櫻桃中多酚類物質的研究進展

王 悅，周 濤，吳 澎*，喬玉雙

（1.山東農業大學食品科學與工程學院，山東 泰安 271018；2.山東農業大學園藝科學與工程學院，山東 泰安 271018；3.泰安技師學院，山東 泰安 271000）

櫻桃，被譽為“果中臻品”，味甘、外觀圓潤、色澤鮮麗，具有豐富的營養價值，除碳水化合物、蛋白質外，還含有礦物質、維生素等的營養成分以及黃酮、黃烷醇、酚酸、花色苷等多酚類物質[1]。多酚類物質是一類復雜的含有許多酚羥基官能團的次級代謝產物，廣泛分布于新鮮蔬菜水果中。許多研究表明，多酚類物質具有抗氧化、清除自由基、抗癌抑菌、預防心腦血管疾病等功效[2]，增加多酚類物質的攝入有利于保持人體健康，有效降低患病風險。

櫻桃是多酚物質的一種重要來源，主要含有的多酚類化合物有花色苷、黃酮醇、羥基桂皮酸和黃烷-3-醇類，其總酚含量與抗氧化、抑制腫瘤細胞生長、抗炎抑菌和心血管疾病控制等性能呈顯著正相關[3]。因此，提取櫻桃多酚類物質，加工成有前景的產品，已經成為櫻桃產業的發展方向。

本文對櫻桃中多酚物質的生物學活性進行了系統地概括，對多酚物質的提取方法進行了對比總結，分析了當前多酚物質在產品應用中可能存在的問題，探討了未來多酚物質產品加工的方向，并結合發展趨勢對其前景進行展望，旨在為櫻桃多酚物質的開發應用及櫻桃副產品的綜合利用提供依據。

1 櫻桃中多酚類物質的生物學活性

1.1 抗氧化

櫻桃中含有的多酚類化合物都具有一定的抗氧化活性，其中綠原酸、花色苷、黃酮醇等多酚類物質因具有一定活性的酚羥基基團，可失去氫原子形成穩定的苯氧自由基結構，使自由基清除而達到抗氧化的作用[4]。羥基桂皮酸類物質中的綠原酸是一種天然的活性物質，其水解產物咖啡酸和奎寧酸可增強抗氧化能力[5-6]。實驗表明，櫻桃中的綠原酸能夠有效減少活性氧的產生和抑制活性氧的活化來保護細胞免受應激氧化，并能在體內起到清除羥基自由基、超氧陰離子自由基的作用，從而減少自由基對機體的氧化損傷[7]。

花色苷（Anthocyanins）是花色素與糖以糖苷鍵結合而形成的黃酮多酚類化合物，它是一種可食用的水溶性天然色素，也是櫻桃中紅色素的主要來源[8]，其抗氧化能力是維生素E 的4 倍以上[9]。研究表明，花色苷與維生素C、維生素E 協同作用能夠激活體內過氧化氫酶、過氧化物歧化酶等抗氧化酶體系并提高其活性，大大增強其抗氧化能力[10]。花色苷可有效清除羥基自由基、超氧自由基，并能夠進入人體內皮細胞發揮抗氧化作用[11]。Hajer 等[12]對花色苷中的花青素-3-葡萄糖苷（C3G）進行研究，結果表明，C3G 的氧自由基吸收能力（ORAC）最強，且花青素與DNA結合可形成重組復合物，該復合物可抑制羥基自由基的出現，從而保護DNA的氧化損傷，達到抗氧化的目的。

黃酮類化合物（Flavonoids）是由2-苯基色原酮衍生而來，廣泛存在于大量植物中。研究表明，櫻桃中提取的黃酮醇對和DPPH 自由基具有較好的清除能力，并對H2O2誘發小鼠紅細胞氧化溶血和肝脂質過氧化反應具有抑制效果，同時還能通過螯合金屬離子而起到抗氧化的作用[11]。實驗證明，30 μg/mL 的黃酮溶液對自由基的清除率分別達到85.67%和72.45%[13]，并且對·OH 自由基的清除能力優于維生素C。黃酮醇結構中的酚羥基和氧自由基可以形成半醌式自由基結構，這種結構可終止自由基的活性，這是黃酮類化合物發揮其抗氧化活性的最主要因素[14-15]。

