辣木（Moringa oleifera Lam.）,为辣木科（Moringaceae）辣木属（Moringa）,又名鼓槌树、山葵树,属多年生热带落叶乔木,起源于印度和巴基斯坦,现广泛种植于热带和亚热带地区,在我国广东、云南、广西、海南等地均有引种[1]。辣木喜光照,是一种较耐干旱且耐贫瘠的植物,容易存活且生长迅速,具有较强的抗逆性[2]。
辣木具有高蛋白、高纤维、低脂肪、低胆固醇的特点,且富含矿物质、维生素和氨基酸等,具有良好的抗氧化、抗炎、降血糖、降血脂、抑菌等功效[3,4,5]。辣木全株均可利用,辣木的花、叶、籽、豆荚、根和茎具有良好的营养价值和生理功效,可作为优良的食品和药品原料[6,7]。辣木作为营养较为丰富的新资源食品,具有较高开发价值。随着辣木的营养作用和生理功效被广泛证实和开发,辣木受重视程度日趋加大。目前,粗放加工已不能满足市场需求,且未能较好地发挥辣木的功能价值,增加其经济价值。因此,开发辣木的精深加工产品刻不容缓。本文主要总结了辣木各部位的营养价值、提取物的生理功效及其加工产品现状,针对辣木在加工研究中存在的问题提出相应建议,为解决辣木加工存在的问题提供一定的研究思路,以期为辣木的精深加工提供参考。
1 辣木的营养价值
| 营养成分Nutritional value | 新鲜叶Fresh leaves | 辣木叶粉Leaves powder | 辣木籽Seed | 辣木根Root | 辣木茎Stem | 辣木豆荚Pod |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 蛋白质/(g·100 g‒1) | 6.70 | 30.81 | 37.80 | 6.47 | 5.26 | 8.21 |
| 脂肪/(g·100 g‒1) | 1.70 | 3.95 | 40.12 | 1.04 | 2.65 | 3.21 |
| 总糖/(g·100 g‒1) | 12.50 | 1.68 | 9.75 | ‒ | 9.68 | 0.43 |
| 纤维素/(g·100 g‒1) | 0.90 | 24.36 | 1.09 | ‒ | 42.65 | 52.36 |
| 烟酸/(mg·100 g‒1) | 0.80 | 24.35 | ‒ | ‒ | ‒ | |
| 叶酸/(μg·100 g‒1) | ‒ | 21.23 | ‒ | ‒ | ‒ | ‒ |
| 维生素C/(mg·100 g‒1) | 220.0 | 116.5 | 13.4 | 12.5 | 14.2 | |
| 维生素E/(mg·100 g‒1) | 448.00 | 4.34 | ‒ | ‒ | ‒ | ‒ |
| 钙/(mg·100 g‒1) | 440.0 | 1.7´103 | 10.6 | 898.3 | 78.9 | 36.5 |
| 镁/(mg·100 g‒1) | 42.0 | 322.0 | 49.5 | 276.9 | 15.8 | 14.7 |
| 磷/(mg·100 g‒1) | 70.0 | 490.0 | 126.2 | ‒ | 40.6 | 16.5 |
| 钾/(mg·100 g‒1) | 259.0 | 2.2´103 | 102.6 | 2045.5 | 108.7 | 105.4 |
| 钠/(mg·100 g‒1) | ‒ | 9.0 | 14.3 | 432.2 | 41.2 | 15.2 |
| 锰/(mg·100 g‒1) | ‒ | ‒ | 2.96 | 1.47 | 2.69 | 1.84 |
