紅心火龍果功能特性及其產品開發(fā)研究進展

孫 卉，金 含，楊容容，何志貴，杜密英，師俊玲*

（1.西北工業(yè)大學 生命學院，陜西 西安 710072；

2.桂林旅游學院 酒店管理學院，廣西 桂林 541006）

火龍果（Hylocereus undulatesBritt）又名紅龍果、青龍果等，屬于仙人掌科三角柱屬（又稱量天尺屬）植物，在我國廣西、福建、海南、廣東、貴州等地均有種植。根據果皮和果實的顏色可以分為紅皮白心（Hylocereus undatus）、紅皮紅心（Hylocereuspolyrhizus）和黃皮白心（Hylocereusmegalanthus）三類，其中以紅皮白心和紅皮紅心系列為佳[1-2]?；瘕埞麪I養(yǎng)豐富，除了含有碳水化合物、蛋白質外，還含有大量的多酚、花青素、甜菜紅素、膳食纖維、維生素等[3-4]，而紅皮紅心火龍果比紅皮白心火龍果營養(yǎng)成分更豐富（見表1[2，5-8]），雖然紅皮紅心火龍果的氨基酸含量略低于紅皮白心火龍果，但是其必需氨基酸配比優(yōu)于紅皮白心火龍果[2]。紅心火龍果還具有更好的生理活性作用，據報道，食用紅火龍果可以改善大鼠和II型糖尿病患者的血脂狀況，降低高胰島素血癥和高血糖[9-10]。本文對國內外紅心火龍果功能特性的研究和開發(fā)利用方面取得的成果進行綜述，以期為紅心火龍果的深入研究和綜合開發(fā)利用提供參考。

表1 紅皮紅心火龍果與紅皮白心火龍果的營養(yǎng)物質Table 1 Nutritional components in red pitaya and white pitaya with red peel

1 紅心火龍果活性物質功能特性

1.1 抗氧化作用

流行病學證據表明，人類的多種疾病是由于體內自由基對人體蛋白、脂類和脫氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid，DNA）的破壞而造成的，攝入具有抗氧化作用的食物或物質可以降低人類疾病的發(fā)生率和死亡率[11]。KIM H J等[8]研究發(fā)現，紅心火龍果果肉80%甲醇提取物對1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基和烷基自由基的清除活性高于白心火龍果果肉提取物，而對羥自由基（·OH）的清除活性略低于白心火龍果果肉。TENOREG C等[12]采用DPPH自由基清除實驗和鐵離子還原法（ferric reducing antioxidant power，FRAP）兩種分光光度法測定了紅心火龍果果肉和其不同提取物的抗氧化活性。結果表明紅心火龍果果肉具有抗氧化能力，而其中不同成分的抗氧化能力排序是甜菜紅素＞黃酮＞酚類。陳冠林[13]通過模擬胃腸道消化研究了從紅心火龍果果肉提取的甜菜紅素消化前后的抗氧化作用，結果表明甜菜紅素對DPPH自由基、·OH、2'-聯(lián)氨-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（2,2'-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid），ABTS）自由基均有較好的清除能力，對鐵離子具有較好的還原能力，經過胃腸道消化后基本上仍保持了消化前50%以上的抗氧化活性。同時動物實驗表明，甜菜紅素可以顯著改善高脂飲食引起的超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）活性降低，并提高總抗氧化能力。另外，紅心火龍果含有較高的花青素，其果肉中花青素含量可達（19.14±0.52）mg/kg，果皮中含量為（8.36±2.70）mg/kg?；ㄇ嗨鼐哂袠O強的抗氧化活性，能對抗自由基，有效抗衰老；還能提高對腦細胞變性的預防，抑制癡呆癥的發(fā)生[14]。綜上所述，紅心火龍果具有抗氧化活性，且其作用與甜菜紅素、花青素、黃酮、酚類有關。

