岭南特色水果副产物中活性成分的提取技术及综合利用研究进展

温文俊，梁贵强，邓力川，黄文烨，肖更生,2，彭进明,2,3*，王琴,2,3*

（1.农业农村部岭南特色食品绿色加工与智能制造重点实验室，仲恺农业工程学院轻工食品学院，广东广州510225）（2.广东省岭南特色食品科学与技术重点实验室，仲恺农业工程学院轻工食品学院，广东广州 510225）（3.仲恺广梅研究院，广东梅州 514000）

我国岭南地区拥有500 多种水果[1]，其中以荔枝、香蕉、木瓜、菠萝分布最广、产量最多，被誉为岭南四大名果。此外，还有芒果、杨桃、石榴、龙眼、白榄、乌榄、黄皮、杨梅、菠萝蜜、三华李、西瓜等。岭南特色水果风味独特、营养丰富，一直广受消费者青睐[2]。岭南特色水果在采摘、贮运、加工以及食用过程中会产生大量的副产物，包括次果、落果、种子、果皮、核、壳、渣等，其中富含膳食纤维、果胶、多酚、功能性油脂、色素、精油等活性成分，具有较高的附加值[3]。

水果副产物中活性物质提取常采用浸渍提取法、索氏提取法、蒸馏提取法等传统方法，这些方法存在提取温度高、时间长，活性物质易损失等缺点，严重制约了水果副产物的高值化利用。区别于传统提取方法，新型提取技术如超临界流体提取、超声波提取、微波提取、脉冲电场提取及射频提取等，它们具有提取率高、提取速度快、环保节能等诸多优点，有利于活性物质的高效制备，在天然产物开发领域的应用前景十分广阔[4]。长期以来，岭南特色水果副产物大多被用于生产堆肥、饲料和沼气，或当作垃圾处理，这极大程度造成了资源浪费和环境污染。近年来，岭南特色水果副产物综合利用水平不断提高，副产物中活性成分已广泛应用于开发健康食品、生物材料、药剂、化妆品等。

本文就岭南特色水果副产物中活性物质的提取技术及综合利用进行综述，以期为水果副产物中功效成分的挖掘和利用提供理论参考。

1 岭南特色水果副产物中活性物质

1.1 膳食纤维

膳食纤维是植物的可食部分，在小肠中难以消化吸收，在大肠中发酵分解。岭南特色水果副产物中含有丰富的膳食纤维，如木瓜果渣中可溶性膳食纤维含量达369.90 mg/g[5]，香蕉皮中膳食纤维含量达50%[6]，火龙果皮中可溶性膳食纤维含量达375 mg/g[7]，柚子皮中膳食纤维含量达489.30 mg/g[8]，橙皮中不可溶性膳食纤维含量达300～500 mg/g[9]。膳食纤维被称为人类的第七大营养素，对预防龋齿、促进肠道消化吸收、防止便秘、改善糖脂代谢异常等都有一定的作用[10]。研究发现，柚皮膳食纤维可抑制α-淀粉酶活性，减缓胆固醇形成；在小鼠糖尿病模型中，柚皮膳食纤维有效改善小鼠葡萄糖耐量，维持血糖处于正常水平，降低血清胰岛素含量[6]。桔子皮膳食纤维摄入可调节肠道菌群结构，有助于预防、减轻肝纤维化，降低血清促炎因子水平[9]。

1.2 果胶

岭南特色水果副产物中存在大量果胶，主要分布在果皮、果渣中。菠萝皮中果胶含量达16.24%[12]；菠萝蜜果皮中果胶含量达21.50%[13]；桔子皮、果渣中总果胶含量达39%～47%[14]。柑橘皮果胶可促进特定益生菌选择性生长[15]；芒果皮果胶具有强抗氧化活性，并能有效抑制炭疽菌、菌核菌和毛霉生长[16]；石榴皮果胶具有促免疫细胞活性，能抵抗炎症因子NO、TNF-α、L-1β、TNF-α、IL-6、IL-10 分泌[17]。

