打瓜中的生理活性物質(zhì)

張 揚，林凡勝，周鴻立*

(1．吉林化工學院化學與制藥工程學院，吉林吉林132022;2．北京牧蘭生物投資控股有限公司，北京100102)

打瓜(Seeding-watermelon)，又稱籽瓜，為“籽用西瓜”的簡稱，屬于葫蘆科西瓜的變種［1］．打瓜形狀似西瓜，但略小，籽多且味淡，主要分布于我國吉林、甘肅、山西、內(nèi)蒙等地區(qū)［2］．打瓜在我國有著悠久的食用歷史，《本草綱目》記載“籽瓜性味甘”、“籽瓜而入心脾胃，內(nèi)有解心脾胃熱，止消溫”［3］．是一種具有較高營養(yǎng)和藥用價值的農(nóng)產(chǎn)品．由于打瓜是籽用西瓜，取籽加工是其傳統(tǒng)利用方式，對打瓜籽的研究也比較多．然而，打瓜籽僅占鮮瓜重的3% ～5%［4］，其余部分多作為廢棄物白白丟棄．如何更好利用廢棄的打瓜皮和瓤，變廢為寶，已經(jīng)引起廣大學者關注，對其研究也逐漸深入．本文綜述了打瓜中的生理活性物質(zhì)，為打瓜的綜合利用及功能性產(chǎn)品的開發(fā)提供了依據(jù)．

1 打瓜籽油

打瓜籽中富含油脂類物質(zhì)，含量高達44．14%，其中以亞油酸為主的不飽和脂肪酸含量較高［5］．宋穎凡等人［6］采用超聲波輔助浸提技術對打瓜籽油的提取工藝進行了考察，并對其進行了氣相色譜分析．結(jié)果表明，打瓜籽油中脂肪酸組成為亞油酸、油酸、反油酸、棕櫚酸、DHA、EPA等，其中亞油酸含量高達184．37 mg/g．郭華等人［7］采用索氏提取法制備了打瓜籽中的脂肪酸，用氣相色譜-質(zhì)譜法分離鑒定10種脂肪酸，其主要成分為亞油酸(59．69%)，棕櫚酸(14．72%)，和硬脂酸(10．59%)．由于成熟度較差及干燥管理不善等原因，打瓜籽中存在15% ～20%的殘次品被廢棄．羅鵬等人［8］以正己烷為溶劑，對殘次打瓜籽中的油脂進行了提取．氣相色譜分析表明，殘次打瓜籽中脂肪酸種類和含量與優(yōu)良打瓜籽類似，同樣亞油酸含量最高．

成分研究基礎上，多位學者對打瓜籽油的提取工藝進行了探索，除上述提及的索氏提取法、超聲波輔助浸提技術外，安忠梅等人［9］以打瓜籽為原料，嘗試采用超臨界CO2流體萃取技術制備打瓜籽油，確定最佳工藝條件為:萃取溫度40℃，萃取壓力30 MPa，萃取時間20 min，粉碎粒度80目．該工藝條件下，打瓜籽油得率為42．42%，亞油酸提取量為 185．77 mg/g．劉程惠等人［10］應用響應面法中的BB設計對超聲波輔助提取打瓜籽油的工藝進一步優(yōu)化，確定最佳工藝為:超聲頻率36 kHz，超聲溫度50℃，粒度60目，料液比1 8(gmL)，該條件下打瓜籽油得率為23．59%，亞油酸提取量為 180．03 mg/g．羅述博等人［11］考察了6種酶對打瓜籽出油率的影響，確定堿性蛋白酶效果最好后，應用響應面法優(yōu)化了水酶法提取打瓜籽油的工藝，確定最佳工藝條件為:酶解時間2．86 h，酶解溫度 44．4 ℃，酶量 2．96%，料液比15．74，該條件下出油率為76．5%．由于打瓜籽油中不飽和脂肪酸含量較高，穩(wěn)定較差，提取過程中應注意控制條件，防止其被理化因素破壞．因此，開發(fā)綠色、高效、可工業(yè)化的提取新工藝仍然是科研工作者應關注的問題．

2 多 糖

姜波等人［12］采用水提-醇沉淀法研究打瓜不同部位，即籽、外皮、內(nèi)皮、瓜瓤中的多糖含量及體外抗氧化活性．結(jié)果表明，打瓜不同部位多糖含量依次為:瓜籽＞瓜瓤＞外皮＞內(nèi)皮，見表1．各部位多糖提取物對DPPH、羥基自由基及超氧陰離子均有一定清除能力．其中，打瓜內(nèi)皮多糖提取物對DPPH自由基的清除能力，瓜籽、外皮、內(nèi)皮、瓜瓤中的多糖提取物對羥基自由基的清除能力，均優(yōu)于維生素C．

表1 打瓜中不同部位的多糖含量

宋珅等人［13］以打瓜瓤為原料，應用微波輔助提取法制備打瓜多糖，并采用氣相色譜-質(zhì)譜法對打瓜多糖的單糖組分進行分析．結(jié)果表明，打瓜多糖由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖組成，歸一化法確定各組分摩爾比為4．48 13．14 4．16 7．82 10．10 60．30．劉琴等人［14］采用氣相色譜-質(zhì)譜法對硫酸酯化后的打瓜多糖進行分析，進一步確證打瓜多糖由上述6種單糖組成，摩爾比為 4．29 11．72 8．66 5．35 13．62 56．36．體積排阻色譜測得打瓜多糖硫酸酯的數(shù)均分子量(Mw)為 1．232×105，重均分子量(Mn)為2．717×105．體外抗氧化實驗結(jié)果表明，硫酸酯化有利于提高打瓜多糖清除DPPH和羥基自由基的能力．

