火龍果的營養(yǎng)成分及功能物質研究進展

火龍果的營養(yǎng)成分及功能物質研究進展

烏龍茶又名紅龍果、青龍果、仙蜜果、情人果等，屬植物。原產中美洲哥斯達黎加、古巴、墨西哥等熱帶沙漠地區(qū),在熱帶南美洲、西印度群島及其他熱帶地區(qū)也有分布,亞洲地區(qū)主要分布在中國和越南?；瘕埞谖覈饕植荚谂_灣、海南、廣東、貴州、廣西、福建、云南和四川等地區(qū)?；瘕埞麨槎嗄晟示壭灾参?莖深綠色,三棱形,棱邊緣具木栓化且有凹節(jié),每個凹節(jié)有叢生狀斷刺;花呈斗狀,花瓣純白色,于夜間開放,因此被稱為“夜仙子”;果實橄欖狀,外表有外卷的肉質鱗片?；瘕埞袪I養(yǎng)豐富,除含有糖類、有機酸、蛋白質、氨基酸和多種礦質元素及膳食纖維外,還有豐富的天然色素和各種功能性物質,如甜菜紅色素、低聚糖、茶多酚和黃酮苷等。同時,火龍果還具有很好的食療作用,經常食用能降血壓、降血脂、潤肺、解毒、養(yǎng)顏、明目,對便秘和糖尿病也有一定輔助治療作用。現(xiàn)將火龍果營養(yǎng)成分及功能性物質研究進展報道如下,供相關科研人員參考。1教育1.1仙人掌屬植物的功能蛋白質是人類賴以生存的營養(yǎng)要素,是細胞組織的重要組成部分,是生命的物質基礎,是人體內一些生理活動性物質(如酶、激素、抗體)的重要組成部分,是維持體液酸堿平衡和正常滲透壓的重要物質?；瘕埞麑嵵械鞍踪|含量豐富。據測定,果肉中蛋白質含量11.20g/100g,其中紅肉火龍果高達13.00g/100g,在熱帶、亞熱帶水果中含量較高,分別為荔枝、楊梅、枇杷和橄欖的1.5倍;?果、人參果和菠蘿的2~3倍;番木瓜和余甘子的3.2~4.3倍。MagdalenaON等分析了Sonoran沙漠上柱狀仙人掌屬植物(即火龍果)籽中的一般成分,研究表明:各品種火龍果籽中蛋白質含量20.3%~22.0%,且蛋白質的生物利用率高達91.6%。除此之外,火龍果中還含植物少有的植物性白蛋白,它在人體中能夠將細胞代謝產生的酸性物質從體內清除,能與重金屬離子結合,通過排泄系統(tǒng)排出體外,起解毒作用,同時白蛋白對胃壁也有一定的保護作用。據王彬等研究報道,火龍果中含有17種氨基酸,其中含有亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、賴氨酸、色氨酸、甲硫氨酸、纈氨酸等8種人體必需氨基酸;谷氨酸含量10.10g/100g,占氨基酸總量的13.56%,其在人體中具有促進紅細胞生成、改善腦細胞營養(yǎng)及活躍思維等作用;纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸等3種必需氨基酸含量分別為3.5、6.6和3.2g/100g,占氨基酸總量的17.34%,這3種必需氨基酸能夠調節(jié)組織蛋白質合成,同時在肝、腎功能的衰竭方面具有一定的預防作用?；瘕埞阎邪被岬暮恳矘O為豐富。其中,谷氨酸含量最高,達4.38g/100g;精氨酸次之,2.42g/100g;賴氨酸含量最低,僅為0.36g/100g;人體必需氨基酸含量24.38%。1.2鐵、錳、鋅的含量礦物質是構成人體組織和維持正常生理活動的重要物質。鉀作為人體內不可缺少的大量元素,其主要功能是維持和調節(jié)人體細胞內液的滲透壓,維持神經肌肉的應激性和正常功能,參與細胞的新陳代謝和降低血壓等作用。