樱桃中多酚类物质的研究进展

王 悦，周 涛，吴 澎*，乔玉双

（1.山东农业大学食品科学与工程学院，山东 泰安 271018；2.山东农业大学园艺科学与工程学院，山东 泰安 271018；3.泰安技师学院，山东 泰安 271000）

樱桃，被誉为“果中臻品”，味甘、外观圆润、色泽鲜丽，具有丰富的营养价值，除碳水化合物、蛋白质外，还含有矿物质、维生素等的营养成分以及黄酮、黄烷醇、酚酸、花色苷等多酚类物质[1]。多酚类物质是一类复杂的含有许多酚羟基官能团的次级代谢产物，广泛分布于新鲜蔬菜水果中。许多研究表明，多酚类物质具有抗氧化、清除自由基、抗癌抑菌、预防心脑血管疾病等功效[2]，增加多酚类物质的摄入有利于保持人体健康，有效降低患病风险。

樱桃是多酚物质的一种重要来源，主要含有的多酚类化合物有花色苷、黄酮醇、羟基桂皮酸和黄烷-3-醇类，其总酚含量与抗氧化、抑制肿瘤细胞生长、抗炎抑菌和心血管疾病控制等性能呈显著正相关[3]。因此，提取樱桃多酚类物质，加工成有前景的产品，已经成为樱桃产业的发展方向。

本文对樱桃中多酚物质的生物学活性进行了系统地概括，对多酚物质的提取方法进行了对比总结，分析了当前多酚物质在产品应用中可能存在的问题，探讨了未来多酚物质产品加工的方向，并结合发展趋势对其前景进行展望，旨在为樱桃多酚物质的开发应用及樱桃副产品的综合利用提供依据。

1 樱桃中多酚类物质的生物学活性

1.1 抗氧化

樱桃中含有的多酚类化合物都具有一定的抗氧化活性，其中绿原酸、花色苷、黄酮醇等多酚类物质因具有一定活性的酚羟基基团，可失去氢原子形成稳定的苯氧自由基结构，使自由基清除而达到抗氧化的作用[4]。羟基桂皮酸类物质中的绿原酸是一种天然的活性物质，其水解产物咖啡酸和奎宁酸可增强抗氧化能力[5-6]。实验表明，樱桃中的绿原酸能够有效减少活性氧的产生和抑制活性氧的活化来保护细胞免受应激氧化，并能在体内起到清除羟基自由基、超氧阴离子自由基的作用，从而减少自由基对机体的氧化损伤[7]。

花色苷（Anthocyanins）是花色素与糖以糖苷键结合而形成的黄酮多酚类化合物，它是一种可食用的水溶性天然色素，也是樱桃中红色素的主要来源[8]，其抗氧化能力是维生素E 的4 倍以上[9]。研究表明，花色苷与维生素C、维生素E 协同作用能够激活体内过氧化氢酶、过氧化物歧化酶等抗氧化酶体系并提高其活性，大大增强其抗氧化能力[10]。花色苷可有效清除羟基自由基、超氧自由基，并能够进入人体内皮细胞发挥抗氧化作用[11]。Hajer 等[12]对花色苷中的花青素-3-葡萄糖苷（C3G）进行研究，结果表明，C3G 的氧自由基吸收能力（ORAC）最强，且花青素与DNA结合可形成重组复合物，该复合物可抑制羟基自由基的出现，从而保护DNA的氧化损伤，达到抗氧化的目的。

黄酮类化合物（Flavonoids）是由2-苯基色原酮衍生而来，广泛存在于大量植物中。研究表明，樱桃中提取的黄酮醇对和DPPH 自由基具有较好的清除能力，并对H2O2诱发小鼠红细胞氧化溶血和肝脂质过氧化反应具有抑制效果，同时还能通过螯合金属离子而起到抗氧化的作用[11]。实验证明，30 μg/mL 的黄酮溶液对自由基的清除率分别达到85.67%和72.45%[13]，并且对·OH 自由基的清除能力优于维生素C。黄酮醇结构中的酚羟基和氧自由基可以形成半醌式自由基结构，这种结构可终止自由基的活性，这是黄酮类化合物发挥其抗氧化活性的最主要因素[14-15]。