| 铁/(mg·100 g‒1) | 0.85 | 8.31 | 3.08 | 15.95 | 1.06 | 49.50 |
| 锌/(mg·100 g‒1) | ‒ | 89.80 | 6.95 | 1.96 | 1.36 | 2.70 |
| 硒/(mg·100 g‒1) | ‒ | 0.1400 | 0.0395 | ‒ | 0.0259 | 0.0265 |
| 铬/(mg·100 g‒1) | ‒ | ‒ | 0.825 | 0.126 | 5.270 | |
| 铜/(mg·100 g‒1) | 0.070 | ‒ | ‒ | ‒ | ‒ | 0.868 |
Note: ‒ indicates that no relevant test data has been found. | |
注：‒ 表示无相关检测数据。 |
辣木叶蛋白质和辣木籽蛋白质含量均高于花生（约23%）、澳洲坚果（约21%）等油料作物。康丹丹等[15]对辣木叶粉蛋白质的氨基酸成分进行分析发现,辣木叶粉蛋白质的必需氨基酸含量与人体需求较为接近,且必需氨基酸占总氨基酸的比例（39.27%）高于WHO/FAO的推荐值（35%）,是较为优质的蛋白质资源。辣木籽除了含有丰富的蛋白质外,还含有超40%的辣木籽油。辣木籽油富含70%以上的油酸,10%以上的棕榈酸,约140 mg/kg的生育酚和18%甾醇,具有较强的抗氧化作用,是橄榄油的替代品之一[16]。有研究结果表明,辣木籽油可以抑制5-氟尿嘧啶氧化应激引起的肾毒性,增强抗氧化预防机制,并在肾脏中具有抗炎和抗凋亡作用[17]。辣木茎和辣木豆荚富含纤维,对治疗消化系统疾病和预防结肠癌很有价值,且可用于肥胖者的饮食。此外,据报道,辣木提供的维生素C比橘子多7倍,比胡萝卜多10倍;蛋白质比牛奶多17倍,比酸奶多9倍。
辣木富含人体生长发育和新陈代谢所必需的矿物质。钙是人体骨骼生长所必需的矿物质,250 g的辣木鲜叶可以提供约1100 mg钙,辣木叶粉可以提供约4000 mg钙,而250 mL（约250 g）的牛奶可以提供的钙是300~400 mg。辣木根富含铁,是牛肉铁含量（2 mg/100 g）的8倍,是菠菜（2.71 mg/100 g）的6倍,可用于治疗缺铁性贫血。钠和钾参与人体的电解质平衡和代谢功能且起重要作用,但高钠的摄入容易引起高血压,因此普遍推荐采取摄入低钠高钾的食材补充人体健康所需的矿物质[18]。辣木是较为典型的低钠高钙的食材,辣木叶粉的锌含量能满足人体所需。
2 辣木的生理功效
2.1 叶提取物的生理功效
辣木叶的甲醇提取物具有抗癌、预防支气管疾病、降血糖、抗氧化等功效。Khan等[19]发现辣木叶与甲醇按1:10（W/V）采用Soxhlet萃取法制备的辣木甲醇提取液,可通过抑制Notch信号通路及其相关致癌通路对前列腺癌细胞具有显著的抗癌和凋亡作用。Suresh等[20]将辣木叶与甲醇（350 g:500 mL）混合浸提3 d得到辣木甲醇提取物（指纹图谱分析证实该甲醇提取物富含黄酮类化合物、酚类化合物、糖苷类化合物和鞣质等多种植物成分）发现,该提取物对支气管收缩、气道炎症和哮喘有良好的防治作用。Aju等[21]发现,辣木甲醇提取物含有多种具有生物活性的化合物,能有效降低糖尿病大鼠心脏的高血糖及相关氧化应激。
