枇杷營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和功能價(jià)值的應(yīng)用研究

羅吉慶，張永杰，江麗慧，吳艾頻，夏 敏

（四川輕化工大學(xué)生物工程學(xué)院，四川宜賓 644000）

枇杷，薔薇科、枇杷屬植物，原產(chǎn)于中國(guó)東南部，因其葉子似樂(lè)器“枇杷”而得名。我國(guó)的南方地區(qū)是枇杷的主要種植基地，近年來(lái)，我國(guó)的枇杷種植業(yè)發(fā)展迅猛，影響力不斷提高，浙江、福建、廣東、貴州、四川等地均有種植，果實(shí)出口歐盟[1]、東盟[2]等地區(qū)的國(guó)家。枇杷果實(shí)是枇杷種植的經(jīng)濟(jì)效益體現(xiàn)，在枇杷的種植管理過(guò)程中需經(jīng)常修剪和砍伐樹(shù)體，枇杷的葉片及其他的廢棄部位含有豐富的活性功能成分可應(yīng)用于生物、醫(yī)療、食品等行業(yè)，大量廢棄枝葉需要處理。枇杷種植需秉持枇杷果實(shí)的品質(zhì)與枇杷綜合利用并重的原則，更好地提高枇杷的種植價(jià)值。如今，枇杷經(jīng)多次選育育種后呈現(xiàn)出品種的多樣性，目前我國(guó)的枇杷屬種[3]至少有21種，種植區(qū)域主要分布在亞熱帶地區(qū)，常見(jiàn)的枇杷品種及相關(guān)特性各有不同。

我國(guó)常見(jiàn)的枇杷品種見(jiàn)表1。

我國(guó)枇杷種類繁多、種植區(qū)域廣，不同品種、種植條件等因素使枇杷風(fēng)味呈現(xiàn)出多樣性。近年來(lái)，人們逐漸加深了對(duì)果蔬的認(rèn)識(shí)，在果蔬產(chǎn)品質(zhì)量安全的前提下，更強(qiáng)調(diào)了果蔬的營(yíng)養(yǎng)功效。枇杷是一種綜合資源可利用性較強(qiáng)的植物，前人對(duì)枇杷葉、核、果實(shí)等組成的研究有力地證實(shí)了枇杷的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和功能價(jià)值，圍繞枇杷營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、功能價(jià)值和果實(shí)產(chǎn)品加工方面闡述枇杷的應(yīng)用研究情況。

1 枇杷營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

成熟的枇杷味道鮮美、營(yíng)養(yǎng)豐富，富含大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。其中，碳水化合物是枇杷果實(shí)的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能量貯藏形式，主要包括果糖、葡萄糖等糖類物質(zhì)，含少量的膳食纖維和蛋白質(zhì)，該類物質(zhì)在人體新陳代謝上發(fā)揮著積極的作用。膳食纖維是一種不被腸胃消化吸收而不產(chǎn)生能量的多糖，具有較強(qiáng)的吸附性，可改善腸道的環(huán)境、降低血液中低密度脂蛋白含量，對(duì)人體健康發(fā)揮著重要的作用。近年來(lái)，研究膳食纖維對(duì)膽固醇和糖尿病均有較好的防治效用[9]，枇杷果實(shí)作為攝取膳食纖維的良好途徑有重要意義。此外，枇杷果實(shí)含有的蛋白質(zhì)類物質(zhì)經(jīng)人體腸道消化吸收后轉(zhuǎn)化成氨基酸物質(zhì)參與人體的能量代謝與物質(zhì)的合成，包括苯丙氨酸、蘇氨酸、賴氨酸等7 種人體必需氨基酸[10]。枇杷果實(shí)中除含糖類和蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)成分，還含有維生素和微量元素，其中維生素主要有胡蘿卜素、視黃醇、硫胺素、核黃素、煙酸、維E 和維C，枇杷果實(shí)能提供較為全面的B 族維生素而在人體的生理代謝發(fā)揮著重要的作用，同時(shí)枇杷果實(shí)也是鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、錳、鋅、銅、磷、硒等元素的良好來(lái)源，該類微量元素以輔基形式參與酶構(gòu)建，增強(qiáng)機(jī)體代謝的酶活水平，對(duì)人體生理代謝活動(dòng)和正常的生理功能及增強(qiáng)免疫力起到良好的促進(jìn)效果。枇杷果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分比例諧調(diào)（如圖1），豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值深受不同年齡層次消費(fèi)者的喜愛(ài)。

