西番蓮營(yíng)養(yǎng)及功能性成分的研究進(jìn)展

史斌斌， 袁啟鳳， 李仕品

(貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 果樹(shù)科學(xué)研究所， 貴州 貴陽(yáng) 550006)

西番蓮又名百香果，原產(chǎn)于巴西。西番蓮科植物超過(guò)500個(gè)種類，其中包含18個(gè)屬，西番蓮屬由于種類較多且具備較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在世界范圍內(nèi)分布較廣[1]。目前已知西番蓮果實(shí)中含有超過(guò)165種香味物質(zhì)，幾乎涵蓋了熱帶、亞熱帶大部分水果的香型，是世界上已知最芳香的水果之一，具有果汁之王的美譽(yù)[2-3]。西番蓮果汁作為一種高檔飲品，其消費(fèi)需求量不斷增加。

西番蓮營(yíng)養(yǎng)豐富，其獨(dú)特的香味與其富含的酯類、醇類等芳香類化合物有關(guān)，成熟度越高，果實(shí)中的芳香類物質(zhì)含量越高，香味也越濃烈[4]。除芳香類物質(zhì)外，西番蓮果實(shí)中還含有豐富的氨基酸、礦質(zhì)元素、維生素、脂肪酸、膳食纖維及多糖等常規(guī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以及黃酮、生物堿和類胡蘿卜素等生物活性物質(zhì)，具有抗菌、抗炎、抗氧化、抗癌及抗焦慮等功能。

現(xiàn)階段西番蓮主要以鮮食及果汁加工為主，副產(chǎn)物果皮、種子都被丟棄，既造成資源的浪費(fèi)又污染環(huán)境。眾多研究表明，西番蓮果皮和種子等副產(chǎn)物具有較高的利用價(jià)值。果皮天然色素豐富，香味濃郁，可加工成無(wú)色素、香味劑等添加劑的果脯和果醬，還可以提取天然果膠。種子油脂豐富，不飽和脂肪酸含量高，可提取高檔植物油。課題組成員成文韜等[5]前期已對(duì)西番蓮生物活性成分及其生理功能進(jìn)行綜述，筆者在其基礎(chǔ)上對(duì)西番蓮常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分及多酚、類胡蘿卜素等幾種功能性物質(zhì)進(jìn)行綜述，主要凸顯副產(chǎn)物果皮和種子的應(yīng)用價(jià)值，讓消費(fèi)者充分認(rèn)識(shí)西番蓮的營(yíng)養(yǎng)及功能性成分，以期提高副產(chǎn)物的應(yīng)用價(jià)值，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，促進(jìn)西番蓮產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1營(yíng)養(yǎng)成分

1.1氨基酸和蛋白質(zhì)

氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，能夠?yàn)闄C(jī)體和大腦提供能量，是一切生命物質(zhì)之源。據(jù)分析，西番蓮中含有17種氨基酸，其中谷氨酸(Glu)、脯氨酸(Pro)和天冬氨酸(Asp)含量最高，其總氨基酸含量為1.054 g/100g，高于香蕉、芒果及臍橙等水果[6-7]。西番蓮的17種氨基酸中包含7種人體必需氨基酸及2種兒童必需氨基酸。袁啟鳳等[8]發(fā)現(xiàn)，紫香1號(hào)果汁中必需氨基酸占總氨基酸含量的23.36%。朱潔等[9]研究發(fā)現(xiàn)，抗寒品種平塘1號(hào)果汁中7種必需氨基酸含量占總氨基酸含量的36.14%，高于世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織推薦的含量(35.38%)。此外，西番蓮中還含有多種特異性功能蛋白，包括能夠抑制哈茨木霉菌、尖孢鐮刀菌及煙曲霉菌生長(zhǎng)的，類似于貯藏2S白蛋白的Pe-AFP1[10]和能夠抑制炭疽菌絲生長(zhǎng)的二聚體蛋白Pa-AFP1[11]，以及能夠抑制立枯絲核菌生長(zhǎng)和人乳腺癌細(xì)胞的增殖，與β-乳球蛋白相似的抗真菌蛋白(Passiflin)[12]。

