番荔枝生物學(xué)特性及其研究進(jìn)展

程志華 ， 龔 霄 ，劉洋洋 ，周 偉 ，魏曉奕 ，李積華 ，林 茂

（1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東湛江 524001；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,湖北武漢 430070；3.農(nóng)業(yè)部熱帶作物產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東湛江 524001；4.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展研究所，貴州貴陽 550006）

0 引言

番荔枝又稱為釋迦果、洋波羅、佛頭果，屬于番荔枝科（Annonaceae）番荔枝屬（Annona）植物，與荔枝、菠蘿、芒果、莽柿（山竹），并稱“世界五大熱帶名果”。番荔枝果肉白嫩香甜、營養(yǎng)豐富、適應(yīng)性強(qiáng)，是我國熱帶地區(qū)重要的珍稀水果之一[1]，也被海南省列入出島名錄。

我國番荔枝種植、保鮮和加工起步晚、發(fā)展慢，絕大多數(shù)僅限于鮮果產(chǎn)地自銷，潛在的資源優(yōu)勢和品牌優(yōu)勢尚未充分發(fā)揮出來。番荔枝果實(shí)采后容易軟化、腐爛變質(zhì)，發(fā)生裂果、褐變等現(xiàn)象，且不耐低溫冷藏，是制約我國番荔枝商品流通和市場銷售的重要原因之一。主要介紹了番荔枝的生物學(xué)特性、營養(yǎng)組成、采后生理變化、貯藏保鮮，以及在食品和醫(yī)藥方面的應(yīng)用等研究現(xiàn)狀，并展望其發(fā)展前景。

1 番荔枝的生物學(xué)特性

番荔枝為落葉或半落葉性小喬木，適生于深厚、肥沃、排水良好的沙壤土，喜光、喜溫暖濕潤氣候、不耐寒，要求年平均溫度在22℃以上，主要果實(shí)成熟期在6月份到11月份。番荔枝呈球形或圓錐形，黃綠色，單果質(zhì)量150～350 g，果面瘤狀凸起，龜裂紋明顯，有薄白蠟粉[2]。番荔枝為呼吸躍變型果實(shí)，后熟期短，易變軟，果肉白色，微甜有特殊香氣風(fēng)味；種子褐色光滑、細(xì)小，幾乎30%的水果質(zhì)量由種子組成。一般來說，單一水果中存在20～40粒種子。

番荔枝共120余屬，2 100余種，廣泛分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)。世界上主要的番荔枝生產(chǎn)國有西班牙、智利、印度和泰國，其栽培面積和產(chǎn)量分別達(dá)到了10 000 hm2和8 000 t[3-4]，主栽品種有普通番荔枝（A.squamosa L.）、毛葉番荔枝或秘魯番荔枝（A.cherimola L.）、刺果番荔枝（A.muricata L.）、雜交番荔枝（Atemoya） 4種。我國有24屬103種和6個變種，分布于浙江、江西、福建、臺灣、湖南、廣東、廣西、云南、貴州和西藏，其中，我國廣東省和海南省的栽培面積最大，分別達(dá)600 hm2和500 hm2。我國栽培品種主要有普通番荔枝、圓滑番荔枝、刺果番荔枝、毛葉番荔枝（秘魯番荔枝或高山番荔枝）、阿蒂莫耶番荔枝（AP番荔枝） 等[5-6]，其中，以廣東省澄海市樟林果園的品種“林檎”最為盛名。根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，一般4年生株產(chǎn)7～10 kg，8年生株產(chǎn)達(dá)50 kg[7]，售價20～40元/kg，而進(jìn)口番荔枝鮮果市場價格在50～100元/kg，具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益[4]。

2 番荔枝的營養(yǎng)成分

番荔枝果實(shí)營養(yǎng)豐富、脂肪含量低、風(fēng)味品質(zhì)好[5，8]，果肉細(xì)嫩香美，猶如柔滑的奶脂，風(fēng)味獨(dú)特、清喉潤肺、營養(yǎng)豐富，還具有抗癌、抗霉菌、殺蟲等功效，被譽(yù)為“南果珍品”[9-10]。

100 g番荔枝果實(shí)中主要的營養(yǎng)組成見表1。

表1 100 g番荔枝果實(shí)中主要的營養(yǎng)組成/mg

從營養(yǎng)學(xué)的角度看，番荔枝果實(shí)是營養(yǎng)非常均衡的熱帶水果，含有豐富的糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素等，還含有豐富的鐵、鈣、磷等礦物質(zhì)元素，有著豐富的營養(yǎng)保健功效和開發(fā)利用價值。丁利君等人[11]研究發(fā)現(xiàn)番荔枝果實(shí)中含糖量高達(dá)18.15%，比一般水果中的含糖量高。脂肪含量也比較高，是梨的8.3倍，草莓的4倍，這是一般蔬菜水果不具備的特點(diǎn)。

