桑叶粉及桑叶提取物的功效和应用现状

2024-05-09 02:04许金伟周晓红冯文婕王梦涵
保鲜与加工 2024年2期
关键词:桑叶提取物

许金伟,周晓红,冯文婕,王梦涵

(浙江经贸职业技术学院,浙江 杭州 310018)

桑叶是蚕科植物桑树的嫩叶,在传统中医中被广泛用于清热解毒、降血压、利尿消肿等方面,是一种常用的中药材。《本草纲目》中就有关于桑叶的记载,称其为“清热解毒、利水消肿之药”。同时,现代研究也表明,桑叶富含多种营养成分,如蛋白质、VC、钙、铁等,具有抗氧化、抗炎、降血糖等多种保健功效[1-2]。因此,桑叶既可以作为药品使用,又可以作为保健食品或食品添加剂使用。2002年中华人民共和国卫生部确认桑叶为“药食同源”植物,是人类绿色新食品资源[3]。

桑叶原产于中国、韩国及日本,迄今为止全球已有50%的国家种植桑叶。我国是最大的桑树种植国,栽培历史已有四千年之久[4-5],桑树品种将近20种,分别是普通桑树、野生桑树和变种桑树,具有极大的种植资源优势。桑叶是桑树的主要产物,占地上部分产量的64%之多。桑叶每年可采摘3~6次,具有生命力强、繁殖快、适应性强等特点,其用途广泛[6-7]。近年来,随着人们对健康饮食的需求不断增加,桑叶粉作为一种新型的保健食品,在食品加工中的应用越来越广泛,如桑叶茶、桑叶饮料、桑叶面条、桑叶饼干等。此外,桑叶粉还可以作为饲料添加剂,提高动物的免疫力和生产性能[8-9]。随着科技水平的不断提高,以桑叶粉为原料提取活性成分的方法和技术也得到了不断改进和完善,这将进一步推动该领域的发展。桑叶粉及桑叶提取物具有丰富的营养成分和多种保健功能,在食品药品加工中应用前景广阔。本文主要介绍了桑叶粉及桑叶提取物的加工工艺、营养价值和在食品药品加工中的应用现状、研究进展及未来发展方向,以期为进一步推动桑叶产业的发展提供科学依据和技术支持。

1 桑叶粉及桑叶提取物加工工艺

1.1 桑叶粉的加工工艺及理化指标

桑叶粉的加工工艺及理化指标因不同的用途而有所不同,一般工艺流程为:桑叶清洗→沥水→摊青→杀青→初烘→揉搓→烘干→粉碎→筛分→调配→包装→成品。

桑叶粉的品质标准:产品呈青绿色或翠绿色,粉末状,具有桑叶的清香味和烘焙香味,香味协调,滋味鲜醇爽口。

理化指标:桑叶粉粒径75~120 µm,水分含量≤7%,灰分含量≤12%,总蛋白质含量≥18%,1-脱氧野尻霉素(DNJ)含量≥0.4%[10-11]。

1.2 桑叶提取物制备工艺

桑叶提取物是指从桑叶中提取出有效成分的物质,具有多种保健功效和应用价值。常用的提取工艺包括水提法、乙醇提取法、超声波提取法等。以水提法为例,工艺流程为:桑叶粉→过筛→提取(热水浸提法)→浓缩→喷雾干燥→桑叶速溶粉。采用热水浸提法制备桑叶提取物的工艺,能够有效地提取桑叶中的活性成分,保持桑叶原有的营养成分和生物活性。

2 桑叶粉及桑叶提取物的营养成分

近年来,大量研究表明,桑叶粉及桑叶提取物富含粗蛋白质、氨基酸、多酚类、矿物元素和维生素等多种营养成分,这些成分具有多种生物活性和功能,如免疫调节、抗氧化、抗癌等,对人体健康具有重要作用。因此,桑叶粉及桑叶提取物在食品、医药等领域具有广泛的应用前景[12]。

2.1 蛋白质

桑叶粉中含有丰富的蛋白质,其蛋白质含量比其他蔬菜高很多。据研究发现[13-14],每100 g 桑叶粉中含有约20%~30%左右的粗蛋白,包含8 种人体必需氨基酸,约占总氨基酸的44%,谷氨酸、丝氨酸、天冬氨酸的含量较高,可促进新陈代谢、增强免疫力、提高肌肉力量等。这对于素食者来说是一个很好的选择,有利于人体吸收利用[15-16]。

