八月瓜特征成分研究、果實加工及綜合利用

曾榮妹，蔡倪，張東亞

貴州省輕工業科學研究所（貴陽 550008）

三葉木通（Akebia trifoliatekiodz）系木通科藤本植物，其莖藤入藥[1]，其果實俗稱八月瓜、八月炸，屬漿果類果實。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、云南等省的山區均有分布[2]，在全國范圍內已大量推廣人工種植。八月瓜具有很高的營養及藥用價值，富含糖、多種維生素和人體所需的各種氨基酸，果實中蛋白質含量平均為2.43 g/100 g，遠高于其他常見水果[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，可加工成營養保健食品。八月瓜鮮果雖然營養豐富，味道鮮美，但易腐爛變質。九分熟果實貨架期一般為3～5 d，超期后，果實易滋生大量蛆蟲[4]，因此果實加工尤為重要。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價值的營養保健油。因此，對八月瓜特征、活性成分的提取及果實開發、綜合利用進行綜述，以期對八月瓜產業化發展提供理論依據。

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活性成分[5-7]，具有保健功能及藥用價值。

1.1 齊墩果酸的提取研究

齊墩果酸是一種五環三萜類皂苷，是八月瓜的主要活性成分之一，具有抗菌消炎、降脂降糖、強心利尿、增強免疫力、降低谷丙轉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，粉碎過篩，按試驗要求控制不同細度。以無水乙醇為夾帶劑，浸潤30 min，進行超臨界萃取。正交試驗結果表明，以無水乙醇為夾帶劑，可有效增強超臨界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%。

劉衛國等[10]對八月瓜齊墩果酸的超聲提取工藝進行研究。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間＞乙醇體積分數＞超聲功率＞間隙超聲時間比。最佳提取工藝為50%乙醇、超聲功率800 W、間隙超聲時間比0.5∶1、超聲總時間30 min，在此條件下齊墩果酸含量為0.566 1%。超聲提取法最大優點是提取時間短、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，加體積分數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，旋轉蒸發至干，用無水乙醇定容到2 000 mL容量瓶中備用。結果表明，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]試驗結果一致。

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，在醫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相關性研究表明，多酚、黃酮含量與抗氧化活性呈強相關[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較果肉高[14]。

優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象，考察水解 pH、水解溫度和水解時間對總多酚得率的影響，結果顯示，用乙醇作為溶劑，按1∶20（g/mL）固液比加60%乙醇水溶液，在最優條件下（pH 5.23、水解溫度53.76 ℃、水解時間115.66 min），模型對總多酚得率的預測值為5.63%。優化條件組合（pH 5.23、水解溫度54 ℃、水解時間116 min）試驗下總多酚得率為5.58%，模型預測值與組合試驗結果吻合[15]。

為綜合利用八月瓜幼果資源，采用超臨界CO2萃取技術提取八月瓜多酚。探討不同體積分數乙醇溶液作為夾帶劑對多酚的萃取效果，采用響應面法，以多酚萃取得率為響應值，考察原料與夾帶劑的固液比、萃取壓力和萃取溫度對多酚萃取的影響。結果表明，以體積分數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，產品純度提高約15.49%；優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，通過對單因素試驗和正交試驗的結果分析，得出八月瓜果皮中黃酮的最佳提取工藝：浸提溫度80 ℃、乙醇體積分數50%、浸提時間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。試驗結果顯示，三葉木通中常春藤皂苷提取條件的影響程度順序為提取時間＞甲醇體積分數＞甲醇體積＞提取次數，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，旋轉蒸干后甲醇溶解定容。

以皂苷粉（八月瓜果皮提取）水解成常春藤皂苷元的得率為指標，探討鹽酸體積分數、溫度和水解時間對常春藤皂苷元得率的影響。得到最佳水解條件：水解時間3.2 h、溫度82 ℃、鹽酸體積分數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，果膠平均分子質量為40萬左右[22]，可作為凝膠劑、穩定劑、增稠劑等純天然添加劑應用于食品加工中。

以八月瓜果皮為原料，優化酸提醇沉法提取果膠的工藝。采用單因素試驗探討固液比、pH、提取時間、提取溫度等因素對果膠得率的影響，通過正交試驗優化提取工藝。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處理條件，考察pH、超聲時間、固液比、提取溫度、超聲功率對果膠得率和半乳糖醛酸含量的影響，采用響應面分析法對工藝進行優化。結果表明，預處理過程中，粒度0.425 mm、滅酶所用蒸餾水體積80 mL；提取時pH 1.5，固液比1∶13（g/mL），提取時間60 min，溫度65 ℃，超聲功率150 W，果膠得率可達8.924%。超聲輔助提取比傳統的酸提果膠時間減少一半，節約能源，降低成本，符合廢物利用的原則[24]。