1.2礦質(zhì)元素

礦質(zhì)元素是構(gòu)成人體組織及維持正常生理活動(dòng)不可缺少的成分。西番蓮果汁、果皮、種子中均含有豐富的K、Mg、Ca和Na元素，其中K含量最豐富，此外，還含有Fe、Zn和Co等多種人體必需微量元素[13-14]。西番蓮成熟果實(shí)中K、Na和Mn等元素含量均高于哈密瓜、無(wú)花果等6種干果[15]。

1.3膳食纖維和果膠

膳食纖維被譽(yù)為第七大營(yíng)養(yǎng)素，具有降血糖、降血脂及降血壓的作用，能夠預(yù)防冠心病、動(dòng)脈粥樣硬化等疾病的發(fā)生。膳食纖維具有較強(qiáng)的持水性，雖然不能被人體吸收，但其進(jìn)入腸道后會(huì)增加糞便的體積和濕潤(rùn)度，促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，加快糞便排出體外，從而減少有毒有害物質(zhì)在腸道內(nèi)的殘留時(shí)間，降低疾病的發(fā)生率[16-17]。西番蓮果汁加工過(guò)程中，占鮮果果重50%的果皮被當(dāng)做廢棄物丟棄，造成極大的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。西番蓮果皮富含膳食纖維，YAPO等[18]研究發(fā)現(xiàn)，紫果西番蓮果皮中膳食纖維占果皮干重的73%，其中不溶性膳食纖維含量占60%。朱文等[19]研究發(fā)現(xiàn)，西番蓮果皮制得的膳食纖維粉膨脹力和持水力高于西方國(guó)家常用的標(biāo)準(zhǔn)麩皮纖維的相應(yīng)值。

果膠是膳食纖維的主要成分，具有良好的凝膠、增稠、乳化等作用，在食品、醫(yī)藥工業(yè)中應(yīng)用廣泛[20]。文良娟等[21]研究發(fā)現(xiàn)，西番蓮果皮果膠含量為12.5%。KULKARNI等[22]通過(guò)優(yōu)化提取工藝發(fā)現(xiàn)，西番蓮果皮果膠產(chǎn)率可達(dá)14.8%，其產(chǎn)量和質(zhì)量與蘋果、橙子皮果膠相當(dāng)。西番蓮果皮果膠乙?；⒅行蕴羌暗鞍踪|(zhì)等雜質(zhì)含量少，甲酯化度低，為天然低甲氧基果膠[23]。陳穎珊[24]研究發(fā)現(xiàn)，西番蓮果膠可減少小鼠結(jié)腸黏膜損傷，預(yù)防潰瘍性結(jié)腸炎。

1.4脂肪酸

西番蓮種子約占果實(shí)鮮重的8%～14%，種子中含有19.36%～27.68%的油脂，其構(gòu)成的脂肪酸中不飽和脂肪酸含量超過(guò)85%[25-30]。脂肪酸分飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸，其中不飽和脂肪酸具有抗氧化、降低膽固醇和甘油三酯濃度、降低血液粘稠度和預(yù)防動(dòng)脈硬化等功效[31-32]。西番蓮種子油脂不僅富含不飽和脂肪酸，而且以必需脂肪酸亞油酸為主導(dǎo)，亞油酸含量與紅花油相當(dāng)，高于大豆和核桃油，其次為油酸、棕櫚酸、硬脂酸和亞麻酸等[26-33]。

2功能性物質(zhì)