鎂可以促進新陳代謝,減少高血壓、心肌梗死的發(fā)生率。鈣除了是人體骨骼發(fā)育的基本原料,直接影響身高外,還在調節(jié)心律、降低心血管的通透性、控制炎癥和水腫、維持酸堿平衡等方面具有重要作用。鋅可以增強人體的免疫力,增強細胞活性,提高機體抗腫瘤因子的能力。鐵是制造血紅素和肌血球素的主要物質,是促進維生素B族代謝的必要物質。錳能維持血糖、血脂、血壓的穩(wěn)定性,是抑制心血管疾病的有益元素。火龍果中含有人體需要的鉀、鈣、鎂、鋅、錳和鐵等多種礦質元素。在火龍果果實中,就大量元素而言,鉀的含量最高,為1738.00mg/kg,鎂含量次之,208.00mg/kg,鈣的含量最低,僅為11.60mg/kg,其含量與蘋果、甜橙和桃相比,僅鈣的含量略低。微量元素中鐵、錳、鋅的含量分別為104.8、23.95、66.04μg/g。火龍果莖中鉀、鈣、鎂的含量與果實相比相對較低,分別為20.2、7.6和2.6mg/kg,人體必需的微量元素鐵、錳、鋅、銅的含量分別為79.8、34.8、29.9和8.4μg/kg。1.3皮膚美白和抑制嘴唇也是皮膚治療的主要成分火龍果中含有豐富的維生素。據報道,火龍果果實、莖和花中維生素C的含量以莖中最高,達23.3mg/100g;果實中含量最低,僅為5.22mg/100g?；瘕埞ㄖ谢ò?、花蕊和花萼中維生素C含量分別為17.23、29.84和16.06mg/100g。豐富的維生素C可使皮膚細嫩、美白及抑制黑色素形成。在火龍果果實中,維生素B2的含量高達60mg/100g,是蘋果、甜橙和桃的20~30倍?，F(xiàn)代醫(yī)學研究表明:維生素B2在用于治療心絞痛、防治偏頭痛和防治癌癥等方面具有顯著療效。除此之外,周麗屏等在火龍果莖中檢測到了維生素E。維生素E亦稱生育酚,是一組有生物活性的化學結構相近的酚類化合物的總稱,按其結構可分為生育酚和生育三烯酚兩大類,每類又包括α、β、γ、δ4種,其中α-生育酚的生物活性最強,其功能主要為促進激素分泌從而促進精子的形成和活動,增強卵巢功能,使卵泡黃體細胞增加,提高生育能力。在火龍果莖中α-VE和γ-VE的含量分別為42.6034和2.8640mg/kg,其中α-VE的含量高于工業(yè)中提取天然維生素E的主要原料大豆。1.4糖和紅肉具有糖功能WichienchotS等研究表明,火龍果中含有葡萄糖、果糖、低聚糖、寡糖等多種糖類物質,白肉火龍果的低聚糖含量(86.2±0.93)g/kg,而紅肉火龍果中的含量略高于白肉火龍果,含量(89.6±0.76)g/kg。低聚糖具有清除腸毒素以及致癌物質、提高機體免疫力、預防癌癥的發(fā)生、降低胰島血癥和減少能量攝入等方面的功能。因此,火龍果低聚糖可作為天然食品添加劑應用到各種食品中,如減肥產品、預防糖尿病的產品以及益生元產品等。1.5脂肪酸及營養(yǎng)成分火龍果中的脂肪酸主要集中在火龍果籽中。LimHK等對兩個品種的火龍果籽油進行化學成分和DSC熱性質的分析。結果顯示,火龍果籽中油脂含量豐富,為18.33%~28.37%。紅皮白肉和紅皮紅肉這兩個類型的火龍果品種所含的主要脂肪酸是亞油酸、油酸和棕櫚酸。潘艷麗等對火龍果籽的營養(yǎng)成分進行分析,發(fā)現(xiàn)籽油中主要含有8種脂肪酸,其中4種為不飽和脂肪酸,不飽和脂肪酸含量高達80.83%,其中亞油酸的含量最高,為54.43%,油酸其次,為23.4%。