陳奕璇，郭佳琦，關(guān)文強(qiáng)，王璇，陳志璽，傅雨萌，張志偉*

（1.天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300134；2.華池縣甘農(nóng)生物科技有限公司，甘肅慶陽(yáng) 745600）

沙棘（Hippophaer hamnoidesL.）是一種胡頹子科、沙棘屬落葉性灌木，又稱(chēng)吉漢、酸柳、達(dá)普等，自然生長(zhǎng)在歐洲和亞洲，其果實(shí)是黃色到橘紅色的小漿果。沙棘種植的種類(lèi)繁多，沙棘屬在我國(guó)可分為有皮和無(wú)皮2 組，有7 種11 亞種，大多按地區(qū)和形狀命名。中國(guó)沙棘這一亞種在我國(guó)分布最廣，其抗逆性和對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)性最強(qiáng)[1]。沙棘具有防風(fēng)固沙、抗旱的優(yōu)點(diǎn)，可以用于沙漠綠化。中國(guó)的沙棘產(chǎn)地主要是新疆、山西呂梁、內(nèi)蒙古東部、甘肅漳縣以及青海、寧夏等。沙棘中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，種子、葉、果實(shí)均含有豐富的蛋白質(zhì)，其中含有的氨基酸種類(lèi)齊全，沙棘果實(shí)富含黃酮、多糖、維生素、礦物質(zhì)、類(lèi)胡蘿卜素等。從沙棘的果實(shí)、種子和葉中可以分離出幾十種特異性代謝產(chǎn)物，例如類(lèi)黃酮、酚酸、鞣花丹寧、三萜、植物甾醇、類(lèi)胡蘿卜素和揮發(fā)性化合物，還有黃酮木素類(lèi)、木酚素類(lèi)、倍半萜、萘類(lèi)、蒽醌類(lèi)、三萜皂苷類(lèi)、生物堿類(lèi)和羧酸類(lèi)等不常見(jiàn)的衍生物，這些化合物和衍生物具有抗腫瘤、降血脂、糖尿病、心血管疾病等生理作用[2-3]。沙棘油中富含脂肪酸，具有降低膽固醇、降低血小板聚集、降低血壓和血糖等多種活性以及抗氧化能力，同時(shí)具有抗癌、抗菌、抗組胺、抗病毒、解痙和輻射防護(hù)作用[4]。

1 沙棘產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外沙棘產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

沙棘分布在歐亞大陸溫帶氣候地區(qū)，約45 個(gè)國(guó)家中。1940年，北美大陸為防風(fēng)固林開(kāi)始種植沙棘，在90年代南美大陸從歐洲引進(jìn)沙棘至安第斯山地區(qū)[5]，后經(jīng)人工引種到朝鮮、韓國(guó)、日本、美國(guó)、加拿大、玻利維亞、南非等地。2019年，世界沙棘種植面積約為173 萬(wàn)hm2，年產(chǎn)量25～30 萬(wàn)t。由于俄羅斯獨(dú)特的地理位置，其所產(chǎn)的沙棘果大、刺少、易采摘、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高。2000年，培育的沙棘新品種年產(chǎn)量達(dá)到0.9～1.5 萬(wàn)kg/hm2，新品種的沙棘果大無(wú)刺、果柄長(zhǎng)，對(duì)抗惡劣環(huán)境的能力較強(qiáng)[6]。芬蘭所處的緯度與俄羅斯相近，植物生長(zhǎng)季節(jié)很短，且冬季氣候嚴(yán)酷，獨(dú)特的氣候使來(lái)自芬蘭的沙棘顏色鮮艷，口感濃郁，在日本和韓國(guó)等地大受歡迎。芬蘭作為研究沙棘較早的國(guó)家，對(duì)沙棘的開(kāi)發(fā)較為深入，對(duì)其功能性的研究主要集中在臨床和生物活性等方面，以Baoru Yang 和Heikki Kallio 為代表的芬蘭沙棘研究團(tuán)隊(duì)側(cè)重于沙棘于化學(xué)成分分析，研究沙棘的不同部位提取物在抗炎、治療皮膚病、防范心血管疾病等方面的干預(yù)治療，芬蘭沙棘和中國(guó)沙棘的研究不僅在種質(zhì)資源方面不同，在功能性和研究方法等方面也存在較大差異[7]。在蒙古國(guó)沙棘果實(shí)被用于制作沙棘油和沙棘飲料。蒙古國(guó)的蒙古沙棘品種主要位于3 個(gè)產(chǎn)區(qū)，色楞格省、科布多省以及烏布斯省，其中色楞格省的天然沙棘生育期最長(zhǎng)，生長(zhǎng)狀態(tài)最好，果實(shí)大小適中，品質(zhì)最好[8]。

