神秘果成分生物活性及加工应用研究进展
2019-01-06郭天鹅吴文如余浩斌
付 菲,郭天鹅,李 瑜,吴文如,余浩斌
(广州中医药大学,广东广州 510006)
神秘果(Synsealum dulificum Daniell)为山榄科神秘果属常绿灌木,原产于西非、加纳、刚果等南非一带,后引种到我国海南、云南、广东、广西、福建等热带、亚热带地区,其果肉酸涩,因具有强大的味觉改变功能,能将酸味转变为甘甜的神秘特性而被人们所关注。此外,神秘果还具有良好的降血糖、降血脂、抗氧化、提高免疫力等功效,因此,在食品、医药、保健品、化妆品等行业具有良好的开发和利用价值。目前,神秘果在国内的种植面积逐年扩大,但对其开发利用及相关研究仍处于起步阶段。对神秘果的成分、功效及加工利用等方面进行综述,以期为神秘果的深度开发提供参考。
1 成分
神秘果的经济部位主要在果实,果实分为果皮、果肉和种子,其中种子体积较大,占干质量60%以上,故神秘果果实的可直接食用部分较少[1]。具有改变味觉的活性神秘果素仅存在于果肉中。除了神秘果素,神秘果果实中还含其他多种活性成分,如酚类、黄酮类、脂肪酸、维生素等。InglettGE等人[1]测得神秘果果皮、果肉、种子所含酚类占果实总酚含量分别为36.72%,15.82%,47.46%;黄酮类所占果实总黄酮含量分别为51.99%,11.99%,36.02%。He Z X等人[2]测量神秘果果实中各成分含量,果皮中花色素苷含量为11.04 mg/100 g FW,其中70.7%为矢车菊素-3-单半乳糖苷成分;果肉中总糖含量仅为5.6 g/100 g FW,且果肉中不含任何脂肪,故可作为一种低糖零脂肪的减肥食物。在维生素的测量中,每100 g果肉中含40.1 mg维C,含量较高,接近柑橘类水果[2]。神秘果种子中含十几种脂肪酸,以软脂酸、油酸、亚油酸为主,He Z X等人[2]通过对种子油的脂肪酸和三酰甘油组成进行分析,发现其高软脂酸和油酸的特性和棕榈油很相似,可能具有和棕榈油相似的应用价值。
除了果实,神秘果的其他部位也含有较多的活性物质,相关研究人员从神秘果的根、茎、叶等部位分离出大量次生代谢产物[3],其中所含的一些酚类、黄酮、挥发油等物质具有抗氧化、抗菌、抗癌等活性。此外,神秘果种子和树叶的矿物元素都呈现高钾低钠的特点,可预防高血压和心脑血管疾病[4]。从成分上看,神秘果不同部位均具有较强的开发利用价值。
2 生物活性
神秘果的根、茎、叶、果实等均含有多种功能性成分,使其具有多种药理功效。目前,神秘果已逐渐成为医药研究者和功能性食品、保健品、化妆品研发者关注的焦点。
2.1 改变味觉
神秘果最主要的药理特征在于其所含的神秘果素具有改变味觉的活性,只需要很小的剂量就能使原本具有酸味的食物变为甜味,是一种颇具潜力的纯天然矫味剂。目前,神秘果素的矫味机制并不十分清楚,Paladino A等人[5]研究指出,Histidine-30是其变味活性的重要位点,在酸性pH值条件下,2个亚基的Histidine-30发生重排,位置拉近,使得神秘果素与受体相结合,从而表现出使味觉改变的活性。因此,神秘果素的变味活性只能在酸性pH值条件下才能起作用,而在中性或碱性pH值条件下不表现变味活性。
2.2 降血糖
神秘果果实不仅可作为一种低热量的甜味剂,而且具有较好的降血糖作用,是糖尿病及肥胖患者的理想佳品。Chen C C等人[6]通过高果糖饲喂大鼠并单剂量给药神秘果果粉,150 min后大鼠血糖水平显著降低。神秘果还能够延长降糖药物的作用时间,研究显示神秘果能提高胰岛素对于糖尿病动物的敏感性,可用于胰岛素耐受的糖尿病患者的辅助治疗。此外,Obafemi T O等人[7]研究发现,神秘果叶的甲醇提取物和富含黄酮的提取物均能明显改善Ⅱ型糖尿病纯种白化大鼠的病理症状。Jian H J等人[8]研究结果显示,神秘果叶中多糖对α-葡萄糖苷酶活性有显著的抑制作用,该作用明显强于抗糖尿病药物阿卡波糖,提出可将神秘果叶中多糖开发成具有抗氧化和降血糖双重作用的新型抗糖尿病药物添加剂。
2.3 降血脂
李彦等人[9]研究发现,神秘果提取物可以调节链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠的血脂含量。卢申姣等人[10]研究表明,神秘果果肉与种子水提取物均可显著降低高脂模型小鼠总胆固醇、血清甘油三酯与低密度脂蛋白-胆固醇水平。此外,神秘果果肉水提取物还可以显著提高高密度脂蛋白水平。以上研究均表明,神秘果具有良好的降血脂效果。
2.4 抗氧化
在抗氧化作用方面,神秘果含多糖、多酚等抗氧化成分,具有较强的抗氧化活性。Chen C Y等人[11]通过采用体外蘑菇酪氨酸酶测定法测定L-酪氨酸转化为L-多巴的羟化作用,验证果肉提取物的抗酪氨酸酶活性,结果表明,果肉提取物对DPPH·具有一定的清除能力。Du L Q等人[12]研究显示,神秘果果肉提取物对DPPH·和ABTS+的清除率分别为96.3%和32.5%,果肉中含较多抗氧化成分。神秘果不同部位均具有一定的抗氧化作用,叶片、果皮和种子的抗氧化活性也有相关报道。