2.1多酚

多酚類化合物包括黃酮類、單寧類、酚酸類及花色苷類等，眾多研究發(fā)現(xiàn)，西番蓮葉片、果汁及果皮中均富含多酚類物質(zhì)，是天然多酚的重要來(lái)源。COLOMEU等[34]研究發(fā)現(xiàn)，翅莖西番蓮葉片總酚含量為(9.5±2.8)mg/g DW。劉南波等[35]研究發(fā)現(xiàn)，黃果西番蓮葉片黃酮提取率可達(dá)2.81%。COLOMEU等[34,36]研究表明，西番蓮葉片多酚主要是以木犀草素、芹菜素、葒草素、異葒草素、牡荊素和異牡荊素等為代表的碳苷黃酮構(gòu)成。ZERAIK等[37]研究發(fā)現(xiàn)，黃果西番蓮果汁中總黃酮含量(0.16 mg/mL)可與橙汁(0.20 mg/mL)和甘蔗汁(0.24 mg/mL)相媲美。西番蓮果汁中含有豐富的以羥基和氧化紫羅蘭醇衍生物為代表的多酚類物質(zhì)，以及芳樟醇、α-松油醇等萜烯醇[38]，另還含豐富的異葒草素[37]、黃烷三醇單體和原花青素[39]等。文良娟等[21]研究發(fā)現(xiàn)，紫果西番蓮果皮中總黃酮含量為(1 180.67±16.73)mg/100g DW，總酚含量為(2 811.24±22.74)mg/100g DW。SIMIRGIOTIS等[40]研究發(fā)現(xiàn)，香蕉西番蓮果皮總酚和總黃酮含量均顯著高于果汁，分別是其果汁含量的2.5倍和1.8倍；且單體酚組成也存在較大差異，果皮和果漿中檢測(cè)到31種單體酚，其中楊梅素等16種單體酚為果皮獨(dú)有。多酚具有清除自由基、抗氧化的功效，水果的抗氧化作用與其富含的多酚類物質(zhì)密切相關(guān)[41]。研究發(fā)現(xiàn)，西番蓮果汁總酚含量高，對(duì)應(yīng)的其抗氧化活性在24種熱帶水果中也最高[42]，高含量的多酚對(duì)西番蓮抗氧化活性的貢獻(xiàn)大于類胡蘿卜素[39]?？寡趸瘎┦侵饕氖称诽砑觿┲唬铣煽寡趸瘎┑陌踩珕?wèn)題一直是爭(zhēng)論的焦點(diǎn)[43]，西番蓮果汁及其副產(chǎn)物多酚含量豐富，具有較強(qiáng)的抗氧化活性，可作為天然抗氧化劑的材料來(lái)源加以開(kāi)發(fā)利用。

2.2生物堿

西番蓮屬植物含有以β-咔啉環(huán)為基礎(chǔ)的單吲哚生物堿類，包括哈爾滿、哈爾醇、哈爾酚和駱駝蓬堿等[44]。粉色西番蓮的藥用流浸液膏中哈爾滿和哈爾明含量為10～20 μg/mL，且溫室培育的粉色西番蓮哈爾滿和哈爾明含量均高于野外生長(zhǎng)的[45]。

2.3類胡蘿卜素

類胡蘿卜素是一類重要的天然色素的總稱，是影響果蔬外觀品質(zhì)的重要因子。類胡蘿卜素具有抗氧化、抗癌、預(yù)防心血管疾病及延緩衰老等功效，是體內(nèi)維生素A的主要來(lái)源，同時(shí)也是一種常用的食品添加劑[46]。類胡蘿卜素是很多香氣的前體物質(zhì)，所以香氣濃郁的西番蓮也含有豐富的類胡蘿卜素。就不同品種而言，雙花西番蓮中葉黃素和β-胡蘿卜素含量最高，黃果西番蓮次之，紫果西番蓮中含量最低[47]。黃果西番蓮中檢測(cè)到13中類胡蘿卜素，其中ζ-胡蘿卜素含量最高[48]。12種熱帶水果中，西番蓮果汁中β-胡蘿卜素含量為(1 362.07±136.221)μg/100g FW，僅次于西印度櫻桃和番木瓜；此外，種子中也含有β-胡蘿卜素，含量為(57.93±5.80) μg/100g FW[49]。