1.2 國(guó)內(nèi)沙棘產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

我國(guó)目前的沙棘種植總面積約為6.67×105hm2，其中天然生長(zhǎng)占45%，人工種植占55%，約占世界沙棘種植總面積的80%，沙棘鮮果年產(chǎn)約2.50×108kg。作為沙棘資源的擁有國(guó)、產(chǎn)出國(guó)，我國(guó)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始了對(duì)沙棘的開(kāi)發(fā)利用，沙棘的產(chǎn)業(yè)鏈開(kāi)發(fā)逐漸趨于成熟，沙棘產(chǎn)品也逐步走進(jìn)大眾視野。在國(guó)家大力支持沙棘產(chǎn)業(yè)發(fā)展的形勢(shì)和我國(guó)與外國(guó)科學(xué)家共同努力下，我國(guó)在沙棘鮮果的采摘、沙棘功能性營(yíng)養(yǎng)食品、醫(yī)療、保健品等領(lǐng)域已經(jīng)取得200 余項(xiàng)科研成果，已經(jīng)在內(nèi)蒙古、山西、北京等多地投資建立了千萬(wàn)噸級(jí)的沙棘加工廠。2013年，全國(guó)已有各類(lèi)沙棘廠家生產(chǎn)食品、藥品、保健品等300 多種產(chǎn)品[9]。2022年底，全國(guó)沙棘企業(yè)大約有3 200 家，年加工各類(lèi)沙棘制品10 萬(wàn)余噸，其中沙棘加工企業(yè)200 多家，年產(chǎn)值約70 億元，主要集中在沙棘飲料方向。但目前我國(guó)對(duì)沙棘的開(kāi)發(fā)利用程度還較低，年利用量?jī)H有5.00×107kg，占總產(chǎn)量的20%[10]。我國(guó)在沙棘種植與開(kāi)發(fā)上仍存在問(wèn)題，一是種植規(guī)劃不足，沙棘作為一種低投入高產(chǎn)出的生態(tài)資源，在種植和管理上未形成標(biāo)準(zhǔn)，造成天然沙棘林的面積逐年降低；二是我國(guó)對(duì)沙棘產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)相較于其它果蔬較為落后，人們對(duì)沙棘的認(rèn)知度較低；三是我國(guó)目前對(duì)沙棘的研究利用只是處于初加工階段，沙棘副產(chǎn)物或天然內(nèi)部產(chǎn)物、精深沙棘產(chǎn)品的研發(fā)較少，相關(guān)的生物活性成分未被開(kāi)發(fā)利用；四是沙棘制漿后果渣果籽利用率低，未形成整體加工體系；五是沙棘高端產(chǎn)品較少，品類(lèi)單一。因此可以加大開(kāi)發(fā)和種植，提高沙棘的利用價(jià)值，充分發(fā)揮沙棘食品藥食同源的特點(diǎn)。

