疏果活性成分、功能特性及其应用研究进展

郭崇婷，李 旋，毕金峰,*，吕 健，吴昕烨，吕 莹，徐 烨,3

（1.中国农业科学院农产品加工研究所，北京 100193；2.沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110866；3.河北科技师范学院食品科技学院，河北 秦皇岛 066004）

苹果、桃等水果坐果率高，过高的幼果坐果率会导致果实变小及变形[1]，为保证果实产量及品质，需要疏除一部分幼果来调节作物负荷[2-3]。疏果是人为地去除一部分过多的幼果，以获得优质果品和持续丰产，包括人工疏果和机械疏果两种疏果方式[4]。疏果量因水果品种、产量、土壤环境而有显著差异。苹果幼果疏除约为450～750 kg/hm2[5-6]，桃和油桃幼果疏除约为1 500 kg/hm2，其他水果疏果信息如表1所示。目前，疏果在实际生产中的有效利用极小，只有少部分用来制作食品、饲料等，剩余全部被遗弃在田间，造成资源浪费，而且被遗弃的疏果可能成为病原菌的寄主，加速果树病虫害的传播[7]。然而疏果是一种可资源化利用且附加值较高的植物资源，其含有的活性物质如黄酮、酚酸类化合物、多糖等（表2），具有抗氧化、抗菌、抗过敏和抗癌等功能[8-9]。目前国内外专门针对疏果的研究较少。由于疏果产量较高，随着学者对水果副产物的活性成分及保健功能研究的增多，疏果将成为研究的新视角与新趋势。此外，疏果中酚类、多糖、氨基酸、生物碱等活性成分与其功能性评价密切相关，然而尚缺少对此方面的系统梳理。因此，本文将对疏果中主要活性成分及其功能特性和应用研究进行综述，旨在为疏果资源的有效再利用提供理论参考。

表1 疏果资源现状Table 1 Summary of existing information on thinned fruit resources

1 疏果的活性成分

1.1 多酚类化合物

多酚是一类具有芳烃环及其羟基取代基结构的天然化合物，是植物中含量最高、分布最广的次级代谢产物之一[16]。疏果中多酚类物质含量显著高于其成熟果实。研究显示，苹果和桃疏果中多酚含量可达其成熟果实的10 倍左右[17-18]。石榴疏果中鞣花酸衍生物的总含量（3 521～18 236 mg/100 g干质量）显著高于成熟石榴（608～2 905 mg/100 g干质量），最高约19 倍[14]。庞亚茹[19]检测出苹果疏果的总酚含量为252.4 mg/g。此外，Redondo等[20]研究发现油桃、蟠桃、李子、樱桃、杏等核果的疏果中，油桃疏果中的总酚含量最高，为67.43 mg没食子酸当量/g干质量。

苹果、桃等果实中多酚类物质的化学组成因果实的成熟度不同而有显著区别[21]。成熟果实中多酚类化合物主要有原花青素、绿原酸和儿茶素等，而疏果中多酚则以新绿原酸、黄酮醇类化合物和二羟基查耳酮等为主。Sun Lijun等[22]测定发现，苹果疏果中含有9 种主要酚类物质，分别为绿原酸、咖啡酸、丹宁酸、槲皮素、槲皮素-3-半乳糖苷、槲皮素-3-鼠李糖苷、芦丁、根皮苷和表儿茶素。Redondo等[20]对油桃、蟠桃、李子、樱桃、杏等核果疏果进行测定发现，其中的多酚类物质主要包括新绿原酸、绿原酸、异绿原酸、原花青素、槲皮素-3-芸香苷和山柰酚-3-芸香苷等。此外，Nuncio-Jáuregui等[14]对西班牙9 个品种石榴疏果和熟果中的鞣花酸主要衍生物进行研究，在石榴疏果和熟果中分别鉴定出24 种和18 种鞣花酸衍生物，石榴疏果中的鞣花酸主要为安石榴苷、安石榴苷同分异构体和石榴素B，而熟果中主要为鞣花单宁。