辣木叶的水提取物具有抗氧化、抗炎等功效。按30 g辣木叶与1 L沸水比例混合提取的辣木水提物浓缩膏,可通过抑制谷丙转氨酶、碱性磷酸酶和谷草转氨酶的血清活性,显著地减轻对小鼠因乙酰氨基酚引起的肝毒性肝损伤作用,且抑制小鼠脑、肝中谷胱甘肽的消耗,对小鼠由乙酰氨基酚引起的组织损伤（空泡化和炎症）有明显的预防作用,具有抗氧化和抗炎作用[22]。Tshabalala等[23]采用辣木叶和辣木根的丙酮、乙醇和水提取物进行抗菌试验,采用水提取物进行抗糖尿病试验发现,叶提取物的总酚类物质含量最高,侧根的浓缩单宁和类黄酮含量较高;与根相比,叶提取物具有明显的抗糖尿病和抗菌作用,确定了辣木不同的植物部分可作为抗菌、抗氧化和抗糖尿病的补充物。李倩等[24]通过菌株发酵辣木叶粉,确定最佳发酵工艺为辣木叶粉添加量4 g/L、初始pH 6.5、发酵温度35 ℃、发酵时间72 h。在此条件下发酵得到的γ-氨基丁酸含量为209 mg/L,比未发酵的辣木提取液含量提高1.45倍。
辣木叶乙醇提取物是采用乙醇含量在70%以上的溶液进行提取获得,具有护肝、抗氧化、保护心脏、降血脂等功效。Samah等[25]将1 kg干粉末浸泡于1 L乙醇,浸泡48 h,过滤,浓缩,获得粗乙醇浓缩提取物发现,辣木乙醇提取物可通过增强抗氧化系统保护活性氧自由基介导的氧化损伤,调控凋亡通路编码基因的表达减少细胞凋亡,恢复替米考星诱导的大鼠心脏组织形态学改变,是一种有潜力的心脏保护剂。同时,该辣木叶乙醇提取物还能通过阻止二氯化钴诱导的活性氧自由基（ROS）生成,降低二氯化钴诱导的基因毒性,从而达到减轻二氯化钴对大鼠肝脏的损伤的目的。Nayak等[26,27]使用索氏提取法获得辣木叶乙醇提取物实验发现,辣木叶乙醇提取物通过调节环磷酰胺诱导的凋亡反应,保护精原细胞免受环磷酰胺诱导的损伤,且通过改善血液和睾丸内激素环境,以及调节支持细胞和精原细胞相关基因的表达,减轻环磷酰胺诱导的睾丸损伤,是一种有效的男性生殖能力保护方法。Álvarez- Román等[28]采用80%乙醇提取得到辣木叶乙醇提取物,实验验证辣木叶乙醇提取物主要的化学成分是类黄酮和酚酸,且对辣木叶乙醇提取物作为一种新的皮肤给药系统的保湿和抗氧化作用进行研究发现,其在没有改变皮肤pH的前提下能抑制皮肤水分含量、脂质氧化和跨表皮水分的损失,适用于化妆品和相关皮肤保湿药品中。Balusamy等[29]探索70%乙醇提取获得的辣木叶乙醇提取物发现,其具有抗增殖活性,降低甘油三酯含量,且可通过促进细胞凋亡来减少脂肪细胞的形成,可以用来作为控制肥胖的功能食品。
2.2 籽提取物的生理功效
辣木籽的研究主要是采用了乙醇作为溶剂,对其功效进行了探究。实验证实,辣木籽乙醇提取物具有降血糖、降血脂、抗炎、抗氧化、护肝等功效。Mapfumo等[30]采用70%乙醇溶液提取辣木籽发现,辣木籽乙醇提取物可防止高果糖饮食引起的肝脂质增生和脂肪变性,可抗肥胖和保护肝脏,具有作为膳食性脂肪肝预防药物的潜能。Zeng等[31]同样采用70%乙醇提取辣木籽发现,辣木籽乙醇提取物可通过促进海马神经发生、突触可塑性和胆碱能活动,在缺血性脑卒中急性期和延迟期均具有神经保护作用,是一种潜在的治疗缺血性中风神经保护剂。Jaja-Chimedza等[32]探索80%辣木籽乙醇提取物（主要生物活性为异硫氰酸酯）发现,通过其在细胞内的抗炎和抗氧化活动,以及在肠道微生物群的抗生素重组,可改善饮食诱导肥胖和胰岛素降低导致的小鼠代谢健康问题,表现为更大的糖耐量和更低的肥胖、炎症和氧化应激,这为辣木籽乙醇提取物在降低血糖和治疗糖尿病提供了论理依据。Hamza等[33]研究发现,辣木籽乙醇提取物对1,1-二苯基-2-苦基肼（DPPH）自由基有明显抑制作用,具有较强的还原抗氧化能力,且使作为氧化应激标记物的超氧化物歧化酶活性和丙二醛、蛋白质羰基含量均发生了逆转,验证了辣木籽乙醇提取物可通过其抗氧化特性、抗炎作用和减弱肝星状细胞活化能力等机制对四氯化碳诱导的大鼠肝损伤和纤维化具有一定抑制作用。