表1 我國(guó)常見(jiàn)的枇杷品種

枇杷的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值見(jiàn)圖1。

2 枇杷功能價(jià)值

枇杷具有極高的藥用價(jià)值，枇杷葉、核等部位含有大量的萜類、皂苷類、酚、酮等成分，通過(guò)利用枇杷的有效成分實(shí)現(xiàn)人體病癥的預(yù)防和治療，枇杷的有效生物活性成分是其功能價(jià)值的主要體現(xiàn)。據(jù)《滇南本草》記載：“枇杷治肺萎癆傷吐血、咳嗽吐痰、哮喘，又治小兒驚風(fēng)發(fā)熱”[11]，枇杷在治療呼吸相關(guān)疾病的應(yīng)用起源較早，一直靠經(jīng)驗(yàn)總結(jié)傳承但缺乏科學(xué)依據(jù)，現(xiàn)階段已有大量的研究從枇杷化學(xué)成分方面闡述其功能效用，枇杷功能價(jià)值越來(lái)越被認(rèn)可。對(duì)枇杷功能價(jià)值研究，首先對(duì)果實(shí)的風(fēng)味成分進(jìn)行鑒定，以新白8 號(hào)枇杷[12]為例，其果香主要以醛類、烷類、芳香烴、酮類和醇類為主，含量較高的物質(zhì)有己醛、（E）- 2 -己烯醛、正丁基環(huán)己烷、2-庚酮、正戊基環(huán)己烷、（E）- 2 -己烯- 1 -醇和苯乙烯，該類物質(zhì)賦予了枇杷果實(shí)獨(dú)特的香氣風(fēng)味成分。此外，枇杷葉、核含有的皂苷類化合物、萜類化合物、酚類化合物和黃酮類化合物是枇杷功能價(jià)值的主要體現(xiàn)。

圖1 枇杷的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

2.1 枇杷皂苷類化合物

皂苷類化合物是苷元為三萜或螺旋錙烷類化合物的一種糖苷，主要存在于高等植物中，皂苷類化合物具有降血糖、降膽固醇、抗真菌、提高免疫力等生物功效[13]。枇杷葉、枇杷核含有的主要的功能性成分包括枇杷苷和苦杏仁苷。苦杏仁苷（圖1 A）能通過(guò)誘導(dǎo)抑癌基因的表達(dá)，調(diào)控癌癥細(xì)胞的凋亡而應(yīng)用在癌癥患者臨床藥物治療并發(fā)揮較好的治療效果。在細(xì)胞生命周期內(nèi)主要伴隨著復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程，癌變細(xì)胞也如此，利用苦杏仁苷干擾細(xì)胞的內(nèi)切酶和外切酶的活性、抑制細(xì)胞DNA 復(fù)制過(guò)程而影響癌細(xì)胞分裂，對(duì)ATP 結(jié)合盒、亞家族F、ABCF2、MRE11A、拓?fù)洚悩?gòu)酶和FK506 結(jié)合蛋白等相關(guān)蛋白基因都存在阻礙作用，干擾轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程，降低了細(xì)胞的生理活性，調(diào)控癌細(xì)胞生命周期，有效地實(shí)現(xiàn)結(jié)腸癌[14]、乳腺癌[15]、前列腺癌[16]、膀胱癌[17]等的治療。此外，枇杷對(duì)咳嗽的治療效果最佳，苦杏仁苷在消化系統(tǒng)內(nèi)酸性環(huán)境下，經(jīng)β -糖苷酶酶解后生成氫氰酸和苯甲醛，微量的氫氰酸及其衍生物對(duì)呼吸酶有一定抑制作用[18]，進(jìn)而抑制呼吸中樞靈敏度、降低呼吸運(yùn)動(dòng)的活潑性，最終達(dá)到平喘止咳[19]的目的?？嘈尤受諏?duì)腎臟[14]、肺等器官的纖維化[20]程度均有一定的抑制作用，可利用枇杷葉和枇杷核提取苦杏仁苷等苷類化合物，應(yīng)用在抗動(dòng)脈粥樣硬化、抗高氧誘導(dǎo)肺損、免疫抑制、免疫調(diào)節(jié)和抗?jié)兊确矫鎇21]。