疏果中多酚类物质资源丰富，然而利用率较低，可能是由于多酚类物质不稳定，部分以结合态或聚合态存在，并且受到提取纯化技术和设备的限制，导致提取纯化成本高、难度大。目前，疏果中多酚类物质的提取方法主要为溶剂-超声辅助提取法，提取条件一般为：溶剂为甲醇、乙醇和丙酮等；溶剂体积分数为60%～80%；超声温度25～40 ℃；超声时间30～60 min；超声频率20～40 kHz；超声功率120～150 W[23-24]。有学者采用X-5树脂对苹果疏果中的多酚类物质进行有效纯化，一次处理后，提取物中酚类物质质量分数由35.17%提高到74.64%，增加约2.12 倍，回收率为89.35%[23]，但是纯化后的多酚中易残留有机溶剂，且成本较高。因此，深入挖掘与探究疏果中多酚类物质的提取纯化方法是加快其产业化和商业化的必要手段。

1.2 多糖

多糖又称多聚糖，是由多个单糖或其衍生物聚合而成的大分子聚合物。多糖是重要的生物活性物质，具有抗氧化、免疫调节、抗衰老、抗病毒、降血糖血脂、美容和乳化等多种作用[25]。疏果中存在的多糖可分为纤维素、果胶、半纤维素和细胞内贮存多糖。有研究表明，苹果熟果中的多糖质量分数（14.53%）高于苹果疏果（10.40%）[26]。Chen Lei等[27]采用苯酚-硫酸法检测出苹果疏果中的多糖质量分数为10.8%（干质量）。Dou Jiao等[28]从苹果疏果中提取的粗多糖质量分数超过10%（干质量）。

疏果和熟果中的多糖类物质含量及单糖比例存在较大差异，这种差异必然导致其多糖组成、结构和构象的变化，进而表现出不同的生物活性[26]。苹果梨疏果中的果胶为慢凝型果胶，其含量和分子质量均低于苹果梨成熟果实[29]，这是由于果实在成熟过程中果胶多糖会在酶的作用下增加其溶解度[30]。苹果疏果和熟果中单糖组成也存在较大差异，窦姣等[26]通过高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）-紫外检测器对苹果疏果和熟果中多糖水解后产生的甘露糖、核糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和岩藻糖10 种糖进行定性定量分析，结果发现，苹果疏果中的多糖主要由阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖3 种单糖构成，其中阿拉伯糖含量最高，占苹果疏果多糖总含量的46.72%；而阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖和木糖是构成苹果熟果多糖的主要成分，分别占苹果熟果多糖总量的38.73%、24.07%、11.51%和10.05%。Chen Lei[27]、Dou Jiao[28]等对苹果疏果多糖酸解后产生的单糖进行定性定量分析，结果均表明苹果疏果多糖主要由阿拉伯糖和半乳糖组成，二者占多糖总含量的85.98%。因此，苹果疏果可作为制备阿拉伯糖和半乳糖的重要原料，应用于保健食品、化妆品和药品等方面。

由于对疏果资源认识和了解有限，并且当前所采用的多糖提取方法和纯化技术成本较高，无法实现产业化应用，目前，疏果中多糖的分析研究和产业应用还较少，主要集中在苹果疏果中多糖的研究。多糖最常用的提取方法是水提醇沉法，此方法操作过程简单，得到的多糖中杂质含量相对较少，但耗时长、效率低，因此出现了超声辅助、微波辅助和复合酶等新型提取方法。多糖纯化分级方法主要有乙醇分级沉淀法、超滤法、电泳法和柱层析法等，其中柱层析法有离子交换层析和凝胶过滤层析；纯度鉴定方法主要有凝胶渗透色谱、HPLC和薄层层析法等，成本较高[31]。因此，只有提高疏果多糖提取纯化技术，降低提取成本，才能提高疏果副产物的利用率和研究价值。

1.3 氨基酸

氨基酸在果实生长发育阶段的能量代谢、神经传递和脂质转运中发挥重要作用[32]。疏果中氨基酸以游离形式存在或以结合态存在于蛋白质和非蛋白化合物中[33]。水果中氨基酸的组成和含量与其成熟度密切相关，且不同品种水果氨基酸含量在成熟过程中的变化趋势也不同。桃和油桃疏果中氨基酸总量显著高于其成熟果实。草莓疏果中氨基酸总含量达48.39 μg/g，成熟期时仅有8.62 μg/g[34]。骏枣中游离氨基酸总含量在成熟过程中呈先降低后升高的趋势，疏果中游离氨基酸总含量为2 908.4 mg/100 g[35]。脐橙疏果果汁中氨基酸总浓度约为1.8 mmol/100 mL、果皮中氨基酸总含量约为10.0 mmol/100 g（干质量），低于其成熟果实[36]。

