美藤果蛋白加工及应用研究进展

陈佳 ，杨勇福 ，林茂森 ，黎攀 ，杜冰 ，谢蓝华 ,

1. 普洱联众生物资源开发有限公司（普洱 665008）；
2. 普洱市谢蓝华职工创新工作室（普洱 665008）；
3. 云南省杜冰专家工作站（普洱 665008）；
4. 华南农业大学食品学院（广州 510642）

蛋白质是人体细胞与组织的重要组成成分，也是人们生活中接触较多的重要营养素。随着经济社会发展和人们生活水平提高，植物源蛋白食品以其绿色健康营养广受消费者追捧，植物源蛋白资源研究开发与综合利用成为国内外食品行业关注的新热点和新方向。截至2021年底，据不完全统计，全球植物蛋白市场规模在1 000～1 250亿美元，我国食用植物蛋白资源市场200～300亿美元，主要为豆类、坚果、谷物及食用菌等类别[1-2]。联合国人口基金发布的《2021世界人口状况》报告显示，截至2021年底，全球230个国家人口总数为75.9亿人，其中我国人口为14.1亿人。据预测，2025年全球人口基数将达到80亿人，中国人口将达16亿人，植物源蛋白食品的市场全球每年平均需求量为584亿 kg，缺口为280亿 kg，国内国外供需不平衡且存在较大差距。从国家食品安全保障和满足人们对植物蛋白食材的日益增长的客观需求，探寻多元化的新型植物源蛋白食品资源非常必要。美藤果是一种多年生木质藤本的高蛋白高油脂植物，当年种植当年收获果实，原料获取周期短，其果仁中蛋白质含量达22%～30%，脱脂后果粕蛋白质含量达50%以上，是一种优质植物蛋白的来源[3]。因此，在全球一定区域大力发展美藤果绿色产业，对缓解我国乃至全球植物蛋白食品紧缺，保证植物蛋白市场稳定供应及质量安全具有重要意义。

1.1 国外美藤果资源开发现状

美藤果的拉丁学名为Plukenetia volubilisLinneo，为大戟科多年生木质藤本植物，最早生长于海拔80～1 700 m的南美洲安第斯山脉的热带雨林地区，由当地印加人将野生的美藤果驯化后为家种，印加语称美藤果为Sacha Inchi，在南美洲的厄瓜多尔、秘鲁、巴西等地区被当地印加人食用上千年的历史，在古印加时代和前印加时代的古墓出土陶器上发掘美藤果图案可以印证其发展历史，该物种也成为秘鲁法律保护的天然食用植物资源[4]。1976年秘鲁农业部调查和研究亚马逊地区新型粮食作物中发现美藤果是秘鲁的土著部落人们长期食用的食材之一。1980年美国康奈尔大学开始对美藤果进行研究，发现其富含美藤果油和美藤果蛋白营养成分。2004年，2006年及2010年美藤果产品在德国和法国参展获奖，受到国际社会关注[4]。2011年Gutierrez等[5]认为美藤果营养价值较好，符合功能性食品工业的发展趋势的需要。2014年美国食品和药物管理局批准美藤果作为“公认安全”食品，同年美国《赫芬顿邮报》报道美藤果为七大超级食品之一。国际上美藤果的种植地区主要在南美洲亚马逊热带雨林的小安的列斯群岛、苏里南、委内瑞拉、哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、玻利维亚、巴西等国及东南亚的澜沧江湄公河热带雨林的老挝、缅甸、泰国、越南及柬埔寨等地区。

1.2 国内美藤果资源开发现状

美藤果中文学名南美油藤，又名印加果、印奇果、星油藤、星星果等。2006年美藤果由中国科学院路甬祥院长从秘鲁引进种源，在云南西双版纳热带植物园试种成功，2008年普洱联众生物资源开发有限公司从厄瓜多尔引进种源，在云南普洱试种成功，开启了我国美藤果产业的发展之路。2010年依据《中华人民共和国种子法》第三章第十五条之规定，中科院西双版纳热带植物园提交申报材料，云南省林木品种审定委员会认定美藤果中文学名为“南美油藤”，证书编号（2010）第53号，良种编号滇R-ETS-PV-053-2010，因此，美藤果有了国内统一的法定植物名称。2013年原卫生部批准了普洱联众生物资源开发有限公司申报的美藤果油为国家新资源食品，为美藤果油进入我国市场提供法律基础[4]。2015年国家食品药品监督管理总局发布关于已使用化妆品原料名称目录（2015版）的通告中，将美藤果油（印加果籽油）纳入化妆品原料名称目录，标志着美藤果油可以作为化妆品原料在中国境内合法使用[6]。2017年国家卫计委终止编号为卫食新申字（2013）第0026号美藤果蛋白原料的审查，批准其可作为普通食品生产经营使用，为美藤果蛋白的开发利用奠定良好的基础[7]。国内美藤果的种植地区主要云南、广西、海南等省区。

