檸檬營養(yǎng)成分及其綜合利用研究進(jìn)展

農(nóng)仲文 ， 于立梅 ，曾曉房 ，韓 珍 ，馮衛(wèi)華 ，陳海光 ，白衛(wèi)東

（1.廣東中興綠豐發(fā)展有限公司，廣東河源 517000；2.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工食品學(xué)院，廣東廣州 510225）

0 引言

檸檬屬蕓香科柑橘屬常綠小喬木，是第三大柑橘品種，別名有洋檸檬、益母果等。檸檬在我國種植區(qū)集中于四川安岳和內(nèi)江、云南瑞麗，占比80%，主要有尤力克、費(fèi)米耐勞和里斯本等3個(gè)栽種品種。檸檬中檸檬酸、檸檬香精油、類黃酮和VC，VA，VP較為豐富，還含有鈣、鐵、鎂、磷、鋅等多種微量元素，使其兼具豐富的活性物質(zhì)與藥用價(jià)值，如抗氧化、防癌、抗過敏、抗病毒、抗炎、抗菌、平衡血壓、平衡血脂等功效[1]。有研究表明，常食用檸檬及其制品的人群，可預(yù)防或者輔助治療心血管疾病、口腔潰瘍、結(jié)石等多種疾病[2]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，在所有方面尤力克的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都優(yōu)于國外的高品質(zhì)檸檬。檸檬的營養(yǎng)價(jià)值、美容價(jià)值、藥用價(jià)值已引起人們越來越多的關(guān)注，相關(guān)的研究和文獻(xiàn)也在迅速增加。通過綜述檸檬的營養(yǎng)成分，以期為進(jìn)一步的綜合開發(fā)利用提供參考。

1 檸檬營養(yǎng)成分

1.1 檸檬精油

檸檬精油是從檸檬中提取的一種混合物，主要由萜類化合物組成，有單萜、單萜類氧化物和倍半萜3種，其中單萜占到所有萜類化合物的90%，其品質(zhì)由檸檬醛和酯類物質(zhì)的含量多少評判[2]。檸檬的風(fēng)味、質(zhì)量受檸檬精油的組成影響，檸檬精油的組成又受到產(chǎn)地、采摘季節(jié)與氣候的影響。涂勛良等人[3]采用水蒸氣蒸餾法并結(jié)合GC-MS分析了四川、云南、廣東3個(gè)地區(qū)的尤力克檸檬精油成分對比。分析精油成分得出，四川、云南、廣東3個(gè)地區(qū)的尤力克檸檬精油成分依次為47，41，39種，峰面積占比依次為98.47%，98.74%，97.64%。3個(gè)產(chǎn)地的檸檬精油成分以萜烯類、醇類和醛類為主，但差異顯著，這可用于區(qū)分產(chǎn)地的重要特征。Vekiari SA等人[4]研究了檸檬精油成分受采摘季節(jié)的影響，認(rèn)為在春季對檸檬進(jìn)行采摘得出的精油成分品質(zhì)較佳。薛山等人[5]采用丙酮為提取試劑，料液比1∶15，用超聲波輔助提取50 min，超聲溫度50℃，提取率可達(dá)2.83%±0.08%。傅曼琴等人[6]用改進(jìn)型Clevenger裝置對5個(gè)檸檬品種的精油進(jìn)行提取分析。結(jié)果表明，烯烴類、醇類、醛類、酯類，以及少量的酸類和酮類為主要的檸檬精油成分。5個(gè)品種中，烯烴類物質(zhì)含量最為豐富。D-檸檬烯作為特征香氣成分含量最高，其次為β-蒎烯、γ-松油烯。除共同成分外，5個(gè)品種都有其特有的揮發(fā)成分。

1.2 類黃酮

類黃銅由2個(gè)芳香環(huán)連接1個(gè)吡喃酮或氫化吡喃酮環(huán)組成。檸檬中的類黃酮有黃烷酮、黃酮、黃酮醇等，而黃烷酮含量為最多，占比90%[2]。類黃酮的含量受到檸檬品種、部位、加工工藝和環(huán)境的影響，因此其含量并不是平均的、一成不變的。對類黃酮的檢測技術(shù)，最常用的是高效液相色譜技術(shù)（HPLC），還有液質(zhì)聯(lián)用LC-MS，此外也有文獻(xiàn)報(bào)道的氣相色譜（GC）、核磁共振（NMR）、毛細(xì)管電泳（CE） 和毛細(xì)管色譜法（CEC）[7]。廖立敏等人[8]以檸檬皮為原料，設(shè)計(jì)響應(yīng)面法，通過微波提取檸檬皮中的總黃酮。卓莉等人[9]對水溶劑法提取檸檬中的類黃酮進(jìn)行優(yōu)化，并確定了最佳工藝。類黃酮能有效清除DPPH·、超氧陰離子及過氧化氫等自由基，對肥胖、糖尿病、高血脂、心血管疾病和某些癌癥起到防控的作用[2]。檸檬中的類黃酮有新圣劃枸纖苷、橙皮苷、圣草枸櫞苷及少量柚皮蕓香苷、柚皮苷和新橙皮苷等[2]。橙皮苷具有消炎、抗高血壓作用，圣草枸櫞苷具有抗氧化性、降血脂等作用[2]。

