李 巍 李春儉 張福鎖* 黃 彪

(1.福建農(nóng)林大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院/國(guó)際鎂營(yíng)養(yǎng)研究所，福州 350002； 2.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所/福建省農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福州 350003； 3.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100193)

西番蓮科(Passifloraceae)由18～23個(gè)屬，500～700多個(gè)種組成，有70多個(gè)種被認(rèn)為是可食用的品種。其中西番蓮屬(

Passiflora

)最為重要，因其物種豐富，而且具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。西番蓮原產(chǎn)于巴西，現(xiàn)廣泛分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)，目前巴西仍是世界上最大的西番蓮生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，年產(chǎn)量超過(guò)92萬(wàn)t，種植面積約61 842 hm。隨著我國(guó)西番蓮種植面積的逐漸擴(kuò)大，產(chǎn)量也不斷攀升，目前種植面積約為44 466 hm，年產(chǎn)量近60 萬(wàn)t，產(chǎn)值30 億元。西番蓮屬植物多為藤本植物，大多數(shù)具有輔助卷須，果實(shí)是不開裂的橢圓形或圓形蒴果，許多品種因其花型奇特艷麗而被作為觀賞植物進(jìn)行栽培。近年來(lái)，西番蓮一些品種因具有多種水果的風(fēng)味，且富含多種生物活性物質(zhì),可以促進(jìn)人體健康的特性而備受人們的重視。西番蓮屬植物是維生素、酚類、類黃酮和礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的豐富來(lái)源，可以作為治療某些疾病的藥物，具有抗腫瘤、抗焦慮、抗失眠、抗炎、抗氧化、抗高脂血癥和抗痙攣等功效。隨著我國(guó)對(duì)西番蓮逐漸興起的研究熱潮，了解西番蓮的化學(xué)組成和遺傳特點(diǎn)，有助于通過(guò)栽培管理和育種等技術(shù)手段進(jìn)一步提高其產(chǎn)量與品質(zhì)，促進(jìn)其商業(yè)價(jià)值的提升。本研究通過(guò)分析西番蓮品質(zhì)研究的發(fā)展趨勢(shì)，總結(jié)國(guó)內(nèi)外西番蓮的營(yíng)養(yǎng)和功能性物質(zhì)組成及其開發(fā)利用價(jià)值，以期為提高其營(yíng)養(yǎng)與藥用品質(zhì)提供參考依據(jù)，促進(jìn)西番蓮的綜合利用與產(chǎn)品開發(fā)。

1 西番蓮營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)研究發(fā)展現(xiàn)狀

本研究基于Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，以“Passiflora*Nutritional*Quality”、“Passion fruit*Functional component”、“Passiflora*Volatile compound”和“Passion fruit*Volatile compound”為主題詞，搜索年限為1900—2021年，排除交叉性重復(fù)文獻(xiàn)，共檢索出270篇文獻(xiàn)，對(duì)西番蓮屬植物的品質(zhì)與功能性成分相關(guān)的文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(圖1)。自1967年出現(xiàn)第一篇相關(guān)文獻(xiàn)開始，直到上世紀(jì)90年代末，發(fā)文量均為斷點(diǎn)式出現(xiàn)，且?guī)缀鯙榱阍鲩L(zhǎng)，其后呈波動(dòng)式增長(zhǎng)趨勢(shì)；2010年以來(lái)關(guān)于西番蓮植物品質(zhì)的研究迅速發(fā)展，累積發(fā)文量占發(fā)文總量的67.8%。從國(guó)家分布來(lái)看，巴西的發(fā)文量遙遙領(lǐng)先其他國(guó)家，占排名前10位國(guó)家發(fā)文總量的48.5%，我國(guó)排在第二位占9.3%，但與巴西差距較大。雖然我國(guó)已經(jīng)逐步重視其營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值，但發(fā)表于SCI源期刊的一區(qū)的發(fā)文量相對(duì)較少，仍需加大科研投入力度，提高研究水平。采用VOS viewer軟件分析國(guó)際上西番蓮營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)與功能性成分的研究方向(圖2)，結(jié)果表明，西番蓮營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的研究主要集中在5個(gè)方面：1)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與產(chǎn)量(產(chǎn)量、礦質(zhì)元素、鎂、鉀和鈉等)；2)臨床醫(yī)學(xué)相關(guān)(黃酮類、酚酸、膳食纖維、葉片、植物和潛在應(yīng)用等)；3)揮發(fā)性物質(zhì)及相關(guān)產(chǎn)品(香氣、酒、深層發(fā)酵、萜烯和果皮等)；4)感官品質(zhì)及加工產(chǎn)品(感官品質(zhì)、外觀、配方產(chǎn)品和面粉等)；5)飲食與營(yíng)養(yǎng)(糖類、種籽、粗蛋白和副產(chǎn)品等)。

