八月瓜特征成分研究、果實(shí)加工及綜合利用

曾榮妹，蔡倪，張東亞

貴州省輕工業(yè)科學(xué)研究所（貴陽(yáng) 550008）

三葉木通（Akebia trifoliatekiodz）系木通科藤本植物，其莖藤入藥[1]，其果實(shí)俗稱八月瓜、八月炸，屬漿果類果實(shí)。果皮紫紅色，果皮厚，有籽；果肉乳白色，有黏性，果味甜香、口感滑嫩濃香，為上乘食用野果。我國(guó)野生八月瓜資源在山東、河北、浙江、安徽、湖南、貴州、河南、湖北、陜西、四川、云南等省的山區(qū)均有分布[2]，在全國(guó)范圍內(nèi)已大量推廣人工種植。八月瓜具有很高的營(yíng)養(yǎng)及藥用價(jià)值，富含糖、多種維生素和人體所需的各種氨基酸，果實(shí)中蛋白質(zhì)含量平均為2.43 g/100 g，遠(yuǎn)高于其他常見水果[3]；特別是游離必須氨基酸含量很高；還含有活性成分齊墩果酸、常春藤苷元等，可加工成營(yíng)養(yǎng)保健食品。八月瓜鮮果雖然營(yíng)養(yǎng)豐富，味道鮮美，但易腐爛變質(zhì)。九分熟果實(shí)貨架期一般為3～5 d，超期后，果實(shí)易滋生大量蛆蟲[4]，因此果實(shí)加工尤為重要。果肉可加工成果泥、飲料、果酒等；果皮中富含生物活性成分，可以加工成袋泡茶；籽含油量高，且籽油中不飽和脂肪酸含量高，八月瓜籽油是一種極具開發(fā)價(jià)值的營(yíng)養(yǎng)保健油。因此，對(duì)八月瓜特征、活性成分的提取及果實(shí)開發(fā)、綜合利用進(jìn)行綜述，以期對(duì)八月瓜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 八月瓜特征活性成分的提取研究

三葉木通含齊墩果酸、多酚、黃酮，還含有多種木通皂苷，其苷元是常春藤苷元，這些是八月瓜的化學(xué)活性成分[5-7]，具有保健功能及藥用價(jià)值。

1.1 齊墩果酸的提取研究

齊墩果酸是一種五環(huán)三萜類皂苷，是八月瓜的主要活性成分之一，具有抗菌消炎、降脂降糖、強(qiáng)心利尿、增強(qiáng)免疫力、降低谷丙轉(zhuǎn)氨酶以及抗氧化和清除自由基等功能[8]，齊墩果酸的提取主要有溶劑提取法、超聲波輔助法、微波輔助法、超臨界CO2萃取法等。

林卉等[9]利用超臨界CO2萃取八月瓜果皮中齊墩果酸。將新鮮八月瓜果皮干燥，粉碎過(guò)篩，按試驗(yàn)要求控制不同細(xì)度。以無(wú)水乙醇為夾帶劑，浸潤(rùn)30 min，進(jìn)行超臨界萃取。正交試驗(yàn)結(jié)果表明，以無(wú)水乙醇為夾帶劑，可有效增強(qiáng)超臨界CO2萃取齊墩果酸的萃取效果，提高八月瓜果皮中齊墩果酸的萃取得率；最佳萃取條件為：固液比（乙醇添加比例）1∶2.5（g/mL）、原料細(xì)度0.150 mm、萃取溫度45 ℃、萃取壓力35 MPa，此條件下齊墩果酸萃取得率為0.184%。

劉衛(wèi)國(guó)等[10]對(duì)八月瓜齊墩果酸的超聲提取工藝進(jìn)行研究。分別稱取八月瓜莖干粉，超聲提取2次，合并提取液，50 ℃減壓濃縮至干，加20 mL 2 mol/L HCl和20 mL氯仿，在恒溫水浴鍋中60 ℃回流水解5 h，萃取氯仿層，定容至50 mL，作為供試品。結(jié)果表明，影響超聲法提取八月瓜齊墩果酸的主次因素為超聲時(shí)間＞乙醇體積分?jǐn)?shù)＞超聲功率＞間隙超聲時(shí)間比。最佳提取工藝為50%乙醇、超聲功率800 W、間隙超聲時(shí)間比0.5∶1、超聲總時(shí)間30 min，在此條件下齊墩果酸含量為0.566 1%。超聲提取法最大優(yōu)點(diǎn)是提取時(shí)間短、溫度低、提取率高。

