沙棘果食品開發利用研究進展與發展對策

王 璇，張志偉，陳志璽，傅雨萌，關文強,*

（1.天津商業大學生物技術與食品科學學院，天津市食品生物技術重點實驗室，天津 300134；2.華池縣甘農生物科技有限公司，甘肅 慶陽 745600）

沙棘（Hippophɑe rhɑmnoidesL.），又稱醋柳、酸刺，屬胡頹子科沙棘屬落葉性灌木[1]，源于地質運動的冰期和間冰期，是地球上最古老的植物之一，被稱為植物中的“生命之王”，也是新興的漿果類果樹，有“比熊貓還珍貴的植物”之稱。隨著我國大健康產業的快速發展，近年來科研人員對沙棘食品的開發研究越來越深入。根據CNKI 數據庫的統計分析，2016—2021 年，有關沙棘的研究發文量共計204 篇，且呈穩定上升趨勢，最大年增長率為31.8%[2]。作為一種藥食同源植物，沙棘的果實、種子、果皮、枝葉均可被加工利用。其中沙棘果是沙棘利用的最主要部位，加工利用率最高，且開發價值得到越來越多的關注[3]。

1 沙棘果的營養保健價值

如表1所示，沙棘果富含維生素、類胡蘿卜素、黃酮類化合物，同時還存在較為豐富的甾醇、不飽和脂肪酸等營養物質。由于沙棘果營養豐富，使其在改善“三高”和治療心血管、消化系統疾病等方面具有較好的功效。

表1 沙棘果的營養成分Table 1 Nutrients of seabuckthorn berries

1.1 改善“三高”

“三高”是高血脂、高血糖和高血壓的總稱，它們起病時間長，病因復雜，一旦發病很容易久病不愈，并極易引起動脈粥樣硬化、冠心病等一系列心血管類并發癥。在藥物治療方面，降糖、降脂常采用的雙胍類、他汀類藥物多具有副作用。近年來研究發現，通過膳食補充沙棘功能活性組分在降糖降脂方面作用顯著。Yang 等[15]每日給高血脂癥大鼠喂食7～28 mg/kg 從沙棘果中提取的多酚類物質，喂食5周后發現大鼠的血脂水平顯著降低。Chen 等[16]研究發現，56 名高膽固醇受試者在每日食用90 g沙棘果泥后，血漿能量代謝得到改善，腸道中與增加心血管疾病風險相關的微生物減少。黃建等[17]通過給糖尿病大鼠喂養沙棘黃酮研究了沙棘黃酮的降血糖作用。經與模型組對照分析發現，沙棘黃酮能夠預防和降低大鼠糖尿病的發生，并且降糖效果與沙棘黃酮的劑量呈正相關。此外，Koyama等[18]通過飼喂含有沙棘粉的飼料，探究了沙棘粉對動物血壓的影響。結果表明，沙棘粉能有效降低動脈血壓、總血漿膽固醇等心血管系統指標，可有效改善高血壓疾病，減少其對心血管臟器產生的不良影響。由此可見，沙棘及其提取物在降脂、降糖、降壓方面發揮著明顯的作用。

1.2 護肝作用

沙棘富含的多種生物活性成分中，以沙棘多糖和沙棘黃酮在護肝方面效果顯著。沙棘果富含由葡萄糖、果糖、半乳糖等組成的中性多糖，該類物質在保護肝臟方面具有較好的效果。一方面，沙棘多糖本身可以減輕肝細胞損傷和炎性細胞浸潤[19]；另一方面，沙棘多糖也可以通過與益生菌聯用[20]，起到減輕肝損傷的效果。此外，越來越多的研究表明，由于“腸-肝”軸的存在，腸道微生物與肝炎、酒精性肝硬化等肝臟類疾病的發生密切相關[21]。Zhao等[22]研究發現，沙棘黃酮提取物主要通過TAK1/p38MAPK/p65NF-κB 通路重塑腸道菌群結構，減輕由于過量飲酒造成的腸道菌群紊亂和內毒素產生所造成的酒精性肝損傷。