柱狀圖中數(shù)值為發(fā)文量排名前九的國(guó)家歷年來(lái)發(fā)文總量所占的百分比。 Values in each squares represent the percentages of total publications of each of the nine countries over the years.圖1 全球不同國(guó)家西番蓮營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)研究論文發(fā)表趨勢(shì)Fig.1 Research trends of the published papers related to nutritional quality of Passiflora in different countries

圖2 全球西番蓮營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)研究的聚焦領(lǐng)域及熱點(diǎn)關(guān)鍵詞Fig.2 Focus areas and key words on nutritional quality researches in P. across the world

2 西番蓮營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的研究進(jìn)展

2.1 西番蓮營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的影響因素

西番蓮果肉、果皮、種籽和果汁的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的范圍值和均值見表1，本研究選取我國(guó)市場(chǎng)上常見的紫果和黃果為例?？梢钥闯?，每100 g西番蓮果肉的維生素C含量均值為19.86 mg(范圍值16.00～57.76 mg)，根據(jù)“The Natura Food Hub”中描述“每100 g可食部分含有15～30 mg維生素C的食物都可以被認(rèn)為是非常好的維生素C來(lái)源，>30 mg是極好的維生素C來(lái)源”，因此可以認(rèn)為西番蓮果肉是非常好的維生素C來(lái)源食物之一。西番蓮不同部位脂肪含量的大小為種籽>果皮>果肉，西番蓮果肉是低脂肪的；果皮和種籽纖維素含量高于果肉；種籽的蛋白質(zhì)含量高于果皮和果肉。西番蓮果實(shí)屬于高酸型水果，新鮮食用時(shí)適宜酸含量約為2%，在果汁生產(chǎn)中添加西番蓮汁可以減少果汁中酸化劑的添加。有研究表明采用巴氏殺菌的加工方法，可以較好的維持西番蓮果實(shí)中可溶性固形物、總酸、總糖和維生素C總量幾乎不變。綜合各個(gè)國(guó)家的研究結(jié)果可以看出，西番蓮的生長(zhǎng)和果實(shí)品質(zhì)常規(guī)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)均受品種遺傳特性、海拔高度、氣候條件(光照強(qiáng)度、溫度、濕度和降水)、土壤條件(土壤類型和土壤肥力)、栽培管理(灌溉和施肥)、采收時(shí)期(成熟度和時(shí)間)和存儲(chǔ)條件(貯藏溫度)的影響。

不同品種西番蓮的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)有所不同。

P.

quadrangularis

(Yellow)、

P.

maliformis

(Purple)和

P.

edulis

(Frederick)中，

P.

maliformis

果肉中維生素C含量最高，

P.

edulis

(Frederick)的含量最低。

P.

quadrangularis

的果皮維生素C含量約為其果汁含量的3倍。

P.

setacea

果肉的維生素C含量高于

P.

quadrangularis

，而與

P.

maliformis

相似。這3個(gè)品種自然成熟的果實(shí)可溶性固形物含量顯著高于

P.

edulis

(Pink)和

P.

edulis

f.

flavicarpa

。

P.

edulis

f.

flavicarpa

的果汁酸度較高，

P.

quadrangularis

的中果皮的酸度較低。

P.

caerulea

(Orange)果肉更甜，可溶性固形物含量更高，酸度更低；

P.

edulis

(Yellow)果肉可溶性固形物含量較低，酸性更強(qiáng)，所以口感略酸。栽培方式與環(huán)境對(duì)西番蓮的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)有顯著的影響，西番蓮果實(shí)中有機(jī)酸含量隨種植地點(diǎn)海拔的不同而變化。日本對(duì)西番蓮栽培中最低積溫(ATmin)的研究結(jié)果表明，當(dāng)ATmin達(dá)到1 350 ℃時(shí)，果實(shí)品質(zhì)達(dá)到可鮮食標(biāo)準(zhǔn)，ATmin越高，果實(shí)品質(zhì)越好。籬架式種植方式下

P.

setacea

果肉維生素C含量顯著高于棚架式種植；而且果肉維生素含量較高值出現(xiàn)在旱季，這可能與光照和水分脅迫有關(guān)。但也有研究發(fā)現(xiàn)，不同的栽培方式對(duì)

P.

edulis

Sims

f.

flavicarpa

Deg.