疏果中含有丰富的人体必需氨基酸和非必需氨基酸。有研究显示，在果实生长发育早期，桃和油桃的氨基酸积累以天冬氨酸为主[37]。Kim等[38]等研究证实了桃和油桃疏果中的主要氨基酸为天冬氨酸，其次是苏氨酸、丝氨酸和丙氨酸，分别占氨基酸总量的49.11%、2.92%、9.04%和2.91%。在葡萄生长早期阶段和成熟阶段分别检测出7 种和14 种氨基酸，其中精氨酸、丙氨酸、甘氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、异亮氨酸和缬氨酸只存在于疏果中，而脯氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸和胱氨酸在果实发育早期均不存在[39]。天冬酰胺、谷氨酰胺和丙氨酸是草莓中含量最高的3 种游离氨基酸，在开花后41～46 d期间，丙氨酸含量从16.7 mg/100 g下降到1.6 mg/100 g。

氨基酸的应用范围非常广泛，可作为膳食补充剂和表面活性剂，或是应用于植物营养液及果蔬天然肥料中，能够降低毒性、改善植物生长环境、提升果品质量。然而，疏果氨基酸资源目前还没有被开发利用，不同疏果中氨基酸组成含量的分析及数据库的构建将为疏果氨基酸资源的合理应用提供理论基础和方向。

1.4 有机酸

水果的感官品质取决于颜色、质地和风味特性，有机酸是水果呈现滋味的重要组分。苹果酸和柠檬酸是大多数水果的主要有机酸，有机酸组成一般在水果发育的早期阶段就已确定，其含量随着成熟度的增加不断变化[40]。通常疏果中有机酸总含量显著高于其成熟果实[41]。

Kim等[38]分别对桃和杏等果实成熟期间的有机酸含量进行对比分析，结果表明未成熟的果实中草酸、奎尼酸、苹果酸和莽草酸含量显著高于成熟果实。沈志军等[42]研究发现，桃疏果中有机酸含量高于熟果，但柠檬酸含量要低于其成熟果实。苹果中含量最高的有机酸为苹果酸，且其疏果中苹果酸含量显著高于熟果[43]。有机酸能够促进食欲和降低肠道pH值，具有促进食物消化的作用，因此，富含有机酸的疏果是开发健胃保健食品的良好资源。

1.5 其他活性成分

除此之外，疏果中活性成分还包括矿物质、生物碱和萜类等。草莓、桑葚和樱桃等疏果中含有大量的钠、铁、钙、镁、钾、磷、锰、铝和铜等，除钾以外，疏果中其他矿物质含量均高于成熟果实[44]。疏果是生物碱、单宁和萜类活性成分的良好来源，具有非常好的研究前景和利用价值，然而其含量组成和结构功能方面的研究还鲜有报道，需要进一步全面系统的研究。

部分疏果中的活性成分如表2所示。

表2 疏果中的活性成分Table 2 Bioactive components in thinned fruits

2 疏果的生物活性功能

疏果中活性成分如多酚、多糖等被认为是自由基清除剂，可作为新型抗氧化剂[47]，有效预防和治疗与氧化有关的慢性疾病[48-49]。疏果处于果实生长发育早期，疏果中的活性成分具有良好的生长因子特性、抗氧化活性、免疫调节性和抗炎及抗病毒性等[20,29]。