经普洱联众生物资源开发有限公司委托云南省产品质量监督检验研究院对美藤果蛋白的质量指标进行分析与评价。依据美藤果蛋白检测结果，普洱联众生物资源开发有限公司制定企业标准Q/PLZ 0002—2018[8]。美藤果蛋白产品质量标准要求见表1～表3。

表1 美藤果蛋白感官要求

表3 微生物指标 单位：CFU/g

国内关于美藤果蛋白的质量指标分析与标准研究报道较少，一方面是美藤果在我国没有种植及食用历史，2006年引进到国内才开始慢慢试验推广，到2017年美藤果蛋白被卫健委列为普通食品管理，高等院校、科研院所及企业开发利用的时间相对较短。另一方面美藤果在国内是新物种，从事美藤果产业的企业相对较少，产品终端作为原料使用的企业也不多，在实际开发应用方面受到一定的市场限制，导致对美藤果蛋白的质量研究相对滞后。美藤果蛋白作为植物源蛋白的新秀，含有较高的精氨酸、天冬氨酸及谷氨酸，在植物源蛋白领域拥有较高的营养价值。为充分利用美藤果蛋白资源，加强美藤果蛋白的质量研究，收集不同产地、不同区域、不同海拔及不同时节的美藤果原料，对其美藤果蛋白成分与质量关系进行系统探讨将是美藤果产业技术研究的发展方向，为美藤果蛋白质量标准提升提供数据支持，也为美藤果蛋白原料的应用与发展提供参考依据。

表2 美藤果蛋白理化指标

3.1 美藤果蛋白加工技术研究现状

美藤果蛋白从美藤果仁或美藤果粕中分离提取制备而成，在此过程中会涉及美藤果蛋白的加工技术问题。国内外研究报道表明，植物源蛋白的提取方法有碱提法、酸沉法、生物酶法、盐法和反胶束法等[9]，在美藤果蛋白提取方面，林凤英[10]采用超声波法和生物酶法提取美藤果清蛋白，谢蓝华等[11]采用碱溶酸沉法制备美藤果蛋白，李云嵌等[12]和彭吟雪等[13]利用超声波辅助碱法提取美藤果蛋白方法和工艺技术。从文献资料看，不同的提取方法得到的美藤果蛋白含量及品质不一样，可能和原料的产地、气候及提取技术参数等有关。美藤果蛋白的研究成果还停留在试验阶段，大规模转化和生产应用的报道鲜见，因此，从研究方向看，加强美藤果蛋白加工转化技术及装备定制化研究，促进美藤果蛋白产业化将是一个重点。

3.2 美藤果蛋白的应用进展情况

从食品工业角度看，美藤果中蛋白质含量高达30%，人体必需氨基酸7种，是一种高蛋白植物资源。美藤果蛋白在食品领域的应用已有报道，专利201810072764.X和201810297965.X公开美藤果蛋白粉及其制备方法，以美藤果粕为原料，经酶解干燥后制得美藤果蛋白粉，其工艺简单，成本较低，能有效提高美藤果蛋白的综合利用率[14-15]，为企业生产利用提供应用思路；
专利201711093223.7、201810297095.6和CN202110395223.2分别公开美藤果蛋白营养酸奶、美藤果清蛋白功能饮料及其制备方法及复方多肽养生饮及其制备方法，其将美藤果蛋白作为添加剂运用于乳制品和饮品生产中，能增加食品中蛋白质的含量，改善氨基酸的配比和产品的口感[16-18]。随着美藤果蛋白被卫健委列为普通食品原料后，国内外的相关企业陆续推出以美藤果蛋白为原料开发的产品进驻市场，如韩国Naturik Herb的有机美藤果蛋白粉、老挝Mulberry Pure美藤果蛋白粉及普洱联众生物资源开发有限公司开发的美藤果蛋白肽固体饮料产品，表明美藤果蛋白作为一种新型绿色健康食品原料开始融入日常生活中，具有较好的市场潜力。