1.3 檸檬酸

檸檬酸在檸檬中含量豐富，是一種重要的有機(jī)酸，其用途非常廣泛。在食品中常用于調(diào)節(jié)酸度和pH值，增強(qiáng)食品的抗氧化性，應(yīng)用于諸多飲料、面點(diǎn)、果醬、果酒、菜點(diǎn)中。人體食用后，可增強(qiáng)自身代謝能力、促進(jìn)減肥、排除身體內(nèi)的毒素等作用，還可以預(yù)防尿結(jié)石[10]。在醫(yī)藥上，檸檬酸可用作抗凝血?jiǎng)?、解酸劑等。檸檬酸也可以?yīng)用于化工行業(yè)，如用作緩沖劑、絡(luò)合劑、清洗劑、膠凝劑等。檸檬酸還可以應(yīng)用于化妝品行業(yè)，用于美白祛斑。江虹等人[11]采用分光光度法，建立測定生鮮檸檬中檸檬酸含量的多波長分光光度法，此法靈敏度、準(zhǔn)確度、精密度均較高。目前，檸檬酸大都依賴發(fā)酵法進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，有關(guān)從檸檬中直接提取分離檸檬酸的研究和文獻(xiàn)相對較少。

1.4 檸檬苦素

檸檬苦素是一種三萜類次生代謝產(chǎn)物，存在于蕓香科和楝科植物中，是檸檬中苦味的主要成分之一。目前，研究人員已經(jīng)分離出300多種檸檬苦素，諸多研究都表明這些物質(zhì)具有多種生物活性，如抗病毒、抗腫瘤、抑菌等。因此，對檸檬的商業(yè)需求也開始增加。日本已經(jīng)取得了顯著的成就，在功能性食品和飲料方面也應(yīng)用了檸檬提取物?？梢灶A(yù)測的是，我國也將加大對檸檬苦素類物質(zhì)的研究，將其應(yīng)用到食品添加劑和抗癌藥品中，從而更好地增加其經(jīng)濟(jì)效益。針對檸檬苦素的檢測，可以采用高效液相色譜法-紫外法（HPLC-UV）、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（HPLC-MS）、毛細(xì)管膠束電動(dòng)色譜法等[2]。常用的提取方法有水溶劑法、有機(jī)溶劑法、超聲-微波輔助法、超臨界流體萃取法、雙水相萃取法等[12]。

1.5 檸檬果膠

果膠類物質(zhì)是一種天然的多糖，其由D-半乳糖醛酸通過α-1,4-糖苷鍵聯(lián)結(jié)而成，一般以原果膠、果膠、果膠酸等形式大部分存在于植物初級(jí)細(xì)胞壁中，起到將細(xì)胞黏聯(lián)的作用。果膠在食品中可作為增稠劑、乳化劑、穩(wěn)定劑、凝膠劑等，可大量運(yùn)用于果醬、果凍、果汁、乳制品等。隨著人們對健康的重視，果膠的重要性越來越受到關(guān)注。作為一種水溶性膳食纖維，檸檬可以平衡體內(nèi)膽固醇、血糖、脂類等，也能清除體內(nèi)重金屬，有助腸道消化。果膠在檸檬中的含量達(dá)到30%[13]，但國內(nèi)對檸檬果膠的提取的研究不多。劉義武等人[14]采用酸水解-鹽析法對檸檬皮中的果膠進(jìn)行了提取，得出最佳工藝。周文俊等人[15]研究了復(fù)合木瓜蛋白酶與纖維素酶并在超聲輔助下對檸檬皮中的果膠進(jìn)行提取，確定最佳工藝。在我國果膠大部分依賴進(jìn)口的情況下，用檸檬皮來提取果膠，提高檸檬的綜合利用率，開發(fā)更多節(jié)能環(huán)保的提取果膠技術(shù)，增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)效益，滿足市場需求。