2.4芳香類物質(zhì)

西番蓮香氣濃郁，主要成分為丁酸乙酯、丁酸己酯、己酸乙酯、醋酸乙酯、苯甲醛和β-紫羅蘭醇等[50-51]，西雙版納黃果西番蓮中以苯甲醇、二氫-β-紫羅蘭醇和十六酸為主的揮發(fā)性成分具有令人愉快的清香香味，可用于煙草加香[51]。西番蓮紫果種比黃果種香味濃郁，主要因?yàn)楣麑?shí)中丁酸乙酯、己酸乙酯、丁酸己酯和己酸己酯4種脂類所含的比例不同[4]。

2.5其他功能性物質(zhì)

西番蓮具有較高的藥用價(jià)值，與其富含的功能性物質(zhì)有關(guān)。西番蓮中還含有三萜類化合物、生氰化合物、白皮杉醇、白楊素及花青素等，在抗焦慮、抗炎和抗菌等方面發(fā)揮重要作用[3,52-54]。

3發(fā)展前景與展望

西番蓮是一種集食用與藥用價(jià)值于一身的水果，其豐富的營(yíng)養(yǎng)及保健功能成分已得到消費(fèi)者的廣泛認(rèn)可，消費(fèi)需求量不斷增加。西番蓮當(dāng)年種植即可開(kāi)花結(jié)果，經(jīng)濟(jì)見(jiàn)效快，同時(shí)受供求關(guān)系的影響，西番蓮在我國(guó)熱帶和亞熱帶地區(qū)廣泛種植且種植面積逐年擴(kuò)大。

西番蓮產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)也面臨挑戰(zhàn)。在種植方面，品種單一，種質(zhì)資源較少，病害嚴(yán)重。我國(guó)西番蓮產(chǎn)業(yè)發(fā)展較晚，種質(zhì)資源缺乏，目前國(guó)內(nèi)以種植臺(tái)農(nóng)1號(hào)、紫香1號(hào)、黃金百香果和滿天星為主，品種單一化導(dǎo)致我國(guó)西番蓮產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力較差。莖基腐病、疫病、病毒病等病害易發(fā)生，且化學(xué)藥劑難以控制，嚴(yán)重影響果實(shí)的品質(zhì)和產(chǎn)量，所以生產(chǎn)中基本都是一年生，次年重新種植，導(dǎo)致成本增加。因此，加快優(yōu)良品種引進(jìn)，擴(kuò)大西番蓮種質(zhì)資源優(yōu)勢(shì)，加快育種，培育出適宜國(guó)內(nèi)發(fā)展的、抗性好的優(yōu)良植株勢(shì)在必行。在加工方面，主要以果汁簡(jiǎn)單加工為主，深加工產(chǎn)品較少。前期加工過(guò)程中往往將果皮、種子等當(dāng)做廢料丟棄，近年來(lái)人們已經(jīng)意識(shí)到副產(chǎn)物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，市場(chǎng)上出現(xiàn)西番蓮果脯、果醬等產(chǎn)品，但對(duì)其副產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，如果皮中的果膠、天然色素和香味可以做食品添加劑，種子中的油脂可以提取用作高檔植物油。所以重視相關(guān)加工工藝的研究及開(kāi)發(fā)，提高西番蓮的綜合利用價(jià)值，才能創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。在藥理活性方面，對(duì)相關(guān)成分的認(rèn)識(shí)及作用機(jī)制尚不明確。西番蓮的抗焦慮、止咳等藥理活性已被廣泛認(rèn)可，但由于其功能成分及作用機(jī)理的復(fù)雜，阻礙其深入研究，但隨著科技及提取工藝的進(jìn)步，不久的將來(lái)西番蓮提取物定能應(yīng)用到臨床醫(yī)學(xué)中。