2.2 矿物质

桑叶粉中富含钾、钙、镁、铁等多种矿物质,对人体骨骼、血液、神经等方面都具有重要的作用[17-18],其中钾含量较高,每100 g桑叶粉中含有约400 mg的钾元素,这对于高血压患者来说是非常有益的。

2.3 维生素

桑叶粉中含有多种维生素,如VC、VE、VB1、VB2等,这些维生素对人体的生长发育、免疫系统和神经系统等方面都有着重要的作用。VC可以促进胶原蛋白的合成,增强皮肤弹性;VE可以抗氧化,延缓衰老;VB1可以促进新陈代谢,维持神经功能;VB2可以促进蛋白质代谢,维持皮肤健康等[19]。

2.4 黄酮类化合物

桑叶中含有丰富的黄酮类化合物,如异鼠李糖苷、山奈酚、芦丁等,是桑叶中重要的活性成分之一。黄酮类化合物具有多种生物活性,如抗氧化、抗炎、抗菌、抗肿瘤等。

2.5 桑叶多糖

桑叶多糖是一种天然高分子多糖,其主要成分为多种大分子碳水化合物。桑叶多糖可以分为不同的组分,包括甘露聚糖、半乳糖醛酸和壳多糖等。桑叶多糖具有显著的抗炎作用,能够抑制炎症反应的发生,减轻炎症反应对机体的危害。此外,桑叶多糖还能够促进胰岛素的分泌,增加机体对葡萄糖的利用,从而降低血糖水平,具有对糖尿病的治疗作用[20]。

2.6 桑叶生物碱

桑叶生物碱是桑叶中的一种活性成分,具有降血糖、抗氧化、抗炎症、抗肿瘤、减肥美容等医疗及保健功能。目前已从桑叶中分离出8种生物碱单体,其中已知1-脱氧野尻霉素具有高效的糖苷酶抑制作用,荞麦碱能够促进胰岛素分泌和降低胰岛素抵抗,同时,桑叶总生物碱还具有抑制糖原分解的作用[21]。

2.7 其他成分

桑叶提取物中含有丰富的挥发性化合物,其中包括苯丙烷、万寿菊衍生物等糖苷类物质。桑叶挥发油中包含57 种化学成分,如烟叶酮等,此外,桑叶还富含维生素、脂质、色素和植物纤维等多种成分[22-23]。

3 桑叶粉及桑叶提取物的功能特点

3.1 降血糖功能

国内外研究资料证实,桑叶粉及桑叶提取物中的生物碱和桑叶多糖具有较显著的降血糖作用,主要通过两个途径实现:一是通过生物碱DNJ对二糖类分解酶活性产生抑制作用,从而抑制小肠对双糖的吸收,降低人们进食后血糖的高峰值;二是通过桑叶生物碱及桑叶多糖促进β细胞分泌胰岛素,而胰岛素可以促进细胞对糖的利用及肝糖原合成,最终达到降血糖的效果。因此,桑叶粉可以作为糖尿病患者的辅助治疗药物之一[24]。

3.2 抗氧化功能

桑叶粉及桑叶提取物中含有丰富的黄酮类和多酚类化合物等天然抗氧化剂,可以有效地抑制自由基的生成,保护细胞免受氧化损伤,从而起到抗氧化的作用。这对于预防衰老和癌症等疾病都有一定的帮助。其中,芦丁是含量较高的黄酮类化合物,具有良好的抗氧化和抗炎作用。桑叶粉及桑叶提取物中的γ-氨基丁酸(GABA)是一种神经递质,能促进脑组织的新陈代谢和恢复脑细胞功能,同时能改善脑部血液流动,增强血管紧张素转换酶I 的活性,具有明显的降血压功能[25]。

3.3 改善睡眠质量

研究表明,桑叶粉及桑叶提取物中含有褪黑素,褪黑素是一种由松果体分泌的激素,可以调节人体的生物钟节律,从而改善睡眠质量[26]。因此,桑叶粉及桑叶提取物可以作为改善睡眠质量的健康食品原料。

3.4 调节免疫功能

人体免疫功能是维持机体内环境稳定的关键,包括对病原体的防御、清除和监视等。如果免疫调节功能异常,可能会导致自身免疫性疾病的发生。桑叶粉及桑叶提取物中含有多种多糖类物质,如桑叶多糖、β-葡聚糖等,具有免疫调节作用,能够增强机体免疫力,预防感冒等疾病。因此,适当食用桑叶粉及桑叶提取物有助于调节人体免疫系统。

