu)劣的直接判斷。
傳統(tǒng)的干燥方式有陰干、曬干和熱風干燥等[31],相比于陰干和曬干受場地和自然因素的限制,以及耗時長的問題,烘干更適用于金銀花的干燥[32]?,F(xiàn)代干燥技術有真空冷凍干燥、變溫干燥、氣調干燥、遠紅外干燥和微波干燥等。以多糖含量為指標,殺青干燥較冷凍干燥、硅膠陰干、曬干和烘干更適合于金銀花干燥[33]。聯(lián)用干燥技術有熱泵遠紅外干燥技術、真空冷凍干燥技術和氣調熱泵干燥技術[34-35]等。聯(lián)用干燥技術可以更好地保留金銀花成分,如現(xiàn)代干燥技術結合殺青技術可以更好地保存金銀花中蘆丁、綠原酸、木犀草素和異綠原酸C等成分,并且性狀外觀更符合金銀花原本特征,主要是由于殺青可以瞬時高溫滅活各類酶的活性[36]。朱玉麗等[37]發(fā)現(xiàn),與單獨微波干燥相比,熱風與微波結合使得金銀花的外觀品質、活性成分含量和效率都更高。目前,通過成分保留量來比較各種烘干方式的效果見表1。
表1 金銀花干燥方式的比較Table 1 Comparison of drying methods of Flos Lonicerae
提取是金銀花用于生產茶類飲料的重要加工單元,功能性成分的提取率直接影響最終產品的保健價值[19]。綠原酸因在金銀花中占比高達3%~5%,且兼具多種生物活性,常被作為金銀花提取率的考察標準。CGA是熱敏性化合物,對光熱敏感,易氧化損失,選擇合適的提取方法,對其保留至關重要。
CGA的傳統(tǒng)提取方法有溶劑提取法[40]、回流法和索氏提取法等,回流法的提取率普遍比水提法高。物理提取法有微波提取法、超聲提取法和高壓提取法等。石艷賓等[41]得出綠原酸的最佳超聲提取工藝為乙醇體積分數(shù) 69%、料液比 1∶23 (g/mL)、超聲溫度 44 ℃、超聲時間 20 min,此時綠原酸提取率為6.20%。李華生等[42]優(yōu)化了加壓提取工藝,在優(yōu)化后的工藝條件下,綠原酸提取率可達39.7 mg/g。王鑫等[43]研究表明,回流法具有提取時間短、提取效率相對較高且綠原酸不易被破壞等優(yōu)點,優(yōu)化后的綠原酸提取率高達6.23%。生物酶法提取CGA具有綠色和專一性高的特點,并且可防止脂溶性色素的溶出[44],更有利于CGA的后續(xù)分離純化。將多種提取方式相結合,可以極大提高CGA的提取效率,朱國健等[45]發(fā)現(xiàn)超聲回流法在提取金銀花中CGA時,得率較回流法和超聲波法分別提高了7%和5%。
目前,金銀花茶類產品主要是涼茶類飲料和花茶。金銀花涼茶類飲料屬于植物草本飲料,即以國家允許使用的植物(包括可食用的根、莖、葉、花、果實)或其提取物的一種或幾種為原料,添加或不添加其他食品原輔料和(或)食品添加劑,經加工制成的飲料[46],按其類別可分為原汁飲料和復合飲料?;ú栌址Q香片、熏花茶和窨花茶,是中國特有的再加工茶類,是采用茶用香花與茶坯窨制而成的一類再加工茶。
金銀花涼茶類飲料富含多種生物活性物質,兼具清熱解毒、抗流感和抗氧化等功能,但在加工過程中會遇到雜質沉淀、變色和口感不佳等問題,從而影響產品品質。劉程[47]研究發(fā)現(xiàn),金銀花飲料的沉淀問題是多種因素綜合作用的結果,當體系中蛋白質含量較低,而酚類物質含量較高時,蛋白質表面會形成疏水層,從而出現(xiàn)蛋白質析出沉淀現(xiàn)象。pH值、金屬離子和綠原酸類化合物氧化會導致金銀花水提液變深變綠,堿性條件下,綠原酸呈解離態(tài),木犀草素因含有多個酚羥基,在水中呈微弱酸性,能夠與鈣、鐵、鎂等金屬離子形成有色絡合物。蘭雪萍等[48]通過添加D-異抗壞血酸鈉,有效減緩了金銀花提取液顏色的變化。暢麗萍等[49]研究表明,金銀花烘青綠茶復合飲料的最佳工藝參數(shù)為金銀花和烘青綠茶提取液的混合體積比為1∶1、白砂糖添加量為10.5 g/100 mL、檸檬酸添加量為0.13 g/100 mL、L-抗壞血酸添加量為0.10 g/100 mL,海藻酸鈉添加量為0.16%,此條件下的產品湯色黃綠且澄清透明,具有烘青綠茶和金銀花特有的香氣,并且滋味鮮爽可口,穩(wěn)定性良好。