亞油酸是人體重要的必需脂肪酸,人體可轉化為花生四烯酸,花生四烯酸是構成前列腺素的成分;其次在降低血液中膽固醇含量、預防高血壓和動脈粥樣硬化方面具有明顯功效。油酸則可以降低血液膽固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白膽固醇的含量。因此,油酸可預防血栓形成,降低血壓,從而大大減少引發(fā)心腦血管疾病的危險。2功能物質2.1黃酮類化合物黃酮類化合物,又名生物類黃酮化合物,是一類廣泛分布于植物中的次生代謝產物,主要是由兩個具有酚羥基的苯環(huán)(A-環(huán)和B-環(huán))通過中央三碳原子相互連接形成的以C6-C3-C6為基本碳架的一系列多酚類化合物。目前已知的黃酮類化合物單體已有8000余種。研究發(fā)現(xiàn),黃酮類化合物具有抗氧化、抗病毒、抗腫瘤、預防心血管疾病、防癌抗癌、調節(jié)免疫及中樞神經系統(tǒng)抑制劑等多方面的生物學功能,越來越受到人們的關注。黃酮類化合物廣泛存在于仙人掌科植物中,多數與糖結合成為黃酮苷類或以游離態(tài)的形式存在。在火龍果中黃酮類化合物主要存在于火龍果莖和果實中,莖中含量4.94mg/g,果皮和果肉中含量分別為8.33和7.21mg/100g。除此之外,戴文娟等在火龍果莖黃酮提取純化方面也做了一定的研究,試驗DA201、H2-802和D101等3種樹脂的靜態(tài)吸附解吸性能,D101型大孔樹脂對火龍果莖總黃酮具有良好的吸附解吸性能,用來純化火龍果莖黃酮是合適的。2.2治療可能引起立法和技術研究的重要內容火龍果含有豐富的植物色素,特別是紅肉火龍果,從果皮到果肉呈玫瑰紅色至紫紅色,色素含量較高。2001年,FlorianCS等首次報道了紅龍果中皮層甜菜苷色素的主要成分及結構,利用HPLC-PDA分離鑒定出10種β-花青苷。劉小玲等對火龍果色素的基本性質及結構進行了鑒定,火龍果果實中含有4種甜菜苷類化合物,分別為betanin、2-descarboxy-betanin、phyllocactin和2-descarboxy-phyllocactin。2007年,SlawomirWybraniec等從火龍果果實中分離純化得到10種苷類化合物,并通過質譜、核磁共振技術鑒定了這10種苷類化合物的結構。在火龍果色素提取方面的研究較多,火龍果色素提取工藝基本成熟,一般采用水為浸提劑,提取溫度25~40℃,提取時間30~60分鐘。張偉峰以臺灣祥龍果果皮和果肉為原料,對火龍果色素的提取進行了詳細研究,結果表明,祥龍火龍果果肉色素提取的最優(yōu)試驗條件為:料液比1∶8、浸提溫度40℃、浸提時間90分鐘和pH值6.5;果皮色素提取的最優(yōu)試驗條件為:料液比1∶6.4、浸提溫度40℃、浸提時間60分鐘和pH值5.0。在火龍果色素穩(wěn)定性方面,RosarioCastellar等研究發(fā)現(xiàn),采用溶劑浸提法所得的火龍果色素在pH值5.0,溫度4℃的條件下最穩(wěn)定,色素可存放一年以上。劉小玲等研究了pH值、溫度、氧氣和光照等因素對火龍果甜菜苷色素穩(wěn)定性的影響,結果表明,pH值5時色素穩(wěn)定性最好,光照、氧等因素能加快火龍果色素的降解,火龍果色素的熱降解遵循Arrhenius定律,熱降解反應活化能為97.73kJ/mol。