1.3 多酚

多酚类化合物广泛存在于岭南特色水果加工副产物，如荔枝果皮中多酚含量为7.40 mg/g，果核中多酚含量为58 mg/g[18,19]。鲜枇杷果核中总酚含量约2.37 mg/g，并以咖啡酸、绿原酸为主[20]。干制火棘果渣中总酚含量可达102.34 mg/g，干制百香果皮中总酚含量为17.02 mg/g，其中含多种花青素、黄酮[21]。多酚作为植物次生代谢产物，其结构多样，具有诸多生物活性。芒果皮多酚具有较强的抗氧化、抑菌能力，可防止脂质链式反应，抑制毛霉的径向生长[16]。橘、柑、柠檬、甜橙、柚子果皮中黄酮可改善肠道屏障，有助于人体调控肠道屏障通透性，保护黏液层，强化肠道免疫系统[22]。杨梅果渣多酚具有良好的降血糖作用，其肠道代谢产物可间接促进肝脏消耗葡萄糖、合成糖原，并显著改善葡萄糖氧化所致的氧化应激[23]。红毛丹果皮提取物中富含多酚，以鞣花酸、芦丁、槲皮素为主，对大肠杆菌、铜绿假单胞菌、单增李斯特菌等具有广谱抑制效果，鱼类在冷藏10 d 内添加该提取物可使副溶血弧菌数量显著减少[24]。

1.4 功能性脂肪酸

岭南特色水果的果核、果籽是制取植物多不饱和脂肪酸的优质基料。采用溶剂萃取番石榴籽，出油得率达111.20～139.30 mg/g，其中含有75.25%油酸[25]。葡萄柚籽冷榨出油率可达457.20 mg/g，其中含36.42%～39.35%亚油酸，21.27%～22.58%油酸，28.23%～32.37%棕榈酸[26]。超临界萃取法提取芒果核仁油，出油率可达83 mg/g，油脂中含3.70%亚油酸、0.40%α-亚麻酸、15.50%油酸[27]。猕猴桃籽油富含亚油酸、α-亚麻酸、维生素E、微量元素硒等天然成分，具有抗蓝光、祛斑、保湿、护肤等作用[28]。柚子籽油具有较强的抗氧化作用，当其质量浓度大于120 μg/mg 时，对羟自由基、超氧阴离子清除能力高于同等质量浓度的维生素C 和白藜芦醇[29]。

1.5 色素

岭南特色水果副产物中天然色素含量丰富、形式多样。蓝莓果渣干制品中花青素含量可达1.76 mg/g[30]。火龙果皮中色素可达10.70 mg/g，主要成分为甜菜苷类色素[31]。红毛丹果皮中色素主要以原花青素的形式存在，原花青素含量为74.60 mg/g[32]。鲜芒果皮中富含类胡萝卜素（51 mg/g），主要成分为含氧类胡萝卜素如紫黄质、新黄质、黄体黄质、玉米黄素、叶黄素等[33]。桑葚果渣中花青素具有抗氧化、保护肝脏、抑制脂肪生成的作用[34]。蓝莓果渣提取物可显著抑制鼠伤寒沙门氏菌的黏附和聚集，并可有效控制细菌感染[35]。

1.6 精油

精油主要来源于果皮和果核。沙田柚皮中精油含量约（15.60±1.10）mg/g[36]、柠檬皮中精油达20.30～21 mg/g[37]。龙眼果核中精油含量可达26.80 mg/g，其中含45%醇类物质、25%烯烃类物质[38]。柑橘精油中含多种活性物质，如柠檬烯、芳樟醇、柠檬醛和α/β-蒎烯，它们具有广谱抗菌作用[39]。柑橘精油可预防高脂膳食诱导的胆固醇血症和脂肪肝，研究显示膳食添加0.50%～0.75%的柑橘精油可显著降低血清总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、肝脏总胆固醇水平以及肝脂积累[40]。龙眼核精油对采后草莓有显著保鲜作用，可有效降低草莓腐烂指数，减缓营养物质损失，维持果实抗氧化活性[41]。