1.3 改善消化

粗纖維（Crude fiber）是植物細胞壁的主要組成成分，在促進腸道蠕動、幫助消化方面具有良好功效。粗纖維雖然不會被直接消化，但在進入腸道后，能夠刺激微生物種群，改善其生長活動環境。以沙棘果渣為主要原料制作而成的咀嚼片[23]，不僅可以改善胃腸蠕動功能，促進便秘癥狀緩解，且食用口感較好，容易被消費者接受，具有比較好的市場前景。

1.4 殺菌抗炎

以沙棘為主要原料提煉出的沙棘油，在殺菌抗炎方面也具有明顯效果。沙棘一直作為藏、蒙等民族的傳統藥物進行殺菌抗炎治療。此外，古希臘、俄羅斯等也曾用沙棘治療肝炎、皮膚病和哮喘等。由于沙棘油能夠殺菌抗炎、化腐生肌，其在放射性皮炎、黏膜炎等治療方面具有一定的針對性，對于燒燙傷等非放射性炎癥也有明顯的療效。沙棘油中含有非常豐富的不飽和脂肪酸，其中的棕櫚油酸可降低白介素6（IL-6）基因以及過氧化物酶體增殖物激活受體（PPAR）基因的表達，抑制NF-κB信號通路，從而降低炎癥因子的表達，實現殺菌抗炎的作用[24]。

1.5 護膚抗衰

沙棘也被稱為“長壽果”“第二人參”，具有抗衰老的特性。郝毫等[2]通過對2011—2021 年關于沙棘的研究文獻進行關鍵詞時區圖分析后發現：在228個關鍵詞中，抗氧化是使用頻率最高的幾個關鍵詞之一，并預測未來沙棘研究的熱點將聚集在抗氧化性研究方面?？寡趸裳泳徠つw衰老進程，這主要得益于其對造成皮膚衰老的氧化應激反應的抑制作用。Liu 等[25]以人皮膚成纖維細胞為模型，研究了從沙棘中提取的原花青素對該細胞的抗氧化特性及作用機制。研究發現：從沙棘中提取的原花青素可以增強細胞中抗氧化物和抗氧化酶，如谷胱甘肽（GSH）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性，同時可清除多余的與皮膚衰老直接相關的活性氧（ROS），明顯改善因日光照射等原因造成的ROS過量增加而引發的氧化應激反應，繼而延緩皮膚衰老。

1.6 抑瘤防癌

抑瘤防癌是各類保健食品重點開發的方向，尤

其是從天然植物中探索提取物有效成分，如紫杉醇[26]、青蒿素[27]、茶多酚[28]等的抑瘤防癌功效已成為重要趨勢。而沙棘中含有豐富的異鼠李素、油酸、亞麻酸等成分，被證明可以抑制N-亞硝基嗎啉的合成[29]，進而起到提高免疫力、防癌抗衰老的功效。劉雪梅[30]利用昆明小鼠研究了沙棘果油對肝癌的抑瘤作用，發現沙棘果油可以通過調節小鼠腫瘤組織中的B 細胞淋巴瘤因子2（BCL-2）和BCL-2相關X蛋白（BAX）的表達，提高BAX/BCL-2的比值，進而抑制腫瘤的生長，加速腫瘤細胞的死亡。崔米米等[31]對沙棘源多酚的防癌效果進行了研究，發現沙棘果結合態多酚在抑制結腸癌細胞HCT116、宮頸癌細胞HeLa、肝癌細胞HepG2等活性方面具有良好效果，尤其是對結腸癌細胞HCT116的抑制更加顯著，抑制率可達到33%。