2.1 蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)是人類賴以生存的營養(yǎng)要素，是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。番荔枝果實(shí)中含有多種蛋白質(zhì)，每100 g番荔枝中含有1.53～2.38 g。同時番荔枝的粗纖維含量較高，能夠有效促進(jìn)腸蠕動，排出積存在腸內(nèi)的宿便。

2.2 油脂

番荔枝油脂富含不飽和脂肪酸，具有較高的營養(yǎng)價值和保健功能[12]。每100 g番荔枝中含脂肪0.26～1.10 g。另外，番荔枝籽顆粒大，富含油脂，具有開發(fā)利用價值。梁敏等人[13]利用GC-MS分析番荔枝籽的油脂，發(fā)現(xiàn)油脂率高達(dá)29.2%，含有8種脂肪酸，其中不飽和脂肪酸含量較高。

2.3 氨基酸

番荔枝果肉中總氨基酸含量達(dá)101 mg/100 g。含有16種氨基酸，包括7種人體必需氨基酸，其中色氨酸9 mg/100 g，蛋氨酸7 mg/100 g，賴氨酸53 mg/100 g。賴氨酸是大腦神經(jīng)細(xì)胞再生的氨基酸，蛋氨酸參與蛋白質(zhì)的合成。

2.4 維生素

番荔枝中含有VB1，VB2，VB3，VC，VC的含量 （12.74 mg/100 g） 明顯高于梨 （1 mg/100 g） 和蘋果（5 mg/100 g）[7]。VC可以清除自由基，具有抗氧化、預(yù)防壞血病、增強(qiáng)免疫力的作用；VB1可以同時幫助消化，提供足夠的能量；VB2有消除炎癥的功效，同時還含有β-胡蘿卜素，攝入后會轉(zhuǎn)化為VA，具有改善視力、緩解皮膚粗糙的作用。

2.5 無機(jī)元素

番荔枝果實(shí)中含有多種礦質(zhì)元素，K，Na，Ca，Mg，F(xiàn)e，Zn的含量都很高，K，Na，Ca，Mg保持一定比例，可促進(jìn)肌肉收縮，維持神經(jīng)肌肉應(yīng)激性[7]。同時，豐富的Ca，Mg，Mn，F(xiàn)e，Zn等對兒童智力發(fā)育、防治貧血等有重要作用，這些礦物質(zhì)均是維持人體健康必不可少的元素。

3 番荔枝采后生理變化

3.1 形態(tài)變化

番荔枝果實(shí)的后熟期極短，通常只有1～3 d，剛采時，有較高的硬度，果皮呈黃綠色。常溫下，果實(shí)硬度下降，第1天果肉呈淡黃色，稍硬；第2天果肉呈乳黃色，微軟；第3天呈乳白色，較軟，果皮開始開裂，果肉部分汁液從裂縫流出，果肉顏色從乳白變黃，直至失去食用價值[3，13-14]。

3.2 呼吸強(qiáng)度與乙烯變化

番荔枝是典型的呼吸躍變型果實(shí)，貯藏初期呼吸速率和乙烯釋放量穩(wěn)步上升。番荔枝果實(shí)有1～2個呼吸高峰。常溫下，第1個呼吸高峰發(fā)生在采后的第1～2天，第2個呼吸高峰發(fā)生在采后的第3～4天[14-15]。另外，乙烯的生產(chǎn)量還與貯藏的溫度相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，從果實(shí)開始變軟時，出現(xiàn)躍變高峰，并隨著貯藏溫度的降低，呼吸躍變的高峰也隨之推遲，呼吸強(qiáng)度減弱。但當(dāng)貯藏溫度降至8℃時，呼吸速率逐漸減弱[16]。

3.3 相關(guān)酶類

植物細(xì)胞在衰老過程中活性氧的產(chǎn)生與清除平衡會遭到嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致膜系統(tǒng)遭到傷害，而果實(shí)的保護(hù)酶系統(tǒng)，包括過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）等細(xì)胞可以清除植物體內(nèi)氧自由基而減輕傷害[8，17]?！胺侵掾湴痢狈笾υ谫A藏過程中SOD活性始終呈下降趨勢，POD活性在貯藏前期迅速下降，后期又迅速回升。PPO與番荔枝的褐變有關(guān)，采后番荔枝PPO活性前期緩慢下降，第6天后又急劇上升[18]。而普通的番荔枝室溫貯藏時PPO活性始終很低，POD，SOD活性在貯藏初期稍有上升，在果實(shí)軟化時急劇下降[19]。不同品種的番荔枝果汁具有不同的生理特性。在果實(shí)衰老過程中，番荔枝的保護(hù)酶系統(tǒng)活性較低，可能是導(dǎo)致采后番荔枝易衰老腐爛的原因。