1.2 美白、降脂減肥作用

研究人員還發(fā)現紅心火龍果具有降脂減肥作用。陳冠林[13]提取的甜菜紅素也顯著降低了血脂，提高了高密度脂蛋白膽固醇（high-densitylipoprotein cholesterol，HDL-C）的指標。劉佳等[15]用紅心火龍果果漿喂養(yǎng)高脂SD（Sprague Dawley）大鼠，顯著改善高脂血癥大鼠的血清甘油三酯（triglyceride，TG）、總膽固醇（total cholesterol，TC）、低密度脂蛋白膽固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C）指標升高，并修復受損的肝功能。HUAN F J等[16]將發(fā)酵后的火龍果汁飼喂高脂飲食的金敘利亞倉鼠，8周后發(fā)現TG水平顯著降低（約46.2%）。SONG H等[17]用從紅心火龍果中提取的甜菜紅素飼喂高脂飲食的C57BL/6J小鼠，降低了其體質量增加量和內臟白色脂肪增加量，降低了高脂飲食引起的血清TG、TC、LDL-C、天冬氨酸氨基轉移酶（aspar tate aminotransferase，AST）、丙氨酸氨基轉移酶（alanine aminotransferase，ALT）的升高，以及肝臟TG、TC水平的升高，同時顯著降低血清白細胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、白細胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的水平，增加了白細胞介素-10（interleukin-10，IL-10）的水平。研究表明火龍果富含美白皮膚的維生素C，其維生素C的含量與香蕉、桃子、棗等水果相近。同時火龍果還含有豐富的水溶性膳食纖維，因此其具有美白皮膚、減肥、降低血糖、潤腸、預防大腸癌等生理功能[18]。

1.3 抗糖尿病作用

糖尿病是一種以高血糖為特征的慢性代謝疾病，是最主要的四大非傳染性疾病（noncommunicablediseases，NCDs）之一。OMIDIZADEH A等[9]用新鮮的火龍果對胰島素抵抗大鼠進行為期6周的治療，結果表明其對果糖補充劑誘導的大鼠胰島素抵抗、高甘油三酯血癥有顯著的抑制作用（P＜0.05）。SONG H等[17]研究發(fā)現，補充紅心火龍果甜菜紅素可改善高脂飲食誘導的葡萄糖耐受不良和胰島素抵抗，其空腹血糖、胰島素水平、胰島素抵抗指數（insulin resistance，HOMA-IR）較高脂飲食組明顯下降，胰島素分泌指數（insulin sensitive index，HOMA-IS）較高脂飲食組上升。紅心火龍果富含低聚糖，能夠減少能量攝入，改善高胰島素血癥[7]。綜上所述，紅心火龍果具有抗糖尿病的作用。

1.4 防止血管硬化、降血壓作用

高血壓是誘發(fā)心腦血管疾病的危險因素之一。腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)（renin-angiotensin-aldosterone system，RAAS）被激活可使血壓升高，因此抑制RAAS活性是防治原發(fā)性高血壓途徑之一[19]。蒙雪芳等[19]采用兩腎一夾針灸針縮窄法制備大鼠腎性高血壓模型，觀察紅心火龍果原汁對腎性高血壓大鼠血壓的調控作用及其對RAAS系統(tǒng)的影響。研究發(fā)現攝入紅心火龍果原汁后大鼠血壓較模型組顯著降低；左腎質量與右腎質量比值（left kidney（LK）/right kidney（RK））比值明顯升高說明紅心火龍果原汁可以預防由于左腎動脈狹窄手術造成的左腎萎縮；左心室質量指數（left ventricular mass index，LVMI）降低，說明紅心火龍果原汁可緩解高血壓引起的左心室肥厚；血管緊張素Ⅱ（angiotensinⅡ，AngⅡ）、醛固酮（aldosterone，Ald）、內皮素（endothelin-1，ET-1）明顯下降；蘇木素伊紅染色結果也表明，紅心火龍果原汁能改善血管壁結構，減小主動脈壁厚，減輕血管壁損傷。紅心火龍果原汁的降壓機制與卡托普利相似，是通過降低局部和循環(huán)RAAS中AngⅡ、Ald和ET-1的含量，從而降低RAAS活性，進而改善腎性高血壓大鼠體內RAAS功能，起到降低血壓、保護靶器官的作用。還有研究者發(fā)現補充紅心火龍果鮮果或者提取的甜菜紅素可以有效的降低動脈粥樣硬化的指數，降低主動脈中膜厚度，修復動脈內皮層，起到保護血管的作用，對預防和治療冠心病有十分重要的意義[9，13]。紅心火龍果含有的花青素也能有效防止血管硬化，從而阻止心臟病發(fā)作和血凝塊形成引起的腦中風[14]。

