枇杷营养价值和功能价值的应用研究

罗吉庆，张永杰，江丽慧，吴艾频，夏 敏

（四川轻化工大学生物工程学院，四川宜宾 644000）

枇杷，蔷薇科、枇杷属植物，原产于中国东南部，因其叶子似乐器“枇杷”而得名。我国的南方地区是枇杷的主要种植基地，近年来，我国的枇杷种植业发展迅猛，影响力不断提高，浙江、福建、广东、贵州、四川等地均有种植，果实出口欧盟[1]、东盟[2]等地区的国家。枇杷果实是枇杷种植的经济效益体现，在枇杷的种植管理过程中需经常修剪和砍伐树体，枇杷的叶片及其他的废弃部位含有丰富的活性功能成分可应用于生物、医疗、食品等行业，大量废弃枝叶需要处理。枇杷种植需秉持枇杷果实的品质与枇杷综合利用并重的原则，更好地提高枇杷的种植价值。如今，枇杷经多次选育育种后呈现出品种的多样性，目前我国的枇杷属种[3]至少有21种，种植区域主要分布在亚热带地区，常见的枇杷品种及相关特性各有不同。

我国常见的枇杷品种见表1。

我国枇杷种类繁多、种植区域广，不同品种、种植条件等因素使枇杷风味呈现出多样性。近年来，人们逐渐加深了对果蔬的认识，在果蔬产品质量安全的前提下，更强调了果蔬的营养功效。枇杷是一种综合资源可利用性较强的植物，前人对枇杷叶、核、果实等组成的研究有力地证实了枇杷的营养价值和功能价值，围绕枇杷营养价值、功能价值和果实产品加工方面阐述枇杷的应用研究情况。

1 枇杷营养价值

成熟的枇杷味道鲜美、营养丰富，富含大量的营养物质。其中，碳水化合物是枇杷果实的主要营养物质能量贮藏形式，主要包括果糖、葡萄糖等糖类物质，含少量的膳食纤维和蛋白质，该类物质在人体新陈代谢上发挥着积极的作用。膳食纤维是一种不被肠胃消化吸收而不产生能量的多糖，具有较强的吸附性，可改善肠道的环境、降低血液中低密度脂蛋白含量，对人体健康发挥着重要的作用。近年来，研究膳食纤维对胆固醇和糖尿病均有较好的防治效用[9]，枇杷果实作为摄取膳食纤维的良好途径有重要意义。此外，枇杷果实含有的蛋白质类物质经人体肠道消化吸收后转化成氨基酸物质参与人体的能量代谢与物质的合成，包括苯丙氨酸、苏氨酸、赖氨酸等7 种人体必需氨基酸[10]。枇杷果实中除含糖类和蛋白质营养成分，还含有维生素和微量元素，其中维生素主要有胡萝卜素、视黄醇、硫胺素、核黄素、烟酸、维E 和维C，枇杷果实能提供较为全面的B 族维生素而在人体的生理代谢发挥着重要的作用，同时枇杷果实也是钾、钠、钙、镁、铁、锰、锌、铜、磷、硒等元素的良好来源，该类微量元素以辅基形式参与酶构建，增强机体代谢的酶活水平，对人体生理代谢活动和正常的生理功能及增强免疫力起到良好的促进效果。枇杷果实营养成分比例谐调（如图1），丰富的营养价值深受不同年龄层次消费者的喜爱。