3.4 多胺代謝

多胺在果蔬中具有延緩衰老、延長貯藏壽命的作用[20-21]，是與果實(shí)成熟有關(guān)的生物調(diào)節(jié)劑。番荔枝果實(shí)在貯藏過程中多胺發(fā)生了較明顯的變化，而多胺的變化又影響著果實(shí)乙烯產(chǎn)量和果實(shí)硬度的變化。Escribano M I等人[22]研究了在不同貯藏溫度下番荔枝果實(shí)多胺和腐胺的變化，發(fā)生精胺在低溫貯藏早期呈下降趨勢，亞精胺在低溫下隨著貯藏時間的延長而下降，而在20℃貯藏時始終呈上升趨勢。在20℃條件下，未熟的番荔枝果實(shí)多胺的存在形式主要以亞精胺為主，隨著果實(shí)后熟，亞精胺含量逐漸降低，腐胺含量大大提高，并且這些變化都是在乙烯高峰前發(fā)生[23]。在貯藏過程中多胺形成量降低，可能導(dǎo)致番荔枝果實(shí)在低溫下易遭受冷害。另外，多胺已應(yīng)用到氣調(diào)貯藏中，探究番荔枝的保鮮效果有待研究。

3.5 果皮褐變

采后的番荔枝果皮褐變率明顯提高，隨著果實(shí)成熟，褐變程度下降[24]。輕微的果實(shí)褐變并不會影響到果肉的變化，果肉仍可以保持乳白色[25]。未成熟的番荔枝果實(shí)中含有單寧物質(zhì)，導(dǎo)致果肉有澀味，隨著果實(shí)的成熟，單寧被氧化，澀味降低[26]。單寧的變化規(guī)律與果皮褐變也存在一定的關(guān)系[27]。

4 番荔枝的貯藏保鮮

番荔枝采后呼吸代謝旺盛，極易腐爛，屬于呼吸躍變型果實(shí)。延長番荔枝果實(shí)的衰老，關(guān)鍵是推遲其呼吸躍變。一方面可以通過降低貯藏溫度，來推遲呼吸躍變高峰的出現(xiàn)；另一方面還可以通過氣調(diào)貯藏，調(diào)節(jié)O2和CO2的體積分?jǐn)?shù)，降低呼吸躍變發(fā)生的強(qiáng)度，達(dá)到延長貯藏壽命、提高好果率的目的。

4.1 低溫貯藏

低溫貯藏是控制和延長采后果蔬品質(zhì)的方法之一，可以降低果實(shí)的呼吸強(qiáng)度、新陳代謝，抑制病原菌的生長繁殖。但貯藏溫度太低可能導(dǎo)致采后果蔬發(fā)生冷害，主要表現(xiàn)為生理代謝平衡嚴(yán)重破壞、內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)損傷、果皮褐變、果實(shí)僵硬，不會軟熟。多數(shù)品種最適宜的貯藏溫度為8～9℃[28-29]。

番荔枝是典型的熱帶、亞熱帶水果，對低溫非常敏感。研究表明，番荔枝的貯藏溫度，應(yīng)根據(jù)果實(shí)成熟度確定，低熟度果實(shí)適宜的溫度為18～20℃，中熟度果實(shí)以15～18℃為宜，而高熟度果實(shí)以12～15℃最佳，并且濕度都要保持在90%以上。果實(shí)低溫貯藏后，貯藏壽命可以延長5～6 d，并保持較好的顏色、硬度和風(fēng)味[30]。番荔枝果實(shí)采后在溫度26～33℃，濕度85%～90%，貯藏壽命只有3 d，而隨著貯藏溫度降低，貯藏壽命可延至15 d左右。同時，10～15℃是采后番荔枝果實(shí)適宜的貯藏溫度，8℃以下貯藏會造成不可逆的冷害[16]。

4.2 氣調(diào)貯藏

氣調(diào)貯藏是一種安全且有效的水果貯藏保鮮技術(shù)，其原理是改變貯藏空間的氣體體積分?jǐn)?shù)，主要是調(diào)節(jié)O2和CO2體積分?jǐn)?shù)，控制水果的呼吸作用等其他生理活動，以達(dá)到延緩果實(shí)衰老的目的。研究發(fā)現(xiàn)，室溫氣調(diào)貯藏和氣調(diào)冷藏在不同程度上延長了不同成熟度的番荔枝果實(shí)的保質(zhì)期，且在保鮮期內(nèi)番荔枝的食用品質(zhì)與正常后熟接近。雖然氣調(diào)貯藏對番荔枝的貯藏壽命有明顯的延長作用，但對貯藏后期出現(xiàn)的裂果仍難以徹底抑制，影響了番荔枝的外觀。

