梨营养成分及食品加工研究进展

作者: 李智博 丛宁 宫建泉

摘 要:梨是一种广受欢迎的水果,不同品种以及不同部位的营养组成略有差异,主要包括碳水化合物、氨基酸、维生素、矿物质以及酚酸、类黄酮等。梨具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗癌和降血糖等多种生物活性,使其具有十分广阔的应用前景。本文详细论述了梨的化学组成、健康功效以及在食品工业中的应用,旨在为梨的深加工和相关功能食品的开发与应用提供科学依据。

关键词:梨;营养成分;生物活性;食品工业

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

梨是一种蔷薇科梨属植物,按照地理起源可分为东方梨和西洋梨两大类[1]。中国是梨属植物的发源地之一,拥有至少3 000年的栽培历史。我国培育的东方梨代表品种有莱阳梨、秋子梨、白梨、沙梨和新疆梨,主要特征为质地脆爽、多汁、味甜,被誉为“百果之宗”。欧洲和美国主要种植西洋梨,代表性品种有巴特梨(Bartlett)、波士梨(Bosc)、安琪梨(Anjous)和圣诞梨(Comice)等,果实质地柔软,带有木质香气[2]。

作为食品工业中的原料,梨可用于生产梨汁、梨醋、梨酒以及梨干等加工产品。此外,由于梨具有独特的保健作用,多种功能性的梨果汁饮料、复合梨膏等产品逐步被开发。本文概述了梨中的营养物质及其健康功效,为梨的综合利用和精深加工提供指导,为推动梨在食品工业和功能性食品中的应用提供理论支持。

1 梨的主要化学组成

水分和碳水化合物是梨中含量占比较高的两种物质,大部分梨中两者含量分别在60%~90%和10%~13%。KALKISIM等[3]研究了土耳其当地西洋梨的化学组成,发现水分、总糖、蛋白质、可滴定酸和灰分含量分别占鲜重的63.51%~88.25%、27.46%~65.99%、1.04%~5.09%、0.13%~1.33%和1.02%~6.37%。WANG等[4]研究了东北秋子梨的9个品种,发现果肉中糖、有机酸和总酚含量分别占鲜重的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类是葡萄糖、果糖、蔗糖和山梨糖醇。YIN等[5]采用超高效液相色谱法分析了来自沙梨、秋子梨、白梨等142个品种梨中的糖分种类与含量,发现果糖、葡萄糖、山梨糖醇和蔗糖是梨果实中最主要的可溶性糖,其中果糖最丰富,占总糖含量的41.75%。不同产区和品种的梨中可溶性糖的平均含量为果糖>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显著差异,果糖是果肉、种子和果皮中的主要糖类成分,而叶片中山梨糖醇含量最高[7]。

1.2 矿物质

梨中含有丰富的矿物质,其中磷、钾、钙和镁是鞍山8个产区的南梨中含量最高的4种矿物质,占总元素含量的97%以上[8]。在70个不同产区和品种的秋子梨中,果皮和果肉中4种主要矿物质元素的含量分别为钾>钙>磷>镁和钾>磷>镁>钙,野生梨品种中的矿物质含量通常高于栽培品种[9]。

1.3 氨基酸

氨基酸的组成和含量直接影响梨的风味品质。在2种库尔勒香梨中,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,分别占正常梨和粗皮梨氨基酸总量的50.84%和48.44%[10]。在氨基酸总量为198.00~369.00 mg/100 g的10种鲜梨中,天冬氨酸和谷氨酸的含量最高[11]。陈计峦[12]分析发现鸭梨氨基酸总量随果实贮存时间的延长而显著增加。

1.4 酚类

梨中总酚含量、单个酚类化合物的类型和含量受品种、果实部位、产区、成熟阶段和加工方法的影响。例如,8个品种梨中总酚和总黄酮的含量分别为308.1~823.3 mg/100 g、300.6~790.8 mg/100 g,其中雪花梨和南果梨的总酚、总黄酮和总花色苷的含量最高[13]。与5种西洋梨相比,17种东方梨中主要的酚类成分是熊果苷和绿原酸,其中东方梨的熊果苷含量较高,而西洋梨中绿原酸含量较高[14]。

1.5 维生素

维生素含量是衡量果蔬营养价值的重要指标。8种孟津梨的维生素含量为4.60~6.15 mg/100 g,其中新高梨的维生素C含量最高[15]。皇冠梨中维生素B1、维生素B2的含量在玉露香梨、库尔勒香梨、红香酥梨和雪花梨中最高,分别为0.042、0.023 mg/100 g,而红香酥梨中烟酸与烟酰胺的含量显著高于其他4个品种[16]。不同生长阶段的梨中维生素含量也同样存在差异,CHO等[17]发现随着果实成熟度的增加,沙梨中的维生素C和生育酚含量逐渐降低。