的果肉的維生素C含量沒(méi)有顯著影響。不同存儲(chǔ)條件下西番蓮品質(zhì)變化也不同，常溫下西番蓮果實(shí)隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)酸度逐漸降低，但延長(zhǎng)貯藏期或提高溫度會(huì)降低果皮的商業(yè)價(jià)值。隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)，

P.

edulis

Sims

f.

flavicarpa

果肉的可溶性固形物含量和pH均有所增加，但可滴定酸度變化不明顯。高氧氣調(diào)包裝對(duì)西番蓮果實(shí)中維生素C、可溶性固形物、總酚和總黃酮含量的維持效果較好，它可以抑制西番蓮果實(shí)呼吸作用，保持果實(shí)良好的物理性狀和營(yíng)養(yǎng)特性。PLA/PBAT“聚乙烯/己二酸-對(duì)苯二甲酸-丁二酯共聚物[Poly(lactic acid)/Poly(butylene adipate-co-terephthalate)]”包裝比PE“聚乙烯(Polyethylene)”更能有效地降低西番蓮果實(shí)的衰老，延緩果實(shí)總酸的還原和維生素C的氧化，對(duì)西番蓮果實(shí)品質(zhì)保持效果最好。

2.2 西番蓮營(yíng)養(yǎng)組分構(gòu)成及影響因素

西番蓮果實(shí)中的可溶性糖主要是葡萄糖、果糖和蔗糖，不同品種及不同種植區(qū)域的果實(shí)中各糖組分所占比例不同，同時(shí)受果實(shí)的成熟階段、生長(zhǎng)條件和環(huán)境的影響?？扇苄蕴墙M分的占比直接影響果實(shí)口感的甜度，甜度值大小為：果糖>蔗糖>葡萄糖。目前關(guān)于糖組分的占比存在一些爭(zhēng)議，有研究認(rèn)為蔗糖是最豐富的糖組分，其次是葡萄糖和果糖；但也有研究認(rèn)為葡萄糖和果糖是最豐富的糖組分；還有報(bào)道認(rèn)為葡萄糖占總糖的比重較大，其次為果糖。這可能是由于栽培環(huán)境和土壤養(yǎng)分狀況不同導(dǎo)致的。果實(shí)不同成熟度進(jìn)行采摘也可影響糖組分占比分配，在開花后60～80 d采摘的

P.

edulis

(Purple)果實(shí)中葡萄糖和果糖含量較高，蔗糖含量較低；

P.

edulis

(Pink)和

P.

edulis

f.

flavicarpa

在未成熟的西番蓮果肉中蔗糖比重較高，葡萄糖和果糖的比重較低；但采摘開花后52 d的

P.

edulis

(Purple)果實(shí)的蔗糖含量是葡萄糖或果糖含量的近2倍。西番蓮有機(jī)酸組成是影響果汁風(fēng)味的重要物質(zhì)成分，其含量與果實(shí)品質(zhì)有密切的關(guān)系，但關(guān)于西番蓮有機(jī)酸組分研究結(jié)果差異性較大，其除受品種、生長(zhǎng)條件、環(huán)境條件和果實(shí)成熟度等因素的影響外，還發(fā)現(xiàn)不同的測(cè)定方法檢測(cè)出的有機(jī)酸組分也不盡相同。利用反相高效液相色譜法測(cè)定西番蓮中有機(jī)酸含量的表現(xiàn)為檸檬酸>L-蘋果酸>L-乳酸>琥珀酸>L-抗壞血酸>酒石酸>富馬酸，利用離子交換色譜法測(cè)定西番蓮中有機(jī)酸組分表現(xiàn)為以檸檬酸和蘋果酸為主，琥珀酸含量較低。不同品種西番蓮有機(jī)酸組分也會(huì)略有不同，

P.

foetida

的有機(jī)酸組分為檸檬酸、草酸、酒石酸、蘋果酸和抗壞血酸，檸檬酸和草酸是果實(shí)中主要的有機(jī)酸，而其他有機(jī)酸的濃度很低；紫色西番蓮果實(shí)的有機(jī)酸包括蘋果酸、丙二酸、乳酸、檸檬酸和琥珀酸，各有機(jī)酸之間差異顯著，以檸檬酸含量最高。綜合上述研究結(jié)果，西番蓮果實(shí)屬于檸檬酸優(yōu)勢(shì)型水果。西番蓮果含有豐富的氨基酸，果肉中可檢測(cè)到17種氨基酸，種籽中可檢測(cè)到16種氨基酸(其中異亮氨酸未能檢出)，而經(jīng)過(guò)加工的果汁中僅僅檢出6種氨基酸且含量較低。果肉和種籽氨基酸組分中占比最高的是谷氨酸，其次是精氨酸，果汁中占比最高的也是谷氨酸。在氨基酸組分中，谷氨酸是美味口感的重要來(lái)源，甘氨酸是甜味的主要來(lái)源。在西番蓮果肉中風(fēng)味氨基酸(谷氨酸、甘氨酸和天冬氨酸)的含量占果實(shí)氨基酸總量的1/3以上，且其含有的組氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸和纈氨酸等必需氨基酸含量均高于人體營(yíng)養(yǎng)所需要的量。

