西番莲营养及功能性成分的研究进展

史斌斌， 袁启凤， 李仕品

(贵州省农业科学院 果树科学研究所， 贵州 贵阳 550006)

西番莲又名百香果，原产于巴西。西番莲科植物超过500个种类，其中包含18个属，西番莲属由于种类较多且具备较高的经济价值，在世界范围内分布较广[1]。目前已知西番莲果实中含有超过165种香味物质，几乎涵盖了热带、亚热带大部分水果的香型，是世界上已知最芳香的水果之一，具有果汁之王的美誉[2-3]。西番莲果汁作为一种高档饮品，其消费需求量不断增加。

西番莲营养丰富，其独特的香味与其富含的酯类、醇类等芳香类化合物有关，成熟度越高，果实中的芳香类物质含量越高，香味也越浓烈[4]。除芳香类物质外，西番莲果实中还含有丰富的氨基酸、矿质元素、维生素、脂肪酸、膳食纤维及多糖等常规营养物质，以及黄酮、生物碱和类胡萝卜素等生物活性物质，具有抗菌、抗炎、抗氧化、抗癌及抗焦虑等功能。

现阶段西番莲主要以鲜食及果汁加工为主，副产物果皮、种子都被丢弃，既造成资源的浪费又污染环境。众多研究表明，西番莲果皮和种子等副产物具有较高的利用价值。果皮天然色素丰富，香味浓郁，可加工成无色素、香味剂等添加剂的果脯和果酱，还可以提取天然果胶。种子油脂丰富，不饱和脂肪酸含量高，可提取高档植物油。课题组成员成文韬等[5]前期已对西番莲生物活性成分及其生理功能进行综述，笔者在其基础上对西番莲常规营养成分及多酚、类胡萝卜素等几种功能性物质进行综述，主要凸显副产物果皮和种子的应用价值，让消费者充分认识西番莲的营养及功能性成分，以期提高副产物的应用价值，扩大其应用范围，促进西番莲产业的发展。

1营养成分

1.1氨基酸和蛋白质

氨基酸是组成蛋白质的基本结构单位，能够为机体和大脑提供能量，是一切生命物质之源。据分析，西番莲中含有17种氨基酸，其中谷氨酸(Glu)、脯氨酸(Pro)和天冬氨酸(Asp)含量最高，其总氨基酸含量为1.054 g/100g，高于香蕉、芒果及脐橙等水果[6-7]。西番莲的17种氨基酸中包含7种人体必需氨基酸及2种儿童必需氨基酸。袁启凤等[8]发现，紫香1号果汁中必需氨基酸占总氨基酸含量的23.36%。朱洁等[9]研究发现，抗寒品种平塘1号果汁中7种必需氨基酸含量占总氨基酸含量的36.14%，高于世界卫生组织和联合国粮农组织推荐的含量(35.38%)。此外，西番莲中还含有多种特异性功能蛋白，包括能够抑制哈茨木霉菌、尖孢镰刀菌及烟曲霉菌生长的，类似于贮藏2S白蛋白的Pe-AFP1[10]和能够抑制炭疽菌丝生长的二聚体蛋白Pa-AFP1[11]，以及能够抑制立枯丝核菌生长和人乳腺癌细胞的增殖，与β-乳球蛋白相似的抗真菌蛋白(Passiflin)[12]。

1.2矿质元素

矿质元素是构成人体组织及维持正常生理活动不可缺少的成分。西番莲果汁、果皮、种子中均含有丰富的K、Mg、Ca和Na元素，其中K含量最丰富，此外，还含有Fe、Zn和Co等多种人体必需微量元素[13-14]。西番莲成熟果实中K、Na和Mn等元素含量均高于哈密瓜、无花果等6种干果[15]。