2 梨的健康功效

2.1 抗氧化活性

鲜梨及其加工产品均表现出显著的抗氧化活性,5个新疆地区梨的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]自由基清除率为67.78%~85.96%,其中XH-07梨的抗氧化能力最强[18]。秋子梨的乙醇提取物以及4个馏分均表现出不同的抗氧化能力,乙酸乙酯提取物的DPPH、2,2’-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸[2,2’-Azino-Bis(3-Ethylbenzothiazoline-6-Sulfonic Acid),ABTS]和铁离子还原/抗氧化能力法(Ferric Ion Reducing Antioxidant Power,FRAP)的测定结果均优于其他组,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-胡萝卜素漂白检测中表现出较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

富含酚类物质豆梨的水提物、醇提物以及挥发油在脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)刺激的RAW264.7细胞中能有效抑制一氧化氮、前列腺素E2和白细胞介素-1β等的释放[20]。秋子梨的乙酸乙酯提取物能调节LPS(10 μg·mL-1)刺激的RAW264.7细胞中NO和肿瘤坏死因子-α(Tumor Necrosis Factor-α,TNF-α)的释放。在粗提液中,胡萝卜苷、白桦脂酸、熊果酸和肉豆蔻酸被鉴定为主要的抗炎活性物质[21]。

2.3 抗菌活性

JIN等[22]研究发现梨幼芽组织的水提物对梨火疫病病原菌具有很强的抑制效果,通过真空蒸汽蒸馏和活性炭柱层析分离并鉴定出抗菌所必需的活性物质苯醌。SINGH等[23]发现西洋梨果皮的水醇提取物对金黄色葡萄球菌、蜡样芽孢杆菌、枯草葡萄球菌和大肠埃希氏菌具有较高的抑菌活性,最小抑菌浓度为12.5 mg·mL-1,同时证明了西洋梨对革兰氏阳性和阴性都有抗菌作用。

2.4 抗癌活性

水果中所含的酚类和萜类化合物,如槲皮素、儿茶素、绿原酸和齐墩果酸等,具有较高的抗肿瘤特性。杜梨的热水提取物通过调节机体免疫功能有效抑制H22荷瘤小鼠肿瘤的生长,在100 mg·kg-1剂量下抑瘤率可达57.63%[24]。秋子梨的乙酸乙酯粗提物能有效抑制人肝癌细胞的增殖。在该粗提物进一步分离得到的8种化合物中,齐墩果酸被认为是秋子梨中具有抗肿瘤潜力的主要化学成分[19]。

2.5 其他活性

梨还具有抗肥胖、保肝护肝和止咳祛痰等功效。CHANG等[25]研究发现梨渣中的不溶性膳食纤维(Insoluble Dietary Fiber,IDF)能通过改善肠道菌群的结构来加速脂肪代谢并降低低密度脂蛋白胆固醇和总胆固醇的水平,进而预防高脂饮食诱导的大鼠肥胖。400 mg·kg-1的西洋梨乙醇提取物可以有效保护CCl4诱导的小鼠肝细胞免受损伤[26]。乌英[27]研究发现香梨粗多糖能有效减少咳嗽频次,促进痰液的排出,起到镇咳化痰的作用。

3 梨在食品工业中的应用

目前,梨的消费主要以鲜食为主,加工产品多集中在梨汁、梨罐头和梨酒等。李明初等[28]以新梨7号和南果梨为原料开发了口感独特的混合梨汁。吴江娜等[29]通过乳酸菌发酵制得了抗氧化效果良好的雪花梨汁。谢培荣等[30]利用金秋梨果大、皮薄和多汁味甜的特点开发了金秋梨罐头。黄京波等[31]采用生装工艺开发了雪花梨罐头,获得了广大消费者的好评。此外,LI等[32]采用天然非酿酒酵母菌株与酿酒酵母混合发酵制成库尔勒香梨酒,其香气特征比单独接种酿酒酵母的梨酒更丰富。梨醋是在梨酒的基础上,借助醋酸菌进一步发酵得到的产物,含有丰富的有机酸,此产品因其独特的风味以及潜在的健康效益受到广大消费者青睐,成功拓宽了梨醋的消费市场。为充分挖掘梨的营养功效,满足人们对健康日益增长的需求,应进一步推动梨的深加工。

4 结语

梨中含有非淀粉多糖、酚类物质、氨基酸、维生素和矿物质等多种营养物质,它们共同赋予梨抗氧化、抗炎、抗菌、抗癌和降血糖等多种功效。丰富的活性成分以及明确的健康益处推动了梨在食品工业中的发展。随着科技的进步和研究的深入,梨的营养成分及生物活性研究将迎来更加广阔的发展空间。为了充分开发梨资源,未来的研究方向应集中于分离、纯化梨中的生物活性物质,验证其在体内的健康促进效果;识别梨活性物质的多靶点机制;将梨活性物质与常用药物结合,用于协同预防或治疗目的以及促进梨食品和非食品产品的多样化发展,以期提升梨产品的市场竞争力,同时为食品科学领域带来新的理论和应用知识,并推动梨的深加工和相关功能食品的开发。

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