P.

subpeltata

的果實(shí)氨基酸組分含量與FAO/WHO參考值相比，亮氨酸含量高出值最大，其次是苯丙氨酸、蘇氨酸和纈氨酸。在蛋白質(zhì)合成中，亮氨酸對(duì)機(jī)體的生長(zhǎng)和維持起著至關(guān)重要的作用。因此，食用西番蓮可以為人體提供膳食營(yíng)養(yǎng)水平的氨基酸，也有助于正常的代謝。

3 西番蓮的香氣組分研究

香氣是影響西番蓮新鮮和加工產(chǎn)品感官質(zhì)量的最重要屬性之一。已有研究發(fā)現(xiàn)，西番蓮果實(shí)中主要的揮發(fā)性物質(zhì)為酯類，其中共有的揮發(fā)性成分為丁酸乙酯、己酸乙酯、乙酸乙酯和己酸己酯(圖3)。主要使西番蓮具有甜味、果香味和花香味的揮發(fā)性成分是酯類(丁酸乙酯和已酸乙酯)和萜烯類(α-松油醇、β-月桂烯、檸檬烯和γ-異松油烯)；而主要使其具有青澀香氣(Green aroma)的化學(xué)成分是醛類化合物(己醛和辛醛)。西番蓮的品種、種植地區(qū)、栽培制度、貯藏時(shí)間以及檢測(cè)方法均可以影響其鑒定出來(lái)的揮發(fā)性物質(zhì)。

(a)丁酸乙酯，具有菠蘿香味；(b)己酸乙酯，具有強(qiáng)烈的果香和酒香，并有蘋果、菠蘿和香蕉等香氣；(c)乙酸己酯，具有令人愉快的水果香氣和似梨的酸甜味道；(d)己酸己酯，具有嫩莢青刀豆香氣和生水果香味。(a) Ethyl butanoate has the aroma of pineapple; (b) Ethyl hexanoate has a strongly aroma of fruit and wine and is characterized by fruity odors associated with apple, pineapple and banana; (c) Hexyl acetate has a pleasant fruity aroma and sweet and sour taste associated with pear; (d) Hexyl hexanoate has the aroma of green bean and raw fruit.圖3 西番蓮果實(shí)常見的揮發(fā)性酯類物質(zhì)Fig.3 Common volatile esters in fruit of P.

利用GC-O和GC-MS分析

P.

mollissima

(

Kunth

) L.H.

Bailey

果實(shí)，共鑒定出19種揮發(fā)性物質(zhì)，主要為芳樟醇、乙酸己酯、1,8-桉葉素和乙酸丁酯；確定了其香氣前體物質(zhì)為(Z)-3-己烯基b-d-吡喃葡萄糖苷[(Z)-3-Hexenyl b-D-glucopyranoside]和芳樟基b-d-吡喃葡萄糖苷[Linalyl b-D-glucopyranoside]。采用HS-SPME和GC-qMS鑒定出

P.

edulis

Sims

果實(shí)中揮發(fā)性化合物有51種，

P.

edulis

Sims

f.

flavicarpa

果實(shí)中有24種，

P.

mollissima

果實(shí)中有21種，這些品種的揮發(fā)物中均以乙酯類成分最多。在

P.

edulis

Sims

fo

edulis

果實(shí)中鑒定出19種氣味化合物，主要的香氣成分是丁酸乙酯、己酸乙酯和b-紫羅蘭酮，它們體現(xiàn)的是果香和花香氣味。鮮西番蓮果實(shí)中鑒定出39種風(fēng)味物質(zhì)，分別為酯類、萜類、酮類、醛類和其他類。但是在整個(gè)貯藏過(guò)程中，共鑒定出140種風(fēng)味成分，其中主要含有酯類、醇類、酮類、烯烴類和醛類等6種化合物；貯藏期間均含有乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、己酸乙酯、正己醇和甲基庚酮，主要揮發(fā)性物質(zhì)為酯類，其中以丁酸乙酯和乙酸乙酯最為重要。研究還發(fā)現(xiàn)鮮西番蓮果實(shí)不含丁酸乙酯，丁酸乙酯是隨著果實(shí)成熟衰老而逐漸產(chǎn)生的，未來(lái)可以考慮利用檢測(cè)丁酸乙酯含量來(lái)判斷其貯藏時(shí)間。在有機(jī)和傳統(tǒng)種植方式下，西番蓮果實(shí)的揮發(fā)性成分基本相同，但也存在一定差異。有機(jī)種植模式下，西番蓮果實(shí)中的2-丙烯酸乙酯、2-甲基-1-丙醇、碳酸二乙酯和己酸乙酯的含量比傳統(tǒng)模式種植的高出3倍，而傳統(tǒng)種植模式下的西番蓮果實(shí)中的乙酸丁酯、己醛、乙酸順-3-己烯酯和反-3-己烯丁酸酯的含量比有機(jī)種植模式下的高出3倍。在有機(jī)種植模式下，己酸酯和乙酸酯及飽和醇類含量較高，因此表現(xiàn)為果味、甜味和柑橘味等使西番蓮的味道更濃郁。另外，反式和順式乙酸-3-己烯酯、α-胡椒烯、α-松油醇、D-檸檬烯、反式-β-羅勒烯和δ-杜松萜烯對(duì)有機(jī)種植的西番蓮果實(shí)香氣的貢獻(xiàn)更高，而不飽和醇、β-月桂烯和β-芳樟醇(它們具有草和硫磺的氣味)在傳統(tǒng)種植方式下在西番蓮果實(shí)的香氣中占比較高。α-亞麻酸代謝、代謝途徑和次級(jí)代謝途徑是參與西番蓮果實(shí)重要揮發(fā)性有機(jī)化合物合成的主要途徑，苯丙素和脂肪酸代謝合成途徑是西番蓮生長(zhǎng)中對(duì)抵抗環(huán)境脅迫起到至關(guān)重要作用的代謝途徑。中國(guó)海南對(duì)

