滕井通，程云環(huán)，薛建平，盛 瑋

①

（1.淮北師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，安徽 淮北 235000；2.淮北師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，安徽 淮北 235000）

火棘功效成分及資源開發(fā)研究進(jìn)展

滕井通1，程云環(huán)2，薛建平1，盛 瑋1

①

（1.淮北師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，安徽 淮北 235000；2.淮北師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，安徽 淮北 235000）

火棘是一種具有食用和藥用價值的植物，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景.系統(tǒng)綜述火棘的營養(yǎng)成分、生物活性成分、保健功能及綜合開發(fā)利用研究現(xiàn)狀，對其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景進(jìn)行分析，為進(jìn)一步充分開發(fā)利用火棘資源提供參考.

火棘；營養(yǎng)成分；生物活性成分；保健功能；資源開發(fā)

0 引言

火棘（Pyracantha fortuneana（maxim.）Li）為薔薇科蘋果亞科火棘屬的常綠野生灌木，別名吉祥果、救兵糧、紅子、小紅果、紅姑娘、火把果和赤陽子等.目前，世界上有火棘屬植物10種，主要分布在亞洲東部至歐洲南部；我國發(fā)現(xiàn)7種，常見有4種，主要分布在我國東南和西南部海拔500～2800 m的山地、丘陵地陽坡灌叢草地及河溝路旁，野生資源儲量極為豐富，且分布較為集中［1-2］.據(jù)《滇南本草》記載，火棘果實性味干酸，藥用具有健脾消積，生津止渴，清熱解毒，活血止血等功效，可用于治療胸中痞塊、食積、崩漏，產(chǎn)后瘀血等癥狀，還可消蟲、明目［3］.本文就野生火棘果實營養(yǎng)成分及天然活性成分提取、分離、純化、抗氧化性，以及加工應(yīng)用現(xiàn)狀等進(jìn)行系統(tǒng)綜述，并對存在的問題及未來的研究方向進(jìn)行探討，以期為充分開發(fā)利用火棘資源提供依據(jù).

1 營養(yǎng)成分研究

火棘在我國具有非常悠久的食用歷史，早在三國時期就有相關(guān)食用記錄，但我國科研工作者對于火棘具體營養(yǎng)成分的研究始于上世紀(jì)的80年代［4］.對火棘果實研究顯示，其營養(yǎng)成分主要有可溶性糖、氨基酸、不同種類維生素、微量元素，以及蛋白質(zhì)、果膠、膳食纖維、不飽和脂肪酸等［5］.

蔡金騰等［6］對火棘果實營養(yǎng)進(jìn)行系統(tǒng)分析和測定，表明火棘果實營養(yǎng)成分種類齊全，含量豐富.火棘果含有5種脂肪酸、8種維生素、18種氨基酸（包括8種人體必需氨基酸）、18種無機(jī)鹽和微量元素，具有保健療效作用的Fe、Zn、Mn、Cu等微量元素含量較高.侯建軍等［7］對生長于恩施地區(qū)的火棘果主要營養(yǎng)成分進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)火棘果中營養(yǎng)成分齊全且含量較高，含有較多糖類、脂類、蛋白質(zhì)、8種人體必需氨基酸、2種必需脂肪酸，以及微量元素、維生素和活性較高的超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）等.黃祖良等［8］對桂西全緣火棘果實的營養(yǎng)成分進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)桂西全緣火棘營養(yǎng)成分齊全，含量豐富，維生素種類有5種，Vc、Ve等維生素含量高；氨基酸有17種，包括人體必需氨基酸8種，總氨基酸含量為7.47%，人體必需氨基酸含量達(dá)2.4%；含5種脂肪酸、蘆丁、多種無機(jī)鹽和微量元素，其中具有保健療效的Fe、Zn、Mn、Cu、Cr等微量元素含量較高.劉世彪等［9］測定湖南省湘西州吉首市、永順縣和鳳凰縣3個群居火棘果實的部分營養(yǎng)成分含量，結(jié)果顯示，吉首產(chǎn)火棘可溶性糖和蛋白質(zhì)含量最高，分別為5.47%和7.13%，鳳凰縣火棘粗纖維含量最高，為5.86%，永順縣火棘Vc含量最高，為43.49 mg/100 g.王磊等［10］對貴州省不同群居火棘果實可溶性總糖含量進(jìn)行研究，結(jié)果表明火棘果實可溶性總糖含量平均為12.04%.