黃烷-3-醇類化合物是櫻桃中一種重要的黃酮類物質，根據其取代基結構的不同，黃烷-3-醇類又分為兒茶素、表兒茶素、棓兒茶素、表棓兒茶素、表兒茶素沒食子酸酯等[16]，它們可以有效清除等自由基，并且可以抑制天門冬氨酸轉氨酶（AST）和谷氨酰轉移酶（GGT）兩種酶濃度的增加，從而減輕細胞中脂肪和蛋白的氧化[17]，達到抗氧化的目的。

1.2 降血糖血脂

糖尿病并發癥發生的主要原因是體內血糖水平過高。血糖升高導致毛細血管損傷，當機體修復受損的毛細血管時會產生大量異常的蛋白復合物，這些異常蛋白及其代謝產物會對機體組織結構造成嚴重損傷[18]。研究表明，在連續每天服用600 mg 花色苷2 個月的糖尿病患者中，這種損害帶來的影響顯著降低[2]。胰島素分泌不足也是引發糖尿病的一個重要影響因素[19]，近期美國化學學會專家指出，櫻桃中的花色苷能顯著提高胰島素含量，小鼠服用花色苷一個月后，血糖水平明顯降低，并能對高血糖引發的并發癥起到減緩作用，降低了糖尿病及其并發癥的患病風險[20]。

大量資料研究表明，高血脂癥是促進冠心病、腦卒中、心肌梗死等疾病的首要因素，同時也是引發高血壓、肝硬化、糖尿病的一個重要危險因素[21]。櫻桃中含有大量的矢車菊-3-葡萄糖苷、對香豆酰奎尼酸等多酚類活性物質[22]，這些物質被證明具有一定降血脂的功效。對香豆酰奎尼酸可由氧化應激引起自由基鏈式反應產生氧化型低密度脂蛋白（LDL），LDL 可引起應激內皮細胞損傷，造成內皮下脂質沉積和早期動脈粥樣硬化斑塊形成；而矢車菊素可以激活下游抗氧化基因和奎尼酸酶，降低血清和細胞中脂肪細胞瘦素和脂聯素的產生，有效促進細胞脂質分解，從而達到降血脂的目的[23]。

1.3 抗炎抑菌

植物酚類和萜類化合物因對食源性微生物具有較強的抗菌性而被廣泛應用，因此可以作為新型的防腐劑應用于食品工業[24]。研究表明，櫻桃多酚及其提取物具有減輕炎癥癥狀以及降低炎癥相關因子水平的作用[25]。櫻桃果實中的多酚類物質對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌以及紫色桿菌有強烈的抑制作用，而種子和葉片提取物能夠通過損傷細菌生物膜結構和完整性起到抑菌效果[26]。對每天攝入甜櫻桃280 g 連續28 d 后，人體血液中的C-反應蛋白（CRP）、活化T 細胞表達與分泌調節因子（RANTES）以及NO 水平均有不同程度的降低，但是血液中白介素6（IL6）、總膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇（HDL）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL）和極低密度脂蛋白膽固醇（VLDL）、甘油三酯等的水平并未受到影響[27]。櫻桃花色苷分子中所含的多個酚羥基能夠清除體內自由基，并主動減少巨噬細胞和脂肪細胞中炎癥標志物的活性，其單體CyGlu 能夠抑制炎癥因子IL6 的釋放，并與降膽固醇藥物立普妥（Lipitor）協同作用共同調節血液中的脂肪含量和膽固醇水平，而酚酸以及黃酮類化合物通過抑制細胞因子、趨化因子、粘附因子的形成，抑制LDL 氧化，防止動脈粥樣硬化的發生，從而顯著提高免疫細胞的活性，具有增強免疫活性的作用[28-29]。

1.4 調節心血管疾病及防癌抗癌

心血管疾病已經成為世界范圍內導致人類疾病發生和死亡的首要危險因素。血管氧化應激可能導致高血壓、糖尿病、缺血性心臟病、動脈粥樣硬化等心血管疾病的血管功能障礙，進而誘導其他疾病的發生并嚴重損害人體健康。研究發現，櫻桃中黃酮醇類物質中槲皮素在預防心血管疾病調控方面有顯著的成效，起到降血脂、降血壓、抗動脈粥樣硬化、抗凝血等作用[30]。