2.3 根提取物的生理功效
辣木根具有抗溃疡、抗炎、抗氧化的作用。Choudhary等[34]用70%乙醇提取得到辣木根皮乙醇提取物,且采用乙醇诱导和幽门结扎诱导胃溃疡2种实验模型研究辣木根皮乙醇提取物对白化大鼠的抗溃疡作用发现,辣木根乙醇提取物具有抗溃疡、抗分泌和细胞保护活性,可作为抗溃疡药物的来源。Gupta等[35]研究辣木根的乙醇提取物对实验动物可能的药理作用发现,辣木根乙醇提取物预处理对士的宁和来普他唑诱发的惊厥有显著的保护作用,对中枢神经系统有抑制作用。Cui等[36]在辣木根中分离得到一种新型多糖（MRP-1）,主要由鼠李糖、阿拉伯糖、果糖、木糖、甘露糖和半乳糖组成,通过用lps诱导的RAW264.7巨噬细胞评价MRP-1的抗炎活性发现MRP-1具有显著的抗炎作用。
2.4 花提取物的生理功效
辣木花具有抗氧化、抗炎功效。研究结果表明,辣木花乙醇提取物含有多种植物化学成分（如单宁、生物碱、黄酮类化合物、强心苷等）,其中没食子酸的含量为19.31 mg/g（相当于干提取物中的总酚类物质）,但是辣木花乙醇提取物表现出来的抗氧化活性一般,抗炎作用则较为强大（与标准药物双氯芬酸钠相当）[37]。
2.5 茎提取物的生理功效
2.6 豆荚提取物的生理功效
3 辣木加工现状
表2 辣木的相关应用Tab. 2 Application of M. oleifera |
| 类型Type | 部位Part | 产品名称 Product name | 主要内容Main content |
|---|---|---|---|
| 休闲食品 | 辣木 | 辣木保健软糖[43] | 按辣木叶粉（2%）、复合凝胶剂（6%）、麦芽糖醇:甘露糖醇（1:1）、柠檬酸钠（0.5%）制备而成。 |
| 辣木叶 | 辣木酥性饼干[44] | 辣木叶超微粉1 g、植物油10 g、白糖10 g制备得到的饼干可较好地抑制吸湿性,且富有辣木香气。 | |
| 辣木叶 | 辣木蛋糕[45] | 由混粉（低筋面粉与辣木粉,辣木粉添加量为混粉总量的20%）27%、细砂糖21.60%、鸡蛋48.60%、牛奶2.70%制备而成的口感松软,富有辣木清香的产品。 | |
| 辣木叶 | 固态酸凝辣木干酪[46] | 由脱脂乳粉按1:8复水,经巴氏杀菌（30 min,63 ℃）、冷却后,使用柠檬汁调pH,过滤排除乳清,加辣木粉（0.2%）,加干酪粉（1.0%）制备而成。 | |
| 辣木叶 | 辣木百香果饮料[47] | 由复配液（辣木提取液与百香果汁按7:3）30%,柠檬酸0.05%,白砂糖添加量10%制备而成。 | |
| 辣木叶 | 辣木果冻[48] | 由辣木叶汁0.6%,复合胶（卡拉胶和魔芋胶比例为6:4）1.0 %,木糖醇9 %,柠檬酸0.07%制备而成。 | |
| 主食化产品 | 辣木嫩梢 | 辣木微发酵菜[49] | 将辣木嫩梢切成2~3 cm的小段,烫漂2~3 min;浸入0.1%~0.15%的氯化钙溶液中,处理4~6 h,然后用清水冲洗2~4次,得到辣木菜;将辣木菜在22~30 ℃,避光处理9~11 h后,置于泡菜缸中,压实,加入冰糖、白酒、白醋和水制备成的发酵液,在20~25 ℃下,密封发酵5~7 d,沥干溶液,获取辣木微发酵菜。 |