黄烷-3-醇类化合物是樱桃中一种重要的黄酮类物质，根据其取代基结构的不同，黄烷-3-醇类又分为儿茶素、表儿茶素、棓儿茶素、表棓儿茶素、表儿茶素没食子酸酯等[16]，它们可以有效清除等自由基，并且可以抑制天门冬氨酸转氨酶（AST）和谷氨酰转移酶（GGT）两种酶浓度的增加，从而减轻细胞中脂肪和蛋白的氧化[17]，达到抗氧化的目的。

1.2 降血糖血脂

糖尿病并发症发生的主要原因是体内血糖水平过高。血糖升高导致毛细血管损伤，当机体修复受损的毛细血管时会产生大量异常的蛋白复合物，这些异常蛋白及其代谢产物会对机体组织结构造成严重损伤[18]。研究表明，在连续每天服用600 mg 花色苷2 个月的糖尿病患者中，这种损害带来的影响显著降低[2]。胰岛素分泌不足也是引发糖尿病的一个重要影响因素[19]，近期美国化学学会专家指出，樱桃中的花色苷能显著提高胰岛素含量，小鼠服用花色苷一个月后，血糖水平明显降低，并能对高血糖引发的并发症起到减缓作用，降低了糖尿病及其并发症的患病风险[20]。

大量资料研究表明，高血脂症是促进冠心病、脑卒中、心肌梗死等疾病的首要因素，同时也是引发高血压、肝硬化、糖尿病的一个重要危险因素[21]。樱桃中含有大量的矢车菊-3-葡萄糖苷、对香豆酰奎尼酸等多酚类活性物质[22]，这些物质被证明具有一定降血脂的功效。对香豆酰奎尼酸可由氧化应激引起自由基链式反应产生氧化型低密度脂蛋白（LDL），LDL 可引起应激内皮细胞损伤，造成内皮下脂质沉积和早期动脉粥样硬化斑块形成；而矢车菊素可以激活下游抗氧化基因和奎尼酸酶，降低血清和细胞中脂肪细胞瘦素和脂联素的产生，有效促进细胞脂质分解，从而达到降血脂的目的[23]。

1.3 抗炎抑菌

植物酚类和萜类化合物因对食源性微生物具有较强的抗菌性而被广泛应用，因此可以作为新型的防腐剂应用于食品工业[24]。研究表明，樱桃多酚及其提取物具有减轻炎症症状以及降低炎症相关因子水平的作用[25]。樱桃果实中的多酚类物质对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及紫色杆菌有强烈的抑制作用，而种子和叶片提取物能够通过损伤细菌生物膜结构和完整性起到抑菌效果[26]。对每天摄入甜樱桃280 g 连续28 d 后，人体血液中的C-反应蛋白（CRP）、活化T 细胞表达与分泌调节因子（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）、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇（HDL）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL）和极低密度脂蛋白胆固醇（VLDL）、甘油三酯等的水平并未受到影响[27]。樱桃花色苷分子中所含的多个酚羟基能够清除体内自由基，并主动减少巨噬细胞和脂肪细胞中炎症标志物的活性，其单体CyGlu 能够抑制炎症因子IL6 的释放，并与降胆固醇药物立普妥（Lipitor）协同作用共同调节血液中的脂肪含量和胆固醇水平，而酚酸以及黄酮类化合物通过抑制细胞因子、趋化因子、粘附因子的形成，抑制LDL 氧化，防止动脉粥样硬化的发生，从而显著提高免疫细胞的活性，具有增强免疫活性的作用[28-29]。

1.4 调节心血管疾病及防癌抗癌

心血管疾病已经成为世界范围内导致人类疾病发生和死亡的首要危险因素。血管氧化应激可能导致高血压、糖尿病、缺血性心脏病、动脉粥样硬化等心血管疾病的血管功能障碍，进而诱导其他疾病的发生并严重损害人体健康。研究发现，樱桃中黄酮醇类物质中槲皮素在预防心血管疾病调控方面有显著的成效，起到降血脂、降血压、抗动脉粥样硬化、抗凝血等作用[30]。