1.6 膳食纖維

檸檬富含膳食纖維，從檸檬中提取膳食纖維是增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)效益的一種手段。膳食纖維是一種多糖，可分為可溶性膳食纖維與不可溶性膳食纖維。其不能提供能量，也不能為小腸所消化吸收，但對人體生理活動(dòng)不可或缺，已經(jīng)被認(rèn)定為第七類營養(yǎng)素。已有研究表明，膳食纖維有助于降低人體的動(dòng)脈粥樣硬化癥、肥胖癥、結(jié)腸癌、乳腺癌等的發(fā)病率[2]。日常中攝入的膳食纖維過少容易引發(fā)糖尿病、動(dòng)脈硬化、結(jié)腸癌等病癥。

1.7 維生素

維生素不是人體的組成成分，也不能為人體提供能量，但它是維持人體正常生長發(fā)育和能量代謝而必須從食物中攝取的不可或缺的營養(yǎng)物質(zhì)之一。檸檬富含VC，還有少量的VA和B族維生素，VP等，在抗氧化、抗癌、抗動(dòng)脈硬化、誘導(dǎo)基因等功能方面發(fā)揮重要作用，是研究的重點(diǎn)之一[16]。

2 檸檬營養(yǎng)成分的應(yīng)用

隨著研究的日益深入，人們逐漸認(rèn)識(shí)到檸檬營養(yǎng)成分的利用價(jià)值，而檸檬營養(yǎng)成分的綜合利用也隨之越來越廣泛。丁心等人[17]對2017年前檸檬的相關(guān)利用進(jìn)行了綜述。

2.1 食品方面

日常生活中，人們喜歡用鮮檸檬切片泡茶引用，以達(dá)到助消化、美容、預(yù)防疾病、補(bǔ)充維生素的目的。為了更好地維持檸檬的品質(zhì)并利用VC，需要采用特殊的貯藏方法。目前，對檸檬的保鮮研究主要集中在物理和化學(xué)方面。范雨航等人[18]研究了不同氣調(diào)保藏對檸檬品質(zhì)的影響，確定氣調(diào)箱最佳理化參數(shù)。當(dāng)前，我國對檸檬的氣調(diào)保藏研究較少，尚需進(jìn)一步研究與探索。檸檬干片也已經(jīng)在都市白領(lǐng)中風(fēng)靡。但不同的干燥方式都對維生素、色素、天然活性物質(zhì)造成一定的損害。如何能最大限度地保存各類營養(yǎng)物質(zhì)是當(dāng)前的熱點(diǎn)。在熱風(fēng)干燥檸檬片方面，國內(nèi)學(xué)者對工藝參數(shù)優(yōu)化、干燥特性及數(shù)值模擬等進(jìn)行了相關(guān)研究。在真空冷凍干制檸檬片方面，王海鷗等人[19]對此進(jìn)行了相關(guān)研究。國外學(xué)者Kesbi O M，Chen H H，Garcia-Perez JV等人[20-22]采用微波對流干燥、太陽能干燥、聲能干燥等方法展開研究，并取得相關(guān)成果。從保持檸檬色香味形及營養(yǎng)物質(zhì)的角度看，真空冷凍干燥技術(shù)是極佳的方式，但并不能掩蓋其耗能、耗時(shí)、成本高的事實(shí)。

除了檸檬片泡茶外，檸檬還可以制作成檸檬啤酒、檸檬果醋或者其他（如碳酸飲料等）休閑飲品。檸檬汁還可以加入面點(diǎn)制品中以增添風(fēng)味。

檸檬汁可以用作果汁褐變抑制劑。因其抑制醌類還原為酚（或者將酚類氧化為醌類）從而抑制酶促褐變的程度。翟培等人[23]研究了扁實(shí)檸檬汁對庫爾勒香梨梨汁褐變的抑制作用，并建立不同貯藏溫度、不同貯藏時(shí)間下扁實(shí)檸檬汁中氧化型VC和還原性VC的降解動(dòng)力學(xué)模型，通過探討扁實(shí)檸檬VC對庫爾勒香梨汁抑制效果，追尋更為高效、經(jīng)濟(jì)、安全的褐變抑制方法。檸檬汁還具有殺菌的效果。張莉等人[24]利用單因素試驗(yàn)法研究了加熱溫度、時(shí)間和檸檬汁與甘蔗汁的體積比對甘蔗汁保鮮的影響。

2.2 醫(yī)學(xué)方面

羅太珍等人[25]對檸檬在防治術(shù)后惡心嘔吐方面進(jìn)行了綜述。隨后，房婧、何勤、李帆等人[26-28]均做了進(jìn)一步相關(guān)研究。