3.5 降血压功能

桑叶粉及桑叶提取物中的多糖类物质(桑叶多糖、β-葡聚糖等)具有降血压作用。这些成分能够通过增加心脏输出量、降低心率等方式降低血压。此外,桑叶中还含有γ-氨基丁酸、芸香苷、槲皮素等成分,它们也具有显著的降血压功效。研究表明,桑叶中的芸香苷、槲皮素、槲皮苷能够促进离体及在位蛙心的收缩力和输出量的增加,从而起到降低血压的作用。同时,芸香苷还能使蟾蜍下肢及兔耳血管收缩,槲皮素则能够扩张冠状血管,改善心肌循环。因此,桑叶粉及桑叶提取物中的多糖类物质是其降血压作用的主要功能成分之一。

3.6 抗肿瘤功能

桑叶粉及桑叶提取物中的黄酮类化合物和多酚类化合物具有广泛的抗癌作用,能够抑制癌细胞的生长和扩散。研究发现,桑叶中的黄酮类化合物能够通过多种途径抑制肝癌细胞的增殖,例如抑制肝癌细胞的侵袭和转移,促进肿瘤细胞凋亡等。此外,桑叶中的多酚类化合物也具有显著的抗氧化、抗炎、抗肿瘤等多种生物活性。这些成分可以通过清除自由基、调节免疫系统等方式发挥抗癌作用。因此,桑叶粉及桑叶提取物在预防和治疗癌症方面具有潜在的应用价值。

4 桑叶粉的应用案例

4.1 桑叶粉在面包中的应用

面包发酵过程中起主要作用的是蛋白质和碳水化合物。面粉中的蛋白质主要由麦胶蛋白、麦谷蛋白、麦清蛋白和麦球蛋白等组成,其中麦谷蛋白、麦胶蛋白能吸水膨胀形成面筋质。在面包制作过程中,加入适量的桑叶粉可以有效地改善面包的质地和口感,同时提高面包的营养价值。研究表明,在面包中添加5%左右的桑叶粉可以明显提高面包的比容、弹性和硬度指数,同时还可以增加面包的蛋白质、纤维素和维生素等的含量[27]。宋喜云等[28]开发了的一款桑茶低糖主食面包,配方为:面包粉100 g,桑茶粉4 g,绵糖与木糖醇总量为10 g(质量比3∶2),安琪酵母1.4 g,盐1 g,黄油3 g,鸡蛋12 g,研制出的面包具有桑叶特殊颜色、香气和滋味,面包芯气孔细密,组织状态良好,具有较高的营养价值。

4.2 桑叶粉在饼干中的应用

饼干是由面粉、糖、油脂等原料混合后,经过调粉(或调浆)、成型、烘烤(或煎烤)等工艺制成的食品。制作过程中加入适量的桑叶粉可以有效地改善饼干的口感、质地和营养价值。研究表明,在饼干中添加一定比例的桑叶粉可以明显提高饼干的比容、硬度和脆度指数,同时还可以增加饼干的蛋白质、纤维素和维生素等含量。唐长波等[29]确定桑叶保健饼干最佳配方为:面粉50 g,桑叶粉4.5 g,白砂糖7.5 g,油脂12.5 g,水25 g,小苏打0.35 g,碳酸氢铵0.2 g,磷脂0.5 g,食盐0.2 g,甜味剂2.5 g。按该配方制得的饼干呈均匀淡绿色、外形完整不变形、结构细密、口感酥松爽口,并有桑叶特有的清香,具有良好的营养和保健价值,开发前景广阔。

4.3 桑叶粉在糕点中的应用

在糕点制作过程中加入适量的桑叶粉不仅能对蛋糕色泽起到润色作用,同时可以有效地改善糕点的口感、硬度和营养价值。宋喜云等[30]将桑叶粉与面粉混匀后,再与糖、鸡蛋、水分、蛋糕油一起搅拌制作蛋糕,得到桑叶蛋糕的最佳配方为:面粉90 g,桑叶粉10 g,糖50 g,鸡蛋110 g。烘烤后得到的蛋糕成品不仅保留着蛋糕本身的风味,同时蛋糕的支撑性也得到了改善,不易塌陷,蛋糕内部疏松多孔,极大地提高了蛋糕品质。