| 辣木叶 | 辣木面条[50] | 由辣木混合粉（小麦粉:蒸馏水:辣木叶粉=200:0:10）2.5%,CNC 0.3%,食用碱0.2%,食盐2.0%制备而成。 | |
| 辣木花 | 辣木豆腐[51] | 产品的主要原料为黄豆、辣木花和黑枸杞。产品营养成分丰富,带有鲜花清香且呈现美观的色泽,刺激人们的食欲。 | |
| 辣木籽 辣木叶 | 辣木籽年糕[52] | 由糯米90~110份、辣木籽10~20份、无核红枣10~20份、纯净水20~30份、辣木籽叶30~40份制备而成的产品。产品营养丰富且具有促进新陈代谢的功能,可以缓解由于脾胃虚弱造成消化不良问题。同时,产品中的辣木籽叶具有降血压、减肥降脂的功效。 | |
| 辣木籽 | 辣木籽米线[53] | 产品主要是利用大米和辣木籽粉制备而成,具有良好的滋补效果,且在降低血脂、血压,减肥瘦身,调节肠胃,护肝戒酒,增强人体免疫力方面具有显著功效。 | |
| 功能性食品 | 辣木叶 | 辣木速溶茶[54] | 由辣木提取物40%~60%,麦芽糊精20%~60%;植物提取物0%~30%制备得到辣木速溶茶。该制备方法解决了现有技术的辣木成分提取率低、溶解性差的技术问题。 |
| 辣木叶 | 辣木红茶[55] | 辣木鲜叶在室温为24 ℃,相对湿度74%的条件下萎凋失水均匀;发酵温度27~32 ℃,相对湿度发酵时间84%~92%的环境下,时间5 h制备成辣木红茶。 | |
| 辣木叶 | 辣木螺旋藻复合 营养片剂[56] | 由混合粉（辣木叶粉:螺旋藻粉为7:3）88.5%,微晶纤维素8.0%、羧基纤维素钠2.0%、硬脂酸镁1.5%制备成。原料粉碎粒度200~300目,且含水量在7%以下。 | |
| 辣木叶 | 辣木红茶固体饮料[57] | 该方法解决了辣木茶辛辣味、入口涩的问题,产品茶香浓郁,香味绕舌持久,且具有治疗便秘的保健功效。 | |
| 辣木叶 | 辣木保健酒[58] | 该产品主要采用谷氨酸钠溶液浸泡和冷冻处理的方式,增加了辣木鲜叶中γ-氨基丁酸的溶出,且保护其不易受破坏。产品中的γ-氨基丁酸含量高,具有较好的生理功效。 | |
| 辣木根辣 木茎 | 辣木醋[59] | 利用辣木茎、辣木根、白砂糖、酒饼、芽孢杆菌以及水作为主要原料,经过发酵灭菌冷却得到辣木醋。该方案具有成本低、易操作、产率高的优点,且产品口感佳,功效强。 | |
| 日化产品 | 辣木籽辣木籽壳 | 辣木籽油防晒霜[60] | 辣木籽油混合黄芩苷粉剂、黄芩素粉剂、防风提取物粉剂、刺蔟藜提取物粉剂及地肤子总皂苷粉剂制备成含中药粉剂辣木籽油。辣木籽种壳超微粉碎在柠檬酸水溶液中改性。将含中药粉剂辣木籽油与辣木籽种壳超微粉改性溶液混合后加入乳化剂EM 90制得辣木籽油防晒霜。该产品具有对皮肤较好的滤除紫外线的功效,且抗过敏性能强。 |
| 辣木叶 | 辣木洗发液[61] | 将辣木叶加工成辣木原液,代替清水的使用,使得辣木原料的有益成分与其他原料成分完美融合,辣木叶富含的微量元素和维生素等成分均匀分散在洗发液中,可促使头皮血液加速循环流动,改善头皮营养状况。 | |
| 辣木叶辣木花 | 辣木沐浴露[62] | 该产品选择辣木叶和辣木花精油为主要加工原材料,配与苦蒿精油等调配制成,具有效促进血液循环,调理肺脏,温经通络,祛除风湿寒邪。 | |
| 辣木叶 | 鲜辣木叶液护肤品[63] | 利用鲜辣木叶加水榨汁冷冻降温分离而得的汁液做成护肤品,具有抗衰老、保湿、嫩肤、消炎、抗紫外线、促进血液循环的良好效果。 | |