表1 我国常见的枇杷品种

枇杷的营养价值见图1。

2 枇杷功能价值

枇杷具有极高的药用价值，枇杷叶、核等部位含有大量的萜类、皂苷类、酚、酮等成分，通过利用枇杷的有效成分实现人体病症的预防和治疗，枇杷的有效生物活性成分是其功能价值的主要体现。据《滇南本草》记载：“枇杷治肺萎痨伤吐血、咳嗽吐痰、哮喘，又治小儿惊风发热”[11]，枇杷在治疗呼吸相关疾病的应用起源较早，一直靠经验总结传承但缺乏科学依据，现阶段已有大量的研究从枇杷化学成分方面阐述其功能效用，枇杷功能价值越来越被认可。对枇杷功能价值研究，首先对果实的风味成分进行鉴定，以新白8 号枇杷[12]为例，其果香主要以醛类、烷类、芳香烃、酮类和醇类为主，含量较高的物质有己醛、（E）- 2 -己烯醛、正丁基环己烷、2-庚酮、正戊基环己烷、（E）- 2 -己烯- 1 -醇和苯乙烯，该类物质赋予了枇杷果实独特的香气风味成分。此外，枇杷叶、核含有的皂苷类化合物、萜类化合物、酚类化合物和黄酮类化合物是枇杷功能价值的主要体现。

图1 枇杷的营养价值

2.1 枇杷皂苷类化合物

皂苷类化合物是苷元为三萜或螺旋锱烷类化合物的一种糖苷，主要存在于高等植物中，皂苷类化合物具有降血糖、降胆固醇、抗真菌、提高免疫力等生物功效[13]。枇杷叶、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（图1 A）能通过诱导抑癌基因的表达，调控癌症细胞的凋亡而应用在癌症患者临床药物治疗并发挥较好的治疗效果。在细胞生命周期内主要伴随着复制、转录和翻译过程，癌变细胞也如此，利用苦杏仁苷干扰细胞的内切酶和外切酶的活性、抑制细胞DNA 复制过程而影响癌细胞分裂，对ATP 结合盒、亚家族F、ABCF2、MRE11A、拓扑异构酶和FK506 结合蛋白等相关蛋白基因都存在阻碍作用，干扰转录和翻译过程，降低了细胞的生理活性，调控癌细胞生命周期，有效地实现结肠癌[14]、乳腺癌[15]、前列腺癌[16]、膀胱癌[17]等的治疗。此外，枇杷对咳嗽的治疗效果最佳，苦杏仁苷在消化系统内酸性环境下，经β -糖苷酶酶解后生成氢氰酸和苯甲醛，微量的氢氰酸及其衍生物对呼吸酶有一定抑制作用[18]，进而抑制呼吸中枢灵敏度、降低呼吸运动的活泼性，最终达到平喘止咳[19]的目的。苦杏仁苷对肾脏[14]、肺等器官的纤维化[20]程度均有一定的抑制作用，可利用枇杷叶和枇杷核提取苦杏仁苷等苷类化合物，应用在抗动脉粥样硬化、抗高氧诱导肺损、免疫抑制、免疫调节和抗溃疡等方面[21]。

结构式见图2。

图2 结构式

2.2 枇杷三萜类化合物

萜类化合物是以甲戊二羟酸为前体合成的，以异戊二烯为结构单元的化合物，广泛存在于天然植物中，是植物精油的生物活性成分的主要体现。三萜化合物以6 个异戊二烯结构单元构成，枇杷含有熊果酸（图2 B）、齐墩果酸（图2 C）、2α -羟基熊果酸、坡模酸、蔷薇酸、马斯里酸甲酯等三萜类化合物[22]，其中熊果酸和齐墩果酸是枇叶片中萜类的主体成分。熊果酸可诱导癌症细胞的自噬和凋亡而抑制癌变细胞，以达到治疗和预防目的。利用熊果酸对前列腺癌细胞[23]、胃癌细胞[24]进行体外的培养试验均有一定的抑制效果而证实了熊果酸的有效性；熊果酸对糖尿病及其引起的视网膜障碍等相关症状[25]表现为良性作用，该方面试验在相关模型小鼠中已得到证实；熊果酸通过抑制辅助性T 细胞（CD4+T）向Th17 分化，升高Treg 细胞比例而维持Th17/Treg 细胞平衡，缓解胶原性诱导的关节炎[26]。熊果酸的生物活性功能并不局限于抗癌、抗糖尿病和炎症，熊果酸还有镇静、抗菌、抗溃疡、降低血糖等多种生物学功能效应。