結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖2。

圖2 結(jié)構(gòu)式

2.2 枇杷三萜類化合物

萜類化合物是以甲戊二羥酸為前體合成的，以異戊二烯為結(jié)構(gòu)單元的化合物，廣泛存在于天然植物中，是植物精油的生物活性成分的主要體現(xiàn)。三萜化合物以6 個(gè)異戊二烯結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成，枇杷含有熊果酸（圖2 B）、齊墩果酸（圖2 C）、2α -羥基熊果酸、坡模酸、薔薇酸、馬斯里酸甲酯等三萜類化合物[22]，其中熊果酸和齊墩果酸是枇葉片中萜類的主體成分。熊果酸可誘導(dǎo)癌癥細(xì)胞的自噬和凋亡而抑制癌變細(xì)胞，以達(dá)到治療和預(yù)防目的。利用熊果酸對(duì)前列腺癌細(xì)胞[23]、胃癌細(xì)胞[24]進(jìn)行體外的培養(yǎng)試驗(yàn)均有一定的抑制效果而證實(shí)了熊果酸的有效性；熊果酸對(duì)糖尿病及其引起的視網(wǎng)膜障礙等相關(guān)癥狀[25]表現(xiàn)為良性作用，該方面試驗(yàn)在相關(guān)模型小鼠中已得到證實(shí)；熊果酸通過(guò)抑制輔助性T 細(xì)胞（CD4+T）向Th17 分化，升高Treg 細(xì)胞比例而維持Th17/Treg 細(xì)胞平衡，緩解膠原性誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎[26]。熊果酸的生物活性功能并不局限于抗癌、抗糖尿病和炎癥，熊果酸還有鎮(zhèn)靜、抗菌、抗?jié)?、降低血糖等多種生物學(xué)功能效應(yīng)。

齊墩果酸與熊果酸均是五環(huán)三萜化合物，屬同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)。齊墩果酸的生物活性功能與熊果酸相似，能誘導(dǎo)癌癥細(xì)胞的自噬或凋亡對(duì)癌細(xì)胞進(jìn)行防控。有研究發(fā)現(xiàn)，該誘導(dǎo)過(guò)程涉及多種調(diào)控因子作用[27]，包括核因子kappa B、AKT、信號(hào)轉(zhuǎn)換器和轉(zhuǎn)錄激活劑3、哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白、caspases、細(xì)胞間黏附分子、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子和多聚（ADP -核糖）聚合酶等，齊墩果酸對(duì)該類的調(diào)節(jié)因子起抑制的作用，進(jìn)而降低癌細(xì)胞的活性，這與苦杏仁苷的抗腫瘤抗癌作用的機(jī)理相似。齊墩果酸的生物活性功能主要表現(xiàn)在對(duì)肝臟[28-29]的保護(hù)作用上，齊墩果酸能通過(guò)誘導(dǎo)ERK-p53 抑癌基因表達(dá)介導(dǎo)線粒體阻滯和凋亡而抑制肝癌并能起保肝護(hù)肝的作用[30]。利用齊墩果酸的生物功能效應(yīng)，在治療支氣管炎、肺炎、急性扁桃體炎、牙周炎、菌痢、急性腸胃炎、泌尿系統(tǒng)感染等方面均有較好的藥用效果[31]。

熊果酸和齊墩果酸在枇杷不同的器官中存在一定的差異性，通過(guò)日常攝食從果實(shí)中帶入到人體并發(fā)揮三萜酸這種成分在抗癌、抗腫瘤、糖尿病控制和皮膚修復(fù)等方面功效具有廣泛用途，是一類重要的膳食補(bǔ)充劑[32]。