1.5 排毒解毒、保護胃壁

紅心火龍果中富含一般蔬果中較少有的植物性白蛋白，其含量可達13 g/kg。這種有活性的白蛋白不僅具有較強的抗氧化作用，還會自動與人體內的重金屬離子結合，通過排泄系統(tǒng)排出體外，從而起解毒作用。此外，白蛋白對胃壁還有保護作用[20]。

1.6 預防貧血

鐵是人體重要的營養(yǎng)物質之一，它不僅參與血紅素的合成，而且參與機體生物氧化還原及多種酶的合成。鐵缺乏癥和缺鐵性貧血是全球性的健康問題，雖然缺鐵性貧血的患病率最近有所下降，但缺鐵性貧血仍然是全球貧血的首要原因[21]。紅心火龍果中的含鐵量比一般的水果要高，其含鐵量可達4 mg/kg[18]，同時其還有的維生素C也可以促進機體對鐵的吸收，攝入適量的紅心火龍果可以幫助預防貧血。

2 紅心火龍果的產品開發(fā)

基于上述對紅心火龍果活性物質的功能特性描述，可以看出其豐富的營養(yǎng)價值，使其在保健食品和藥品領域具有極大的開發(fā)價值。以紅心火龍果為主要原料進行深加工，可以進一步提高其產品附加值，對于促進社會經濟發(fā)展是非常有益的。

2.1 果汁飲料

果汁能夠較好的保留水果的營養(yǎng)和風味物質，受到大眾的歡迎。果汁加工的工藝流程中酶解和殺菌是保證果汁質量的關鍵步驟。ALIAA A R N等[22]研究發(fā)現，果膠酶的酶促作用使果汁的蛋白質含量由0.23%提高至2.20%，還提高了果汁中酚類物質的含量。羅進等[23]優(yōu)化了紅心火龍果的酶解條件，當果膠酶添加量為285 U/g，酶解溫度46℃，底物pH值為3.7，酶解時間2 h時，火龍果中的甜菜紅素保留率可達到80.8%，出汁率可達到64.4%。紅心火龍果汁中含有腐敗微生物，在貯藏期間極易導致果汁變質，而常見的熱殺菌容易造成產品中熱敏性營養(yǎng)成分損失和褐變，研究人員采用超聲聯(lián)合殺菌的技術有效的保留了果汁中的營養(yǎng)成分，提高了其抗氧化性[24]。LEE F S等[25]研究發(fā)現，通過果汁濃縮可以改善甜菜紅素的保留率，提高感官接受度。