P.

edulis

Sims

(Purple)果實(shí)的研究中鑒定了13個(gè)脂肪酸途徑中重要的基因家族和8個(gè)萜類途徑中重要的基因家族(圖4)，其中ACX、ADH、ALDH和HPL基因家族，特別是

ACX13/14/15/20

、

ADH13/26/33

、

ALDH1/4/21

和

HPL4/6

是酯類合成的關(guān)鍵基因，而TPS基因家族，特別是

PeTPS2/3/4/24

是萜類合成的關(guān)鍵基因。

作者參考夏志強(qiáng)等[8]的研究構(gòu)建并改進(jìn)。 Constructed and improved by the author based on the research of Xia[8].圖4 西番蓮果實(shí)的脂肪酸和萜類化合物合成途徑Fig.4 The metabolic pathways of fatty acid and terpene biosynthesis in passion fruit

4 西番蓮功能品質(zhì)的研究進(jìn)展

近年來(lái)，西番蓮植物及其粗提物的生物活性和化學(xué)特性越來(lái)越受到世界各國(guó)的關(guān)注。不同品種、氣候、地理位置、種植年份、成熟度和貯藏條件都會(huì)影響西番蓮植物中酚類化合物、花青素、類黃酮和類胡蘿卜素等生物活性化合物的含量和組成。

4.1 西番蓮酚類化合物的研究

目前鑒定西番蓮植物酚類化合物結(jié)構(gòu)的主要方法有核磁共振(NMR)和高分辨質(zhì)譜法(HRMS)，定性或定量分析酚類化合物的方法有高效薄層色譜法(HPTLC)、高效液相色譜-紫外分光光度法(HPLC-UV)和液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(HPLC-MS/MS)等，其中對(duì)葉、果肉和果皮酚類化合物提取最常用的溶劑是甲醇，而種籽提取常用的溶劑是乙醇。分析34種西番蓮屬植物的酚類化合物含量發(fā)現(xiàn)葉片含量最多，其次是果皮、種子和果肉。

4

.

1

.

1

葉片酚類化合物的研究西番蓮屬植物的葉片含有豐富的酚類化合物，主要以黃酮類化合物(葒草素、異葒草素、牡荊素、異牡荊素、木犀草素和芹菜素等)為主。對(duì)17個(gè)品種的西番蓮屬植物葉片代謝產(chǎn)物進(jìn)行鑒定，共鑒定出49種黃酮類化合物，包括20種C-黃酮、8種O-黃酮和21種C, O-黃酮；其中

P.

caerulea

和

P.

incarnata

的生物活性成分最為接近，但仍有研究報(bào)道表明不同品種西番蓮葉片的酚類物質(zhì)在組成和含量上略有不同。西番蓮

P.

alata

和

P.

edulis

葉片提取物具有較強(qiáng)的體外抗氧化能力，而且

P.

alata

比

P.

edulis

具有更高的總抗氧化活性；

P.

alata

和

P.

incarnata

葉片的粗提物對(duì)人急性淋巴細(xì)胞白血病細(xì)胞(CCRF-CEM)表現(xiàn)出較強(qiáng)的抑制活性，而

P.

caerulea

表現(xiàn)出較弱的抑制活性；盡管

P.

caerulea

和

P.

incarnata

提取物在性質(zhì)上具有相似性，但提取物含量的差異可能決定了它們具有不同的藥理效力；

P.

alata

提取物亦可作為癌癥患者的輔助治療物質(zhì)。西番蓮屬植物的葉片和莖稈在很多國(guó)家都是傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)里的藥用植物，具有抗炎、抗腹瀉和痙攣活性、鎮(zhèn)靜、抗焦慮、抗氧化和抗腫瘤作用。

4

.