花茶具有良好的發(fā)展前景,開放后的金銀花香氣清雅純正、芳香撲鼻,非常適合窨制花茶,其核心工藝為“窨花”。練學燕[50]比較了三窨一提與四連窨兩種工藝對金銀花窨制綠茶和紅茶的品質影響,得出三窨一提工藝所制金銀花茶香氣、湯色品質更優(yōu),金銀花與綠茶適配性更佳,同時冷藏相比于常溫更有利于防止香氣的損失。后續(xù)可對其窨制工藝中茶培的吸香過程和金銀花釋香生理過程進行研究。
酒具有改善血液循環(huán)和溫熱機體的作用,將金銀花及其漿果的活性成分融入酒中,可賦予酒更豐富的功能和口感。但其會面臨酒體酸度不協(xié)調、不穩(wěn)定和活性成分不能較好地被保留等問題。馬宇等[51]采用固態(tài)發(fā)酵工藝釀造金銀花酒,使原料中的香氣、活性成分更易于保留和轉移到酒體中,增加酒體風味及活性功能,并且杜絕了甲醇的產生。陳麗玲等[52]將黃酒成品直接浸泡萃取金銀花獲得金銀花黃酒,由于黃酒中存在的氨基酸多肽等成分可能會對綠原酸有一定的保護作用,從而富含更高的綠原酸和總酚。Skorodpelova等[53]發(fā)現(xiàn)蘋果汁+金銀花汁和梨汁+金銀花汁發(fā)酵比梨汁和蘋果汁單獨發(fā)酵具有更多的風味、多酚類物質和維生素,并且酒體酸度得到了很好調節(jié)。于軍香等[54]得到藍莓金銀花發(fā)酵酒的最佳工藝參數(shù)為加糖量16.7%,檸檬酸添加量0.15%,酵母添加量0.15%,制得的酒液香味協(xié)調,酒度適宜,酸味不重,酒體豐滿柔和。
為解決金銀花的食用研發(fā)品種單一問題,金銀花醋、金銀花酸奶和金銀花糕等研發(fā)相繼出現(xiàn)。閆占鵬[55]比較了金銀花提取液和金銀花粉末兩種添加方式對食醋發(fā)酵的影響,最終確定以提取液的方式添加更優(yōu),與未添加金銀花提取液的發(fā)酵醋相比,其自由基清除率顯著提高。肖元園等[56]以金銀花汁與全脂乳粉為主要原料制作凝固型酸奶,隨著金銀花含量的增加,酸奶的硬度和黏度降低,可能是因為其會使酸奶的凝膠網絡結構變得疏松。曹冠華等[57]確定了金銀花酸角糕的最佳工藝為酸角汁與金銀花汁質量比為3∶1,蔗糖添加量為18%,麥芽糖添加量為1.00%,檸檬酸添加量為0.30%,瓊脂添加量為0.90%,卡拉膠添加量為0.10%,果膠添加量為0.10%。
金銀花因富含黃酮類、酚酸類、揮發(fā)油和環(huán)烯醚萜苷類等多種生物活性物質,具有抗氧化、清熱解毒和降血糖等保健功能,后續(xù)需加強對其他功能性成分的探索,如萜類化合物。金銀花最優(yōu)干燥方法的選擇還不夠標準化,在各種方法最優(yōu)條件下進行比較的研究較少,同時,新的提取技術需要不斷挖掘,應向綠色高效的方向發(fā)展。金銀花采摘后會進行修枝,產生大量金銀花葉,后續(xù)可研究其越冬機理以及加強其葉的開發(fā)利用。目前,金銀花主要是以原輔料形式加入產品制成茶類或酒類,且已有加多寶、和其正和金銀花露等市售保健茶飲料,但產品形式還相對單一,因此需加大其研發(fā)力度,拓寬這一藥食兩用資源的加工利用,促進金銀花產業(yè)的良性健康發(fā)展。