2 沙棘果的主要產品形式

近些年來，隨著對沙棘特殊功效研究的不斷深入以及我國健康產業的快速發展，越來越多的企業在沙棘果產品的開發利用方面進行了產業布局。據2022年中國治沙暨沙業學會沙棘專業委員會發布的《全國沙棘資源本底調查報告》顯示，目前我國從事沙棘相關經營企業有3 189 家[32]，涉及食品、保健、醫藥等眾多領域數百種產品，涵蓋沙棘飲料、沙棘醋、沙棘茶、沙棘果酒、果粉、沙棘油、口服液、膠囊等[1]，許多產品甚至遠銷海外。

2.1 果汁飲料

沙棘果汁飲料是沙棘開發利用的主要方向，不僅豐富了市面上飲料的品種，而且具有一定的保健功效，能夠有效補充多種人體必需的營養物質。目前，市面上主要有沙棘原漿、沙棘清汁等產品種類。除此之外，還可以將沙棘果汁與紅棗等多種食品復配制成復合果汁飲料。這種飲料可以在保留沙棘營養成分的同時，改善沙棘的酸甜風味。朱立斌等[33]以沙棘果為主要原料，使用蜂蜜、蔗糖、檸檬酸等進行復配，制成的沙棘果汁飲料不僅保留了沙棘果固有的口感風味特色，而且具有酸甜適口、色澤橙黃亮麗、成分均勻穩定的優點。

2.2 沙棘果油

沙棘果油是一種具有較高營養價值和安全性的植物油脂，不飽和脂肪酸含量超過80%，有“油料黃金”之稱。其中以膠囊、口服液或者瓶裝油為代表的沙棘原料保健食品比較常見[34]。方亮等[35]使用溶劑法提取沙棘果實和種籽的油脂，發現所提取的沙棘油中富含鉀、鈣、錳、鋅、鐵等人體所需的多種礦物質元素，尤其是鈣元素含量較高，約為其他元素含量的1～2倍。因此，開發鈣元素含量豐富的沙棘油成為沙棘產品極具開發潛力的方向之一。

2.3 果酒

果酒一般是由水果發酵而形成的風味酒，如常見的葡萄酒其實就是果酒的一種。用沙棘果作為主要原料釀造的沙棘果酒不僅具有沙棘酸甜、醇厚濃香的獨特風味，而且因富含各類生物活性成分而成為一種保健飲品，其具有活血降壓、健胃消食、消喘止咳等保健作用，是目前沙棘果最具開發價值的產品之一。

在果酒產品開發過程中，不僅可通過不同的發酵工藝制成不同的酒種，還可與葡萄、紅棗、枸杞等按比例進行復配，釀造出口感更佳、活性成分更為豐富的復合飲品。朱明明等[36]利用新型發酵劑巴氏葡萄球菌TS-82聯合酵母菌成功發酵釀造出沙棘果酒，該產品具有較好的口感風味和營養價值，受到消費者的青睞。

2.4 果粉

沙棘凍干果粉有凍干全果粉和凍干果粉兩種。沙棘凍干全果粉是全程在低溫環境下對鮮果進行凍干、脫水、研磨等處理得到的粉狀飲品，凍干全果粉保留了沙棘果果肉、種子、果皮中所有營養物質，具有營養全面的特點。在全果粉中添加小麥低筋面粉、蛋液、糖粉等制作而成的沙棘餅干，口感松脆，風味突出。普通的沙棘凍干果粉則是在沙棘原漿的基礎上，經真空低溫噴霧干燥或冷霧干燥后制得，能夠在較好地保持產品營養成分的同時，方便保存和加工使用。此外，以沙棘凍干粉為主要原料，輔以枸杞、紅豆薏仁、甜味劑、穩定劑和增稠劑等可調配制成營養和風味俱佳的沙棘營養代餐粉[37]。這不僅增強了其營養和保健功能，而且在風味上更為豐富，深受消費者喜愛。