張曉旭等[11]利用大孔樹脂分離工藝提取八月瓜果皮中齊墩果酸。稱取干燥的八月瓜果皮粉末，按1∶2.5（g/mL）固液比，加體積分?jǐn)?shù)80%乙醇，70 ℃超聲提取1.5 h，抽濾。濾液中加一定體積飽和澄清石灰水溶液，在50 ℃溫度下沉淀30 min，抽濾。濾渣用足量3%稀硫酸分解，抽濾。濾液用乙酸乙酯萃取，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，用無(wú)水乙醇定容到2 000 mL容量瓶中備用。結(jié)果表明，在固液比1∶8（g/mL）、溫度40 ℃下吸附315 min，齊墩果酸提取率為0.265 6%。

結(jié)果表明，齊墩果酸含量從高到低依次為莖＞果皮，與張錚等[6]試驗(yàn)結(jié)果一致。

1.2 多酚、黃酮的提取及抗氧化活性研究

酚類化合物、黃酮類化合物是一類廣泛存在于各類水果中的抗氧化活性物質(zhì)，在醫(yī)藥等方面具有廣泛用途，黃酮類化合物具有抗菌、消炎和抗氧化等功能[12-13]。八月瓜多酚和黃酮含量及抗氧化活性依次為果皮＞種子＞果肉。Spearman相關(guān)性研究表明，多酚、黃酮含量與抗氧化活性呈強(qiáng)相關(guān)[7]。八月瓜果皮、果肉中酚類成分主要為沒食子酸、兒茶素、綠原酸、阿魏酸、鞣花酸、蘆丁和槲皮素。果皮中綠原酸、表兒茶素和總黃酮含量相對(duì)較高，果肉中各成分含量低；八月瓜果皮和果肉中抗氧化活性差異顯著，八月瓜果皮的抗氧化活性指數(shù)較果肉高[14]。

優(yōu)化八月瓜果皮超聲水解提取總多酚的工藝條件。以八月瓜果皮為研究對(duì)象，考察水解 pH、水解溫度和水解時(shí)間對(duì)總多酚得率的影響，結(jié)果顯示，用乙醇作為溶劑，按1∶20（g/mL）固液比加60%乙醇水溶液，在最優(yōu)條件下（pH 5.23、水解溫度53.76 ℃、水解時(shí)間115.66 min），模型對(duì)總多酚得率的預(yù)測(cè)值為5.63%。優(yōu)化條件組合（pH 5.23、水解溫度54 ℃、水解時(shí)間116 min）試驗(yàn)下總多酚得率為5.58%，模型預(yù)測(cè)值與組合試驗(yàn)結(jié)果吻合[15]。

為綜合利用八月瓜幼果資源，采用超臨界CO2萃取技術(shù)提取八月瓜多酚。探討不同體積分?jǐn)?shù)乙醇溶液作為夾帶劑對(duì)多酚的萃取效果，采用響應(yīng)面法，以多酚萃取得率為響應(yīng)值，考察原料與夾帶劑的固液比、萃取壓力和萃取溫度對(duì)多酚萃取的影響。結(jié)果表明，以體積分?jǐn)?shù)95%乙醇溶液為夾帶劑，八月瓜幼果多酚萃取得率提高約2.45倍，產(chǎn)品純度提高約15.49%；優(yōu)化所得最佳條件為固液比1∶2.6（g/mL）、萃取壓力37 MPa、萃取溫度51 ℃，此條件下八月瓜幼果多酚萃取得率為6.41%，產(chǎn)品純度為87.69%[16]。

張孟琴等[17]探討八月瓜果皮提取黃酮的最佳工藝。采用乙醇回流法提取八月瓜果皮中的黃酮，通過(guò)對(duì)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)的結(jié)果分析，得出八月瓜果皮中黃酮的最佳提取工藝：浸提溫度80 ℃、乙醇體積分?jǐn)?shù)50%、浸提時(shí)間3 h、固液比1∶20（g/mL）。在此條件下，黃酮得率為2.32%。

1.3 常春藤皂苷元的提取研究

常春藤皂苷元（Hederagenin），別名（3β，4α）-3, 23-二羥基齊墩果-12-烯-28-酸，分子式C30H48O4，屬五環(huán)三萜類化合物，廣泛分布于多種藥用植物中。藥物活性研究表明，常春藤皂苷元具有抗腫瘤、抗抑郁、消炎、抗糖尿病等藥理作用和生物活性[18]。八月瓜總皂苷含量豐富，總皂苷中常春藤皂苷含量較高[19]，常春藤皂苷元含量從高到低依次為果皮＞種子＞果肉[6]。