2.2 果酒

果酒是以水果為原料發(fā)酵而成的低酒精度飲料，保留了水果原有的營養(yǎng)物質和風味。發(fā)酵用的酵母可以選用商業(yè)化的酵母，也可以用天然酵母。李凱等[1]從多種漿果表面分離獲得200余株菌株中篩選出一株釀酒酵母，發(fā)酵條件為火龍果汁22°Bx，25℃發(fā)酵7 d，可釀造酒精度為11.75%vol的香氣優(yōu)雅、口感協(xié)調的火龍果酒。袁星星等[26]用其分離的天然酵母菌株，20℃發(fā)酵6 d酒精度可達到10%vol以上。研究人員還發(fā)現新鮮火龍果果漿的主要香氣物質是十三烷、長葉烯等，發(fā)酵后火龍果酒的主要香氣物質是醇類和酯類，包括乙醇、苯乙醇、乙酸苯乙酯、癸酸乙酯、正癸酸等。同時果酒的抗氧化指標和酒中多酚的含量變化趨勢沒有明顯的相關性[26-28]。肖敏等[29]以果酒的酒精度、色澤和香氣等為評價指標優(yōu)化實驗條件，在20 L小量試驗的基礎上進行中試試驗，確定了火龍果酒工業(yè)釀造流程。CHOO K Y等[30]對火龍果酒貯藏過程中甜菜紅素的變化進行研究，表明甜菜紅素的降解受溫度和時間影響，溫度越低保留越好，4℃貯藏8周仍可保留80%以上的甜菜紅素。

2.3 果醋

果醋較食醋而言具有更高的營養(yǎng)價值，保健功能，以及風味和口感，行業(yè)市場規(guī)模逐年增加。陸敏等[31]研究了紅心火龍果的發(fā)酵工藝為初始酒精度8%vol，pH 4.0，醋酸菌種LB1接種量10%，發(fā)酵溫度30℃、180r/min恒溫發(fā)酵7d，并采用自吸式供氧方式進行了30 L果醋發(fā)酵罐放大試驗，最終酸度達6.34 g/100 mL。袁時潔等[32]對紅心火龍果果醋進行了調配，在原果醋添加量8%，白砂糖添加量3%，木糖醇添加量1%的工藝條件下，所得紅心火龍果醋飲料感官評分為86分，總酸含量為5.6 g/L，可溶性固形物含量為5.4%。紅心火龍果果醋呈淡琥珀色、透明澄清、酸甜可口，有清淡的火龍果香味。

2.4 其他

李麗等[33]研究了凝固型火龍果酸奶的最佳配方為乳酸菌接種量0.27%，發(fā)酵時間7.7 h，發(fā)酵溫度40℃，白砂糖添加量8.8%。孫雪姣等[34]按照火龍果汁12%、白砂糖11%、植物乳桿菌菌液接種量2%的比例在37℃條件下發(fā)酵19 h制備了火龍果酸奶。以火龍果為原料發(fā)酵制作的酵素與原料相比有機酸和多酚含量增加，抗氧化能力和還原力提高[35]。紅心火龍果營養(yǎng)價值高，具有較好的保健功能，除此以外還被制作成紅心火龍果汁花卷[36]、餅干[37]等多種產品。

3 展望

紅心火龍果營養(yǎng)豐富，含有花青素、甜菜紅素、多酚、維生素等多種營養(yǎng)成分，具有抗氧化、美白、降脂減肥、抗糖尿病、防止血管硬化、降血壓、排毒解毒、保護胃壁、預防貧血等多種生理功能，已被開發(fā)成果汁、果酒、果醋、酸奶、酵素、花卷、餅干等多種產品。然而，紅心火龍果中花青素及甜菜紅素易受到溫度和時間的影響，加工過程中如何最大程度保持火龍果原料的風味物質和營養(yǎng)成分是其深加工的難點和重點。同時，火龍果皮和火龍果籽也具有極高的營養(yǎng)價值。研究表明，火龍果果皮抗氧化活性成分如酚類、黃酮、甜菜紅素的含量均高于果肉，并且對黑素瘤細胞的生長具有抑制作用[3，38]，火龍果籽中富含亞油酸、亞麻酸等多種不飽和脂肪酸，油酸含量可達20%以上[39]?；瘕埞ぴ谏杉庸み^程中經常被丟棄，因此綜合開發(fā)利用火龍果可以減少環(huán)境污染，提高火龍果的經濟價值。