促进细胞凋亡是治疗癌症最有效的途径之一，樱桃多酚中的槲皮素、山奈酚能够抑制癌细胞相关蛋白表达，诱导癌细胞的凋亡，目前已被应用于对抗肺癌、胃癌等多种癌症[31]；没食子酸是樱桃多酚中最常见的酚酸，它可以改变癌细胞分裂周期，抑制癌细胞的生长增殖[32-33]；此外，单萜类植物营养素紫苏醇（POH）是一种樱桃含有的能使机体清除致癌化合物，减少细胞增殖信号表达，且有助于使癌细胞逆转为正常细胞或分化细胞的抑癌作用因子，它可以阻止血液流向癌细胞，使癌细胞处于缺氧状态，促使癌细胞凋亡，大大降低癌症发生率。POH 可以诱导乳腺癌、多发性脑骨髓瘤的消退，为今后的治疗手段提供一定的可能性[34-36]；鞣花酸是没食子酸的二聚衍生物，具有较强的凝血作用，可以调节超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）等与氧化应激相关的酶类，通过加强细胞自身防御机制来达到抑制肿瘤增殖的目的[37-38]。

2 樱桃中多酚物质的提取

樱桃中多酚物质的提取方法主要有酶解法、溶剂萃取法、福林法、微波萃取法、超声波提取法等，不同的提取方法导致提取的多酚在结构、理化性质及功能上存在差异。不同提取方法的优缺点具体见表1（见下页）。由表可知，对比不同的提取方法得出，溶剂萃取法选择去离子水或蒸汽冷凝液作为萃取溶剂，可以避免残留物或减少杂质颜色的出现，因而大量应用单因素实验回流提取樱桃多酚[39]；超声波提取法因操作简便、提取效率高而广泛应用于樱桃多酚的提取[40]。采用多种提取方法联用[41]，如微波-超声波联用、高效液相色谱质谱联用等复合技术可以提高樱桃多酚的提取率、改善其功能特性。然而，在简化工艺、降低成本、实现高效快速提取及提高多酚含量和萃取率等方面还有待研究和改善[42]。

表1 樱桃多酚的提取方法与工艺条件对比Table 1 Comparison of extraction methods and process conditions of cherry polyphenols

3 樱桃中多酚物质的开发与应用

3.1 在农产品保鲜中的应用

目前用于农产品的杀菌消毒通常采用常规技术，如辐照杀菌、臭氧杀菌等，其效率低及产生有毒的副产物的缺点促使人们探索寻找更安全、温和且对环境友好的杀菌手段[49]。

樱桃属于非呼吸跃变型水果[50]，易受乙烯、气体条件和水分等的影响，其货架期一般在2～4 d，果实易发生软化、腐烂、霉变。传统的生物保鲜、化学保鲜、物理保鲜等技术，均可减少樱桃的呼吸强度，减缓新陈代谢速度，从而延长贮藏时间。考虑到樱桃多酚的高抗氧化和抗微生物致病菌等特性，将多酚提取后制成高浓缩提取液作为喷涂剂喷洒在樱桃包装内表面，可以改善樱桃色泽，防止果实氧化，起到抑菌防腐的效果[51]。研究发现，将多酚物质添加到大豆分离蛋白中制成复合涂膜液，可以较好地保持樱桃的感官品质，还可降低樱桃在贮藏过程中的呼吸能耗[52]，将其作为潜在的食品补充剂、天然抗氧化剂和防腐剂是一个很好的选择[50]。

3.2 在医药中的应用

胰腺癌（PC）是一种有侵袭性的癌症，数据表明，近50%的患者在发病6 个月内死亡，而目前由于缺乏相关的病症，因此无法进行早期诊断和治疗。基于樱桃多酚的消炎抗癌等特性，提取樱桃中的多酚并作为药物制剂应用于抑制PC 细胞株的增殖、转移以及对急性胰腺炎的预防等方面具有良好的治疗效果；樱桃多酚可以减轻炎症和氧化应激反应，通过微波辅助提取樱桃中的多酚可以作为常规痛风治疗的辅助剂[53-54]。樱桃中的山奈酚对环氧合酶-1、环氧合酶-2、脂氧合酶和黄嘌呤氧化酶具有明显的抑制作用，这些酶的抑制为Ⅱ型糖尿病和心血管疾病的控制提供了强有力的生化基础，通过饮用樱桃多酚口服液来控制葡萄糖的吸收，可以降低有关高血压和炎症的发生率[55]。

