毛芹超 林進昂 羅肖華
摘 要:為了促進香蕉產業發展,充分挖掘香蕉皮價值,減少其自然腐爛帶來的環境污染問題,通過分析香蕉皮的研究文獻,探尋香蕉皮多酚物質的活性應用,為后續產品開發提供參考。
關鍵詞:香蕉皮多酚;生物活性;抗氧化
Review on Application of Banana Peel Polyphenols
MAO Qinchao, LIN Jin'ang, LUO Xiaohua
(Guangdong Maoming Health Vocational College, Maoming 525400, China)
Abstract: In order to promote the development of banana industry, fully excavate the value of banana peel and reduce the environmental pollution caused by its natural decay, the active application of banana peel polyphenols was explored by analyzing the research literature of banana peel, so as to provide reference for the subsequent product development.
Keywords: banana peel polyphenols; biological activity; antioxidant
香蕉是深受人們喜愛的一種熱帶水果,屬于芭蕉科芭蕉屬。中國是全球香蕉主要生產國,年產量1 100萬t左右。在廣東、廣西、海南、福建等主要的香蕉產區,種植、加工、銷售都極具規模,但大數據顯示在香蕉產業領域存在浪費現象,主要表現為對果樹、果皮資源開發利用不足。香蕉果皮占重30%左右,往往作為廢棄物被丟棄。研究表明香蕉皮含有多種礦物質、微量元素、糖、粗蛋白等,可開發為動物飼料;富含膳食纖維素,可開發為減肥產品;含有較為豐富的果膠,可用于果膠提取;含有多糖、類胡蘿卜素、多酚物質和生物胺,可用于維生素A制備,開發為具有預防、治療和保健作用的多種產品。
多酚是一種重要的次生代謝產物,與其他果皮相比,香蕉皮中多酚物質含量較高,更具開發價值。香蕉皮多酚具有抗氧化、抑菌、抑制血管增生、加強神經傳導等作用,因此在延緩衰老、延長商品貨架期、防止食用油氧化、殺菌、凈水、治療帕金森病癥、抗癌、預防神經退行性病變和預防心血管疾病中都有現實的或潛在的應用價值。本文從抗氧化活性、生物活性及其應用3個方面對香蕉皮多酚的應用研究情況進行總結,為更多應用產品的開發提供參考。
1 香蕉皮多酚的抗氧化活性研究
香蕉皮多酚的抗氧化活性因香蕉品種、種植環境、成熟度、提取工藝不同而不同。郭麗萍等比較了香蕉皮乙醇提取物和大孔樹脂純化物的抗氧化作用,發現香蕉皮乙醇提取物抗氧化能力更強,且隨用量增加,作用增強,當用量>0.04%時,抗氧化作用趨于平緩并降低。SHANTHY SUNDARAM等研究發現香蕉皮多酚含量與氧自由基的清除能力(抗氧能力)呈正相關。不同成熟階段香蕉皮提取物的抗氧化活性大小有差異,其中未成熟香蕉皮(綠色,不香)活性強于成熟香蕉皮(黃色,無斑),成熟香蕉皮(淺棕色,有斑)活性最差。用不同極性的溶劑萃取得到的多酚物質活性不同,乙酸乙酯、水中的活性大于三氯甲烷、正己烷萃取物質的活性。嚴業雄等發現不同溶劑萃取物的抗氧化活性不同,石油醚萃取物<乙酸乙酯萃取物<正丁醇萃取相,正丁醇萃取相在相同濃度下抗氧能力與維生素C相近。
上述研究表明采用具有一定極性的有機溶劑萃取的多酚物質比非極性溶劑中萃取的抗氧化能力強。多酚含量越多,抗氧化能力越強。隨著香蕉的成熟,其果皮中多酚物質的抗氧化能力逐漸減弱。香蕉皮多酚的抗氧化活性使其具有開發為食品中天然抗氧劑的潛力和開發為人體預防保健品的潛能。
2 香蕉皮多酚的生物活性研究
香蕉皮總多酚由40多種單體成分組成,可劃分為羥基肉桂酸、黃酮醇、黃烷-3-醇、兒茶酚胺4大類,主要發揮抗氧化作用,其中蘆丁、阿魏酸、單寧、兒茶素含量最多。香蕉皮多酚可分為可溶性酚類物質和不溶性酚類物質,可溶性酚類物質含量為0.9~3.0 g/100 g(干香蕉皮),不溶性酚類物質存在于香蕉皮和果肉的細胞壁中。