2 其它化學(xué)成分的研究

目前，對火棘的化學(xué)成分研究仍然不充分，且主要集中于火棘果實成分的研究.現(xiàn)有研究顯示，從火棘果實中提取分離得到的化學(xué)成分有31種，主要有苷類、黃酮類、醇類、酸類、萜烯類、烷烴類、醛類等成分［5，11］.

2.1 火棘多糖

多糖是存在于自然界的醛糖和（或）酮糖通過糖苷鍵連接在一起的聚合物，它是生物體內(nèi)除蛋白質(zhì)和核酸以外的又一類重要的信息分子［12-14］.許多植物多糖對各種活性氧具有很好的清除作用，能夠減少脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛的生成量，提高抗氧化酶活性，表現(xiàn)出多種途徑的抗氧化作用［15-16］，而抗氧化作用是一些多糖抗衰老、抑制腫瘤、降低血脂、血糖的作用機(jī)制之一［17］.

楊鋒等［18］用水提醇沉冷凍干燥的方法得火棘粗多糖，通過柱層析法對粗多糖進(jìn)行分離純化得火棘多糖PP-A和PP-B，并研究其對二苯代苦味?；杂苫―PPH·）的清除作用，結(jié)果顯示火棘多糖有很好的清除能力，清除率隨多糖濃度的增加而增加，半數(shù)清除濃度（EC50）為1.87 mg/L.丁愛玲等［19］探討火棘多糖對小鼠肝、腎、腦和心等各組織體內(nèi)的抗氧化作用，得到火棘多糖可顯著降低血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）和各組織丙二醛（MDA）的含量，能抑制脂質(zhì)過氧化物的生成.袁成福等［20］研究火棘多糖對CCl4所致大鼠肝損傷的保護(hù)作用表明，火棘多糖明顯提高肝組織抗氧化能力，丙二醛含量明顯降低，對大鼠肝損傷有保護(hù)作用.趙杰等［21］研究證明火棘多糖可有效清除超氧陰離子自由基（O2-·）和羥基自由基（·OH），可抑制Fe2+-H2O2誘導(dǎo)的健康小鼠肝勻漿脂質(zhì)過氧化.王曉靜等［22］研究顯示，火棘果多糖對油脂具有明顯抗氧化保護(hù)作用，對菜子油、橄欖油、牛油等動植物油類抗氧化保護(hù)率可達(dá)56%以上，呈現(xiàn)劑量效應(yīng)關(guān)系.

2.2 火棘黃酮類物質(zhì)

黃酮類化合物是一類存在于自然界的具有2-苯基色原酮結(jié)構(gòu)的化合物，大量研究表明黃酮類化合物具有抗病毒、抗腫瘤、抗氧化、延緩衰老和保肝護(hù)胃等多種生物活性［23-25］，在醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用［26］.

甘秀梅等［27］以乙醇為提取劑，得出火棘果中黃酮類化合物的最佳提取工藝為：乙醇濃度80%，固液比1∶20，提取溫度70℃，提取時間4 h，黃酮類化合物的提取率為1.316%.王曉靜等［28］采用超聲波輔助技術(shù)提取火棘果中的黃酮類物質(zhì)，并配制成質(zhì)量濃度均為0.25 g/L黃酮提取物、VC、黃酮提取物+VC等比復(fù)配液，對植物油脂氧化的保護(hù)率分別為93.20%、75.55%、93.62%，對動物油脂的保護(hù)率分別為70.20%、60.14%、75.28%.李偉等［29］采用響應(yīng)面分析法對火棘果黃酮提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，確定最佳提取工藝條件為：提取劑50%丙酮，料液比1：60，提取溫度70℃，提取時間1 h，提取2次，總黃酮的得率為65.45 mg/g；其在不同的抗氧化體系中的抗氧化效果不同，對2，2－二氮－雙（3－乙基苯并噻唑－6－磺酸）（ABTS）和二苯代苦味酰基自由基（DPPH·）的清除效果遠(yuǎn)強于沒食子酸丙酯（PG），但對羥基自由基（·OH）的清除效果弱于沒食子酸丙酯（PG）.