成曉霞等[20]研究三葉木通藤莖粉末中常春藤皂苷的提取工藝，比較超聲提取法、索氏提取法、沸水回流提取法和常溫浸提法提取常春藤皂苷的得率，其中超聲提取方法得率最高。試驗(yàn)結(jié)果顯示，三葉木通中常春藤皂苷提取條件的影響程度順序?yàn)樘崛r(shí)間＞甲醇體積分?jǐn)?shù)＞甲醇體積＞提取次數(shù)，最佳提取工藝為70%甲醇溶液80 mL，超聲提取90 min，水飽和正丁醇萃取3次，36%鹽酸4 mL，70 ℃水浴回流水解4 h，氯仿萃取2次，合并氯仿層，旋轉(zhuǎn)蒸干后甲醇溶解定容。

以皂苷粉（八月瓜果皮提?。┧獬沙４禾僭碥赵牡寐蕿橹笜?biāo)，探討鹽酸體積分?jǐn)?shù)、溫度和水解時(shí)間對(duì)常春藤皂苷元得率的影響。得到最佳水解條件：水解時(shí)間3.2 h、溫度82 ℃、鹽酸體積分?jǐn)?shù)24%，在該條件下常春藤皂苷元得率為61.423%，樣品中常春藤皂苷元含量為11.556 75±0.039 221 mg/g[21]。

1.4 果膠的提取研究

八月瓜果皮果膠屬于高酯果膠，果膠平均分子質(zhì)量為40萬(wàn)左右[22]，可作為凝膠劑、穩(wěn)定劑、增稠劑等純天然添加劑應(yīng)用于食品加工中。

以八月瓜果皮為原料，優(yōu)化酸提醇沉法提取果膠的工藝。采用單因素試驗(yàn)探討固液比、pH、提取時(shí)間、提取溫度等因素對(duì)果膠得率的影響，通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化提取工藝。得到的提取八月瓜果膠的最佳工藝條件為：固液比1∶20（g/mL）、pH 1.5、提取時(shí)間120 min、提取溫度90 ℃；此條件下八月瓜果皮果膠得率為12.15%，酯化度為81.94%，半乳糖醛酸含量為83.17%[23]。

采用超聲輔助方法，研究八月瓜果皮中果膠提取的預(yù)處理?xiàng)l件，考察pH、超聲時(shí)間、固液比、提取溫度、超聲功率對(duì)果膠得率和半乳糖醛酸含量的影響，采用響應(yīng)面分析法對(duì)工藝進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明，預(yù)處理過(guò)程中，粒度0.425 mm、滅酶所用蒸餾水體積80 mL；提取時(shí)pH 1.5，固液比1∶13（g/mL），提取時(shí)間60 min，溫度65 ℃，超聲功率150 W，果膠得率可達(dá)8.924%。超聲輔助提取比傳統(tǒng)的酸提果膠時(shí)間減少一半，節(jié)約能源，降低成本，符合廢物利用的原則[24]。

2 八月瓜果實(shí)的加工研究

八月瓜果實(shí)是一種營(yíng)養(yǎng)成分豐富的水果，具有高蛋白（粗蛋白2.52 g/100 g）、高脂肪（1.40 g/100 g）、富含纖維和維生素的特點(diǎn)，特別是氨基酸的組成種類齊全，人體必需氨基酸及甜味氨基酸含量較多，與人體免疫、營(yíng)養(yǎng)支持、抗腫瘤、解毒等功能有著密切關(guān)系，具有一定營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值[25]；并且果肉色澤乳白、果味清香、獨(dú)特，口感細(xì)膩，香甜可口，因此，在鮮食的同時(shí)，基于氨基酸含量可加工果泥、果汁飲料、果酒、酵素等產(chǎn)品。

2.1 八月瓜飲料

劉艷莉等[26]對(duì)八月瓜混濁果汁飲料關(guān)鍵工藝進(jìn)行了研究，對(duì)添加穩(wěn)定劑、口味調(diào)配等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)探索，得出最佳工藝配方，渾濁果汁穩(wěn)定劑配方：明膠0.15%、CMC-Na 0.12%、海藻酸鈉0.16%；果汁風(fēng)味配方：白砂糖12%、檸檬酸0.4%、水80%。

鄧愛華等[27]以八月瓜果漿、梔子果粉、蜂蜜、檸檬酸、白糖為主要原料，采用正交試驗(yàn)得到八月瓜果茶（飲料）工藝配方。果茶最佳配方為八月瓜果漿21.0%、梔子果粉1.5%、蜂蜜4%、檸檬酸0.1%、白糖10.0%，八月瓜果茶具有八月瓜獨(dú)特風(fēng)味、酸甜可口、口感細(xì)膩，具有一定保健功能。