3 蛋白質(zhì)和氨基酸

打瓜籽中蛋白質(zhì)含量較高，約為36% ～40%［15］，除賴氨酸外，其他必需氨基酸均達到聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)推薦的標準［16］．張超等人［17］比較了大豆、花生、葵花籽、打瓜籽中的蛋白質(zhì)含量，發(fā)現(xiàn)打瓜籽中蛋白質(zhì)含量最高．氨基酸分析結(jié)果表明，打瓜籽的必需氨基酸組成、含量與大豆類似(11．6%vs．13．8%)，但打瓜籽蛋白中必需氨基酸配比更適宜．打瓜果肉與西瓜類似，富含L-瓜氨酸(0．656 ～2．563 mg/g)［18］．

此外，不同品種打瓜，蛋白質(zhì)特性略有不同．鄧芝串等人［19］探究了黑打瓜籽蛋白的功能特性，實驗結(jié)果表明，黑打瓜籽蛋白熱穩(wěn)定性較好，變性溫度84．79℃;等電點(pI)為4．5;低濃度 NaCl(0～1mol/L)對黑打瓜籽蛋白的功能性質(zhì)有利．

4 果 膠

果膠(Pectin)為存在于植物細胞壁中的線性多糖聚合物［20］，研究表明，果膠具有降糖、調(diào)節(jié)血脂、增殖脾細胞、抗補體活性、刺激巨噬細胞和噬菌細胞等生理功能［21］．打瓜中也富含果膠，是一種新的果膠資源．楊成德［22］采用乙醇精制與鹽析混合法制備去籽打瓜中的果膠，提取率為14．1%，所得產(chǎn)品純度高，色澤好．劉金郎等人［23］研究了打瓜皮中果膠的提取及脫色工藝，通過正交實驗得出最佳工藝為:溫度85～90℃，pH=2，提取60 min;溫度15℃，100 mL提取液中加入6 mL 30%的雙氧水，脫色48 h．該工藝條件下所得產(chǎn)品色澤較好，但由于部分分解，得率較低．王雅婷等人［24］以打瓜瓜瓤為原料，采取酸提醇析法提取果膠，確定工藝條件為:提取溫度80℃，提取時間1．5 h，料液比 1 15(g/mL)，pH 2．0，提取率18．7%，所得產(chǎn)品符合國家質(zhì)量標準．

5 揮發(fā)油

揮發(fā)油類物質(zhì)主要存在于打瓜籽中，樸金哲等人［25］采用氣相色譜-質(zhì)譜法從打瓜籽揮發(fā)油中鑒定出42個化合物．包括酯類、烷烴類、烯烴類、軟脂酸甘油酯、硬脂酸甘油酯、肉豆蔻酸、丁羥甲苯、亞油酸、角鯊烯、醇類、維生素E等．

6 維生素

打瓜中富含維生素，其中水溶性維生素主要存在于瓜瓤和瓜皮中，瓜籽中脂溶性維生素含量豐富．吳霞明等人［26］采用高效液相色譜法和紫外法對打瓜不同部位的維生素進行定性定量，如表2所示，打瓜中VC和VD含量較高，其中瓜皮、瓜瓤中VC含量高于瓜籽，VD和VE主要存在于瓜籽中［26］．

表2 打瓜中不同部位的維生素含量(μg·g )

7 微量元素

微量元素參與機體代謝，對維持生理功能的正常起了重要作用．姜波等人［27］采用超聲波和微波消解法，對打瓜不同部位(內(nèi)皮、外皮、瓜瓤、瓜籽)中的微量元素進行了分析，結(jié)果如表3所示．

結(jié)果表明，打瓜內(nèi)皮、外皮、瓜瓤和瓜籽中含有豐富的微量元素．除K外，外皮中其他微量元素含量均高于瓜瓤和內(nèi)皮;瓜籽中除Ca外，其他微量元素含量明顯高于內(nèi)皮、外皮和瓜瓤．

8 其他

此外，打瓜皮和瓤中總皂苷含量為5．03%［28］．打瓜瓤中環(huán)磷酸腺苷(CAMP)含量達到256．86 mg/kg(md)［29］．王翠平［30］研究了打瓜皮和打瓜瓤提取物的抗氧化及抗腫瘤活性，結(jié)果表明，打瓜皮和瓤提取物體外具有較強的自由基清除能力，顯示一定抗氧化活性，其中黃酮、多酚是其活性成分，萜類物質(zhì)貢獻較少;打瓜皮和瓤提取物對肝癌細胞7721增殖具有一定抑制作用，活性與酚類物質(zhì)相關性不大，推測抗腫瘤活性可能由其他次級代謝產(chǎn)物貢獻，仍需要進一步研究證實．

總之，打瓜渾身是“寶”，通榆縣是吉林省打瓜主產(chǎn)區(qū)，目前全縣每年僅打瓜籽產(chǎn)量就超過1．5萬噸．然而，由于深度開發(fā)不夠，90℅以上的打瓜皮和瓤沒能充分利用，被白白丟棄．相信在不久的將來，隨著對打瓜生理活性物質(zhì)的深入研究和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)進程的加快，我省打瓜產(chǎn)業(yè)將步入良性循環(huán)，迎來曙光．

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