2 八月瓜果實的加工研究

八月瓜果實是一種營養成分豐富的水果，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，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、營養支持、抗腫瘤、解毒等功能有著密切關系，具有一定營養價值和藥用價值[25]；并且果肉色澤乳白、果味清香、獨特，口感細膩，香甜可口，因此，在鮮食的同時，基于氨基酸含量可加工果泥、果汁飲料、果酒、酵素等產品。

2.1 八月瓜飲料

劉艷莉等[26]對八月瓜混濁果汁飲料關鍵工藝進行了研究，對添加穩定劑、口味調配等關鍵技術進行了試驗探索，得出最佳工藝配方，渾濁果汁穩定劑配方：明膠0.15%、CMC-Na 0.12%、海藻酸鈉0.16%；果汁風味配方：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特風味、酸甜可口、口感細膩，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、過濾后，選用陳釀型干紅葡萄酒專用酵母進行發酵釀造八月瓜果酒。研究表明，發酵溫度23～28 ℃，主發酵時間9 d，果膠酶用量20 mg/L，SO2用量50 mg/L，調整果漿的糖度至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DPPH自由基、ABTS自由基、過氧化氫等均具有較好清除效果，其中對ABTS自由基的清除效果最好[29]。

進行復合菌種發酵法制備八月瓜酵素的最佳工藝研究。采用單因素分析發酵溫度、原料配比、菌種比例等因素對發酵的影響，確定最佳工藝參數：八月瓜果汁67%、酵母菌0.2%、白砂糖5%；28 ℃條件下發酵7 d，加3%乳酸菌發酵5 d，得到的八月瓜發酵液用8%白砂糖和0.08%檸檬酸進行調配。制得的八月瓜酵素飲料酸甜可口、風味適宜，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種脂肪酸的相對含量高，合計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，現就八月瓜皮的深加工產品進行闡述。

湘西土家族人有食用八月瓜保健茶的習慣，具有微甜口感、耐泡、沖泡數次茶味依然很濃的特點[34]。孫曉東等[35]對八月瓜果皮茶工藝進行優化。八月瓜果皮預處理后，與麥冬、玄參和蜂蜜進行復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，探討單因素麥冬、玄參和蜂蜜配比、浸沒時間、烘干溫度、烘干時間對果皮茶功效的影響。在單因素試驗基礎上，采用Box-Behnken設計，以果膠含量為響應值，開展響應面優化試驗。結果表明，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。運用模糊綜合評判法感官評價量化影響，采用單因素及正交試驗優化燙漂、護色、去苦、糖制、干燥工藝，確定八月瓜果皮果脯的最佳加工工藝。結果表明，果皮經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，微波處理后產品的過氧化值、水分、酸值等均具有優勢，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，運用微波技術對原料進行預處理。結果表明，微波預處理最佳工藝條件為微波處理時間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 八月瓜現行標準

2018年6月1日，四川省衛生和計劃生育委員會、省食品藥品監督管理局聯合發布DB S51/005—2018《食品安全地方標準 八月瓜》，這是全國第一個關于八月瓜產品的食品安全標準，標準適用于鮮八月瓜和干制八月瓜，標準明確八月瓜的感官要求、理化指標、農殘限量、生產加工過程的衛生要求等。

4.2 展望

八月瓜生態適應性強、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展，已有10余個省市將八月瓜作為一種新型水果進行大面積種植和開發[38]，在果用、藥用、油用、菜肴、茶飲、觀賞等方面可發揮價值[39]。八月瓜的營養成分分析及產品的研發均有文獻報道，特別是湖南、貴州、陜西三省研發較早，但是八月瓜的產業化進程受到制約，市場上只有鮮果及干制品出售，無其他深加工產品。制約八月瓜產業發展的主要原因是八月瓜尚未進入藥食同源名單或食品新資源目錄，根據食品安全法規定還不能取得食品生產許可證，應由地方政府及科研機構開展食品新資源的申請工作，對于發展地方經濟，扶貧攻堅具有重要意義。

關于八月瓜果泥（醬）的基礎性研究未見文獻報道。八月瓜果膠含量高，果肉味甜，清香淡雅，香氣獨特，是一個基于氨基酸而開發的新型食療水果，不耐儲存，具有加工果泥產品的優勢條件。八月瓜果泥加工過程中易變色；新鮮果泥pH 5.5左右，加工保藏的殺菌溫度必須高壓殺菌，產品的風味難以保持。因此，探索八月瓜果泥的護色條件及產品風味保持工藝優化是八月瓜開發的一個重要方向。

5 結語

八月瓜是木通科木通屬植物莖上開花結果的半成熟或成熟果實，具有獨特的香甜氣味，為一種氨基酸含量豐富的新型水果，具有廣闊的開發前景，其果實、果皮、種子均能開發出各種營養豐富，保健功能強大的天然食品。果實既可鮮食又可加工成飲料、醬、果酒、酵素等產品；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，市場上八月瓜的深加工產品未見出售，隨著八月瓜種植面積的擴大，加工八月瓜產品供應市場，填補市場空白，將是八月瓜產業發展的重點。