4.4 桑叶粉在饮料中的应用

桑叶粉在饮料中的应用比较广泛,除了传统的桑叶茶,还有桑叶碳酸饮料、桑叶菊花保健饮料、桑叶酸奶等。桑叶提取物也在更多食品上得到了应用,例如元气森林推出了“无糖桑叶茶”,将桑叶粉末与碳酸气体混合,制成口感清新、味道独特的桑叶碳酸饮料。三元推出了添加桑叶提取物的“益糖平”酸奶,将桑叶粉末加入普通酸奶中,可增强酸奶的营养价值,并有助于缓解消化不良等问题。随着人们对健康饮食的需求不断增加,桑叶粉在饮料中的应用也越来越广泛,为人们提供了更多选择。

除了以上应用案例,桑叶粉在食品加工中的应用还有诸多方面。将桑叶粉与其他食材混合制作成各种食物,如桑叶炒饭、桑叶汤面、桑叶凉粉等。另外,随着人们对健康饮食的需求不断提高,越来越多的人开始注重膳食纤维的摄入量。而桑叶中含有丰富的膳食纤维,可以帮助促进肠道蠕动,预防便秘等问题。因此,将桑叶粉加入到各种食品中,不仅可以提高食品的营养价值,还可以满足人们对膳食纤维的需求。

5 桑叶提取物的应用案例

5.1 桑叶提取物在医药方面的应用

桑叶提取物除可作为食品添加剂适量添加于食品中,还可根据其特有活性物质的不同性质,经过分离纯化后,应用到医药方面,作为药物成分起到治疗功效。曹宇等[31-32]通过对桑叶提取物成分分析及动物性试验研究发现,桑叶提取物有效成分1-脱氧野尻霉素对糖尿病、心肌病的治疗有一定的疗效。李晴晴等[32]研究发现,桑叶提取物DNJ 对高脂饮食(HFD)小鼠具有抗肥胖的作用,这可能与增强棕色脂肪活性有关。此外,现代医学研究表明,桑叶中含有丰富的钾、钙、铁、VC、VB1、VB2、VB3、VA、叶酸以及铜、锌等人体所需的微量元素,具有降血压、降血脂、抗衰老、增加耐力、降低胆固醇、抑制肠内有害细菌繁殖和过氧化物产生等多重功效,对人体具有良好的保健作用。

5.2 桑叶提取物在动物饲养方面的应用

桑叶提取物在动物饲养方面的应用非常广泛,可作为草食动物的进食草料,促进动物生长,改善反刍动物瘤胃内的生态环境,促进瘤胃内纤维分解菌的繁殖,提高饲料消化率,增加反刍动物的采食量[34]。在生猪养殖过程中添加桑叶提取物,可提高生猪产仔性能,改善猪肉品质[35]。家禽饲养过程中添加桑叶提取物,能够显著改善禽蛋品质,降低蛋鸡血糖和血脂,提高产蛋率,促进肉鸡生长[36]。渔业养殖过程中,适量添加桑叶提取物,能有效改善鱼的糖脂代谢,提高其免疫力和抗氧化能力,提升鱼的生长性能[9]。此外,桑叶提取物还具有改善肉质、调节动物机体免疫及提高动物抗氧化能力等方面的作用。

6 展望

桑叶粉是一种新型的健康食品,具有多种营养成分和功能特点,可以应用于各种食品加工中。在未来的发展过程中,需要做到以下几点:

首先需制定和完善桑叶粉相关产品标准并推广,规范桑叶粉的生产加工和品质控制,加大对我国桑叶资源的开发力度,助力桑农创收,促进我国桑叶种殖业的发展。

其次要加大新技术、新产品、新工艺的研发投入力度,以提高桑叶粉及桑叶提取物的纯度、精度和质量稳定性,使其在食品加工方面得到更充分的利用。

同时,桑叶提取物作为桑叶粉的深加工产物,富含多种有效成分。在科技的发展过程中继续探究有效成分的细胞和分子作用机制,将为大力开发以桑叶提取物为主的食品、药品提供支持依据。这不仅有益于农业资源的综合利用,同时能够带动农业增效,农民致富。

除此之外,还需要结合现代科技手段,探索桑叶粉及桑叶提取物在医药保健领域的应用潜力,满足人们对于健康饮食和医疗保健日益增长的需求。研究提高桑叶粉中抗营养因子和有毒物质的去除率,加大桑叶粉及桑叶提取物在动物饲料加工中的应用范围。

最后,需加强桑叶粉及相关产品的质量控制和安全监管,确保消费者的健康和权益得到保障;积极开展桑叶粉的宣传推广工作,提高消费者的认知度和接受度,促进其在市场上的销售和应用。同时,鼓励相关企业和机构进行技术创新和品牌建设,进一步推动桑叶粉产业的发展。

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