2.3 枇杷酚類化合物

酚類化合物是植物普遍存在的內(nèi)源生成有機(jī)物質(zhì)，大多數(shù)以植物香氣的形式存在并揮發(fā)。植物體內(nèi)的酚類物質(zhì)參與機(jī)體的生理活性表達(dá)，主要表現(xiàn)在植物自身的抗病性，如利用阿魏酸、咖啡酸、肉桂酸等酚類物質(zhì)作為木質(zhì)素生成的前體物質(zhì)增強(qiáng)植物細(xì)胞的機(jī)械強(qiáng)度[33]。此外，利用酚類物質(zhì)的還原性，在植物細(xì)胞中可作為抗氧化有機(jī)成分而清除自由基而保護(hù)細(xì)胞的完整性。枇杷果實(shí)含有新綠原酸、綠原酸、隱綠原酸、表兒茶素、咖啡酸、鞣花酸、阿魏酸等7 種酚單體[34]，但不同種類間含量差異較大，其中綠原酸、新綠原酸、隱綠原酸含量較高且抗氧化性較強(qiáng)。利用枇杷果實(shí)酚類的抗氧化作用可以清除人體細(xì)胞內(nèi)的自由基，從而降低細(xì)胞膜的損傷程度，增強(qiáng)機(jī)體細(xì)胞正常生理代謝活性，提高人體免疫力、延緩衰老。但酚類物質(zhì)的還原性對(duì)枇杷食品生產(chǎn)加工造成一定影響，酚類存在是導(dǎo)致枇杷原料加工過(guò)程中發(fā)生褐變的主要原因，在生產(chǎn)加工中需要對(duì)枇杷原料及產(chǎn)品進(jìn)行護(hù)色處理，避免褐變對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的感官和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響。

2.4 枇杷黃酮類化合物

黃酮類化合物泛指2 個(gè)具有酚羥基的苯環(huán)（A-與B -環(huán)）通過(guò)中央三碳原子相互連結(jié)而成的一系列化合物，常以糖苷形式存在。枇杷花、葉、核仁均含有不同程度含量的黃酮類物質(zhì)[35]，主要有槲皮素- 3 - O -葡萄糖苷、山奈酚- 3 - O -新橙皮苷、異鼠李糖- 3 - O - α - L - 2、4 - E -二阿魏酰鼠李糖苷、4 - Z -二對(duì)香豆酰鼠李糖苷及黃酮類化合物等有強(qiáng)抗氧化性作用，具有改善血液循環(huán)、降低膽固醇、降血糖等功效[36]。

3 枇杷產(chǎn)品的食品加工

枇杷不同部位均可加工成產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。利用枇杷根、葉、花和核仁含有不同程度的皂苷類化合物、萜類物質(zhì)和揮發(fā)性油等物質(zhì)，經(jīng)提取、濃縮和純化后利用于食品、制藥、醫(yī)療等行業(yè)。其中，枇杷葉、枇杷花含有以三萜類為主的生物活性成分在功能性產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與研究中被廣泛利用。將枇杷葉加工成泡飲片和顆粒沖劑[37]，將枇杷花加工成飲料[38]等，對(duì)枇杷葉和花的加工利用。枇杷葉片資源受季節(jié)變化影響較小，原料來(lái)源廣且成本低，能顯著提高產(chǎn)品的價(jià)值。以枇杷葉、枇杷花為主原料的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提高了枇杷資源的綜合利用率，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量安全有一定的意義。

枇杷果實(shí)是枇杷種植的主要產(chǎn)品價(jià)值指標(biāo)，枇杷果實(shí)采摘后容易發(fā)生集體腐爛敗壞的現(xiàn)象，保鮮期較短造成質(zhì)量安全問(wèn)題頻繁發(fā)生，現(xiàn)階段對(duì)枇杷果實(shí)的利用不僅局限于新鮮水果的直接食用，還可以把枇杷果實(shí)經(jīng)過(guò)加工成食品而實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)量化生產(chǎn)果肉飲料[39]、果醬[40]和果脯[41]，或利用枇杷含有糖類進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生具有枇杷獨(dú)特風(fēng)味的果酒[42]、果醋[43]等飲料，經(jīng)過(guò)枇杷果實(shí)的產(chǎn)品加工，枇杷果實(shí)轉(zhuǎn)化成保質(zhì)期較長(zhǎng)的產(chǎn)品且提高了枇杷的價(jià)值。