促進細胞凋亡是治療癌癥最有效的途徑之一，櫻桃多酚中的槲皮素、山奈酚能夠抑制癌細胞相關蛋白表達，誘導癌細胞的凋亡，目前已被應用于對抗肺癌、胃癌等多種癌癥[31]；沒食子酸是櫻桃多酚中最常見的酚酸，它可以改變癌細胞分裂周期，抑制癌細胞的生長增殖[32-33]；此外，單萜類植物營養素紫蘇醇（POH）是一種櫻桃含有的能使機體清除致癌化合物，減少細胞增殖信號表達，且有助于使癌細胞逆轉為正常細胞或分化細胞的抑癌作用因子，它可以阻止血液流向癌細胞，使癌細胞處于缺氧狀態，促使癌細胞凋亡，大大降低癌癥發生率。POH 可以誘導乳腺癌、多發性腦骨髓瘤的消退，為今后的治療手段提供一定的可能性[34-36]；鞣花酸是沒食子酸的二聚衍生物，具有較強的凝血作用，可以調節超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）等與氧化應激相關的酶類，通過加強細胞自身防御機制來達到抑制腫瘤增殖的目的[37-38]。

2 櫻桃中多酚物質的提取

櫻桃中多酚物質的提取方法主要有酶解法、溶劑萃取法、福林法、微波萃取法、超聲波提取法等，不同的提取方法導致提取的多酚在結構、理化性質及功能上存在差異。不同提取方法的優缺點具體見表1（見下頁）。由表可知，對比不同的提取方法得出，溶劑萃取法選擇去離子水或蒸汽冷凝液作為萃取溶劑，可以避免殘留物或減少雜質顏色的出現，因而大量應用單因素實驗回流提取櫻桃多酚[39]；超聲波提取法因操作簡便、提取效率高而廣泛應用于櫻桃多酚的提取[40]。采用多種提取方法聯用[41]，如微波-超聲波聯用、高效液相色譜質譜聯用等復合技術可以提高櫻桃多酚的提取率、改善其功能特性。然而，在簡化工藝、降低成本、實現高效快速提取及提高多酚含量和萃取率等方面還有待研究和改善[42]。

表1 櫻桃多酚的提取方法與工藝條件對比Table 1 Comparison of extraction methods and process conditions of cherry polyphenols

3 櫻桃中多酚物質的開發與應用

3.1 在農產品保鮮中的應用

目前用于農產品的殺菌消毒通常采用常規技術，如輻照殺菌、臭氧殺菌等，其效率低及產生有毒的副產物的缺點促使人們探索尋找更安全、溫和且對環境友好的殺菌手段[49]。

櫻桃屬于非呼吸躍變型水果[50]，易受乙烯、氣體條件和水分等的影響，其貨架期一般在2～4 d，果實易發生軟化、腐爛、霉變。傳統的生物保鮮、化學保鮮、物理保鮮等技術，均可減少櫻桃的呼吸強度，減緩新陳代謝速度，從而延長貯藏時間。考慮到櫻桃多酚的高抗氧化和抗微生物致病菌等特性，將多酚提取后制成高濃縮提取液作為噴涂劑噴灑在櫻桃包裝內表面，可以改善櫻桃色澤，防止果實氧化，起到抑菌防腐的效果[51]。研究發現，將多酚物質添加到大豆分離蛋白中制成復合涂膜液，可以較好地保持櫻桃的感官品質，還可降低櫻桃在貯藏過程中的呼吸能耗[52]，將其作為潛在的食品補充劑、天然抗氧化劑和防腐劑是一個很好的選擇[50]。

3.2 在醫藥中的應用

胰腺癌（PC）是一種有侵襲性的癌癥，數據表明，近50%的患者在發病6 個月內死亡，而目前由于缺乏相關的病癥，因此無法進行早期診斷和治療。基于櫻桃多酚的消炎抗癌等特性，提取櫻桃中的多酚并作為藥物制劑應用于抑制PC 細胞株的增殖、轉移以及對急性胰腺炎的預防等方面具有良好的治療效果；櫻桃多酚可以減輕炎癥和氧化應激反應，通過微波輔助提取櫻桃中的多酚可以作為常規痛風治療的輔助劑[53-54]。櫻桃中的山奈酚對環氧合酶-1、環氧合酶-2、脂氧合酶和黃嘌呤氧化酶具有明顯的抑制作用，這些酶的抑制為Ⅱ型糖尿病和心血管疾病的控制提供了強有力的生化基礎，通過飲用櫻桃多酚口服液來控制葡萄糖的吸收，可以降低有關高血壓和炎癥的發生率[55]。