在香蕉皮的傳統應用中,外敷防止傷口感染、消炎止癢是最為常見的。劉莎等用香蕉皮多酚對感染小孢子癬菌的豚鼠進行涂抹治療,結果發現香蕉皮多酚的抗真菌作用與硝酸咪康唑相近。李麗等對香蕉皮中的單寧進行抑菌研究,發現香蕉皮單寧對霉菌、細菌、酵母菌有較強抑菌效果,且強于苯甲酸鈉,并具有一定的熱穩定性,隨著pH值以及鹽濃度的升高,抑菌效力降低,抑菌效果變差。實驗表明,香蕉皮提取物可替代化學防腐劑用于食品保藏。柯薇等采用紙片法,發現香蕉皮多酚對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、黑曲霉均具有抑制作用,這與KAMEL等在對殼聚糖-香蕉皮敷料的抑菌檢測中所得結果一致。柯薇還證明香蕉皮多酚在常溫下具有較好的抑菌活性,在弱酸性條件下,其抑菌效果較好。
對香蕉皮多酚內服的研究也在各地開展,朱開梅等研究發現香蕉皮多酚具有降血脂和抗氧化的雙重作用。因香蕉皮多酚具有安全低毒的特點,故具有開發為新型調血脂,預防動脈粥樣硬化保健食品的潛能。WANG等通過肝損傷實驗發現香蕉皮多酚對鼠肝損傷具有良好的保護作用,效能與陽性對照藥水飛薊素相似。香蕉皮多酚可能通過減少肝細胞的氧化損傷和促進損傷細胞修復而發揮作用。DAHHAM等發現香蕉皮的己烯提取物對結腸癌細胞株HCT-116有較強活性。JENSHI ROOBHA團隊研究發現香蕉提取物對人類乳腺癌細胞系MCF-7具有抗增殖活性,且隨著提取物濃度升高,腫瘤細胞的存活率呈現梯度下降。EZIUCHE AMADIKE UGBOGU1等通過連續對小鼠喂食香蕉水性發酵提取物并觀察其行為,考查香蕉水性發酵提取物的毒性情況,通過血液成分檢測和器官組織的病理性切片觀察,發現香蕉水性發酵提取物對小鼠無毒,且對肝臟有保護作用。
以上研究表明,香蕉皮多酚具有廣泛的生物活性。外用具有抑菌消炎、抗氧化的作用,通過動物實驗發現,其具有降壓、降脂、預防動脈粥樣硬化、護肝和抗腫瘤等作用,且毒性低。
3 生物作用機制研究
香蕉皮多酚生物活性好,但是成分復雜,這對其作用機制研究帶來困難。RONG FU等通過合成香蕉皮提取物XJP-1(7.8-二羥基-3-甲基-異苯并二氫吡喃酮-4),發現XJP-1可能通過抑制ROS/NF-ΚB,JNK和P38通路而阻斷粘附分子的表達,從而降低氧化-低密度脂蛋白誘導的單核細胞對血管內皮細胞的粘附。江群等發現B-BCs(香蕉皮改性生物炭)在較高濃度(100 mg/L)時,對Atrazine降解菌Acinetobacter lwoffii DNS32降解的抑制達60%,材料處理后DNS32的透射電鏡圖表明B-BCs破壞了DNS32的細胞膜。這表明B-BCs具有生物毒性,會與細胞膜發生相互作用,造成物理損傷,進而抑制細胞活性。李海帆等研究了香蕉皮提取物單寧對大腸桿菌的作用機理,研究表明香蕉皮提取物單寧的最低抑菌濃度為2.5 mg/mL,其作用機理是通過破壞細胞膜實現的。
上述研究表明,香蕉皮多酚的抗動脈粥樣硬化作用與其抗氧化活性有關,而抗菌作用與破壞微生物細胞膜有關,這為香蕉皮多酚物質的開發與利用提供了理論依據和研究方向。
4 香蕉皮提取物的應用研究
香蕉皮提取物作用廣泛,含有香蕉皮提取物的專利產品包括保濕修復組合、手足皴裂膏、藥皂等,多為外用。香蕉皮提取物作為抗氧劑具有天然無毒的性質,被廣泛用于果汁飲料、食用油等產品的抗氧化。已上市流通的蕉皮素乳膏主要用于真菌和細菌感染。香蕉皮多酚在上述產品中發揮了抗氧化、抗菌、保濕等作用,但以香蕉皮多酚為主的制劑研究卻較少。
梁紅冬等通過正交實驗摸索制備香蕉皮多酚護手霜的處方組成和制備工藝條件,成功研制了具有保濕功能的香蕉皮提取物護手霜。盧曄等申請一種蕉皮素納米凝膠專利,通過殼-核結構使香蕉皮提取物穩定性加強,為蕉皮素的廣泛應用提供了基礎。
5 結語
目前相關文獻研究的香蕉皮制劑大多是體外產品,內服較少。茶文化在中國源遠流長,與香蕉皮多酚比較而言,茶多酚制劑研究更為充分,目前市場上已經有多種茶多酚新劑型產品,如滴丸、脂質體、液晶分散體、納米乳和速溶固體飲料等。香蕉皮多酚與茶多酚具有相似的組分和性質,茶多酚產品的開發和應用研究為香蕉皮多酚的應用提供了參考,將有力推動香蕉皮產品的開發,促進香蕉產業的全面發展。
參考文獻
[1]李仁茂,陳蓉,蕭志成.粵西地區四種香蕉皮的成份分析[J].湛江師范學院學報,2001(6):44-47.