2.1 抗氧化活性

疏果提取物具有很强抗氧化能力，主要原因在于其能够与分子氧、过氧化物、超氧阴离子、单线态氧等氧化物反应，表现出较强的还原能力。关于果蔬生物活性物质抗氧化活性的研究已较为全面深入，已有大量文献报道了针对不同活性成分的不同提取、分离和纯化的方法，并通过氢原子转移（氧原子吸收能力、总过氧自由基捕获能力和总氧自由基清除能力）、电子转移（Folin-酚实验、铁离子还原能力）、氢原子转移与电子转移混合模式（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除能力和2,2’-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)（2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)，ABTS）阳离子自由基清除能力）及脂质过氧化（β-胡萝卜素漂白实验）等多种体外抗氧化评价方法，进一步对其抗氧化活性进行评估[50-51]。疏果中绿原酸、新绿原酸、儿茶素、根皮苷等占比较大的酚类物质，是天然抗氧化剂的主要组分[52]。其中，绿原酸具有较强的抗氧化能力，其化学结构中的活性羟基赋予了绿原酸抗氧化、自由基消除和保护氧化损伤的能力[53]。Redondo等[20]在研究油桃、蟠桃、李子、樱桃和杏等核果疏果的抗氧化活性中发现，这些核果疏果中含有丰富的多酚类物质，并且由于其较低的平均聚合度而具有较高的抗氧化活性。Wu Chunsen等[54]研究表明，未成熟梨枣中含有丰富的抗坏血酸、原花青素等酚类物质，能有效清除DPPH自由基、ABTS阳离子自由基，有较强的脂质抗氧化性和金属螯合能力。苹果疏果多糖具有较强的DPPH自由基、羟自由基和超氧阴离子自由基的清除能力，抗氧化能力较强[28]。因此，疏果的抗氧化性显著高于其成熟果实，然而疏果活性组分在临床中的具体应用及其作用机制和调控通路还有待深入研究。

2.2 生理功能活性

疏果中所含多酚、多糖等活性成分的生理功能也有初步研究。苹果、桃等疏果中含有大量的绿原酸，大鼠体内实验结果表明，绿原酸可抑制8-羟基脱氧鸟苷（8-hydroxy-2’-deoxyguanosine，8-OH-dG）的形成，证明绿原酸可在活性氧破坏DNA时，通过抑制8-OH-dG形成来发挥阻断氧化过程的作用[55]。苹果疏果中提取的水溶性多糖（400、800 mg/（kg·d））可显著改善高脂小鼠体内肝脏代谢紊乱，减轻体质量，以及由于高脂饮食导致的肝脏氧化应激，苹果疏果多糖可能通过激活肝脏线粒体呼吸功能，降低过度肥胖导致的肝脏代谢紊乱[27]。王涛[56]在研究杨梅疏果核仁粗提物的止咳怯痰功能中发现，不同剂量杨梅疏果核仁粗提物能够不同程度地延长氨水引咳小鼠的咳嗽潜伏期，减少2 min内的咳嗽次数，而苦杏仁苷标准品对小鼠咳嗽潜伏期的延长效果并不显著，这可能是由于粗提物中含有微量的熊果酸和三萜酸类等物质，与苦杏仁苷产生协同作用，延长了小鼠的咳嗽潜伏期。Sun Lijun等[22]研究阐述了多酚类化合物和α-淀粉酶的相互作用，抑制动力学分析和荧光猝灭结果表明，苹果疏果中含有的多酚类物质可延迟α-淀粉酶对淀粉的消化作用，其中单宁酸、绿原酸和咖啡酸对α-淀粉酶具有较高的抑制活性。总地来说，疏果中的活性成分可通过清除自由基、调控致病过程中关键酶、抑制炎症细胞或癌细胞增殖以及提高机体免疫球蛋白水平等，达到抗癌、抗炎和免疫调节的作用，然而临床中的具体作用机制和调控通路还鲜有明确的研究结果。

此外，疏果在我国传统医学（中医）中的应用也有诸多描述。《本草纲目》中记载橘子未成熟果实的外皮或幼果，性温、味苦、辛，具有疏肝破气、散结消痰的功效，常用于肝郁气滞所致的胸胁胀满、胃脘胀闷、疝气、食积、乳房作胀或结块等症[57]。另外，芸香科酸橙幼果晒干后制成枳实，是破气消积、化痰散痞的良药；石榴未成熟鲜果的籽粒嚼服可治久咳；中草药覆盆子为树莓未成熟的青果加工而成，具有滋补肝肾、明目的功效[58]。因此，疏果具有潜在广泛的防病保健功效，应充分挖掘疏果资源，明确其在中医中的药用物质基础和药理机制，开拓医药学新领域，拓宽食品资源范围，使疏果资源得到有效开发利用。