1

.

2

果實(shí)酚類化合物的研究西番蓮果肉含有豐富的酚類物質(zhì)，直接食用

P.

subpeltata

果肉可以提供天然的次生代謝物，包括原兒茶酸、阿魏酸、香草酸、表兒茶素、對(duì)香豆酸、肉桂酸、圣草酚和槲皮素-3-葡糖苷等15種多酚類化合物，但其組成和含量受品種、成熟度以及栽培制度的影響。有機(jī)栽培的西番蓮總酚類化合物含量和總抗氧化活性均高于常規(guī)栽培的西番蓮。

P.

cincinnata

果實(shí)中沒(méi)食子酸、香豆酸、阿魏酸和咖啡酸的濃度隨成熟度增加逐漸增加，異槲皮素的含量隨著成熟度的增加而降低，蘆丁的含量隨成熟度的增加而增加。初步鑒定野生西番蓮

P.

foetida

果實(shí)的多酚物質(zhì)共得到75種成分，其中包含39種游離酚類、14種不溶性糖苷酚類和22種不溶性酯酚類。黃酮類化合物是西番蓮果肉中重要的酚類物質(zhì)，其主要成分為異葒草苷、葒草苷、牡荊素和異牡荊素，但因品種不同會(huì)有所不同。

P.

setacea

果肉中最豐富的黃酮類化合物是橙皮苷(Hesperetin-7-O-rutinoside)，

P.

caerulea

(Orange)果肉富含番茄紅素，

P.

edulis

(Yellow)果肉中槲皮素含量較高，

P.

edulis

Sims

(purple)果實(shí)中大部分黃酮醇、花青素和黃烷醇含量顯著高于黃色果實(shí)，

P.

edulis

Sims

(yellow)中黃酮類化合物及其碳基衍生物明顯高于紫色果實(shí)。果肉中苯丙素類和類黃酮的生物合成途徑及其潛在代謝產(chǎn)物是影響西番蓮果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分、色澤和抗氧化活性的重要因素(圖5)。

圖5 西番蓮(黃色和紫色品種)果實(shí)中苯丙素代謝途徑及類黃酮合成途徑[10]Fig.5 The metabolic pathways of phenylpropanoid and flavonoid biosynthesis in yellow and purple passion fruit varieties

西番蓮果皮可作為抗氧化物質(zhì)的重要來(lái)源，其果皮抗氧化活性成分主要有黃酮類、查爾酮類和酚酸類物質(zhì)，不同品種西番蓮果皮的酚類組成與含量不同。

P.

mollissima

和

P.

edulis

果皮提取物的抗氧化能力和酚含量均高于

P.

ligulari

s和

P.

edulis

flavicarpa

，

P.

edulis

(Purple)果皮中花青素含量較高，

P.

caerulea

(Orange)果皮富含β-胡蘿卜素和酚類化合物。因此，西番蓮果皮可以通過(guò)深加工添加到食物配方使食品營(yíng)養(yǎng)更豐富，不僅對(duì)人類健康有積極的作用，同時(shí)可以減少殘?jiān)鼘?duì)環(huán)境的影響，帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)利益，促進(jìn)對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的積極影響。通過(guò)與美國(guó)農(nóng)業(yè)部USDA數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，

P.

setacea

鮮果汁的橙皮苷含量與鮮檸檬汁相似，高于鮮橙汁，低于橘子汁。橙皮苷具有消炎和抗癌的作用，有報(bào)道發(fā)現(xiàn)，西番蓮的果汁在經(jīng)過(guò)巴氏殺菌后，它的理化性質(zhì)穩(wěn)定，顏色參數(shù)、酚酸類化合物、黃酮類化合物、類胡蘿卜素和抗氧化能力均沒(méi)有顯著變化， 因此， 西番蓮果汁是一種非常重要的功能性食品，亟待進(jìn)一步的開發(fā)研究。

4.2 其他生物活性化合物

西番蓮屬植物的果實(shí)中含有多種生物活性物質(zhì)，如多糖、類胡蘿卜素、萜類化合物、生物胺和生物堿等。植物多糖具有調(diào)節(jié)免疫力、抗菌、抗輻射、降血糖和調(diào)節(jié)腸道菌群等作用。通過(guò)熱水提取西番蓮果實(shí)的糖類組分，發(fā)現(xiàn)多糖的主要成分是半乳糖醛酸(Galacturonic acid)，約占比44%(圖6)，同時(shí)確定西番蓮果實(shí)含有中性糖為阿拉伯糖、葡萄糖、鼠李糖、甘露糖和巖藻糖，還檢測(cè)到微量的木糖和核糖。

