金银花成分及加工

罗 莲 叶 萌 林 静 陈安均莫汉儒 余建兵 刘兴艳

(1. 四川农业大学食品学院，四川 雅安 625000；2. 四川农业大学林学院，四川 成都 610000；3. 四川省乐山市沐川县沐溪镇农业综合服务中心，四川 乐山 614000；4. 四川蜀塬腾农业科技有限公司，四川 乐山 614000)

金银花为忍冬科植物忍冬的干燥花蕾或带初开的花，属于多年生半常绿缠绕及匍匐茎的灌木[1]，其基原只有忍冬一种，区别于金银忍冬、蓝靛果忍冬和山银花等忍冬科植物[2]。金银花一年花开3～4次，4—6月为第一茬花，占全年产量70%左右[3]。其花蕾外形上粗下细，略弯曲,长2～3 cm,花初开为白色,1～2 d后因类胡萝卜素含量急剧增加而转变为黄色[4],根据其颜色和外形，通常被分为青蕾期、二白期、银花期和金花期4个主要时期。其果熟期较晚,在10—11月,果实形状为圆形或椭圆形,长约3 mm,成熟时为蓝黑色[5]。金银花对于生长环境的耐受性较高,主要归因于其富含酚类物质[6],最高生长海拔可达1 500 m，山东和河南为金银花的主要产区。金银花富含多种生物活性物质,具有调节血糖[7]、抗氧化、抗肿瘤和抗病毒[8]等功效,其功能性成分的积累受产地[9]、海拔、品种[10]及加工方式等影响。文章拟对近些年金银花所含的活性成分、干制加工、功能性成分的提取和加工产品现状进行概述,以期为金银花的进一步研究提供依据。

1 金银花活性成分及功能

1.1 黄酮类化合物

1.2 酚类化合物

金银花中酚类化合物含量占比较高，主要以游离态、酯化态和不溶性结合态形式存在。Chen等[19]发现金银花中总酚含量高达66.99 mg GAE/g DW，高于桃仁和柠檬等花卉。金银花酚酸类物质中，绿原酸含量最高,是评价金银花质量和品质的标志性物质,其在叶的各个时期变化不大,而在花的三青期可达最高值33.37 mg/g[20]。邻二羟基是绿原酸特有结构,其可形成分子内氢键,降低体系能量,使自由基更稳定,从而极大地增强了其抗氧化能力。苏萌萌等[21]研究发现，绿原酸对荧光假单胞菌和腐生葡萄球菌最小杀菌质量浓度为5 mg/mL,其通过破坏菌体细胞膜,改变膜电位,进而使内源物质发生泄漏和溶解实现抑菌。Wu等[22]通过代谢组学分析发现，绿原酸(CGA)胁迫是通过诱导三羧酸(TCA)循环和糖酵解使细胞内代谢失衡来抑制枯草芽孢杆菌。

1.3 挥发油类

金银花中挥发油主要包括芳樟醇、棕榈酸酯、亚油酸等[23],其精油具有自然清新的花香,较为明显的清甜香,并伴有较弱的青滋感和酸香[24]。张文文等[25]发现金银花与叶均能显著促进小鼠淋巴细胞的转化,以增强小鼠的免疫能力。Rahman等[26]发现金银花精油和金银花叶乙醇提取物对革兰氏阳性菌的抑菌效果优于革兰氏阴性菌,主要是因为革兰氏阴性菌细胞壁中脂多糖可阻止疏水性油的渗透并避免精油在靶细胞膜中的积累。

1.4 环烯醚萜苷类

环烯醚萜苷类是金银花中主要的水溶性成分,是由环戊烷并吡喃环基本骨架的单萜类化合物与糖结合成苷的一类化合物[27],主要包括马钱苷、当药苷/獐牙菜苷和马钱苷酸等。环烯醚萜苷类化合物的结构有闭环环烯醚萜苷类、裂环式环烯醚萜苷类和聚合环烯醚萜苷类3种,其特征性断裂途径有RDA裂解和一氧化碳、甲醇的损失以及与氮位的连接[28]。杨少青[29]发现龙胆苦苷与栀子苷两种环烯醚萜苷可以通过抑制糖异生关键酶PEPCK和G6Pase的转录与表达来实现对糖生成的抑制,从而对血糖起到调节作用。Zhang等[30]对金银花中抗流感物质进行了筛选,共鉴定出126种物质,包括70种环烯醚萜苷,其中10种含氮环烯醚萜苷类化合物被认为是抗流感病毒的潜在新化合物。