2.5 抑制肿瘤
Wang H M等人[13]采用体外蘑菇酪氨酸酶测定法,通过测定L-酪氨酸转化为L-多巴的羟化作用,对神秘果茎中提取物对人皮肤黑色素瘤细胞的增殖抑制活性和酪氨酸酶抑制作用进行了评价,研究发现神秘果茎中成分对人黑色素瘤细胞的抑制作用显著。Seong J等人[14]发现,神秘果茎和浆果提取物对人结肠癌细胞具有细胞毒活性,能上调c-Fos和c-Jun早期凋亡基因。故神秘果具有一定的抗癌、抗肿瘤作用。
2.6 降低尿酸浓度
Shi Y C等人[15]研究发现,神秘果果粉的丁醇提取物可通过降低血尿酸水平和抑制肝脏黄嘌呤氧化酶活性,从而改善氧酸钾盐引起的ICR小鼠高尿酸血症,这些作用与别嘌呤醇相当,说明神秘果可开发成一种新型治疗痛风和高尿酸血症的药物或保健品。林恋竹等人[16]研究表明,神秘果树叶的乙醇和水提取物在大鼠体内均有一定的降尿酸作用,神秘果树叶提取物和槲皮素类化合物可用作保健食品功效因子,用以预防与治疗高尿酸血症。
2.7 其他
另有研究证实,神秘果在抑菌、抗疲劳、提高免疫力、改善手部运动技能等方面具有良好功效。
3 加工应用
因神秘果具备独特的矫味功能与多种药理活性,研究人员对其发展领域的创新进行了多元化探讨,并对其不同部位进行了产品加工创造。目前,神秘果类产品的开发利用主要集中于食品、医药、保健品和化妆品等领域。
3.1 食品
在食品方面,大多是对神秘果果实进行加工,神秘果果实可作为水果出售,也可制成加工食品或天然食品添加剂。袁源等人[17]以5%玉米淀粉和10%麦芽糊精作为助干剂,使用冷冻干燥技术将神秘果果浆制成果粉,并通过加入甘露醇、微晶纤维素、淀粉浆等辅料,经混合、造粒、干燥、压片等制成口感细腻爽口、食用方便的神秘果含片。黄小红等人[18]以神秘果为主要原料,将神秘果果汁和白酒混合体积比1∶1,以醇化果汁40%,冰糖6%,总酸0.5%的配方制成神秘果配制酒。贾东升等人[19]将神秘果素和黄杞提取物按照一定配比制成一种纯天然的复合甜味剂,甜度为蔗糖的5~10倍,可用于固体、液体等不同种类食品的风味调节,尤其适用于酸味、苦味食品风味的调整。此外,神秘果还被制成果汁饮料、果脯、双重口味冰激凌等日常零食。
3.2 医药、保健品
基于神秘果独特的味觉改变功能,可将其制成矫味剂,以改善药物口感。王惠国等人[20]按配比将神秘果、洋蓟等原料和其他辅料混合,制成均一的粉末,装入喷雾剂容器中,在喝中药之前将其喷在口腔,从而减弱中药的苦味。此外,神秘果根、枝、叶、果实等部位的提取物均可制成具有降血糖、降血脂、抗氧化等作用的药物或保健品。赵谋明等人[21]通过大孔吸附树脂吸附法获得的神秘果树枝叶提取物,可用于制备抗氧化剂、抗痛风药物或功能保健品。禤文生等人[22]用大孔树脂吸附法获得具有保肝护肝或解酒作用的神秘果叶提取物。邓开野等人[23]制得的神秘果叶复合茶剂,具有促进胃肠蠕动、增强机体免疫力等保健功效。王智义等人[24]组合神秘果、荷叶和金银花3种植物的提取物,加入赋形剂和调味剂制成神秘果复合口腔保健品。
3.3 化妆品
神秘果具有较强的抗氧化、抗衰老功能,因此其提取物可应用于抗衰老、眼部和美白化妆品中。马飞跃等人[25]用pH值为1.5~5.5的酶溶液对神秘果果肉进行负压空化提取,后经大孔吸附树脂分离,收集洗脱液,最后减压浓缩、冷冻干燥,获得神秘果提取物,该提取物抗衰老作用效果明显,且具有显著的生物安全性,可用于制备用于延缓衰老或增强氧化应激的化妆品。此外,陆继兵[26]以神秘果为其中一种原材料,兼合熟地黄、香果、桃仁、杜仲、补骨脂等多种中草药制成美容护肤胶囊,能够促进新陈代谢、增强胃肠功能、延缓衰老,淡化细纹、增强皮肤抵抗力,快速改善皮肤问题。
4 结语
目前,随着对神秘果的成分、药理活性的研究的深入,对神秘果的综合利用也越来越广泛,但由于神秘果对生长环境有一定的要求,在我国种植面积较小,导致神秘果资源较为匮乏,不能满足市场需求。且神秘果鲜果保质期较短、果实较小、果核大,一些活性成分(如神秘果素)等含量较低,使得神秘果果实的开发与利用受到限制。近年来,随着基因工程技术的发展,神秘果素可从微生物或转基因植物中表达合成,未来有望实现神秘果素的大规模生产合成。此外,人们从神秘果植株其他部位和不同活性成分的研究中逐渐开发出新的产品,也具有较强的市场应用价值。综合来看,这一神奇的植物具有良好的开发前景,相信随着神秘果的大规模种植、栽培技术的提高,以及加工工艺与制剂等新技术的成熟,神秘果药理及活性成分的研究、新产品的研发和加工生产应用会越来越深入,神秘果及其相关产品也能得到广泛应用。