圖6 西番蓮果實(shí)中糖類的組成Fig.6 Carbohydrates extracted from the fruits of P. edulis

P.

edulis

(Yellow)果肉中的隱黃質(zhì)(Cryptoxanthin)、α-胡蘿卜素(α-Carotene)、β-胡蘿卜素(β-Carotene)、維生素A、槲皮素和山奈酚含量較高，橙色西番蓮果肉中番茄紅素、葉黃素、玉米黃質(zhì)(Zeax anthin)、總類胡蘿卜素和一些酚類物質(zhì)的含量較高。澳大利亞對(duì)西番蓮類胡蘿卜素進(jìn)行了較為全面的研究，已鑒定出β-隱黃質(zhì)、α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素、玉米黃質(zhì)、紫黃素(Violaxanthin)、檸黃質(zhì)(Citroxanthin)、γ-胡蘿卜素、α-隱黃質(zhì)、β-檸烏素(β-Citraurin)、花藥黃質(zhì)(Antheraxanthin)、新黃素(Neoxanthin)、八氫番茄紅素(Phytoene)和六氫番茄紅素(Phytofluene)，同時(shí)利用H、C 核磁共振(NMR)和快原子轟擊質(zhì)譜(FABMS)技術(shù)鑒定出西番蓮植物中含有甾體三萜類物質(zhì)西番蓮花堿(Passiflorine)、環(huán)西番蓮苷(Cyclopassiflosides) I-VI以及環(huán)西番蓮酸(Cylopassifloic acids) A-D。除三萜類化合物外，還從西番蓮果實(shí)中分離鑒定出另一個(gè)亞科屬于吲哚生物堿族的化合物，分別是哈爾滿(Harman)、駱駝蓬堿(Harmine)、駱駝蓬靈(Harmaline)和去甲駱駝蓬堿(Harmalol)。在植物中，多胺參與細(xì)胞分裂、根系形成、胚胎發(fā)生、器官發(fā)生、花分化、衰老、果實(shí)發(fā)育和成熟等發(fā)育過(guò)程，也參與植物非生物脅迫耐受性的控制和調(diào)節(jié)。生物胺中組胺、酪胺、色胺和腐胺等起著調(diào)節(jié)神經(jīng)活性或血管活性的重要作用，在食品中，胺的存在也可以作為產(chǎn)品質(zhì)量或衛(wèi)生條件的指標(biāo)。但是如果大量食用胺，可能會(huì)對(duì)健康造成不良影響，如惡心和偏頭痛等。

P.

alata

、

P.

edulis

、

P.

nitida

和

P.

setacea

這4個(gè)品種中均存在精胺、亞精胺、胍丁胺、腐胺和色胺。在果實(shí)的整個(gè)發(fā)育過(guò)程中，

P.

setacea

的亞精胺、腐胺和胍胺的含量呈下降趨勢(shì)，精胺含量沒(méi)有變化；

P.

alata

是這4個(gè)品種中多胺含量最高的；而在

P.

setacea

和

P.

nitida

品種中腐胺含量較高；在

P.

setacea

中胍丁胺含量最高；吲哚胺和色胺在4個(gè)品種中均含量較低。

5 西番蓮屬植物的應(yīng)用研究

西番蓮屬植物全身皆為寶，用途十分廣泛。首先，就其觀賞價(jià)值而言，它因花形奇特、色彩艷麗極具觀賞價(jià)值，未來(lái)可以利用果樹矮化盆栽技術(shù)等多種手段開發(fā)盆景產(chǎn)品，用于園林景觀設(shè)計(jì)。目前正值西番蓮濃縮果汁市場(chǎng)全球范圍內(nèi)不斷擴(kuò)張之際，因西番蓮屬植物可以吸附和緩解土壤中重金屬等有害物質(zhì)對(duì)植物的危害，所以許多國(guó)家將其果汁生產(chǎn)中的廢棄物用于石油加工、廢水處理和環(huán)境修復(fù)。例如，西番蓮屬植物含有的白楊素及其他黃酮類化合物可以與金屬形成復(fù)合物，對(duì)于長(zhǎng)期暴露于含氟化物在內(nèi)的工業(yè)毒素中的植物，西番蓮植物在絡(luò)合方面發(fā)揮著有益的作用；且西番蓮果皮可溶性膳食纖維對(duì)Cu、Pb和Cd等重金屬具有一定的吸附作用。

