西番蓮營養及功能性成分的研究進展

史斌斌， 袁啟鳳， 李仕品

(貴州省農業科學院 果樹科學研究所， 貴州 貴陽 550006)

西番蓮又名百香果，原產于巴西。西番蓮科植物超過500個種類，其中包含18個屬，西番蓮屬由于種類較多且具備較高的經濟價值，在世界范圍內分布較廣[1]。目前已知西番蓮果實中含有超過165種香味物質，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[2-3]。西番蓮果汁作為一種高檔飲品，其消費需求量不斷增加。

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

現階段西番蓮主要以鮮食及果汁加工為主，副產物果皮、種子都被丟棄，既造成資源的浪費又污染環境。眾多研究表明，西番蓮果皮和種子等副產物具有較高的利用價值。果皮天然色素豐富，香味濃郁，可加工成無色素、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]前期已對西番蓮生物活性成分及其生理功能進行綜述，筆者在其基礎上對西番蓮常規營養成分及多酚、類胡蘿卜素等幾種功能性物質進行綜述，主要凸顯副產物果皮和種子的應用價值，讓消費者充分認識西番蓮的營養及功能性成分，以期提高副產物的應用價值，擴大其應用范圍，促進西番蓮產業的發展。

1營養成分

1.1氨基酸和蛋白質

氨基酸是組成蛋白質的基本結構單位，能夠為機體和大腦提供能量，是一切生命物質之源。據分析，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]發現，紫香1號果汁中必需氨基酸占總氨基酸含量的23.36%。朱潔等[9]研究發現，抗寒品種平塘1號果汁中7種必需氨基酸含量占總氨基酸含量的36.14%，高于世界衛生組織和聯合國糧農組織推薦的含量(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的二聚體蛋白Pa-AFP1[11]，以及能夠抑制立枯絲核菌生長和人乳腺癌細胞的增殖，與β-乳球蛋白相似的抗真菌蛋白(Passiflin)[12]。

1.2礦質元素

礦質元素是構成人體組織及維持正常生理活動不可缺少的成分。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]。西番蓮成熟果實中K、Na和Mn等元素含量均高于哈密瓜、無花果等6種干果[15]。

1.3膳食纖維和果膠

膳食纖維被譽為第七大營養素，具有降血糖、降血脂及降血壓的作用，能夠預防冠心病、動脈粥樣硬化等疾病的發生。膳食纖維具有較強的持水性，雖然不能被人體吸收，但其進入腸道后會增加糞便的體積和濕潤度，促進腸道蠕動，加快糞便排出體外，從而減少有毒有害物質在腸道內的殘留時間，降低疾病的發生率[16-17]。西番蓮果汁加工過程中，占鮮果果重50%的果皮被當做廢棄物丟棄，造成極大的資源浪費和環境污染。西番蓮果皮富含膳食纖維，YAPO等[18]研究發現，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]研究發現，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家常用的標準麩皮纖維的相應值。

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、醫藥工業中應用廣泛[20]。文良娟等[21]研究發現，西番蓮果皮果膠含量為12.5%。KULKARNI等[22]通過優化提取工藝發現，西番蓮果皮果膠產率可達14.8%，其產量和質量與蘋果、橙子皮果膠相當。西番蓮果皮果膠乙酰基、中性糖及蛋白質等雜質含量少，甲酯化度低，為天然低甲氧基果膠[23]。陳穎珊[24]研究發現，西番蓮果膠可減少小鼠結腸黏膜損傷，預防潰瘍性結腸炎。

1.4脂肪酸

西番蓮種子約占果實鮮重的8%～14%，種子中含有19.36%～27.68%的油脂，其構成的脂肪酸中不飽和脂肪酸含量超過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防動脈硬化等功效[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，亞油酸含量與紅花油相當，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

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，眾多研究發現，西番蓮葉片、果汁及果皮中均富含多酚類物質，是天然多酚的重要來源。COLOMEU等[34]研究發現，翅莖西番蓮葉片總酚含量為(9.5±2.8)mg/g DW。劉南波等[35]研究發現，黃果西番蓮葉片黃酮提取率可達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成。ZERAIK等[37]研究發現，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，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]研究發現，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]研究發現，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，果皮和果漿中檢測到31種單體酚，其中楊梅素等16種單體酚為果皮獨有。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密切相關[41]。研究發現，西番蓮果汁總酚含量高，對應的其抗氧化活性在24種熱帶水果中也最高[42]，高含量的多酚對西番蓮抗氧化活性的貢獻大于類胡蘿卜素[39]。抗氧化劑是主要的食品添加劑之一，但合成抗氧化劑的安全問題一直是爭論的焦點[43]，西番蓮果汁及其副產物多酚含量豐富，具有較強的抗氧化活性，可作為天然抗氧化劑的材料來源加以開發利用。

2.2生物堿

西番蓮屬植物含有以β-咔啉環為基礎的單吲哚生物堿類，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的重要因子。類胡蘿卜素具有抗氧化、抗癌、預防心血管疾病及延緩衰老等功效，是體內維生素A的主要來源，同時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，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

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，主要因為果實中丁酸乙酯、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

西番蓮具有較高的藥用價值，與其富含的功能性物質有關。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揮重要作用[3,52-54]。

3發展前景與展望

西番蓮是一種集食用與藥用價值于一身的水果，其豐富的營養及保健功能成分已得到消費者的廣泛認可，消費需求量不斷增加。西番蓮當年種植即可開花結果，經濟見效快，同時受供求關系的影響，西番蓮在我國熱帶和亞熱帶地區廣泛種植且種植面積逐年擴大。

西番蓮產業發展的同時也面臨挑戰。在種植方面，品種單一，種質資源較少，病害嚴重。我國西番蓮產業發展較晚，種質資源缺乏，目前國內以種植臺農1號、紫香1號、黃金百香果和滿天星為主，品種單一化導致我國西番蓮產業競爭力較差。莖基腐病、疫病、病毒病等病害易發生，且化學藥劑難以控制，嚴重影響果實的品質和產量，所以生產中基本都是一年生，次年重新種植，導致成本增加。因此，加快優良品種引進，擴大西番蓮種質資源優勢，加快育種，培育出適宜國內發展的、抗性好的優良植株勢在必行。在加工方面，主要以果汁簡單加工為主，深加工產品較少。前期加工過程中往往將果皮、種子等當做廢料丟棄，近年來人們已經意識到副產物的經濟價值，市場上出現西番蓮果脯、果醬等產品，但對其副產品的開發還遠遠不夠，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。所以重視相關加工工藝的研究及開發，提高西番蓮的綜合利用價值，才能創造更高的經濟效益。在藥理活性方面，對相關成分的認識及作用機制尚不明確。西番蓮的抗焦慮、止咳等藥理活性已被廣泛認可，但由于其功能成分及作用機理的復雜，阻礙其深入研究，但隨著科技及提取工藝的進步，不久的將來西番蓮提取物定能應用到臨床醫學中。