2.3 火棘多酚類物質(zhì)

多酚是一類廣泛存在于植物體內(nèi)的多羥基酚類化合物的總稱，具有抗腫瘤、抗氧化、抗衰老、防曬美白、護(hù)肝益腎、抗動脈硬化、防治冠心病與中風(fēng)等心腦血管疾病，以及抑菌、消炎、抗病毒等多種生理功能［30-34］.

吳偉等［35］以乙醇為溶劑提取火棘果多酚類化合物，得到最佳提取條件為：乙醇體積分?jǐn)?shù)70%，提取溫度70℃，料液比1：20（g：mL），提取時間4 h，提取次數(shù)3次，提取率達(dá)2.84%.許盈芃等［36］采用響應(yīng)面法優(yōu)化火棘多酚的提取工藝，提取液乙醇的濃度為99.44%，提取溫度83.47℃，提取時間2.68 h，得到不可萃取多酚量為167.328 mg/g，可萃取多酚的量為40.4 mg/g.程超等［37］在優(yōu)化條件下制備得到PFP1、PFP2、PFP3等3種多酚類物質(zhì)，并研究其體外抗氧化作用，結(jié)果表明，3種多酚物質(zhì)均具有較強的自由基清除作用，對羥基自由基（·OH）50%清除率（EC50）分別為1.033 4 mg/mL、0.625 5 mg/mL、0.165 1 mg/mL；對超氧陰離子自由基（O2-·）50%清除率（EC50）為0.112 8 mg/mL、0.129 9 mg/mL、0.277 0 mg/mL.

3 火棘產(chǎn)品開發(fā)利用

火棘含有豐富的色素、果膠、糖、脂類、維生素、氨基酸和礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分，具有較高的開發(fā)利用價值，可以用來開發(fā)火棘系列產(chǎn)品.

3.1 火棘色素

火棘色素具有營養(yǎng)保健和藥理作用，是一種優(yōu)良的天然食品添加劑，可用于食品行業(yè)著色劑，也可用于化妝品、醫(yī)藥和日化等產(chǎn)品中.

蔣利華等［39］報道超聲波輔助提取火棘果渣中色素的最佳條件為：料液比1：12，超聲波功率400 W，超聲波工作/間歇時間比5：5，提取溫度45℃，提取總時間60 min，提取2次，黃色素的提取率為94.3%，產(chǎn)率1.9%，色價為23.6.李鵬宵等［40］采用pH 3.0的70%酸性乙醇提取火棘果紅色素，通過C18Sep-Pak柱純化，得純化產(chǎn)物PPFE，對羥基自由基（·OH）半抑制質(zhì)量濃度（IC50）為1.433 mg/mL，對超氧陰離子自由基（O2-·）半抑制質(zhì)量濃度（IC50）為3.13 mg/mL，對二苯代苦味?；杂苫―PPH·）半抑制質(zhì)量濃度（IC50）為3.43 μg/mL.高向陽等［41］以鄭州產(chǎn)火棘果為原料，用pH 4.0的70%酸性乙醇為提取劑提取火棘紅色素，并對其穩(wěn)定性進(jìn)行研究，結(jié)果表明該色素在酸性條件下比較穩(wěn)定，但在堿性條件下變?yōu)榍嗑G色和棕色；并有沉淀出現(xiàn)；在60℃以下加熱穩(wěn)定性好，高于60℃加熱時，顏色有所減褪；常溫下耐光度較好.周夏禹等［42］以乙醇為提取劑，采用微波提取火棘果紅色素，獲得色素最佳條件為：微波功率500 W，料液比1：10，提取時間為40 s，提取3次，色素提取率為94.8%，產(chǎn)率為24.6%，色價為8.38.