2 沙棘研究現(xiàn)狀

2.1 沙棘飲食產(chǎn)品

沙棘果實(shí)因其鮮食酸度大、甜度小，銷(xiāo)量較少，所以主要用于加工制品。由于沙棘中含有維生素和人體8 種必需氨基酸，因此可以充分發(fā)揮其食療功效，在飲食方面廣泛應(yīng)用[11]。沙棘產(chǎn)品或其副產(chǎn)品可以作為降糖營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑，食用沙棘產(chǎn)品及其副產(chǎn)物后，可以增加進(jìn)入目標(biāo)組織的葡萄糖細(xì)胞的清除能力，具有抗高血糖的效果[12]。沙棘果實(shí)應(yīng)用最多，常見(jiàn)的有沙棘果汁、沙棘茶、沙棘罐頭、沙棘膏、沙棘原漿、沙棘果干、沙棘凍干粉等，其中以沙棘原漿和沙棘果汁為主。

2.1.1 沙棘食品

目前對(duì)沙棘食品的開(kāi)發(fā)主要是將沙棘果粉或沙棘榨汁添加到食品中，可以弱化沙棘的酸味，還可以提高食品的抗氧化性，延長(zhǎng)食品保藏期。沙棘屬于漿果類(lèi)水果，有驅(qū)動(dòng)機(jī)體脂肪組織產(chǎn)熱、抑制脂質(zhì)吸收、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝和腸道菌群組成的能力，其生物活性化合物在預(yù)防超重、肝臟脂肪變性等與肥胖相關(guān)方面有特殊效果[13]。沙棘多糖是天然的抗肥胖劑，組織學(xué)表明，沙棘多糖的攝入可以有效降低高肥胖人群脂肪細(xì)胞的質(zhì)量和大小，抑制體重增加。通過(guò)激活棕色脂肪細(xì)胞促進(jìn)能量消耗和產(chǎn)熱，以此抑制高肥胖人群脂質(zhì)的積累[14]。在小麥粉中添加沙棘活性提取物制備的功能性餅干，其抗氧化活性顯著且酚類(lèi)物質(zhì)含量增加。體外消化實(shí)驗(yàn)表明，這種餅干可以阻礙淀粉消化，可為糖尿病人群設(shè)計(jì)低血糖烘焙產(chǎn)品[15]。有研究顯示，食用沙棘漿果可以改善超重女性的整體代謝狀況，沙棘油有降低血清總膽固醇、低密度脂蛋白和載脂蛋白濃度的作用，在體內(nèi)血脂和脂蛋白含量更高的女性中，沙棘油使機(jī)體的代謝效果更理想[16]。沙棘相關(guān)食品研究現(xiàn)狀如表1所示。

表1 沙棘相關(guān)食品研究現(xiàn)狀Table 1 Current status of research on sea buckthorn-related food