从日化工业领域看，植物源蛋白含有大量不同分子量的氨基酸及肽类物质，不仅可以在延缓细胞老化、软化角质层、促进细胞新陈代谢及防脱生发等方面赋予产品功效特征，还可以为产品的安全性与稳定性提供支撑，可广泛应用于各类化妆品及个人护理产品中[19]。国内外对美藤果蛋白在化妆品工业研究与应用上也有相关的报告，如CN201710300691.0专利报道一种含有美藤果蛋白的手工冷制皂及其制备方法，加入美藤果蛋白天然抗氧化植物成分，使手工皂能长时间保存而不氧化变色[20]。CN201410059824.6、CN201810948420.0和CN201810949476.8专利分别公开了美藤果蛋白在面膜膏、润肤霜和保湿乳液的生产制备中的应用研究[21-23]。植物源蛋白，如水解大豆蛋白、水解大米蛋白、水解马铃薯蛋白、水解米糠蛋白等均在化妆品领域进行产业化开发与应用，但以美藤果蛋白为原料的化妆品在国内尚未有产品上市，究其原因在于美藤果蛋白原料还未列为国家监管部门可使用的范围内，导致美藤果蛋白原料在化妆品领域实际应用受到一定影响。因此，加大美藤果蛋白在化妆品原料上基础研究和开发是一个很好的研究方向，从而为实现美藤果蛋白在化妆品领域的应用奠定基础。

从生物医药产业看，美藤果蛋白经过生物酶解技术可以获得美藤果蛋白多肽物质，美藤果蛋白多肽属于植物源多肽，国内外研究表明，植物源多肽具有多重药理作用，主要包括降血压、抗血栓、降血脂、抗炎症、防治痛风、提高免疫力等作用。专利CN201910320558.0提供一种具有降尿酸功效的美藤果粕生物活性肽的制备方法[24]；
Chirinos等[25]利用生物酶解技术制备的美藤果蛋白肽具有良好的抗氧化和降血压作用；
夏雨等[26]对美藤果蛋白的分级提取、理化性质鉴定及抗氧化活性进行系统研究，结果表明，美藤果蛋白中的清蛋白的抗氧化活性最好；
沈睿[27]对美藤果饼粕多肽制备及其体外免疫学进行研究，结果显示，美藤果蛋白肽在免疫调节方面有较好功效，与CN202010879097.3专利公开一种美藤果免疫活性肽及其制备方法的结果趋于一致[28]。药物肽已作为生物医药产品已在市面推广应用，取得良好的成效。因此，将美藤果蛋白肽作为生物医药资源来研究与开发应用到临床，具有巨大的医药研究价值和非常可观的市场前景。

从表4可知，脱脂后的美藤果仁中蛋白质含量（54.67%）高于脱脂后的大豆（40.23%）和核桃（50.20%），低于脱脂后火麻仁（62.61%），表明美藤果是一种富含高蛋白的作物，可作为植物源蛋白研究开发应用。由表5可知，美藤果、大豆及火麻仁均含有7种人体必需氨基酸，其中美藤果的必需氨基酸和氨基酸总量高于核桃，低于大豆和火麻仁；
必需氨基酸/氨基酸总量依次为大豆＞美藤果＞火麻仁＞核桃。美藤果必需氨基酸与氨基酸总量的比值与大豆接近，因此，美藤果蛋白具有较高的营养价值，为植物蛋白家族增添新成员，丰富植物蛋白的市场种类，为消费者提供新选择。

表4 美藤果与常见其他植物含量比较 单位：%

表5 美藤果与常见其他植物蛋白氨基酸含量比较

美藤果是国内新型绿色的高油脂高蛋白粮油作物，种植周期短，营养价值较高，应用潜力大。由于美藤果在国内推广时间短，大众知晓率低，同时研究开发时间较短，对美藤果蛋白的研究还未形成完善的体系和理论，有待深入开展相关研究。美藤果蛋白的研究主要集中在提取分离与氨基酸组成方面，美藤果蛋白的构效关系研究较少，不同产地美藤果蛋白差异性研究不足，美藤果蛋白的功效临床验证研究较少，进一步丰富和完善美藤果蛋白研究的深度与广度，是促进美藤果产业发展的基石。美藤果蛋白在食品领域有一定的应用，但在日化和生物医药领域应用研究不多，上市产品很少，进一步开拓美藤果蛋白的在日化和生物医药方面的基础研究和临床试验研究，对美藤果蛋白在多层次多维度的应用有重要作用。

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