3.2 火棘籽油

王倩等［43］利用經(jīng)典索氏法提取火棘籽油，通過氣相色譜分析證實火棘種子油主要具7種成分，其中脂肪酸6種，分別為軟脂酸13.155%，硬脂酸0.821%，油酸11.970%.亞油酸72.719%，亞麻酸1.088%，芥酸0.166%.梁先長等［44］以石油醚為提取溶劑，對火棘籽油提取工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，得出最佳提取工藝為：提取溫度60℃，提取時間8 h，料液比1：6，火棘籽出油率為7.45%.柯楊等［45］利用超聲波從火棘籽中提取火棘籽油，通過正交試驗優(yōu)化提取條件，得到最佳提取條件為超聲波功率250 W，提取時間40 min，提取溫度45℃，料液比1：8，火棘籽油提取收率為7.66%.

3.3 火棘果膠

果膠指原果膠、果膠酯酸和果膠酸的總稱，是一種高分子聚合物，具有良好的乳化、增稠、穩(wěn)定和膠凝作用，在食品、紡織、印染、煙草和冶金等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用.

熊海蓉等［46］用提盡色素的火棘果渣為原料，運用微波法提取果膠，并檢測其品質(zhì)，得到果膠最佳提取條件為：提取劑pH 2.0，料液比1：9，微波功率300 W，提取時間2.5 min，提取2次，果膠的提取率為86.7%，產(chǎn)率為7.55%；果膠品質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)QB2484-2000，且有益元素含量豐富.王冬妮等［47］以野生火棘果渣為原料，采用酸水解法提取果膠，實驗結(jié)果表明酸水解法提取果膠的最佳工藝條件為：料液比1：9，提取溫度90℃，提取時間60 min，提取液pH 2.0，提取2次，果膠提取率為7.23%.陳熠等［48］以提盡色素的野生火棘果渣為原料，采用超聲波法提取果膠，得最佳提取條件為：超聲波功率300 W，超聲波工作/間歇時間6：4，提取溫度70℃，提取總時間40 min，提取劑pH 2.0，料液比1：10，提取次數(shù)2次，產(chǎn)率為8.56%，提取率為87.3%.與傳統(tǒng)的酸水解法相比，超聲波法具有用時少、提取溫度低、產(chǎn)率高等優(yōu)點，而且超聲波輔助提取法提取的火棘果果膠顏色淺，不需要脫色.楚紅英等［49］研究表明，火棘果中果膠含量豐富，超聲波機(jī)械破碎可降低處理溫度、減少提取時間，提高果膠產(chǎn)率.

3.4 火棘果酒

周文斌等［50］探討以火棘為原料通過發(fā)酵法生產(chǎn)火棘果酒，得出最佳果酒生產(chǎn)工藝為：初始糖度為18%，初始pH 6.0，發(fā)酵溫度為28℃，接種量為0.6%，發(fā)酵時間約3 d為最佳組合.趙曉明等［51］研究火棘果發(fā)酵生產(chǎn)火棘果保健酒的工藝，將火棘果打漿或榨汁后，加糖調(diào)節(jié)糖度為15%，接入安琪酵母活化液5～15%，于20～25℃發(fā)酵30～37 d，發(fā)酵結(jié)束后.分離出上層清酒，轉(zhuǎn)入陳釀，可得到酒精度11%左右，總糖≤4 g/L，香氣純正，果香酒香協(xié)調(diào)，澄清透明的火棘保健酒.楊勝敖等［52］以新鮮火棘果壓榨汁為原料，經(jīng)成分調(diào)整，酵母接種量為25 mg/L，在25℃下發(fā)酵10 d，經(jīng)陳釀、下膠、過濾等工序，制得酒精度為12%、總糖18 g/L，顏色淡紅，有濃郁果香、酒香協(xié)調(diào)的火棘酒.杜琨［53］以金櫻子、火棘為原料生產(chǎn)復(fù)合保健果酒，確定最佳發(fā)酵工藝為：原料金櫻子與火棘用量比為2：1，SO2添加量為40 mg/L，發(fā)酵溫度30℃，酵母菌用量為1.0%，所得果酒顏色橙紅，口感醇厚，具有獨特金櫻子火棘果香.