2 金银花的主要加工工艺

2.1 干燥工艺

新鲜金银花因含水量较高,极易发生不同花期的转变和氧化褐变,不易运输和贮藏。干燥过程中,受热不均或干燥时间过长都会造成金银花颜色不一和活性物质损失,甚至影响金银花药性。干燥速率、产品最终外观性状和成分的保留量是对干燥方式优劣的直接判断。

传统的干燥方式有阴干、晒干和热风干燥等[31],相比于阴干和晒干受场地和自然因素的限制,以及耗时长的问题,烘干更适用于金银花的干燥[32]。现代干燥技术有真空冷冻干燥、变温干燥、气调干燥、远红外干燥和微波干燥等。以多糖含量为指标,杀青干燥较冷冻干燥、硅胶阴干、晒干和烘干更适合于金银花干燥[33]。联用干燥技术有热泵远红外干燥技术、真空冷冻干燥技术和气调热泵干燥技术[34-35]等。联用干燥技术可以更好地保留金银花成分，如现代干燥技术结合杀青技术可以更好地保存金银花中芦丁、绿原酸、木犀草素和异绿原酸C等成分,并且性状外观更符合金银花原本特征,主要是由于杀青可以瞬时高温灭活各类酶的活性[36]。朱玉丽等[37]发现，与单独微波干燥相比,热风与微波结合使得金银花的外观品质、活性成分含量和效率都更高。目前，通过成分保留量来比较各种烘干方式的效果见表1。

表1 金银花干燥方式的比较Table 1 Comparison of drying methods of Flos Lonicerae

2.2 提取工艺

提取是金银花用于生产茶类饮料的重要加工单元,功能性成分的提取率直接影响最终产品的保健价值[19]。绿原酸因在金银花中占比高达3%～5%,且兼具多种生物活性,常被作为金银花提取率的考察标准。CGA是热敏性化合物,对光热敏感,易氧化损失,选择合适的提取方法,对其保留至关重要。

CGA的传统提取方法有溶剂提取法[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、超声提取法和高压提取法等。石艳宾等[41]得出绿原酸的最佳超声提取工艺为乙醇体积分数 69%、料液比 1∶23 (g/mL)、超声温度 44 ℃、超声时间 20 min，此时绿原酸提取率为6.20%。李华生等[42]优化了加压提取工艺，在优化后的工艺条件下，绿原酸提取率可达39.7 mg/g。王鑫等[43]研究表明，回流法具有提取时间短、提取效率相对较高且绿原酸不易被破坏等优点，优化后的绿原酸提取率高达6.23%。生物酶法提取CGA具有绿色和专一性高的特点,并且可防止脂溶性色素的溶出[44]，更有利于CGA的后续分离纯化。将多种提取方式相结合,可以极大提高CGA的提取效率,朱国健等[45]发现超声回流法在提取金银花中CGA时,得率较回流法和超声波法分别提高了7%和5%。

3 金银花的加工制品

3.1 金银花茶类

目前，金银花茶类产品主要是凉茶类饮料和花茶。金银花凉茶类饮料属于植物草本饮料，即以国家允许使用的植物(包括可食用的根、茎、叶、花、果实)或其提取物的一种或几种为原料,添加或不添加其他食品原辅料和(或)食品添加剂,经加工制成的饮料[46],按其类别可分为原汁饮料和复合饮料。花茶又称香片、熏花茶和窨花茶，是中国特有的再加工茶类，是采用茶用香花与茶坯窨制而成的一类再加工茶。