檸檬提取液有殺菌的作用，已被研究用于口腔的殺菌，并期望盡早實(shí)現(xiàn)大批量應(yīng)用。郭卯丁等人[29]進(jìn)行了檸檬漱口液用于口腔殺菌的初步臨床研究。孫志瀅等人[30]研究了早期牙菌斑細(xì)菌構(gòu)成比在使用檸檬提取物漱口水的變化情況，研究表明檸檬提取物對早期牙菌斑具有明顯的抑制效果，具有降低齲齒的發(fā)病。韓慧等人[31]檢測了檸檬提取物的安全性，并研究提取物對齲齒細(xì)菌的抑制情況，為進(jìn)一步機(jī)制研究提供參考。姬長蘭等人[32]研究了檸檬提取物在兒童牙斑菌上的臨床應(yīng)用效果。

檸檬提取物中的檸檬苦素、香豆素、類黃酮、單萜類等活性物質(zhì)具有抗癌的功效，為檸檬的進(jìn)一步利用提供信息。黃酮類物質(zhì)中的地奧司明對化學(xué)誘導(dǎo)的癌變具有一定的抑制作用，對肝癌有一定的防護(hù)作用，可作為補(bǔ)充劑加入到日常的膳食中[33]。大量試驗(yàn)表明，檸檬苦素類似物可預(yù)防癌癥。Kim J等人[34]在檸檬中分離、鑒定出檸檬苦素、諾米林、脫乙酞諾米林、黃柏酮、米林酸及其配糖體等多種檸檬苦素類似物。這些提取物對雌激素陰性受體和人乳腺癌腫瘤陽性細(xì)胞生長的抑制作用被證實(shí)。在預(yù)防乳腺癌方面有積極的作用。Chidambara Murthy K N等人研究表明，檸檬苦素類似對人類結(jié)腸癌細(xì)胞增殖，可產(chǎn)生抑制作用，其在細(xì)胞凋亡、DNA裂解、半胱氨酸和天冬氨酸蛋白酶活性和蛋白表達(dá)產(chǎn)生等方面發(fā)揮積極的作用。此外，檸檬苦素類化合物對人體多種癌癥可產(chǎn)生抑制的功效，尤以在誘導(dǎo)白血病細(xì)胞株（HL-60）中的凋亡蛋白酶依賴的細(xì)胞死亡的試驗(yàn)中的表現(xiàn)較為突出。

此外，檸檬提取物還可以促進(jìn)新城代謝、減緩皮膚衰老、清理膽固醇、提升肝腎功能等。有文獻(xiàn)表明，檸檬提取物對糖尿病有一定的療效，檸檬中獨(dú)有的圣草枸櫞苷可減輕糖尿病的并發(fā)癥[2]。

檸檬的這些功效可將其作為天然藥物的開采源，具有非常高的開發(fā)價(jià)值。

2.3 其他方面

檸檬果膠是一種天然高分子物質(zhì)。目前，果膠的提取方法主要有沸水提取法、酸萃取法、離子交換色譜法、微生物法和酶水解法，其中最廣泛應(yīng)用的是酸提取法。傳統(tǒng)的酸提取工藝有許多缺點(diǎn)，其發(fā)展是有限的。近來，使用微波超聲輔助法提取果膠和果膠酶發(fā)展迅速。

針對檸檬苦素，國內(nèi)目前致力于將其提取并作為食品添加劑使用。相信在不遠(yuǎn)的將來，檸檬苦素作為功能食品添加劑將會(huì)應(yīng)用到日常膳食中。檸檬精油中包含有很多活性物質(zhì)，這些活性物質(zhì)具有抗癌、抗菌、延緩衰老等作用。目前，檸檬精油在我國年產(chǎn)量僅為300 t[17]，開發(fā)更多高效環(huán)保節(jié)能的提取工藝任重道遠(yuǎn)。

3 結(jié)語

檸檬這一營養(yǎng)、藥用、經(jīng)濟(jì)價(jià)值均高的產(chǎn)品越來越受到研究人員與人們的關(guān)注，同時(shí)，其副產(chǎn)品的加工利用也得到蓬勃發(fā)展。為了充分利用其營養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值，必須加強(qiáng)對生鮮檸檬的保護(hù)方法的研究；加強(qiáng)對檸檬各營養(yǎng)物質(zhì)和活性成分的分離提取的研發(fā)，減少這些物質(zhì)的損壞與浪費(fèi)；加強(qiáng)對各種提取工藝的研究，不斷改進(jìn)提取分離設(shè)備，提高產(chǎn)品提取率，減少資源耗費(fèi)；加強(qiáng)對檸檬副產(chǎn)品的開發(fā)，滿足廣大消費(fèi)者的需求，促進(jìn)檸檬產(chǎn)品的發(fā)展。

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