2.1.2 沙棘飲品

沙棘原漿作為制備沙棘飲品的原材料，應(yīng)用廣泛，加工工藝發(fā)展迅速。為了避免沙棘原漿加工過(guò)程中傳統(tǒng)熱濃縮方式造成的VC、氨基酸損失以及褐變現(xiàn)象的發(fā)生，可通過(guò)冷凍濃縮的工藝，在最大限度保留有效成分的前提下，可溶性固形物含量、黃酮損失量較少，濃縮效果較好，有很好的應(yīng)用前景[25]。沙棘原漿常被作為原材料的一個(gè)關(guān)鍵原因是沙棘的有機(jī)酸含量高，達(dá)到總酸的90%，但口感酸澀，無(wú)法直接食用。雖然沙棘中的有機(jī)酸多是蘋(píng)果酸、檸檬酸、草酸和抗壞血酸，但同碳酸一樣，對(duì)兒童來(lái)說(shuō)，高酸度飲品飲用過(guò)多會(huì)造成牙釉質(zhì)脫礦，甚至患酸蝕癥[26]，所以沙棘原漿或沙棘汁常需要通過(guò)發(fā)酵進(jìn)行降酸處理。研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵可以改變沙棘汁的代謝組學(xué)特征，類(lèi)黃酮有助于益生菌和沙棘發(fā)酵飲品的相互作用[27]。沙棘發(fā)酵飲品通過(guò)調(diào)節(jié)致肥菌和恢復(fù)生物多樣性可以逆轉(zhuǎn)微生物失調(diào)，改善飲食代謝綜合癥、減輕體重增加、維持氧化平衡、改善糖胰島素敏感性等。沙棘的pH 值通常小于3，糖酸比小于1，沙棘汁可以作為蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵（malolactic fermentation，MLF）的底物。用酒酒球菌、植物乳桿菌等不同細(xì)菌將沙棘汁與其它溶液混合發(fā)酵，發(fā)酵后蘋(píng)果酸含量降低，但單糖和抗壞血酸含量不會(huì)減少[28]。沙棘汁中加入乳酸菌，可以提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值并減少蘋(píng)果酸帶來(lái)的酸澀，乳酸菌利用沙棘汁中的碳源在沙棘汁中快速生長(zhǎng)，發(fā)酵后酚酸中的沒(méi)食子酸含量增加，改善了沙棘汁的口感，抗氧化能力提高[29]。在蘋(píng)果汁和沙棘汁混合發(fā)酵過(guò)程中，沙棘汁含量越高，MLF 能力越強(qiáng)。在沙棘汁發(fā)酵過(guò)程中，使用植物乳桿菌可以更有效地提高抗氧化活性和黃酮含量，同時(shí)有機(jī)酸和糖的含量不會(huì)減少，可用于開(kāi)發(fā)沙棘新產(chǎn)品[30]。

沙棘汁即沙棘原漿經(jīng)過(guò)離心去除果肉和雜質(zhì)后的果汁。沙棘汁中含有銅鋅鐵鉀鈉等無(wú)機(jī)鹽，可以調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定、維持神經(jīng)肌肉的興奮，總黃酮可以增強(qiáng)心臟收縮、改善泵血能力[31]。沙棘汁由于自身的酸度高，所以與其它水果結(jié)合成復(fù)合飲料或是制成奶制品、果酒的產(chǎn)品非常多，沙棘相關(guān)飲品的研究如表2所示。

表2 沙棘相關(guān)飲品研究現(xiàn)狀Table 2 Current status of research on sea buckthorn-related beverages

2.2 沙棘醫(yī)療保健產(chǎn)品

沙棘的葉子、果實(shí)以及沙棘油是治療心血管疾病重要的生物活性來(lái)源，長(zhǎng)期以來(lái)，沙棘被用作預(yù)防高血壓、胃潰瘍、早期癌癥和冠狀動(dòng)脈粥硬化性心臟病等各種疾病[41]。沙棘的醫(yī)療保健產(chǎn)品有沙棘顆粒、沙棘片、沙棘糖漿、沙棘口服液、沙棘油膠囊、復(fù)方沙棘茶等。

2.2.1 沙棘藥品

據(jù)《中國(guó)藥典》記載，沙棘是蒙古族和藏族常用的藥材，主治祛痰止咳、促進(jìn)消食、活血化瘀。目前國(guó)家批準(zhǔn)生產(chǎn)銷(xiāo)售的中成藥有沙棘片、沙棘丸、沙棘糖漿3 種，屬于非處方藥，沙棘顆粒、五味沙棘散、沙棘干乳劑等屬于處方藥[42]。

