百香果果皮生物活性成分提取与开发利用研究进展

摘要 百香果是一种生长在热带、亚热带地区的芳香水果，风味独特，具有丰富的营养价值和保健功能。果肉经食用后，产生大量果皮废弃物。果皮中含有多种生物活性成分，有抗氧化、抗炎、降血脂、抗焦虑等生理功能。对果皮生物活性成分的提取和开发利用能有效提升果皮的附加值，对人类生活品质的提升和环境保护具有重要的作用。基于此，综述了百香果果皮中多糖、多酚等生物活性成分的提取，以及果皮活性成分在食品领域、生物技术、医药和环保领域的应用进展，为百香果副产物的深入研究和科学开发提供参考。

关键词 百香果果皮;多糖;多酚;提取;开发利用

中图分类号 TS209文献标识码 A文章编号 0517-6611（2022）19-0016-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.19.005

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Research Progress on Extraction of Bioactive Components from Passion Fruit Peel and Its Development and Utilization

WANG Mei-feng，LI Wen-juan，WU Shuang-shuang et al

（College of Life Science，Anqing Normal University，Anqing，Anhui 246133）

Abstract Passion fruit is an aromatic fruit that grows in tropical and subtropical regions.It has a unique flavor，rich nutritional value and health care functions.After being eaten，a large number of peel wastes were produced.The peel wastes contained a variety of biologically active ingredients，which had physiological functions such as antioxidant，anti-inflammatory，hypolipidemic，and anti-anxiety.The extraction and utilization of the biologically active ingredients could effectively increase additional value of the peel wastes，and brought benefits for living quality improvement and environmental protection.This article reviewed studies on extraction technologies of polysaccharides，polyphenols and other biologically active ingredients from passiflora fruit peel wastes，as well as the utilization studies of active ingredients extraction from the peel in the fields of food，biotechnology，medicine and environmental protection.This paper could provide reference for further studies on extraction and application technologies of the peel wastes.

Key words Passion fruit peel;Polysaccharide;Polyphenol;Extraction;Utilization

百香果（Passiflora edulia Sims）又称西番莲、巴西果、鸡蛋果，是一种生长在热带、亚热带地区的芳香水果，不仅风味独特，还具有丰富的营养价值和保健功能，深受消费者青睐[1]。近年来，百香果需求量以每年15%～20%的速度增长，呈供不应求趋势。2018年全国百香果种植面积已达4万km 主要分布在台湾、广西、福建等地区，且种植面积逐年增加[2]。百香果的可食用部分主要为果肉，果皮则被当作废弃物直接扔掉。据统计，百香果果皮约占鲜果重量的50%，仅2018年就产生约1.5×107t废弃果皮，这不仅造成生物资源的极大浪费，而且还给环境带来严重的污染[2-3]。

百香果果皮中含有丰富的多糖、多酚、黄酮等生物活性物质，具有抗炎、抗氧化、抗癌、抗焦虑等生理功能[ 4-6] 。因此，对百香果果皮中的活性成分进行提取，制备高附加值的提取物，以及对果皮的高效开发利用是当前百香果果皮资源综合开发利用相关研究的热点。基于此，该研究总结了百香果果皮中生物活性成分的提取和果皮的开发应用研究进展，以期为百香果副产物的深入研究和科学开发提供参考与借鉴。

1 百香果果皮活性成分的提取

1.1 多糖类

多糖是一类由不同的单糖以α-或β-糖苷键组成的天然生物活性大分子，主要包括果胶、纤维素、半纤维素和木质素等组分[7]。百香果果皮中多糖含量十分丰富，果皮细胞壁中非淀粉多糖含量髙达80%（w/w），其中42%是纤维素，25%是果胶质，12%是半纤维素[8]。研究发现，百香果皮多糖具有抗肿瘤、抗炎、降血脂和抗氧化等生理功能[4，6]。目前，百香果果皮多糖提取方法归纳起来主要有化学法（酸提法）、物理方法辅助提取法和生物法。

1.1.1 化学法（酸提法）。

百香果果胶提取的化学法主要采用酸提法，酸提法是将原料经脱色脱脂处理后，在酸性条件下进行提取，再用乙醇将多糖沉淀出来。在酸性条件下，百香果果皮多糖不易溶解，所以酸提法有相应的优势，但是操作过程需要严格控制酸度，以免多糖分子中的糖苷键发生断裂，从而破坏多糖原有的结构。Pinheiro 等[9]采用柠檬酸提取百香果果皮中的果胶，以酯化度为评价指标，在单因素试验基础上，采用响应面法进行优化，最终确定最佳条件为0.086%（w/v）的柠檬酸浓度下提取60 min，酯化度（DE）达到78.59。Liew等[10]研究了柠檬酸提取过程中pH和提取时间对果胶产量和组成的影响，结果表明在pH 2.0时，提取75 min，果胶产率可达14.6%，在扫描电镜下观察，酸法提取的干果胶表面光滑，几乎没有丘状颗粒。De Moura等[11]用0.25 mol/L HCl在60℃下水解果皮，发现酸水解降低了果胶的持水能力和阳离子结合能力，但增加了果胶的脂肪吸收能力。