[2]VU H T,SCARLETT C J,VUONG Q V.Phenolic compounds within banana peel and their potential uses:A review[J].Journal of Functional Foods,2018,40: 238-248.
[3]郭麗萍.香蕉皮提取物對油脂抗氧化性能的研究[J].糧食與食品工業,2008(3):18-20.
[4]SUNDARAM S,ANJUM S,DWIVEDI P,et al.Antioxidant Activity and Protective effect of Banana Peel against Oxidative Hemolysis of Human Erythrocyte at Different Stages of Ripening[J].Appl biochem biotech,2011,164(7):1192-1206.
[5]嚴業雄,黃瓊慧,顏榮森,等.香蕉皮多酚提取及其抗氧化性研究[J].廣東化工,2017,44(23):26-28.
[6]SINGH B,SINGH J P,KAUR A,et al.Bioactive compounds in banana and their associated health benefits–A review[J].FOOD CHEM,2016,206:1-11.
[7]劉莎,唐玉芬,趙巧林,等.香蕉皮多酚類物質的提取及其抗真菌作用研究[J].湖南師范大學學報(醫學版),2009,6(4):12-14.
[8]柯薇.香蕉皮中多酚類物質的抑菌活性研究[J].現代食品,2016(15):93-95.
[9]KAMEL N A,ABD E L,MESSIEH S L,et al.Chitosan/banana peel powder nanocomposites for wound dressing application: Preparation and characterization[J].Materials Science and Engineering:C,2017,72:543-550.
[10]朱開梅,趙文鵬,趙磊,等.香蕉皮多酚與辛伐他汀對高脂血癥大鼠血脂水平的影響[J].中國老年學雜志,2015,35(5):1350-1352.
[11]WANG R,FENG X,ZHU K,et al.Preventive activity of banana peel polyphenols on CCl4-induced experimental hepatic injury in Kunming mice[J].EXP THER MED,2016,11(5):1947-1954.
[12]DAHHAMS S,MOHAMAD T,TABANA Y M,et al. Antioxidant activities and anticancer screening of extracts from banana fruit (Musa sapientum)[J].Academic Journal of Cancer Research,2015,8(2):28-34.
[13]JENSHI R,SARAVANAKUMAR M,ARAVINDHAN K M,et al. In vitro evaluation of anticancer property of anthocyanin extract from Musa acuminata bract[J].Research in Pharmacy,2011,1(4):17-21.
[14]UGBOGU E A,UDE V C,Elekwa I,et al.Toxicological profile of the aqueous-fermented extract of Musa paradisiaca in rats[J].Avicenna J Phytomed,2018,8(6):478-487.
[15]FU R,YAN T,WANG Q,et al.Suppression of endothelial cell adhesion by XJP-1, a new phenolic compound derived from banana peel[J].VASC PHARMACOL, 2012,57(2-4):105-112.
[16]江群,楊帆,朱墨染,等.玉米秸稈生物炭固定化Acinetobacter lwoffii DNS32性能研究[J].農業環境科學學報,農業環境科學學報,2017,36(2):382-386.
[17]李海帆,李玉環,黃杰,等.香蕉皮單寧提取物對大腸桿菌的抑菌機理探究[J].食品與發酵科技,2018,54(3):42-45.
[18]梁紅冬,葛雅莉.含香蕉皮提取物的保濕護手霜的制備[J].精細與專用化學品,2018,26(11):34-37.
[19]盧曄.一種蕉皮素納米凝膠:107823125A[P].2018-03-23.
基金項目:茂名市2019年科技計劃立項項目(2019243);廣東茂名健康職業學院2019年校級重點課題(MJZYK2019002)。
作者簡介:毛芹超(1984—),女,湖北天門人,碩士,講師。研究方向:藥學教育教學和教科研等。