沙棘顆?？梢灾委熛涣迹臣杏筛事短?、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖組成的一種雜多糖SP0.1-1可以減少腸道中活性氧的積累，減少細(xì)胞凋亡，促進(jìn)胃腸道蠕動(dòng)，對(duì)腸道有保護(hù)作用[43]。制備沙棘顆粒可以采用傳統(tǒng)熱濃縮技術(shù)，制備過(guò)程溫度相對(duì)較低，沙棘中的活性物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分不容易丟失，原料利用率高，操作簡(jiǎn)單，成本較低[44]。沙棘糖漿有緩解咳嗽、促消化的功效。沙棘作為藥物時(shí)性溫，味酸、澀，歸肺經(jīng)，具有止咳祛痰的作用。沙棘中含量最高的黃酮類(lèi)化合物是槲皮素、異鼠李素和山奈酚，這3 種物質(zhì)對(duì)脂多糖誘發(fā)的炎癥機(jī)制有抑制調(diào)節(jié)作用，是祛痰和治療氣管炎、支氣管炎的重要機(jī)制[45]。沙棘中大量的酚類(lèi)物質(zhì)、氨基酸、有機(jī)酸，可助消化，促進(jìn)胃液分泌和胃酸合成，治療厭食癥。高劑量的沙棘糖漿可以促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)，提高腸道水分吸收，有消食化滯的臨床效果[46]。適宜條件下，雙歧桿菌菌株、干酪乳桿菌菌株作為潛在的益生菌可以在體外人腸胃中良好存活，這兩種菌與沙棘糖漿和豆奶都可以制成對(duì)人體有益的益生菌產(chǎn)品[47]。但與雙歧桿菌相比，干酪乳桿菌對(duì)發(fā)酵沙棘的還原糖、蘋(píng)果酸和可滴定酸的利用率最高，香氣含量最高，MLF能力最強(qiáng)[48]。

沙棘干乳劑是沙棘汁和沙棘油提取后混合制成的中藥制品，有治療消化滯氣、活血散瘀、止痛等功效。食管癌作為我國(guó)的高發(fā)癌癥，目前并沒(méi)有可防治其病變的藥物，研究發(fā)現(xiàn)，沙棘干乳劑可以有效阻斷食管癌的癌前病變，減緩癌癥發(fā)展進(jìn)程，防止惡化[49]。布拉氏酵母菌與沙棘干乳劑聯(lián)用可以治療兒童輪狀病毒性腸炎，沙棘干乳劑可以促進(jìn)療效，改善患者的免疫功能，加快患者病情恢復(fù)[50]。近期研究發(fā)現(xiàn)，沙棘干乳劑對(duì)消化性潰瘍、腸易激綜合征、小兒腸系膜淋巴結(jié)炎有治療作用。沙棘干乳劑與重組人干擾素聯(lián)用可以治療病毒性腹瀉，改善腸道菌群結(jié)構(gòu)與腸黏膜屏障，減輕心肌損害[51]。

細(xì)胞內(nèi)的晚期糖基化終產(chǎn)物（advanced glycation end products，AGEs）在激活細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路以及產(chǎn)生氧化和羰基應(yīng)激等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，這些應(yīng)激會(huì)引起多種疾病，例如代謝性疾病、心血管疾病、非酒精性脂肪性肝病、肥胖和2 型糖尿病。研究結(jié)果證明，沙棘葉能抑制AGEs 的形成和交聯(lián)，降低與肽離子結(jié)合的豐度，說(shuō)明沙棘葉可作為一種膳食制劑，預(yù)防由AGEs 形成和氧化應(yīng)激介導(dǎo)的疾病[52]。沙棘的藥品也經(jīng)常用于治療糖尿病、心血管疾病、腫瘤和癌癥等。沙棘中生物活性物質(zhì)含量高，抑制高血糖產(chǎn)生，晶狀體內(nèi)山梨醇水平降低，影響血液中的胰島素，對(duì)預(yù)防和緩解代謝型疾病-2 型糖尿病具有積極作用。沙棘中的游離態(tài)多酚和自由態(tài)多酚對(duì)多種癌細(xì)胞特別是結(jié)腸癌細(xì)胞均有明顯的抑制作用[53-54]。沙棘柏油中含有很多可以發(fā)揮抗糖尿病作用的棕櫚油酸，胰島素分泌相關(guān)的刺激活性與游離脂肪酸作為胰腺GPCRS 配體的活性相關(guān)，研究發(fā)現(xiàn)沙棘柏油及其制劑特別是棕櫚油酸的存在，似乎具有最高的觸發(fā)效應(yīng)，可以用于人胰島EndoC-betaH1 細(xì)胞[55]。