2 岭南特色水果副产物中活性物质的提取技术

岭南特色水果副产物含有丰富的活性成分，选择合适的提取方法是制备目标组分的关键。传统提取技术如浸渍提取、索氏提取、蒸馏提取等简单易行，但它们均存在诸多缺陷。近年来，在天然产物提取方面出现了许多新型技术，它们具备针对性强、提取效率高、成分损失少、周期短等优点，极大程度弥补了传统技术的不足，这对于水果副产物活性成分的开发利用意义重大。

2.1 微波提取技术

微波辅助提取的设备尺寸小、温度易控制、加热时间短、提取率高、提取物品质好。微波辅助提取石榴皮的多酚，60 min 提取得率可达195.40 mg/g；而采用乙醇溶剂萃取石榴皮多酚的提取率为162.80 mg/g，提取时间需90 min 以上[42]。微波辅助提取柑桔皮精油，经30 min 提取得率达16 mg/g，而传统蒸馏法得到相同的柑桔皮精油得率需要3 h 以上；且前者所得精油的抗氧化活性比后者更佳[41]。微波提取猕猴桃籽油，用时35 min 提取得率达232.50 mg/g；而索氏提取、有机溶剂热回流猕猴桃籽油达到相同得率分别需耗时8 h、6 h[44-45]。

2.2 超声波提取技术

超声波提取具有提取效率高、时间短、温度低、适应范围广、提取液杂质少、运行成本低、操作简便等特点。超声提取猕猴桃果皮中黄酮，产量可达15.14 mg/g，而用φ=60%乙醇溶液浸提的产量为13.04 mg/g[46,47]。以食品级正己烷为溶剂，80 W 超声辅助提取柑橘皮中D-柠檬烯，其提取量可达32.90 mg/g，提取时间为40 min；传统正己烷萃取法制备相同含量的D-柠檬烯需要185 min[48]。采用超声辅助提取的桑葚果渣多酚产量可达69.91 mg/g，而65%乙醇浸提2 h 的多酚产量仅为16.71 mg/g[49,50]。

2.3 酶法提取技术

酶辅助提取法常运用在天然产物提取的预处理环节，用纤维素酶、果胶酶等破解植物细胞壁，促使胞内化合物释放。纤维素酶辅助提取石榴皮酚类物质，总酚得率达206 mg/g，与静高压辅助提取效果相当[51]。纤维素酶辅助提取橙皮渣果胶，其得率为77.70 mg/g[52]，该法提取效率比碱提、螯合剂提取法高88%、3.17%[53]。覆盆子果渣含有丰富的酚类物质，水酶法提取覆盆子果渣总酚得率达37 mg/g、总鞣花酸得率达14.60 mg/g，明显高于丙酮-甲醇溶液萃取法（25 mg/g、10.60 mg/g），且水酶法所得覆盆子果渣多酚清除DPPH 的IC50比后者低20%[54]。

2.4 脉冲电场提取技术

脉冲电场辅助提取是一种可以连续化操作且处理时间短的非热提取技术，利用细胞膜电穿孔原理可瞬间使细胞破壁，使细胞组分流出，从而提高活性物质的得率[55]。比较不同方法提取干石榴皮多酚，结果显示7 min 脉冲电场提取，总酚得率达39 mg/g，其产量高于相同时间的超声波提取14.50 mg/g、红外加热提取8.00 mg/g、水浸提5.00 mg/g[56]。脉冲电场辅助提取柚皮、柠檬皮和柑桔皮中的多酚，比水-酶提取法的多酚产量分别增加了39%、66%和135%[57]。采用不同方法提取沙田柚的果皮精油，脉冲电场提取得率可达13.70 mg/g，水蒸馏提取得率6.30 mg/g，冷榨得率1.30 mg/g；经GC-MS 分析，脉冲电场所得柚皮精油中芳香物质更加丰富，其中柚子特征香气物质-诺卡酮占比2.46%，其含量高于蒸馏法（1.05%）、冷榨法（0.36%）[58]。