3.5 火棘果醋

高磊［54］采用固定化醋酸菌釀造火棘果醋，確定釀造火棘果醋的最佳工藝條件為：發(fā)酵溫度34℃，接種量10%，酒精度7%.采用固定化醋酸發(fā)酵具有較高的生產(chǎn)速率，比游離醋酸菌發(fā)酵所需時間明顯縮短.周文斌等［55］以火棘果為原料，經(jīng)過原料清洗、打漿除渣、成分調(diào)整、酒精發(fā)酵、巴氏滅菌、醋酸發(fā)酵、灌裝殺菌等工序發(fā)酵生產(chǎn)火棘果醋，得出果醋生產(chǎn)時酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵的工藝，酒精發(fā)酵最佳組合為：初始糖度18%，初始pH 6.0，溫度28℃，接種量0.6%，發(fā)酵時間3 d；醋酸發(fā)酵較好組合為：初始酒精度7%，初始pH 7，溫度32℃，接種量12%，獲得的火棘果醋的醋酸含量達(dá)6.026 g/100mL.李新社等［56］以火棘汁為原料，探討火棘果醋生產(chǎn)條件，得出酒精發(fā)酵的工藝條件為：酵母馴化種接種量10%，加糖量3%，發(fā)酵溫度28℃，發(fā)酵時間5 d；醋酸發(fā)酵工藝條件為：醋酸菌接種量10%，初始酒精度6%，發(fā)酵溫度33℃，發(fā)酵時間7 d.李慧蕓等［57］研究采用固定化醋酸菌釀造火棘果醋的發(fā)酵工藝，得到釀造火棘果醋的最佳工藝為：發(fā)酵溫度34℃，接種量10%，接種酒精度7%，較好的保留火棘果實原有的風(fēng)味和營養(yǎng)成分，香氣濃郁，口味柔和純正.

3.6 其它火棘產(chǎn)品的開發(fā)

劉明華等［58］以火棘、鮮牛奶為主要原料，研究火棘乳酸菌飲料的制作，得到飲料最佳配方為：火棘提取液添加量20%，凝乳30%，白砂糖6%，羧甲基纖維素鈉0.12%，海藻酸丙二醇酯0.04%，果膠0.04%，添加0.1%的檸檬酸和適量香精，接入5%的按保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌的菌種比例1：1發(fā)酵劑，發(fā)酵溫度42℃，發(fā)酵時間4.5 h.楊勝敖等［59］以火棘和乳粉為原料，經(jīng)殺菌后接種保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌，發(fā)酵制備火棘乳酸飲料，確定火棘乳酸飲料的最佳配方為：火棘汁用量53%，奶粉用量16%，白砂糖用量10%；最佳發(fā)酵條件為：接種量6%，發(fā)酵溫度43℃，發(fā)酵時間24 h.冷桂華等［60］以火棘、金櫻子與乳粉為主要原料，經(jīng)酸奶發(fā)酵劑發(fā)酵制作保健酸奶，優(yōu)化出火棘金櫻子酸奶最佳發(fā)酵工藝條件為：30 mL/100 mL果汁混合液中，添加量12 g/100 mL乳粉和7 g/100 mL白砂糖，配以0.20 g/100 mL復(fù)合穩(wěn)定劑，接入3 mL/100 mL的酸乳發(fā)酵菌劑，在40℃下發(fā)酵8 h，然后降溫至5℃以下，放置24 h.賀新生等［61］以野生火棘果實為原料，釀酒酵母為菌種，采用三角瓶酒精發(fā)酵法生產(chǎn)酒精，初步確定發(fā)酵初始糖濃度為15%，玉米粉添加量為3%，尿素添加量為0.1%，發(fā)酵初始pH 4.5，溫度30～35℃，搖床轉(zhuǎn)速180～200 r/min，發(fā)酵時間3-4 d，酒精產(chǎn)量可以達(dá)到9%以上.