2.2.2 沙棘保健品

目前在食品藥品監(jiān)督管理局注冊(cè)的純沙棘提取物的保健食品只有沙棘果油和沙棘籽油，制成的產(chǎn)品以膠囊和丸劑為主，沙棘果油和沙棘籽油都是集沙棘有效成分于一體的高度濃縮物，富含有100 多種生物活性成分。沙棘籽油含有油酸、α-亞麻酸等脂肪酸，以及類(lèi)胡蘿卜素、維生素E、黃酮、多酚等，具有增強(qiáng)免疫力、抗腫瘤等多種營(yíng)養(yǎng)功能，被稱(chēng)為“綠色黃金”[56-57]。沙棘籽油軟膠囊不飽和脂肪酸中亞麻酸、亞油酸含量最高，且這兩種酸不能自身合成，只能外界攝取。亞油酸可以預(yù)防心血管疾病，亞麻籽油中的α-亞麻酸有降血脂的功效，沙棘籽油和亞麻籽油復(fù)配后制成的沙棘亞麻籽油軟膠囊對(duì)人體安全無(wú)毒并具有明顯的降血脂功效[58]。沙棘果油比沙棘籽油中的脂肪酸種類(lèi)多10 余種，但較沙棘籽油穩(wěn)定性差，易氧化，更難儲(chǔ)存運(yùn)輸。酪蛋白酸鈉穩(wěn)定的納米乳液可以作為一種保健品載體保護(hù)沙棘果油中的活性物質(zhì)，具有良好的抗氧化活性，解決易氧化問(wèn)題[59]。還可以采用超高壓均質(zhì)法，以酪蛋白酸鈉和乳清糖蛋白為乳化劑，超聲輔助可以制備出性能良好的沙棘果油納米乳劑，可以維持一個(gè)月的穩(wěn)定性，可用于食品和營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域[47]。沙棘籽油作為一種天然的抗氧化劑可以改善沙棘油微膠囊的氧化穩(wěn)定性、抗氧化性能和生物活性，將其添加到沙棘油微膠囊中，噴霧干燥進(jìn)行混裝，穩(wěn)定性顯著優(yōu)于傳統(tǒng)抗氧化劑，也可以用來(lái)保護(hù)沙棘油的活性物質(zhì)[60]。

3 沙棘產(chǎn)業(yè)未來(lái)開(kāi)發(fā)前景

沙棘的根、莖、葉、果實(shí)、種子都具有很高的營(yíng)養(yǎng)、醫(yī)療、保健價(jià)值，在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。但目前我國(guó)沙棘利用率較低，開(kāi)發(fā)利用不夠充分，如對(duì)沙棘整體的利用率較低，沙棘在食品領(lǐng)域的研究開(kāi)發(fā)基本停留在以果實(shí)榨汁為主，沙棘果皮、沙棘籽等副產(chǎn)物未得到有效利用，應(yīng)形成系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)體系，減少浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重的問(wèn)題。對(duì)沙棘的各種組分如黃酮、多糖等活性成分未深入研究，沙棘脂肪酸、氨基酸、礦物質(zhì)的研究更是少之又少，且基本應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，相關(guān)食品的開(kāi)發(fā)較少。沙棘飲品多以沙棘原漿為主，未來(lái)可以著重進(jìn)行沙棘清汁、沙棘濃縮清汁等精深產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)。沙棘豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，決定了沙棘廣闊的應(yīng)用前景。在未來(lái)沙棘產(chǎn)業(yè)的開(kāi)發(fā)中，應(yīng)完善生產(chǎn)體系，開(kāi)發(fā)新型加工工藝，提高沙棘產(chǎn)品在大眾中的認(rèn)知度，進(jìn)一步促進(jìn)沙棘在食品、醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)中的發(fā)展。