| 其他加工产品 | 辣木叶 | 辣木蔬菜纸[64] | 辣木鲜叶浆与3%海藻酸钠、3%CMC-Na、5%马铃薯淀粉和6%面粉混合,经70 ℃干燥4 h,制得辣木蔬菜纸。该产品可用于包装食物。 |
3.1 休闲食品
辣木休闲食品主要是利用辣木粉结合其他工艺手段制备的具有辣木风味和营养的快速消费食品。现在市面上辣木休闲食品主要有辣木糕点、辣木软糖、辣木饼干、辣木蛋糕等。周伟等[43]利用辣木叶超微粉混合复合凝胶剂和糖醇制备出色泽均匀、口感适宜、有辣木独特风味的辣木保健软糖。彭芍丹等[44]利用辣木叶超微粉通过单因素实验和感官实验研发能抑制饼干成品的吸水性的辣木酥性饼干。段丽丽等[45]利用辣木粉作为功能性剂与低筋面粉制备成混粉,通过单因素和正交实验确定了最佳工艺配方混粉（辣木粉20%）添加量27%、细砂糖添加量21.60%、鸡蛋添加量48.60%、牛奶添加量2.70%,制备出营养价值高、风味良好且感官品质质量俱佳的辣木蛋糕。卢仰文等[46]在其制备的发酵乳中加入辣木粉和干酪粉,得到淡绿色、具有辣木特有香气的固态酸凝辣木干酪。
3.2 主食化产品
3.3 功能性食品
3.4 日化产品
3.5 其他加工产品
高佳乐等[64]利用辣木鲜叶漂烫、打浆、筛分制备成辣木浆,混合粘结剂制备成色泽绿、成型性好、有辣木风味的可食用辣木蔬菜纸,可用于包装食品。
辣木现阶段的加工主要以辣木粉或辣木籽油作为营养补充剂的形式添加到产品,或将辣木发酵成目标产物。至此,大多数的产品开发实验均未对产品的生理功效进行具体的表征和评价,产品的生理功效也仅仅停留在套用辣木叶或辣木籽油的生理功效层面。由前面生理功效的总结可知,不同提取方法制备的辣木提取物的生理功效各不相同,在未来的开发中可以利用辣木的提取物更好地给产品进行赋型,加工更加深层次的目标性产品。
4 展望
辣木的研究主要集中在辣木叶和辣木籽,其他部位的相关研究开发甚少。目前市场上对于辣木各部位的营养价值和生理功效也比较模糊,导致市场上辣木产品出现鱼目混珠或将其生理功效张冠李戴的现象,过于夸大其营养价值和生理功效。辣木的综合性研究开发还处在初级加工阶段,深层次的目标性加工产品（如降血压、降血糖、促进睡眠等）甚少,相关系统性的研究也较为缺乏,开发利用研究面临瓶颈。因此,要改善这一局面,增加辣木的产业价值,今后工作可以围绕以下两方面进行：（1）加快构建对辣木的各部位的研究体系,深入挖掘辣木各部位的功能因子及明确其较优的提取方法和加工方法,增强辣木生理功效的专一性。（2）加强辣木深层次产品的开发,重点面向“大健康”,研发辣木功能性食品,打开辣木产品的高端市场,以促进辣木的经济收益,推动产业发展。
辣木叶、籽、茎、根、花提取物经实验验证含有黄酮多酚类等物质,具有较好的抗氧化功效,可适用于高端化妆品的开发,通过皮肤渗透可起到延缓皮肤衰老、维稳修复等功效。同时,通过口服具有抗氧化功效的化学物质可清除体内自由基,起到安定情绪和改善睡眠的作用,因此,辣木叶、籽、茎、根、花提取物也可作为安神茶、营养片等保健食品的成分之一。异硫氰酸酯等化学物质具有较好的氧化应激和调节胰岛素的功效,辣木籽提取物经过浓缩富集了这些化学成分,适用于开发降血糖、抗炎的保健食品,增加辣木的经济价值。在开发产品过程中,提取方法、提取时间、加工工艺的不同会对辣木的营养成分和化学成分造成损耗。因此,在对产品定性前需对辣木的目标性成分进行检测分析,对其发挥的生理功效进行实验评价,明确其在功能性食品研发中的定位,促进辣木产业的高值化发展。