火龍果色素生物活性方面的研究報道較少,僅有WuL等在火龍果色素的抗氧化活性、清除DPPH自由基能力及黑色素瘤細胞的抗增殖活性等方面做了一些研究。2.3魚肉品質服務植物甾醇是植物中的一種活性成分,廣泛存在于植物的根、莖、葉、果實和種子中,不同植物種類其含量不同。在生物活性方面,植物甾醇可通過降低膽固醇減少心血管病的風險,因此其廣泛應用在食品、醫(yī)藥、化妝品、動物生長劑及紙張加工、印刷、紡織等領域,特別是在歐洲作為食品添加劑非常普遍?，F(xiàn)代臨床醫(yī)學研究表明,植物甾醇對防治冠狀動脈粥樣硬化類的心臟病,治療潰瘍、皮膚鱗癌、宮頸癌等方面有明顯的療效。此外,植物甾醇還是重要的甾體藥物和維生素D3的生產原料。在火龍果中植物甾醇主要存在于火龍果莖和籽中。2007年,郭璇華等采用GC-MS/ICP-MS分析了火龍果莖中的化學成分,發(fā)現(xiàn)其含有菜籽甾醇、β-谷甾醇、麥角甾醇、豆甾醇、α-香樹脂醇和蒲公英甾醇。2010年,LimHK等對火龍果籽中的甾醇類型和含量做了分析,表明火龍果籽油中含有菜油甾醇、豆甾醇、β-谷甾醇等植物甾醇,其中以β-谷甾醇的含量最高。2.4提取dna的方法植物多糖是由許多相同或不同的單糖以α-或β-糖苷鍵所組成的化合物,其分子量一般為數萬甚至數百萬。據文獻報道,已有近100種植物的多糖被分離出來,這類多糖來源廣泛且無細胞毒性,應用于生物體毒副作用小,因此植物多糖的研究已成為植物資源開發(fā)的熱門領域。現(xiàn)代醫(yī)學研究表明,植物多糖具有降血糖、清除自由基、抗衰老、抗氧化、抗疲勞、抗炎等多方面的功能?；瘕埞泻胸S富的植物多糖。RacheliNini等通過水提醇沉法從火龍果果實中提取得到多糖,發(fā)現(xiàn)果實中的多糖成分主要是由葡萄糖、蔗糖、果糖、阿拉伯糖組成的雜多糖。何聰芬等采用熱水浸提、酶提和微波提取等3種方法提取火龍果莖粗多糖,并對3種方法的提取效果進行比較。結果表明,微波提取粗多糖得率最高,并經過脫蛋白、脫鹽處理得到純多糖,多糖組分為含有乙酞化β-D-毗喃甘露聚糖的混合物。2.5甲殼素等聚合物膳食纖維素(C6H10O5)n是一種由失水β-葡萄糖組成的非淀粉多糖,不能被人體消化酶分解,是維持人體健康不可缺少的碳水化合物,其主要來源于細胞壁,包含纖維素、半纖維素、木質素、果膠、甲殼素等物質。膳食纖維是健康飲食不可缺少的,在保持消化系統(tǒng)健康上扮演著重要的角色,同時攝取足夠的纖維也可以預防心血管疾病、癌癥、糖尿病以及其他疾病?；瘕埞麑嵵泻胸S富的膳食纖維,含量2.33%,遠高于蘋果(1.2%)、甜橙(0.6%)和桃(1.3%),其中水溶性膳食纖維含量1.62%。在膳食纖維提取方面,宋燕采用單因素實驗和響應面實驗優(yōu)化化學法對火龍果果皮中的可溶性膳食纖維進行提取,確定了最佳提取工藝為:提取溫度79.20℃,檸檬酸質量分數2.9%,料液比1∶13.62,提取時間120.1分鐘,提取率為14.07%。3開發(fā)成膜加工產品火龍果中含有豐富的營養(yǎng)成分及功能性物質,在預防心腦血管疾病、降低血漿膽固醇、潤腸通便,預防便秘、貧血,明目、清熱降火、潤肺止咳和預防高血壓、解毒排毒、增加卵巢功能、提高生育能力等方面具有特殊的生理功能,其開發(fā)利用前景廣闊。目前火龍果主要以鮮銷為主,深加工產品少見,亟須開展精深加工,只有不斷開發(fā)新