3.3 在日化产品中的应用

在常规药物牙膏或者漱口水中添加樱桃多酚，显著增强口腔屏障功能及保护结缔组织免受微生物的侵袭。龋齿、念珠菌病和牙周病是最常见的口腔疾病，而樱桃中的花色苷、槲皮素及其衍生物能够有效地减弱白色念珠菌和变形链球菌对口腔羟基磷灰石表面的黏附以及核状远缘链球菌对口腔上皮细胞的黏附，祛除口腔异味[56]；采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术（SPME-GC/MS）对樱桃多酚中的挥发性成分进行鉴定和定量，结果表明儿茶素和没食子酰基具有化学消臭作用，因此可以考虑作为空气清新剂和抗菌纤维使用[57]；而提取樱桃多酚制备成抑菌洗手液或洗手皂，可起到深层清洁、抑菌消炎、补水保湿等功效[58]。

3.4 在食品中的应用

儿茶素和对香豆酰奎尼酸可以通过抑制体内脂肪相关酶的合成，减轻脂肪细胞分化、白色脂肪细胞褐变来调节脂肪代谢水平以增加人体能量消耗，因此将樱桃多酚提取物加工成减肥产品可达到减肥降脂的效果[38]。无麸质面包（GFB）的营养价值通常低于传统的同类产品，而且缺乏促进健康的物质，将樱桃多酚作为面包膨化剂加入到GFB 中，结果发现，与其他样品相比，添加樱桃多酚的面包在贮藏3 d 内总纤维、可溶性纤维和不可溶性纤维含量最高，灰分和糖含量保持平衡，硬度最低，并且在整个储藏期间抑制过氧化氢的降解以及脂质的氧化，有效降低面包的老化过程[59-60]；以樱桃多酚为主要原料，配以枸杞、黄芪，加工成多酚制剂，可提高体内抗氧化活性并清除过量的自由基以增强机体免疫力[58]。

3.5 在饮品中的应用

基于樱桃多酚的消炎和抗氧化功能，因此将多酚提取后制成补充剂供运动员饮用。结果表明，服用樱桃多酚补充剂对人体健康、运动恢复、睡眠指标均表现出较好的生理活性[61]；将樱桃多酚经喷雾干燥转化为粉末并加入搅拌型酸奶中，可以有效抑制维生素A、维生素C 等多种维生素的降解破坏，并且还可以起到消除异臭、改善酸奶品质和口感等感官和理化性质，提高其在储藏期间的抗氧化能力和营养价值[62]；樱桃中的花色苷是一种安全无毒的天然色素并具有抗氧化活性，将花色苷作为食品添加剂添加到可乐、啤酒、白酒中可促进饮品着色，并明显地抑制饮品中的大肠杆菌、酵母菌和金黄色葡萄球菌的活性，因此可以考虑开发抗氧化型饮料[63]。

另外，樱桃多酚产品也可作为燃料，或进一步加工成动物食品进行转化，或生产膳食纤维和花青素以及其他多酚物质提取物。

4 结论与展望

目前我国樱桃产业需求量大、经济效益高，具有较可观的发展前景。基于樱桃多酚的生物活性，越来越多的多酚产品被广泛研究并应用，然而其在产品应用方面仍存在一些不足。

首先，将多酚制备成复合涂膜液应用于食品保鲜，其用量以及膜的含水量可能影响食品防腐保鲜效果；第二，将多酚作为防腐剂、抗氧化剂与其它化学药剂协同使用，是否会因小分子物质间的拮抗作用而影响防腐抗氧化性能尚不明确；第三，将多酚应用于保健食品，多酚的多羟基结构可能会影响化合小分子的溶解降解度以及吸收率，使多酚在人体内生物利用率偏低，进而影响其在人体内的生物可利用性以及产品感官品质[64-66]。

樱桃作为多酚物质含量丰富的一种水果，其营养价值和商用价值得到了人们的认可。樱桃中的多酚物质具有抗氧化、抗癌抑菌、预防心血管疾病等活性，因此作为加工原料被应用到食品行业有较大的发展潜力，其发展方向是针对不同人群、不同领域制成多元化的产品，比如低糖高酚保健品，使高血糖患者、老人、幼儿可放心食用[42]。而如何使多酚物质具有最大的使用效率和避免资源浪费是目前面临的主要问题。