1.1.2 物理方法辅助提取法。

物理方法辅助提取法是在化学法的基础上，辅以物理手段，以提高提取效率，具有高效、环保等特点，目前主要有微波辅助法、超声波辅助法和中等电场辅助法等方法。Seixas等[12]分别以酒石酸、乙酸和硝酸为萃取剂，辅以微波诱导加热，利用响应面法研究了萃取时间和微波功率对果胶产量的影响，数据显示，随着微波暴露时间和微波功率的增加，果胶的产率也随之提高，证实了微波的加热效应加速了百香果多糖组分的析出和溶解;另外，对3种酸萃取所得的果胶进行分析显示，酒石酸萃取制备的果胶产率最高，达18.2%，但是，该法所得果胶纯度低、酯化度低，而用乙酸和硝酸从百香果中提取的果胶在摩尔质量、酯化度与醛酸含量上都比酒石酸提取的要高。De Oliveira等[13]发现，通过超声波辅助可提高果胶产率，这可能是由于在超声波产生的高速运转、剧烈振动、强烈空化效应和搅拌作用下，果胶更容易进入溶剂造成的，数据显示，在85 ℃和664 W/cm2条件下，提取果胶的半乳糖醛酸（GalA）含量高于65%，酯化度（DE）高于50%。De Oliveira等[14]对2种不同方法提取的百香果果皮果胶进行比较，发现采用中等电场辅助提取和传统加热法所获得的果胶的酯化度和半乳糖醛酸含量基本相近，中等电场辅助提取的果胶酯化度大于70%，半乳糖醛酸含量高于65%，此法避免了长时间的加热导致多糖的降解，是一种高效、省时、环保的果胶提取方法。

1.1.3 生物法。

生物法也是较为常用的多糖提取方法，它具有反应条件温和、无污染，提取率高等优点，目前主要有生物酶法和微生物发酵法。Vasco-Correa等[15]利用原果胶酶对百香果果皮果胶进行提取，并与传统的化学提取法进行比较，研究发现，酶法提取的果胶产率比传统化学法高近40%，可能是由于果胶酶促进了多糖中α- 4-糖苷键的水解，提高了果胶的产率，并且该法提取的果胶中的半乳糖醛酸含量为85%，酯化度为68%，类似于商业柑橘果胶，可以替代商业柑橘果胶应用于食品工业中。刘运花等[16]优化了酶法提取百香果果皮果胶的工艺参数，将纤维素酶 0.8 g/100 g、半纤维素酶1.2 g/100 g、木质素酶 0.2 g/100 g 进行复配，液料比为 6∶1（mL∶g），在pH=4.0，温度40 ℃下，提取3.5 h，果胶提取率可以达到（2.63±0.021）%。毛慧君等[17]以百香果皮渣为原料，优化了微生物发酵法提取可溶性膳食纤维的工艺条件，以嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌混合菌种为发酵菌种，在接种量5%、固液比1∶10、温度33 ℃下，发酵21 h，获得的可溶性膳食纤维的含量为（29.01 ±0.41）%，产率高于采用化学法制备的可溶性膳食纤维的含量，且该法制备的膳食纤维的持水力优于化学法，而且溶胀性无明显变化。

1.2 多酚类

多酚是多羟基酚类化合物的总称，按天然化合物母核结构可将其分为黄酮类和酚酸类，是一类广泛存在于植物中的次级代谢产物。多酚类物质具有抗氧化作用，能有效清除体内过剩的自由基，可以起到抑制衰老、细胞退化的作用，此外，多酚类物质还具有防癌、抗菌消炎、改善血液循环、降低胆固醇等多种生理功能[18-20]。Zeraik等[18]发现百香果中黄酮类化合物的总含量为0.16 mg/mL。Simirgiotis等[21]研究发现，百香果果皮中黄酮类化合物的含量是果肉的1.81倍，且百香果果皮中黄酮类化合物多达30种，而果肉中类黄酮化合物仅15种。因此，百香果果皮可以作为一种天然的酚类化合物来源，具有良好的应用前景。目前，百香果果皮多酚常见的提取方法主要有有机溶剂提取法、物理方法辅助提取法和酶解法等。

1.2.1 有机溶剂提取法。

有机溶剂提取法是利用多酚在不同溶剂中的溶解度不同进行回流提取的，常用的溶剂有甲醇、乙醇等。Morais等[22]采用甲醇提取百香果果皮中的抗氧化物质，测得原果皮酚酸含量最高，达504.06 mg （GAE）/100 g（DW，没食子酸当量），冷冻干燥24 h的样品的酚酸含量次之，60 ℃干燥48 h的样品酚酸含量最低;此外，他们还采用AlCl3法测定果皮甲醇提取物中总黄酮含量，测得原果皮总黄酮含量为114.99 mg ，烘箱干燥样品的总黄酮含量为35.13 mg，冷冻干燥后样品的总黄酮含量为89.1 mg。张玲等[23]优化了乙醇提取百香果果皮多酚的最佳工艺条件，当乙醇体积分数60%、液料比30∶1（mL∶g）时，40 ℃下提取150 min，多酚得率为11.648 mg/g。

1.2.2 物理方法辅助提取法。

由于采用单一的溶剂法提取多酚得率低，所以，在溶剂法基础上，常常辅以物理手段来提高提取率。目前，百香果果皮多酚提取常用的物理辅助方法主要有超声波辅助提取法和加压液体萃取法等。超声波辅助提取法是利用超声波产生的剧烈振动、高加速度、强烈的空化效应和搅拌等作用，加速酚类化合物进入溶剂，以提高提取率，具有高效快捷、提取温度低、提取物结构稳定的特点，不过该法获得的产品纯度不高。秦生华等[24]采用超声波辅助提取百香果果皮中的总黄酮，在乙醇浓度61%，液料比59∶1 （mL∶g）、温度56 ℃、超声功率240 W下提取25 min，此时总黄酮提取率高达 2.19%。