4 枇杷產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響因素

枇杷擁有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和健全的功能價(jià)值，可加工成多種類型的產(chǎn)品，但實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)枇杷的利用還停留在平喘止咳及食品產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面，對(duì)枇杷功能價(jià)值應(yīng)用仍不完全。此外，枇杷種植、產(chǎn)品及加工過(guò)程依然面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，這些問(wèn)題歸納如下：

（1）農(nóng)藥濫用及環(huán)境破壞造成病害的抗藥特質(zhì)，給枇杷種植造成嚴(yán)重的影響[44]。枇杷在生長(zhǎng)過(guò)程中，易受蟲(chóng)害、致病菌、環(huán)境等因素的脅迫，而現(xiàn)階段對(duì)該類災(zāi)害的防控措施主要是噴灑農(nóng)藥和施加化肥，長(zhǎng)期使用單一農(nóng)藥會(huì)降低病害防治的有效性，但多種農(nóng)藥的混合使用會(huì)加劇環(huán)境破壞程度。枇杷種植需注意環(huán)境保護(hù)和安全性，選擇植物激素型農(nóng)藥和生防菌型農(nóng)藥可降低對(duì)環(huán)境安全和人體健康的影響，枇杷種植質(zhì)量提高，更符合生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展建設(shè)。

（2）枇杷在貯藏過(guò)程中常因病原菌感染、機(jī)械損傷等造成腐爛現(xiàn)象，而且枇杷含有大量的酚類化合物，貯藏過(guò)程易發(fā)生褐變，降低了枇杷的貯藏價(jià)值[45]。枇杷采后防腐保鮮貯藏是促進(jìn)枇杷行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，現(xiàn)多采用果蔬保鮮劑處理，常見(jiàn)的有苯萊特、施保功、百可得等人工化合物進(jìn)行防控，有效提高果蔬的貯藏效果，但該類物質(zhì)對(duì)人體健康有著比較大的安全隱患，利用該類物質(zhì)防腐保鮮現(xiàn)已不能滿足人們對(duì)安全產(chǎn)品的需求，果蔬防腐保鮮技術(shù)需要向有機(jī)、高效的方向發(fā)展，其中天然提取物、成膜性、植物激素誘導(dǎo)、生物拮抗菌技術(shù)等是現(xiàn)階段枇杷防腐保鮮的研究重點(diǎn)。

（3）枇杷提取技術(shù)、產(chǎn)品化生產(chǎn)技術(shù)滯后限制枇杷行業(yè)發(fā)展?，F(xiàn)有的工藝對(duì)枇杷葉、核等的提取率普遍偏低，利用超臨界、亞臨界等流體技術(shù)能達(dá)到較高的提取率，但成本偏高，在枇杷葉等的提取中不可行，亟須探求一種低成本、高效率、普遍適用性的提取技術(shù)[46]。此外，枇杷的產(chǎn)品需不斷提高生產(chǎn)技術(shù)，解決生產(chǎn)過(guò)程中褐變、中間產(chǎn)品保藏、產(chǎn)品污染等問(wèn)題同時(shí)也要豐富產(chǎn)品種類，提供多類型選擇的產(chǎn)品。

（4）枇杷含有的苦杏仁苷、三萜類化合物在癌癥、腫瘤等治療的藥用機(jī)理逐漸清晰，但應(yīng)用在臨床治療還需要大量的試驗(yàn)來(lái)支持其作用的安全閾和有效閾。

5 結(jié)語(yǔ)

枇杷在我國(guó)多地區(qū)均有種植，經(jīng)過(guò)多代選育，品種繁多，且存在較大的差異。如今，對(duì)枇杷的研究更專注于枇杷資源的綜合利用，枇杷含有多種生物活性的有效成分，利用枇杷的葉片、核等廢棄資源提取皂苷、烯萜等有機(jī)物質(zhì)，提高了枇杷資源的利用率，以此為基礎(chǔ)的加工在未來(lái)的生產(chǎn)中有廣闊的市場(chǎng)前景，但枇杷種植、提取率和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等方面仍然存在著較大的缺陷，相關(guān)技術(shù)需要不斷加強(qiáng)。