2.5 高压静电场提取技术

高压静电场是一种人工综合效应的稳态电场，对水果副产物进行预处理，能改变细胞膜通透性、酶活、带电粒子的分布及结合状态，能加速胞内活性物质析出[59]。高压静电场提取石榴皮干制品总酚产量达46.00 mg/g，比水浸提、超声波提取分别高8.10 倍、2.10倍[54]。高压静电场辅助提取木瓜渣多酚，得率最高可达49.60～55.20 mg/g，明显高于相同条件下传统浸提法（11.30 mg/g）和脉冲电场辅助法（23.10 mg/g）[60]。

2.6 射频提取技术

射频提取属于介电加热提取，它能穿透到物料内部，引起物料内部带电离子的振荡迁移，将电能转化为热能[61]。与微波提取、热水提取、溶剂提取、超声波提取相比，射频技术提取法更加高效、省时，具有更高的细胞壁穿透效果。例如，采用射频提取菠萝蜜果皮果胶，其最佳射频时间为61.50 min，液固比为20.63:1，pH 值为2.61；在此条件下，果胶得率可达29.40%，酯化度为65.07%，该法所得菠萝蜜果胶属于高甲氧基果胶类，而传统酸法提取果胶得率仅12.37%[62]。

2.7 超临界萃取技术

超临界流体萃取具有选择性分离的特性，使用超临界流体能够从多种液态或固态混合物中萃取特定化合物，萃取过程在低温环境下进行，适合萃取高挥发度、热敏、易氧化的物质。超临界CO2萃取番石榴籽中油脂，其出油率可达86 mg/g，其中含78.50%亚油酸和13.80%油酸，该提取番石榴籽油脂的货架期比传统蒸馏法更长[63]。超临界萃取法有助于提高萃取物的抗氧化活性，例如，超临界CO2萃取佛手柑籽，所得油脂的POV 值为20.81 g/kg，高于索氏提取法的POV 值12.83 g/kg[64]。超临界CO2萃取干石榴籽中脂肪酸，其产量可达125.50 mg/g，高于传统正己烷浸提（2.50 mg/g）；同样的，超临界CO2萃取蓝莓果渣干中脂肪酸，其产量达234.70 mg/g，是正己烷浸提的38 倍[65]。

2.8 多技术协同提取

在实际提取过程中，为获得最佳的提取效果，通常会采用多技术联用。在柚皮果胶提取工艺中，单一脉冲电场提取法的得率为47.70 mg/g，单一纤维素酶辅助法的得率为105.10 mg/g，而脉冲电场-纤维素酶协同联用提取果胶的得率可达120.80 mg/g，明显高于单一提取方法。此外，通过比较DPPH、OH 和ABTS 自由基清除活性以及总还原力，结果表明多技术协同提取的柚皮果胶抗氧化活性最高[66]。采用超声-微波协同提取百香果干果皮的果胶，得率可达121.40 mg/g，与单独水提、超声、微波法的相比，得率分别提高了47.33%、34.74%、23.50%；扫描电镜观察不同方法提取后的百香果果皮，结果显示百香果干果皮细胞壁在超声-微波协同作用下破碎更为彻底，利于果胶溶出[67]。