3.3 在日化產品中的應用

在常規藥物牙膏或者漱口水中添加櫻桃多酚，顯著增強口腔屏障功能及保護結締組織免受微生物的侵襲。齲齒、念珠菌病和牙周病是最常見的口腔疾病，而櫻桃中的花色苷、槲皮素及其衍生物能夠有效地減弱白色念珠菌和變形鏈球菌對口腔羥基磷灰石表面的黏附以及核狀遠緣鏈球菌對口腔上皮細胞的黏附，祛除口腔異味[56]；采用固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用技術（SPME-GC/MS）對櫻桃多酚中的揮發性成分進行鑒定和定量，結果表明兒茶素和沒食子酰基具有化學消臭作用，因此可以考慮作為空氣清新劑和抗菌纖維使用[57]；而提取櫻桃多酚制備成抑菌洗手液或洗手皂，可起到深層清潔、抑菌消炎、補水保濕等功效[58]。

3.4 在食品中的應用

兒茶素和對香豆酰奎尼酸可以通過抑制體內脂肪相關酶的合成，減輕脂肪細胞分化、白色脂肪細胞褐變來調節脂肪代謝水平以增加人體能量消耗，因此將櫻桃多酚提取物加工成減肥產品可達到減肥降脂的效果[38]。無麩質面包（GFB）的營養價值通常低于傳統的同類產品，而且缺乏促進健康的物質，將櫻桃多酚作為面包膨化劑加入到GFB 中，結果發現，與其他樣品相比，添加櫻桃多酚的面包在貯藏3 d 內總纖維、可溶性纖維和不可溶性纖維含量最高，灰分和糖含量保持平衡，硬度最低，并且在整個儲藏期間抑制過氧化氫的降解以及脂質的氧化，有效降低面包的老化過程[59-60]；以櫻桃多酚為主要原料，配以枸杞、黃芪，加工成多酚制劑，可提高體內抗氧化活性并清除過量的自由基以增強機體免疫力[58]。

3.5 在飲品中的應用

基于櫻桃多酚的消炎和抗氧化功能，因此將多酚提取后制成補充劑供運動員飲用。結果表明，服用櫻桃多酚補充劑對人體健康、運動恢復、睡眠指標均表現出較好的生理活性[61]；將櫻桃多酚經噴霧干燥轉化為粉末并加入攪拌型酸奶中，可以有效抑制維生素A、維生素C 等多種維生素的降解破壞，并且還可以起到消除異臭、改善酸奶品質和口感等感官和理化性質，提高其在儲藏期間的抗氧化能力和營養價值[62]；櫻桃中的花色苷是一種安全無毒的天然色素并具有抗氧化活性，將花色苷作為食品添加劑添加到可樂、啤酒、白酒中可促進飲品著色，并明顯地抑制飲品中的大腸桿菌、酵母菌和金黃色葡萄球菌的活性，因此可以考慮開發抗氧化型飲料[63]。

另外，櫻桃多酚產品也可作為燃料，或進一步加工成動物食品進行轉化，或生產膳食纖維和花青素以及其他多酚物質提取物。

4 結論與展望

目前我國櫻桃產業需求量大、經濟效益高，具有較可觀的發展前景。基于櫻桃多酚的生物活性，越來越多的多酚產品被廣泛研究并應用，然而其在產品應用方面仍存在一些不足。

首先，將多酚制備成復合涂膜液應用于食品保鮮，其用量以及膜的含水量可能影響食品防腐保鮮效果；第二，將多酚作為防腐劑、抗氧化劑與其它化學藥劑協同使用，是否會因小分子物質間的拮抗作用而影響防腐抗氧化性能尚不明確；第三，將多酚應用于保健食品，多酚的多羥基結構可能會影響化合小分子的溶解降解度以及吸收率，使多酚在人體內生物利用率偏低，進而影響其在人體內的生物可利用性以及產品感官品質[64-66]。

櫻桃作為多酚物質含量豐富的一種水果，其營養價值和商用價值得到了人們的認可。櫻桃中的多酚物質具有抗氧化、抗癌抑菌、預防心血管疾病等活性，因此作為加工原料被應用到食品行業有較大的發展潛力，其發展方向是針對不同人群、不同領域制成多元化的產品，比如低糖高酚保健品，使高血糖患者、老人、幼兒可放心食用[42]。而如何使多酚物質具有最大的使用效率和避免資源浪費是目前面臨的主要問題。