3 沙棘果的加工流程

沙棘果的加工流程一般可分為采摘、預處理、打漿、分離、回收利用等幾個環節，具體如圖1所示。

圖1 沙棘果加工工藝流程Fig.1 Process flow of seabuckthorn berries processing

3.1 采摘

沙棘由于果小、皮薄、果柄短且枝條有刺，不方便大規模直接采摘。一般使用剪摘方法，將沙棘果和枝條一并剪下，而后進行速凍脫果[38]得到沙棘果。在速凍脫果階段，可以根據產地環境特點直接采用打凍果的方法進行采摘，如我國較為寒冷的東北黑龍江等地即采用此方法采摘沙棘果。也可利用機械方法，制作諸如冷凍沙棘枝條脫果分離的滾篩機[39]等設備進行采摘，克服了人工敲打造成的效率低的問題，適合規?；a加工企業。

3.2 預處理

在預處理階段，主要完成對沙棘凍果的解凍清洗。目前，主流做法是采用洗果機緩慢供給熱水的方式進行解凍，并通過噴淋、鼓泡等方式對沙棘果進行清洗，使附著在表皮的灰塵、砂石以及沙棘果柄、枝條、葉片等雜質分離[40]。

3.3 打漿

完成預處理的沙棘果可通過輸送裝置進入打漿壓榨環節，主要是在打漿機（壓榨機）內完成打漿（壓榨）作業，進而得到沙棘果原漿。此時的沙棘原漿是一種較為渾濁的混合液體，包含了果汁、果油和果渣等成分。

3.4 離心分離

經打漿得到的沙棘果原漿成分較多，且觀感比較渾濁，一般需經過離心分離等程序進行處理。經離心分離操作后，輕液相被分離出來進而作為果油的主要成分，中間部分的沙棘清汁是沙棘果汁后續加工的主要原料，而重液相則成為果泥的主要成分。

3.5 回收利用

與普通果汁加工相同，沙棘經打漿或壓榨后，會產生果皮、果渣等廢料，并且在這些廢料中依然含有較為豐富的營養成分?？紤]產品的經濟價值，很多企業會將排出的沙棘果皮、果渣加入一定量的水，在一定的溫度下進行溶渣作業，而后將其再次送入壓榨機中進行壓榨，完成果渣的二次利用。通過上述的溶渣流程，可以實現大部分營養物質的回收利用。對于已經沒有壓榨價值的果渣，可以進行干燥處理，然后對籽膜進行剝離，得到純度較高的沙棘籽，并利用超臨界CO2萃取或溶劑提取等技術制取沙棘籽油，確保沙棘果的全部營養價值得到充分地利用。

4 沙棘果的產業化難題

2022年中國治沙暨沙業學會沙棘專業委員會發布的《全國沙棘資源本底調查報告》顯示，全國沙棘資源面積增至127.36萬hm2[32]，種植面積每年都在持續增加，但沙棘產業在食品開發上的投入仍舊不足，大多是對原料的簡單初加工，且品種較為單一，缺乏高附加值的深加工產品，這在一定程度上限制了沙棘產品的產業化發展。分析其原因，主要有以下幾個方面。

4.1 預處理工藝繁瑣

沙棘是古老的植物，人類對其加工工藝的研究一直在不斷完善。但是受限于沙棘果自身的特點，如果小、皮薄，不僅不易實施機械化采果，還在預處理階段非常容易發生雜質分離不徹底、清洗不充分、破漿等問題。研究發現，在沙棘果清洗過程中，每清洗1 t沙棘果需要消耗5 t清水，這造成了水資源大量浪費[40]。此外，未被徹底分離的泥沙、枝葉等雜質會隨著生產線進入果漿加工工序中，不僅影響產品的口感[41]，甚至還會在后續加工中對設備等造成損害。