2.2 八月瓜酒、抗氧化活性及酵素

任攀等[28]以八月瓜為原料，將其打漿、去籽、過(guò)濾后，選用陳釀型干紅葡萄酒專用酵母進(jìn)行發(fā)酵釀造八月瓜果酒。研究表明，發(fā)酵溫度23～28 ℃，主發(fā)酵時(shí)間9 d，果膠酶用量20 mg/L，SO2用量50 mg/L，調(diào)整果漿的糖度至22%，酵母接種量0.2 g/L，皂土用量0.8 g/L，得到成品八月瓜酒，其酒液清亮透明，酒色淡黃，無(wú)懸浮物，酒香濃郁；酸度10.61 g/L，多酚含量0.116 mg/mL，并具有良好自由基清除活性。八月瓜果酒中的總酚含量為0.116±0.023 g/L，其對(duì)DPPH自由基、ABTS自由基、過(guò)氧化氫等均具有較好清除效果，其中對(duì)ABTS自由基的清除效果最好[29]。

進(jìn)行復(fù)合菌種發(fā)酵法制備八月瓜酵素的最佳工藝研究。采用單因素分析發(fā)酵溫度、原料配比、菌種比例等因素對(duì)發(fā)酵的影響，確定最佳工藝參數(shù)：八月瓜果汁67%、酵母菌0.2%、白砂糖5%；28 ℃條件下發(fā)酵7 d，加3%乳酸菌發(fā)酵5 d，得到的八月瓜發(fā)酵液用8%白砂糖和0.08%檸檬酸進(jìn)行調(diào)配。制得的八月瓜酵素飲料酸甜可口、風(fēng)味適宜，且有八月瓜清香[30]。

3 八月瓜的綜合利用

八月瓜果皮普遍較厚（4.8～11.1 mm），種子多（57～167粒/果）[31]，果皮中富含生物活性成分：活性不飽和高級(jí)脂肪酸、抗氧化的酚酸和黃酮、酚酸與糖形成的活性糖苷、抗菌抗腫瘤的常春藤皂苷，以及其他生物活性糖苷等[32]；種子含脂肪44.61%，種子油的脂肪酸以不飽和脂肪酸（74.51%）為主，其中油酸、亞油酸和棕櫚酸3種脂肪酸的相對(duì)含量高，合計(jì)95.52%[33]，油酸和亞油酸這2種不飽和脂肪酸能夠防止心腦血管疾病發(fā)生。

3.1 皮的綜合利用

八月瓜皮可以提取果膠、酚酸和黃酮、常春藤皂苷元、齊墩果酸等成分，現(xiàn)就八月瓜皮的深加工產(chǎn)品進(jìn)行闡述。

湘西土家族人有食用八月瓜保健茶的習(xí)慣，具有微甜口感、耐泡、沖泡數(shù)次茶味依然很濃的特點(diǎn)[34]。孫曉東等[35]對(duì)八月瓜果皮茶工藝進(jìn)行優(yōu)化。八月瓜果皮預(yù)處理后，與麥冬、玄參和蜂蜜進(jìn)行復(fù)配加工制得八月瓜果皮茶，以果膠含量和低聚糖含量為指標(biāo)，探討單因素麥冬、玄參和蜂蜜配比、浸沒時(shí)間、烘干溫度、烘干時(shí)間對(duì)果皮茶功效的影響。在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用Box-Behnken設(shè)計(jì)，以果膠含量為響應(yīng)值，開展響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。結(jié)果表明，八月瓜果皮茶的最佳工藝為麥冬添加量3%、玄參添加量2%、蜂蜜添加量6%、浸沒時(shí)間2 h，在該條件下制得的果皮茶果膠含量為7.96%、低聚糖含量為7.74%。

雷頌等[36]研究八月瓜果皮制作果脯加工工藝。運(yùn)用模糊綜合評(píng)判法感官評(píng)價(jià)量化影響，采用單因素及正交試驗(yàn)優(yōu)化燙漂、護(hù)色、去苦、糖制、干燥工藝，確定八月瓜果皮果脯的最佳加工工藝。結(jié)果表明，果皮經(jīng)100 ℃燙漂3 min后于0.5%檸檬酸、2%維生素C、2.5%氯化鈉的混合溶液中護(hù)色、去苦5 h，于含糖量50%糖液中糖煮10 min、糖漬24 h，60 ℃下干燥12 h果脯品質(zhì)最佳。所得成品色澤金黃，酸甜適口，飽滿度好，平均水分為18.52%。