1.3膳食纤维和果胶

膳食纤维被誉为第七大营养素，具有降血糖、降血脂及降血压的作用，能够预防冠心病、动脉粥样硬化等疾病的发生。膳食纤维具有较强的持水性，虽然不能被人体吸收，但其进入肠道后会增加粪便的体积和湿润度，促进肠道蠕动，加快粪便排出体外，从而减少有毒有害物质在肠道内的残留时间，降低疾病的发生率[16-17]。西番莲果汁加工过程中，占鲜果果重50%的果皮被当做废弃物丢弃，造成极大的资源浪费和环境污染。西番莲果皮富含膳食纤维，YAPO等[18]研究发现，紫果西番莲果皮中膳食纤维占果皮干重的73%，其中不溶性膳食纤维含量占60%。朱文等[19]研究发现，西番莲果皮制得的膳食纤维粉膨胀力和持水力高于西方国家常用的标准麸皮纤维的相应值。

果胶是膳食纤维的主要成分，具有良好的凝胶、增稠、乳化等作用，在食品、医药工业中应用广泛[20]。文良娟等[21]研究发现，西番莲果皮果胶含量为12.5%。KULKARNI等[22]通过优化提取工艺发现，西番莲果皮果胶产率可达14.8%，其产量和质量与苹果、橙子皮果胶相当。西番莲果皮果胶乙酰基、中性糖及蛋白质等杂质含量少，甲酯化度低，为天然低甲氧基果胶[23]。陈颖珊[24]研究发现，西番莲果胶可减少小鼠结肠黏膜损伤，预防溃疡性结肠炎。

1.4脂肪酸

西番莲种子约占果实鲜重的8%～14%，种子中含有19.36%～27.68%的油脂，其构成的脂肪酸中不饱和脂肪酸含量超过85%[25-30]。脂肪酸分饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸，其中不饱和脂肪酸具有抗氧化、降低胆固醇和甘油三酯浓度、降低血液粘稠度和预防动脉硬化等功效[31-32]。西番莲种子油脂不仅富含不饱和脂肪酸，而且以必需脂肪酸亚油酸为主导，亚油酸含量与红花油相当，高于大豆和核桃油，其次为油酸、棕榈酸、硬脂酸和亚麻酸等[26-33]。

2功能性物质

2.1多酚

多酚类化合物包括黄酮类、单宁类、酚酸类及花色苷类等，众多研究发现，西番莲叶片、果汁及果皮中均富含多酚类物质，是天然多酚的重要来源。COLOMEU等[34]研究发现，翅茎西番莲叶片总酚含量为(9.5±2.8)mg/g DW。刘南波等[35]研究发现，黄果西番莲叶片黄酮提取率可达2.81%。COLOMEU等[34,36]研究表明，西番莲叶片多酚主要是以木犀草素、芹菜素、荭草素、异荭草素、牡荆素和异牡荆素等为代表的碳苷黄酮构成。ZERAIK等[37]研究发现，黄果西番莲果汁中总黄酮含量(0.16 mg/mL)可与橙汁(0.20 mg/mL)和甘蔗汁(0.24 mg/mL)相媲美。西番莲果汁中含有丰富的以羟基和氧化紫罗兰醇衍生物为代表的多酚类物质，以及芳樟醇、α-松油醇等萜烯醇[38]，另还含丰富的异荭草素[37]、黄烷三醇单体和原花青素[39]等。文良娟等[21]研究发现，紫果西番莲果皮中总黄酮含量为(1 180.67±16.73)mg/100g DW，总酚含量为(2 811.24±22.74)mg/100g DW。SIMIRGIOTIS等[40]研究发现，香蕉西番莲果皮总酚和总黄酮含量均显著高于果汁，分别是其果汁含量的2.5倍和1.8倍；且单体酚组成也存在较大差异，果皮和果浆中检测到31种单体酚，其中杨梅素等16种单体酚为果皮独有。多酚具有清除自由基、抗氧化的功效，水果的抗氧化作用与其富含的多酚类物质密切相关[41]。研究发现，西番莲果汁总酚含量高，对应的其抗氧化活性在24种热带水果中也最高[42]，高含量的多酚对西番莲抗氧化活性的贡献大于类胡萝卜素[39]。抗氧化剂是主要的食品添加剂之一，但合成抗氧化剂的安全问题一直是争论的焦点[43]，西番莲果汁及其副产物多酚含量丰富，具有较强的抗氧化活性，可作为天然抗氧化剂的材料来源加以开发利用。