3 岭南特色水果副产物中活性物质的综合利用

岭南特色水果副产物中的活性成分作为功能性配料可提高产品某一方面的特性或功能，现已被广泛应用于健康食品、抗菌保鲜、生物材料、化妆品领域。

3.1 健康食品

岭南特色水果副产物中活性物质可制作成营养强化食品或风味代替物。花青素具有良好的保健功能，将蓝莓果渣花青素、葡萄籽原花青素、银杏叶提取物配以炼蜜、纯化水制成蓝莓花青素营养液，每100 mL中含花青素大于300 mg，该产品具有生物效价高、食用方便的特点[68]。柚皮水浸煮液中含有丰富的黄酮类物质，可复合绿茶配制新型休闲保健饮品，具有怡人的柚子风味，符合现阶段大众口味与健康饮食追求[69]。芒果皮果胶可制作成肉类脂肪替代品，添加2%芒果皮果胶制作鸡肉饼，可代替50%脂肪用量，同时保持了肉制品的嫩滑质地和香气香味[70]。

3.2 抗菌保鲜

岭南特色水果副产物中活性物质广泛应用于食品保鲜方面，可制作成抑菌剂、抑菌喷雾、抗菌纳米乳液、食品抗氧化添加剂、保鲜薄膜等。柑橘精油可制作成天然防腐剂、抑菌剂喷雾，用于日常食品冷冻保藏、生活设施清洁等方面[39]。柑橘精油成分易被氧化分解而影响其功效，通过制作成食用抗菌包装薄膜、柑橘精油微胶囊、柑橘精油纳米乳剂等，从而提高其抑菌效果[71]。山竹果壳黄酮可作为抗菌剂喷雾喷涂在HPMC 薄膜上，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌有显著抑制作用[72]。猕猴桃幼果多酚提取物可制作成肉类天然保鲜剂，添加到鲜牛肉中，经七天冻藏，牛肉的脂肪氧化减少、肉色无明显褐变[73]。猕猴桃果皮提取物可作为新保鲜材料应用在包装薄膜制作，可有效延缓鸡腿等食品脂质氧化[74]。

3.3 生物材料

除在食品领域的应用外，水果皮渣中的纤维素被用于制备薄膜材料，可应用于水处理、气体分离等领域。利用纤维素制备气凝胶是另外一种常见的应用形式，可被用于处理污水中的重金属离子，吸附染料、油类污染物等，目前已成为继硅基气凝胶、高分子基气凝胶后的新一代气凝胶材料[75]。菠萝蜜果皮中提取的天然果胶聚合物可用于制备HA 生物复合材料药剂，具有良好的细胞相容性和粘附性，可作为医学骨移植的材料。

3.4 化妆品

岭南特色水果副产物中一些活性成分具有隔离紫外线、保湿美白的作用，现已广泛用于化妆品、护肤品开发。猕猴桃籽油富含亚油酸、α-亚麻酸、维生素E、微量元素硒等天然营养护肤成分，具有抗蓝光、祛斑、保湿、抗老化、遮盖防护等作用，可开发祛斑油、嫩肤霜、面膜、沐浴露、洁面乳、抗蓝光精华液等护肤品[28]。木瓜籽油含有丰富的不饱和脂肪酸和维生素，有良好的保湿滋润、亲和皮肤的效果，且无毒安全可食用，用木瓜籽油辅以凡士林、蜂蜡等，可制成木瓜籽润唇膏、润肤乳等，符合当下天然、安全的化妆品风尚[76]。草莓果渣富含原花青素和黄酮类物质，用草莓果渣多酚制成美白乳霜，经人体试用8 周，美白乳霜具有减少黑色素沉积、提亮肤色的效果，且安全性良好[77]。

4 总结

综上所述，岭南特色水果副产物中含有大量的活性成分，极具开发潜力和应用前景。然而，目前提取技术与应用力度均不足，提取装备需提升，深加工产品少，缺乏区域特色。基于此现状，未来可以从以下四个方面开展深入研究：（1）采用新型技术对水果副产物进行梯次化提取，挖掘更多的活性物质；（2）对比不同地区水果副产物，拓展岭南特色水果副产物活性物质的突出功效；（3）针对岭南特色水 果副产物的优势有效成分，探讨其在食品加工和储藏中的变化、生物体摄入后的变化及作用机理、生物材料研制；（4）根据岭南特色水果副产物活性物质的优良功能，开发出具有区域特色的天然绿色产品。