其次，西番蓮屬植物在食品加工方面也得到了廣泛的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上除常見的果汁、果酒、果脯和果醬外，西番蓮果皮中含有的果膠、天然色素和風(fēng)味物質(zhì)可作為食品添加劑添加到酸奶、面包、蛋糕和膨化食品等商品中。因西番蓮果皮粉含有大量的膳食纖維和多糖，巴西等很多國(guó)家將西番蓮果粉作為食品添加劑代替小麥粉制作面包等食物，其產(chǎn)品用于輔助治療糖尿病，可降低血糖、甘油三脂、膽固醇及胰島素的水平，也可以增加飽腹感改善消化系統(tǒng)功能，亦是減肥瘦身的最佳伴侶。西番蓮果肉中含有大量的抗氧化活性物質(zhì)且屬于高酸型水果，在巴氏殺菌的加工方法下，營(yíng)養(yǎng)成分可以較好的維持， 因此， 許多歐洲國(guó)家常常把西番蓮果肉或果粉作為果汁飲料的常用添加劑，不僅可以減少酸化劑的添加，還可以為人體提供膳食營(yíng)養(yǎng)水平的礦物質(zhì)和氨基酸，也有助于維持人體的正常代謝機(jī)能。西番蓮種籽的總膳食纖維含量較高，且所含的PFSP和PFA這2種纖維均表現(xiàn)出良好的抗氧化、抗菌能力和加工性能，可以廣泛用于榨油或作為制造業(yè)的原料。西番蓮種籽是人體必須脂肪酸的重要來(lái)源，因其富含亞油酸被認(rèn)為是一種優(yōu)質(zhì)食用油，它可以降低人體血液中的膽固醇和血脂，可作為治療動(dòng)脈粥樣硬化藥物；還可被用作人造黃油、精油和美容油等的原材料，被開發(fā)利用在食品和化妝品領(lǐng)域。

最后，西番蓮屬植物在臨床醫(yī)學(xué)上具有廣泛用途。西番蓮除了籽可入藥外，它的根、莖、葉及果實(shí)均具有較高的藥用價(jià)值，它們均富含酚類物質(zhì)、黃酮類、萜類、生物堿、膳食纖維、糖苷類、肽和蛋白質(zhì)等多種生物活性物質(zhì)。西番蓮屬植物是一種藥用植物，具有殺菌消炎、鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、驅(qū)蟲和抗焦慮等作用，也可以用作治療失眠、高血壓、哮喘、肺炎、痛經(jīng)、癲癇和胃癌等疾病治療或輔助治療的藥物。西番蓮屬植物已經(jīng)被《英國(guó)草藥藥典》(1983)、《美國(guó)順勢(shì)療法藥典》(1981)、《印度順勢(shì)療法藥典》(1974)、《瑞士藥典》(1987)、《德國(guó)藥典》(1997)、《法國(guó)藥典》(1965)和《巴西藥典》(1959)等眾多國(guó)家藥典或藥用植物的官方著作收錄，這表明西番蓮屬植物在臨床醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用很常見。因西番蓮屬植物在女性雌性激素替代療法中的作用，所以被美國(guó)食品和藥物管理局在1994年《膳食補(bǔ)充劑健康與教育法》(DSHEA)中認(rèn)定為一種豁免的草藥，它還在世界各地被用作OTC制劑。同時(shí)，西番蓮屬植物被美國(guó)政府和歐洲委員會(huì)認(rèn)可為膳食補(bǔ)充劑和調(diào)味劑。

6 展 望

西番蓮屬植物營(yíng)養(yǎng)豐富，全身富含多種生物活性物質(zhì)，是一種極具開發(fā)價(jià)值的植物。未來(lái)對(duì)西番蓮營(yíng)養(yǎng)及應(yīng)用的研究應(yīng)從以下方面開展(圖7)： 1)通過(guò)養(yǎng)分管理等栽培手段提高西番蓮鮮食果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及可被提純利用的生物活性成分的研究，針對(duì)不同的應(yīng)用需求(如：藥用、食用或食品加工)制定相對(duì)應(yīng)的栽培技術(shù)規(guī)程以及果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；2)深入研究西番蓮屬植物的藥理活性，目前主要集中在酚酸和黃酮類等生物活性物質(zhì)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)上的抑制作用，要逐步挖掘在臨床醫(yī)學(xué)中可開發(fā)利用的西番蓮屬植物的品種，并開展其生物活性物質(zhì)的抗氧化活性和作用機(jī)理的深入研究；3)由于我國(guó)對(duì)西番蓮屬植物的用途和深加工等方面的研究起步較晚， 因此， 迫切需要加快對(duì)西番蓮副產(chǎn)品的開發(fā)、天然產(chǎn)物的提取及相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)和深入挖掘天然產(chǎn)物等研究，建議加快推動(dòng)我國(guó)西番蓮產(chǎn)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，重視深加工產(chǎn)品的開發(fā)及在臨床醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。

圖7 全球西番蓮營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)研究熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)Fig.7 Historical records and stages on nutritional quality researchs in P. across the world