4.2 營養成分容易流失

為了方便解凍和提高清洗的效果，目前普遍使用熱水和專用清洗設備對沙棘果進行清洗作業。皮薄的沙棘果在熱水和機械設備的作用下容易出現破漿現象，使得其中的VC、有機酸等營養成分溶解在洗果水中而流失。檢測發現，洗果水中pH值為2.65，總酸含量2.07%，VC 含量達137.64 mg/100 g[40]。Gutzeit等[42]通過研究發現，在沙棘果汁生產過程中，漿果的加工過程將造成約5%～11%總抗壞血酸（VC）的損失，濃縮果汁生產過程中總抗壞血酸的損耗則會高達50%。

4.3 果汁穩定性較差

由于沙棘中的果油含量較高，容易造成沙棘果汁不穩定，出現分層、生物活性物質流失等現象，不利于產品品質的提升，而這也是此類產品需要重點解決的問題。為了保持較好的穩定性，解決果汁分層，劉鑫等[43]通過向沙棘果汁添加黃原膠、果膠、阿拉伯膠等作為穩定劑，以離心沉淀率為評價指標，優化得出沙棘渾濁果汁的復配穩定劑配方為：果膠添加量0.14%，黃原膠添加量0.14%，阿拉伯膠添加量0.24%，此時渾濁沙棘果汁的離心沉淀率為0.45%，粒徑90%分布在4.92μm 以下，穩定性最好。徐瑤[44]采用超高壓輔助酶解的方式生產果汁，得出了果膠酶添加量、超高壓條件、酶解溫度等一系列最佳工藝參數，加工而成的沙棘汁具有較好的品質，透光率可達59.68%。

4.4 得油率低

沙棘油的主要提取原料是沙棘籽和果油，相比于大豆、芝麻等，沙棘平均出油率較低，基本在10%以下，且加工耗時長，穩定性差，這極大制約了沙棘果油的規?；a應用。傳統方法中，有機溶劑浸提是沙棘籽油的主流提煉方法，但該法存在提取時間長、溫度高、易造成活性物質損失等問題。近年來，超臨界CO2萃取正逐漸成為新的研究方向，可以在有效保護油脂中有效成分的同時，減少對環境的污染，但其成本相對較高。超高壓輔助法也是近年來比較先進的提取工藝，李尚澤等[45]以石油醚為溶劑，采用超高壓輔助法對沙棘籽油進行提取，通過設定適當的壓力、保壓時間和料液比，可以提高沙棘籽油得率。

4.5 果酒酸度高，儲藏困難

沙棘果本身酸度較高，由沙棘果發酵釀造的沙棘酒原漿口感較差且比較渾濁。除原料之外，發酵的時間、溫度、菌種等都會對沙棘酒的感官品質產生影響。添加其他果蔬原料進行復配釀酒是改善沙棘果酒品質的有效途徑。許多研究人員嘗試采用乳酸菌與酵母菌聯合發酵[46]、將沙棘果與紅棗等進行復配發酵[47]等多種工藝來降低果酒的酸度，并取得了一定效果。除了感官品質外，提高沙棘酒的儲藏時間也是在產業化過程中需要考慮的問題。非酶褐變是比較常見的問題，其主要導致沙棘酒的色澤風味變差。而添加抑制劑是延緩非酶褐變的主要手段，傳統的抑制劑主要是Na2SO3和SO2等，但是安全性較差。而近年來研究發現，使用VC作為抑制劑效果較好，可以抑制5-羥甲基糠醛的產生，進而抑制果酒發生褐變[48]。

4.6 產業規模不足

我國雖然在政策等方面對沙棘的種植與開發進行了大量扶持，但目前來看從事高附加值沙棘產品開發的企業大多以中、小企業為主，沒有形成強有力的產業集聚功效。一方面，中、小企業在產品的開發定位、更新研發、市場銷售、品牌建設等方面的資金、人才、技術有限，加之宣傳投入不足[49]，使得消費者對沙棘產品的特性功效了解較少，規模有限的市場也增加了中小企業的風險，阻礙了企業的進一步發展壯大。據估算，成立一個具有較大影響力的沙棘產品開發企業，需要投入上億元資金和大量專業技術人員。另一方面，作坊式的生產和管理模式使許多沙棘產品的質量參差不齊，甚至會出現不合格的產品，這又進一步限制了沙棘產品市場的健康發展。