2.2生物碱

西番莲属植物含有以β-咔啉环为基础的单吲哚生物碱类，包括哈尔满、哈尔醇、哈尔酚和骆驼蓬碱等[44]。粉色西番莲的药用流浸液膏中哈尔满和哈尔明含量为10～20 μg/mL，且温室培育的粉色西番莲哈尔满和哈尔明含量均高于野外生长的[45]。

2.3类胡萝卜素

类胡萝卜素是一类重要的天然色素的总称，是影响果蔬外观品质的重要因子。类胡萝卜素具有抗氧化、抗癌、预防心血管疾病及延缓衰老等功效，是体内维生素A的主要来源，同时也是一种常用的食品添加剂[46]。类胡萝卜素是很多香气的前体物质，所以香气浓郁的西番莲也含有丰富的类胡萝卜素。就不同品种而言，双花西番莲中叶黄素和β-胡萝卜素含量最高，黄果西番莲次之，紫果西番莲中含量最低[47]。黄果西番莲中检测到13中类胡萝卜素，其中ζ-胡萝卜素含量最高[48]。12种热带水果中，西番莲果汁中β-胡萝卜素含量为(1 362.07±136.221)μg/100g FW，仅次于西印度樱桃和番木瓜；此外，种子中也含有β-胡萝卜素，含量为(57.93±5.80) μg/100g FW[49]。

2.4芳香类物质

西番莲香气浓郁，主要成分为丁酸乙酯、丁酸己酯、己酸乙酯、醋酸乙酯、苯甲醛和β-紫罗兰醇等[50-51]，西双版纳黄果西番莲中以苯甲醇、二氢-β-紫罗兰醇和十六酸为主的挥发性成分具有令人愉快的清香香味，可用于烟草加香[51]。西番莲紫果种比黄果种香味浓郁，主要因为果实中丁酸乙酯、己酸乙酯、丁酸己酯和己酸己酯4种脂类所含的比例不同[4]。

2.5其他功能性物质

西番莲具有较高的药用价值，与其富含的功能性物质有关。西番莲中还含有三萜类化合物、生氰化合物、白皮杉醇、白杨素及花青素等，在抗焦虑、抗炎和抗菌等方面发挥重要作用[3,52-54]。

3发展前景与展望

西番莲是一种集食用与药用价值于一身的水果，其丰富的营养及保健功能成分已得到消费者的广泛认可，消费需求量不断增加。西番莲当年种植即可开花结果，经济见效快，同时受供求关系的影响，西番莲在我国热带和亚热带地区广泛种植且种植面积逐年扩大。

西番莲产业发展的同时也面临挑战。在种植方面，品种单一，种质资源较少，病害严重。我国西番莲产业发展较晚，种质资源缺乏，目前国内以种植台农1号、紫香1号、黄金百香果和满天星为主，品种单一化导致我国西番莲产业竞争力较差。茎基腐病、疫病、病毒病等病害易发生，且化学药剂难以控制，严重影响果实的品质和产量，所以生产中基本都是一年生，次年重新种植，导致成本增加。因此，加快优良品种引进，扩大西番莲种质资源优势，加快育种，培育出适宜国内发展的、抗性好的优良植株势在必行。在加工方面，主要以果汁简单加工为主，深加工产品较少。前期加工过程中往往将果皮、种子等当做废料丢弃，近年来人们已经意识到副产物的经济价值，市场上出现西番莲果脯、果酱等产品，但对其副产品的开发还远远不够，如果皮中的果胶、天然色素和香味可以做食品添加剂，种子中的油脂可以提取用作高档植物油。所以重视相关加工工艺的研究及开发，提高西番莲的综合利用价值，才能创造更高的经济效益。在药理活性方面，对相关成分的认识及作用机制尚不明确。西番莲的抗焦虑、止咳等药理活性已被广泛认可，但由于其功能成分及作用机理的复杂，阻碍其深入研究，但随着科技及提取工艺的进步，不久的将来西番莲提取物定能应用到临床医学中。