4 結(jié)論與展望

火棘具有豐富的野生植物資源，不僅可用于園林綠化，其根、葉、果實均含有豐富的營養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)，尤其是火棘所含有的多糖類、黃酮類、多酚類和其他生物活性物質(zhì)，具有很好的抗氧化、抗衰老、抗疲勞、降血糖、降血脂、抑菌、解毒護(hù)肝、美白等作用［62-65］，具有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景.但由于有關(guān)研究均處于起步階段，在提取、應(yīng)用等方面還需要深入研究，如相關(guān)產(chǎn)物的提取、分離純化工藝仍需完善，黃酮、多酚等相關(guān)產(chǎn)物的吸收代謝機(jī)制、活性機(jī)制以及生理功能的活性基團(tuán)、穩(wěn)定性等方面還有待于進(jìn)一步研究，對相關(guān)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、組成等了解還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠深入.因此，將理論研究成果真正轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用產(chǎn)品還有一定距離.這就需要更多的科研工作者投入更大的精力，對其進(jìn)行更深層次的研究，使具有巨大應(yīng)用潛力的野生火棘資源發(fā)揮更大的社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益.

未來關(guān)于火棘研究開發(fā)利用的主要方向包括以下幾個方面：

（1）優(yōu)勢火棘資源的種植栽培.由于火棘種類比較少，且分布于局部地區(qū)，如山地、丘陵地帶，從資源開發(fā)及獲取的角度，有必要對優(yōu)勢火棘品種進(jìn)行人工栽培種植，方便開發(fā)利用.

（2）生物活性物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)提取工藝優(yōu)化.火棘營養(yǎng)成分及生物活性成分豐富，但相關(guān)提取工藝依然不夠成熟.

（3）生物活性成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性及藥理學(xué)應(yīng)用研究.目前對火棘化學(xué)成分、生物活性成分、穩(wěn)定性及藥理學(xué)作用僅有初步研究，且僅限于果實提取物，對葉、莖、根等部位化學(xué)成分的研究還鮮有開展，這對火棘資源綜合開發(fā)利用缺乏科學(xué)依據(jù)和相關(guān)信息，限制其開發(fā)利用.

（4）火棘保健產(chǎn)品的開發(fā).

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Research Progress of Effective Components and Resources Development of Pyracantha Fortuneana

TENG Jingtong1，CHENG Yunhuan2，XUE Jianping1，SHENG Wei1
（1.School of Life Science，Huaibei Normal University，235000，Huaibei，Anhui，China；2.School of Chemistry and Material Science，Huaibei Normal University，235000，Huaibei，Anhui，China）

Pyracantha fortuneana is a important plant for its edible and medical value，which has extensive application and development prospect.The research status of nutritional composition，bioactive component，health function and comprehensive development and utilization of Pyracantha fortuneana have bee reviewed，and the commercialization prospect is also analyzed for providing references in its full exploitation and utiliza?tion.

Pyracantha fortuneana；nutritional composition；bioactive component；health function；resources exploitation

TS 275

A

2095-0691（2017）03-0043-06

2017-03-03

淮北市科技計劃項目（20140315）

滕井通（1975- ），男，江蘇徐州人，講師，碩士，研究方向：藥用植物學(xué).通信作者：盛 瑋（1963- ），男，河南信陽人，教授，研究方向：植物生物技術(shù).