齐墩果酸与熊果酸均是五环三萜化合物，属同分异构体结构。齐墩果酸的生物活性功能与熊果酸相似，能诱导癌症细胞的自噬或凋亡对癌细胞进行防控。有研究发现，该诱导过程涉及多种调控因子作用[27]，包括核因子kappa B、AKT、信号转换器和转录激活剂3、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白、caspases、细胞间黏附分子、血管内皮生长因子和多聚（ADP -核糖）聚合酶等，齐墩果酸对该类的调节因子起抑制的作用，进而降低癌细胞的活性，这与苦杏仁苷的抗肿瘤抗癌作用的机理相似。齐墩果酸的生物活性功能主要表现在对肝脏[28-29]的保护作用上，齐墩果酸能通过诱导ERK-p53 抑癌基因表达介导线粒体阻滞和凋亡而抑制肝癌并能起保肝护肝的作用[30]。利用齐墩果酸的生物功能效应，在治疗支气管炎、肺炎、急性扁桃体炎、牙周炎、菌痢、急性肠胃炎、泌尿系统感染等方面均有较好的药用效果[31]。

熊果酸和齐墩果酸在枇杷不同的器官中存在一定的差异性，通过日常摄食从果实中带入到人体并发挥三萜酸这种成分在抗癌、抗肿瘤、糖尿病控制和皮肤修复等方面功效具有广泛用途，是一类重要的膳食补充剂[32]。

2.3 枇杷酚类化合物

酚类化合物是植物普遍存在的内源生成有机物质，大多数以植物香气的形式存在并挥发。植物体内的酚类物质参与机体的生理活性表达，主要表现在植物自身的抗病性，如利用阿魏酸、咖啡酸、肉桂酸等酚类物质作为木质素生成的前体物质增强植物细胞的机械强度[33]。此外，利用酚类物质的还原性，在植物细胞中可作为抗氧化有机成分而清除自由基而保护细胞的完整性。枇杷果实含有新绿原酸、绿原酸、隐绿原酸、表儿茶素、咖啡酸、鞣花酸、阿魏酸等7 种酚单体[34]，但不同种类间含量差异较大，其中绿原酸、新绿原酸、隐绿原酸含量较高且抗氧化性较强。利用枇杷果实酚类的抗氧化作用可以清除人体细胞内的自由基，从而降低细胞膜的损伤程度，增强机体细胞正常生理代谢活性，提高人体免疫力、延缓衰老。但酚类物质的还原性对枇杷食品生产加工造成一定影响，酚类存在是导致枇杷原料加工过程中发生褐变的主要原因，在生产加工中需要对枇杷原料及产品进行护色处理，避免褐变对生产产品的感官和营养价值的影响。

2.4 枇杷黄酮类化合物

黄酮类化合物泛指2 个具有酚羟基的苯环（A-与B -环）通过中央三碳原子相互连结而成的一系列化合物，常以糖苷形式存在。枇杷花、叶、核仁均含有不同程度含量的黄酮类物质[35]，主要有槲皮素- 3 - O -葡萄糖苷、山奈酚- 3 - O -新橙皮苷、异鼠李糖- 3 - O - α - L - 2、4 - E -二阿魏酰鼠李糖苷、4 - Z -二对香豆酰鼠李糖苷及黄酮类化合物等有强抗氧化性作用，具有改善血液循环、降低胆固醇、降血糖等功效[36]。

3 枇杷产品的食品加工

枇杷不同部位均可加工成产品，实现工业化生产。利用枇杷根、叶、花和核仁含有不同程度的皂苷类化合物、萜类物质和挥发性油等物质，经提取、浓缩和纯化后利用于食品、制药、医疗等行业。其中，枇杷叶、枇杷花含有以三萜类为主的生物活性成分在功能性产品开发与研究中被广泛利用。将枇杷叶加工成泡饮片和颗粒冲剂[37]，将枇杷花加工成饮料[38]等，对枇杷叶和花的加工利用。枇杷叶片资源受季节变化影响较小，原料来源广且成本低，能显著提高产品的价值。以枇杷叶、枇杷花为主原料的产品开发提高了枇杷资源的综合利用率，对产品的质量安全有一定的意义。