4.3 其他貯藏方法

目前，已有研究者利用復(fù)合涂膜保鮮劑、外源草酸或殼聚糖涂膜處理番荔枝果實(shí)，延長番荔枝果實(shí)的貨架期。弓德強(qiáng)等人[31]利用1-MCP處理冷藏番荔枝能顯著提高番荔枝的好果率，延緩貯藏前期可溶性固形物含量的上升，推遲成熟，貯藏后期可提高相關(guān)酶的活性，保鮮效果明顯。陳蔚輝等人[32]利用微波爐對采后番荔枝果實(shí)進(jìn)行處理，短時微波處理延緩了果實(shí)呼吸和乙烯釋放高峰的出現(xiàn)，延長貯藏壽命1～3 d，但微波超過30 s會產(chǎn)生熱傷害。

5 番荔枝的加工利用

5.1 在食品行業(yè)中的應(yīng)用

番荔枝果實(shí)清甜、酸甜適中、營養(yǎng)豐富，具有美容養(yǎng)顏、補(bǔ)充體力、清熱解毒等功效，深受廣大消費(fèi)者的喜愛，具有廣闊的功能性食品開發(fā)應(yīng)用前景。在馬來西亞，在番荔枝中加入冰激凌或與牛奶混合，制成冷飲食用。丁利君等人[33]利用復(fù)合果膠酶研究番荔枝果汁的最佳工藝參數(shù)，同時復(fù)合果膠酶對番荔枝果漿水解澄清，透過率可達(dá)98%，達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)果汁的要求。也有研究以玉米抗性淀粉和番荔枝作為原料，將其制備成功能性壓片糖果，提供了番荔枝的食用價值及功效，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。番荔枝還可制成飲料、糖果、復(fù)合飲品、罐頭、果酒等食品，減少采后損失，提高營養(yǎng)價值。

5.2 在醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用

番荔枝中含有多種不同類型的活性物質(zhì)，包括生物堿、萜類、環(huán)肽、萜甾和糖苷等，結(jié)構(gòu)多樣、生物活性廣泛，特別是在抗癌、抗腫瘤、抗寄生蟲等方面表現(xiàn)出很好的活性。同時，番荔枝種子還具有殺蟲、調(diào)節(jié)血壓等功能，還是一種抗抑郁劑和廣譜抗生素。1982年Jolad等人首先分離得到第一個番荔枝內(nèi)酯化合物，并發(fā)現(xiàn)其具有強(qiáng)大的抗癌、抗菌、殺蟲等藥用價值。研究發(fā)現(xiàn)番荔枝內(nèi)酯對胃癌細(xì)胞的體外活性包括生長能力、遷移能力和黏附能力有抑制作用。楊海軍等人[34]從番荔枝種子中分離得到23個化合物，其中9個為番荔枝內(nèi)酯化合物，并且通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)9個番荔枝內(nèi)酯化合物均具有較強(qiáng)的抗腫瘤活性。番荔枝內(nèi)酯是一類可開發(fā)成為新型抗癌藥物的天然產(chǎn)物[7]，被喻為“明日抗癌之星”。

6 結(jié)語

番荔枝是我國熱帶地區(qū)的重要名優(yōu)水果之一，風(fēng)味獨(dú)特、營養(yǎng)豐富，具有廣闊的市場開發(fā)前景。但番荔枝的收獲季節(jié)較短、不耐貯藏，雖然保鮮處理能夠顯著延長番荔枝貨架期，維持較好的品質(zhì)特性，但仍難以徹底杜絕果肉木質(zhì)化、褐變等果實(shí)劣變現(xiàn)象，從而降低番荔枝的食用價值和商品價值。如何控制采后番荔枝在貯藏過程中出現(xiàn)的裂果、果皮褐變、果實(shí)營養(yǎng)損失等亟需找到更好的保鮮方法，既能保持果實(shí)的風(fēng)味、外觀等，又能更大程度延長番荔枝的保鮮期，這有待深入研究。另一方面，如何將番荔枝開發(fā)出高品質(zhì)、多風(fēng)味的果汁飲品、果醬等產(chǎn)品，是當(dāng)前食品加工行業(yè)面臨的重要課題，不但可以豐富番荔枝產(chǎn)品品種，滿足消費(fèi)者日益增長的對健康、功能食品的特殊需求，又可以延長番荔枝產(chǎn)業(yè)鏈，保障番荔枝產(chǎn)業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展，這對于熱帶地區(qū)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革、落實(shí)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。