金银花凉茶类饮料富含多种生物活性物质，兼具清热解毒、抗流感和抗氧化等功能，但在加工过程中会遇到杂质沉淀、变色和口感不佳等问题，从而影响产品品质。刘程[47]研究发现，金银花饮料的沉淀问题是多种因素综合作用的结果,当体系中蛋白质含量较低,而酚类物质含量较高时,蛋白质表面会形成疏水层,从而出现蛋白质析出沉淀现象。pH值、金属离子和绿原酸类化合物氧化会导致金银花水提液变深变绿,碱性条件下,绿原酸呈解离态,木犀草素因含有多个酚羟基,在水中呈微弱酸性,能够与钙、铁、镁等金属离子形成有色络合物。兰雪萍等[48]通过添加D-异抗坏血酸钠，有效减缓了金银花提取液颜色的变化。畅丽萍等[49]研究表明，金银花烘青绿茶复合饮料的最佳工艺参数为金银花和烘青绿茶提取液的混合体积比为1∶1、白砂糖添加量为10.5 g/100 mL、柠檬酸添加量为0.13 g/100 mL、L-抗坏血酸添加量为0.10 g/100 mL,海藻酸钠添加量为0.16%,此条件下的产品汤色黄绿且澄清透明,具有烘青绿茶和金银花特有的香气,并且滋味鲜爽可口,稳定性良好。

花茶具有良好的发展前景，开放后的金银花香气清雅纯正、芳香扑鼻，非常适合窨制花茶，其核心工艺为“窨花”。练学燕[50]比较了三窨一提与四连窨两种工艺对金银花窨制绿茶和红茶的品质影响，得出三窨一提工艺所制金银花茶香气、汤色品质更优，金银花与绿茶适配性更佳，同时冷藏相比于常温更有利于防止香气的损失。后续可对其窨制工艺中茶培的吸香过程和金银花释香生理过程进行研究。

3.2 金银花酒类

酒具有改善血液循环和温热机体的作用,将金银花及其浆果的活性成分融入酒中,可赋予酒更丰富的功能和口感。但其会面临酒体酸度不协调、不稳定和活性成分不能较好地被保留等问题。马宇等[51]采用固态发酵工艺酿造金银花酒,使原料中的香气、活性成分更易于保留和转移到酒体中,增加酒体风味及活性功能,并且杜绝了甲醇的产生。陈丽玲等[52]将黄酒成品直接浸泡萃取金银花获得金银花黄酒,由于黄酒中存在的氨基酸多肽等成分可能会对绿原酸有一定的保护作用,从而富含更高的绿原酸和总酚。Skorodpelova等[53]发现苹果汁+金银花汁和梨汁+金银花汁发酵比梨汁和苹果汁单独发酵具有更多的风味、多酚类物质和维生素，并且酒体酸度得到了很好调节。于军香等[54]得到蓝莓金银花发酵酒的最佳工艺参数为加糖量16.7%,柠檬酸添加量0.15%,酵母添加量0.15%,制得的酒液香味协调,酒度适宜,酸味不重,酒体丰满柔和。

3.3 金银花其他产品

为解决金银花的食用研发品种单一问题，金银花醋、金银花酸奶和金银花糕等研发相继出现。闫占鹏[55]比较了金银花提取液和金银花粉末两种添加方式对食醋发酵的影响,最终确定以提取液的方式添加更优,与未添加金银花提取液的发酵醋相比,其自由基清除率显著提高。肖元园等[56]以金银花汁与全脂乳粉为主要原料制作凝固型酸奶,随着金银花含量的增加,酸奶的硬度和黏度降低，可能是因为其会使酸奶的凝胶网络结构变得疏松。曹冠华等[57]确定了金银花酸角糕的最佳工艺为酸角汁与金银花汁质量比为3∶1,蔗糖添加量为18%,麦芽糖添加量为1.00%,柠檬酸添加量为0.30%,琼脂添加量为0.90%,卡拉胶添加量为0.10%,果胶添加量为0.10%。

4 结论

金银花因富含黄酮类、酚酸类、挥发油和环烯醚萜苷类等多种生物活性物质,具有抗氧化、清热解毒和降血糖等保健功能，后续需加强对其他功能性成分的探索,如萜类化合物。金银花最优干燥方法的选择还不够标准化，在各种方法最优条件下进行比较的研究较少，同时，新的提取技术需要不断挖掘，应向绿色高效的方向发展。金银花采摘后会进行修枝，产生大量金银花叶,后续可研究其越冬机理以及加强其叶的开发利用。目前，金银花主要是以原辅料形式加入产品制成茶类或酒类,且已有加多宝、和其正和金银花露等市售保健茶饮料,但产品形式还相对单一,因此需加大其研发力度,拓宽这一药食两用资源的加工利用,促进金银花产业的良性健康发展。