枇杷果实是枇杷种植的主要产品价值指标，枇杷果实采摘后容易发生集体腐烂败坏的现象，保鲜期较短造成质量安全问题频繁发生，现阶段对枇杷果实的利用不仅局限于新鲜水果的直接食用，还可以把枇杷果实经过加工成食品而实现工业化生产，产量化生产果肉饮料[39]、果酱[40]和果脯[41]，或利用枇杷含有糖类进行发酵产生具有枇杷独特风味的果酒[42]、果醋[43]等饮料，经过枇杷果实的产品加工，枇杷果实转化成保质期较长的产品且提高了枇杷的价值。

4 枇杷产业发展的影响因素

枇杷拥有丰富的营养成分和健全的功能价值，可加工成多种类型的产品，但实际生产中对枇杷的利用还停留在平喘止咳及食品产品开发方面，对枇杷功能价值应用仍不完全。此外，枇杷种植、产品及加工过程依然面临着严峻的挑战，这些问题归纳如下：

（1）农药滥用及环境破坏造成病害的抗药特质，给枇杷种植造成严重的影响[44]。枇杷在生长过程中，易受虫害、致病菌、环境等因素的胁迫，而现阶段对该类灾害的防控措施主要是喷洒农药和施加化肥，长期使用单一农药会降低病害防治的有效性，但多种农药的混合使用会加剧环境破坏程度。枇杷种植需注意环境保护和安全性，选择植物激素型农药和生防菌型农药可降低对环境安全和人体健康的影响，枇杷种植质量提高，更符合生态农业的发展建设。

（2）枇杷在贮藏过程中常因病原菌感染、机械损伤等造成腐烂现象，而且枇杷含有大量的酚类化合物，贮藏过程易发生褐变，降低了枇杷的贮藏价值[45]。枇杷采后防腐保鲜贮藏是促进枇杷行业发展的关键技术，现多采用果蔬保鲜剂处理，常见的有苯莱特、施保功、百可得等人工化合物进行防控，有效提高果蔬的贮藏效果，但该类物质对人体健康有着比较大的安全隐患，利用该类物质防腐保鲜现已不能满足人们对安全产品的需求，果蔬防腐保鲜技术需要向有机、高效的方向发展，其中天然提取物、成膜性、植物激素诱导、生物拮抗菌技术等是现阶段枇杷防腐保鲜的研究重点。

（3）枇杷提取技术、产品化生产技术滞后限制枇杷行业发展。现有的工艺对枇杷叶、核等的提取率普遍偏低，利用超临界、亚临界等流体技术能达到较高的提取率，但成本偏高，在枇杷叶等的提取中不可行，亟须探求一种低成本、高效率、普遍适用性的提取技术[46]。此外，枇杷的产品需不断提高生产技术，解决生产过程中褐变、中间产品保藏、产品污染等问题同时也要丰富产品种类，提供多类型选择的产品。

（4）枇杷含有的苦杏仁苷、三萜类化合物在癌症、肿瘤等治疗的药用机理逐渐清晰，但应用在临床治疗还需要大量的试验来支持其作用的安全阈和有效阈。

5 结语

枇杷在我国多地区均有种植，经过多代选育，品种繁多，且存在较大的差异。如今，对枇杷的研究更专注于枇杷资源的综合利用，枇杷含有多种生物活性的有效成分，利用枇杷的叶片、核等废弃资源提取皂苷、烯萜等有机物质，提高了枇杷资源的利用率，以此为基础的加工在未来的生产中有广阔的市场前景，但枇杷种植、提取率和产品开发等方面仍然存在着较大的缺陷，相关技术需要不断加强。