3.2 籽的綜合利用

李杏元等[37]采用微波輔助超臨CO2萃取和未經(jīng)微波處理直接超臨界CO2這2種提取方法萃取八月瓜籽油，微波處理后產(chǎn)品的過(guò)氧化值、水分、酸值等均具有優(yōu)勢(shì)，且能夠很好地保留八月瓜籽油中總黃酮。為保證超臨界CO2萃取八月瓜籽油的品質(zhì)，運(yùn)用微波技術(shù)對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理。結(jié)果表明，微波預(yù)處理最佳工藝條件為微波處理時(shí)間90 s、原料粉碎粒度0.180 mm、原料水分7.0%；超臨界CO2萃取最佳工藝條件為萃取溫度45℃、萃取壓力30 MPa、萃取時(shí)間2.5 h。在此條件下八月瓜籽油提取率為95.3%，總黃酮含量為137.3 mg/kg。

4 展望

4.1 八月瓜現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)

2018年6月1日，四川省衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)、省食品藥品監(jiān)督管理局聯(lián)合發(fā)布DB S51/005—2018《食品安全地方標(biāo)準(zhǔn) 八月瓜》，這是全國(guó)第一個(gè)關(guān)于八月瓜產(chǎn)品的食品安全標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)適用于鮮八月瓜和干制八月瓜，標(biāo)準(zhǔn)明確八月瓜的感官要求、理化指標(biāo)、農(nóng)殘限量、生產(chǎn)加工過(guò)程的衛(wèi)生要求等。

4.2 展望

八月瓜生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)、易栽培、水土保持效果好，近幾年八月瓜作為水果的種植面積急劇飆升，從最初種植的湖南、貴州等省份快速向周邊省份擴(kuò)展，已有10余個(gè)省市將八月瓜作為一種新型水果進(jìn)行大面積種植和開發(fā)[38]，在果用、藥用、油用、菜肴、茶飲、觀賞等方面可發(fā)揮價(jià)值[39]。八月瓜的營(yíng)養(yǎng)成分分析及產(chǎn)品的研發(fā)均有文獻(xiàn)報(bào)道，特別是湖南、貴州、陜西三省研發(fā)較早，但是八月瓜的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程受到制約，市場(chǎng)上只有鮮果及干制品出售，無(wú)其他深加工產(chǎn)品。制約八月瓜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要原因是八月瓜尚未進(jìn)入藥食同源名單或食品新資源目錄，根據(jù)食品安全法規(guī)定還不能取得食品生產(chǎn)許可證，應(yīng)由地方政府及科研機(jī)構(gòu)開展食品新資源的申請(qǐng)工作，對(duì)于發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)，扶貧攻堅(jiān)具有重要意義。

關(guān)于八月瓜果泥（醬）的基礎(chǔ)性研究未見文獻(xiàn)報(bào)道。八月瓜果膠含量高，果肉味甜，清香淡雅，香氣獨(dú)特，是一個(gè)基于氨基酸而開發(fā)的新型食療水果，不耐儲(chǔ)存，具有加工果泥產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)條件。八月瓜果泥加工過(guò)程中易變色；新鮮果泥pH 5.5左右，加工保藏的殺菌溫度必須高壓殺菌，產(chǎn)品的風(fēng)味難以保持。因此，探索八月瓜果泥的護(hù)色條件及產(chǎn)品風(fēng)味保持工藝優(yōu)化是八月瓜開發(fā)的一個(gè)重要方向。

5 結(jié)語(yǔ)

八月瓜是木通科木通屬植物莖上開花結(jié)果的半成熟或成熟果實(shí)，具有獨(dú)特的香甜氣味，為一種氨基酸含量豐富的新型水果，具有廣闊的開發(fā)前景，其果實(shí)、果皮、種子均能開發(fā)出各種營(yíng)養(yǎng)豐富，保健功能強(qiáng)大的天然食品。果實(shí)既可鮮食又可加工成飲料、醬、果酒、酵素等產(chǎn)品；果皮除提取齊墩果酸、多酚、黃酮、常春藤皂苷元、果膠等成分外，還可以加工干果茶及果脯；種子壓榨出油率在36%～39%，以不飽和脂肪酸為主。目前，市場(chǎng)上八月瓜的深加工產(chǎn)品未見出售，隨著八月瓜種植面積的擴(kuò)大，加工八月瓜產(chǎn)品供應(yīng)市場(chǎng)，填補(bǔ)市場(chǎng)空白，將是八月瓜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。