5 促進產業化發展對策

沙棘作為一種集生態、食品、藥品等價值于一身的植物，在助力生態建設、大健康發展等方面具有較好的產業價值。而我國作為世界上沙棘資源最為豐富的國家，應當進一步統籌各種資源條件，促進沙棘產業規?；?、高質量發展。

5.1 優化工藝流程

針對沙棘果預處理繁瑣等問題，應進一步優化工藝流程，加強先進設備的研發。工藝設備的優化，應重點圍繞沙棘果與雜質的分離、降低沙棘果破漿率、提高清洗潔凈度、減少資源消耗等方面進行改進。黃雅鑫等[40]對沙棘果預處理工藝進行了改進。改進的預處理工藝集清洗去雜、提取分離、回收利用等功能于一體，加入了生物酶工程技術和多次溶渣環節，與原有工藝相比，出汁率提高了15%，水資源節省了60%。

5.2 提升資源綜合開發利用程度

沙棘果是沙棘果汁飲料等產品開發的主要部位，在出汁加工后會產生較多的副產品。由于初次打漿產生的果渣、籽渣等仍含有較多的維生素、黃酮類化合物等營養物質以及較為豐富的膳食纖維。這些副產品，一方面可以進行二次溶渣提高出汁率；另一方面也可以將其作為主要原料，開發含有果渣的餅干、酸奶等保健食品[50]，或者作為輔料添加至牛、羊等動物飼料中，改善動物機體免疫能力和生產性能[51]，還可以通過酶-超聲雙輔助法等技術對果渣中的黃酮類物質進行提取利用[52]?？傊?，加強沙棘果加工副產品的開發利用，提高綜合產品附加值，是提高企業綜合效益，促進產業鏈上下游發展的一種重要途徑。

5.3 加快研-產-銷體系建設

沙棘產業的體系建設應突出研發、生產和銷售3個關鍵環節。目前，沙棘產業龍頭企業相對較少，難以促進產業鏈聚集發展，在產品研發、生產線（工藝）建設上投入不足。除了產品本身不足外，產品的市場營銷體系不健全也是影響產業發展的重要原因。許多營銷停留在單打獨斗甚至相互拆臺狀態，形成不了合力。沙棘含有很多生物活性成分，關鍵是要立足于科學的標準體系，通過臨床“雙盲”試驗拿出真實有效的數據資料，并借助先進的營銷體系促進產業鏈快速發展，實現產業騰飛。

5.4 加強領導，形成合力

我國是沙棘屬植物的起源地，擁有全球最多的沙棘種和亞種，也選育出了具有生態經濟功能的優良品種。同時我國也擁有全世界種植面積最大的沙棘資源和數量眾多的沙棘企業。為此，要進一步加強領導、搞好協作，齊心協力推動沙棘種植開發工作再上新臺階。首先，水利、林業部門對沙棘工作的重視，是目前搞好沙棘開發利用工作的先決條件[53]。除此之外，財政、科技、工商等其他有關部門、行業也需要逐步介入引導，加強合作，就有關目標、任務和措施等達成一致，編制好沙棘中長期發展規劃，分工負責，齊心協力，抓好落實。

6 小結

沙棘作為一種具有生態和營養雙重價值的植物，在我國的種植面積十分廣泛，在發揮好林業價值的同時，進一步挖掘沙棘食品產業附加值，是促進相關地區產業轉型升級的良好途徑。國家和地方應出臺相應政策扶持沙棘產業，有關部門應當選育和引進優質品種，推廣科學種植方法，企業應加強沙棘副產物的綜合利用，提高產品附加值，科研單位應深入沙棘功能性研究和沙棘新產品開發，普及沙棘產品保健作用，齊心協力助推沙棘產業和地區經濟的進一步發展。