2.3 对微生物活性的影响

疏果中含有丰富的萜类、黄酮类、生物碱类和酚类物质，这些生物活性成分能够有效地调节微生物活性。Sun Lijun等[59]研究发现将苹果疏果多酚添加到壳聚糖膜中，对细菌和霉菌都有显著的抗菌作用，但对酵母菌几乎没有影响。苹果、梨、桃子的疏果提取物还可应用于平菇菌丝培养中，在添加疏果水提取液的培养基中，平菇菌丝产量可增加至3 倍[60]。疏果中既有可以抑制微生物活性的酚类物质，还有可提供微生物生存传代所需代谢能量的多糖等营养元素。然而疏果生物活性物质抑菌作用或促进有益微生物生长的具体作用机理还未阐明，需要进一步研究。

3 疏果活性成分的制备及应用

3.1 食品保藏

疏果中含有丰富的活性成分，基于其较高的抗氧化活性和抑菌作用，在食品加工、包装和保藏方面具有非常广阔的应用空间。有研究表明，油桃疏果微波处理后的美拉德反应产物，可抑制鲜切桃和油桃制品在贮藏过程中的酶促褐变，延长商品货架期[61]。添加苹果疏果多酚的草鱼鱼糜在冷藏过程中具有较强的抗氧化性和贮藏稳定性，经疏果多酚处理后，鱼糜硫代巴比妥酸反应物值、总挥发性盐基氮含量增加，可溶性肌原纤维蛋白降解延缓，保质期显著延长[62]。同时，疏果多酚可提高鱼糜中蛋白质的乳化活性、乳化稳定性和表面疏水性等功能特性，还可以改善鱼糜的凝胶强度和质构特性。

壳聚糖薄膜抗菌性良好，对食品有保鲜功能，然而由于成本过高，许多研究都在尝试添加其他生物活性物质与壳聚糖混合制备复合薄膜，既降低了成本，又改善了单纯壳聚糖膜的性质[63]。在壳聚糖膜中加入苹果疏果多酚，显著提高了薄膜的厚度、密度、溶胀度、溶解性和不透明度，降低了水分含量和透气性，增强了壳聚糖膜的阻水能力，核磁共振和红外光谱分析结果表明，加入苹果疏果多酚的壳聚糖膜有较好的热稳定性；因此，添加苹果疏果多酚可改善壳聚糖膜色泽，增强薄膜生物活性和阻水性能，将其作为食品包装材料可延长食品的保质期[59]。此外，疏果中的果胶、纤维素等可食用碳水化合物聚合物也可以作为生物可降解包装材料，用于延长食品的货架期[64]，然而有关疏果在这些方面的研究还十分有限，需要进一步的探究。

3.2 食品添加剂

近年来，植物活性成分已作为天然添加剂应用于新鲜肉类、果蔬类、酒类和糖类等食品工业中[65-67]。疏果中花青素可作为天然色素添加到食品中，发挥食物增色、辅色的作用[68]；糖、有机酸和氨基酸等按照不同需求和配方制作的增味剂可赋予食品新的风味，起到增甜、增酸、增鲜等作用[69]；此外，果胶可作为食品增稠剂或稳定剂使用；疏果中丰富的矿物质还可以作为膳食补充剂和保健食品的来源。然而，目前在提取技术方面依然存在诸多难题，特别是提取过程中提取试剂易残留的问题，因此在活性成分绿色提取及高效利用的系统研究方面，需要考虑简化工艺流程、提高安全性和降低成本，从而提高疏果及其副产物的价值和经济效益。

3.3 其他应用

疏果中活性成分如多酚、氨基酸等物质在医药、化妆品和环境保护领域具有广阔的应用空间[14]。疏果具有的药学活性主要体现在抗氧化性、抗炎、抗癌、免疫调节和调节肠道菌群等方面，可用于保健食品和药品的研制与开发。在化妆品领域，疏果提取物的抗氧化性和抗炎能力，可有效保护因环境对皮肤和黏膜的刺激而引起的伤害。目前葡萄多酚已应用到功能性化妆品中，主要与其消除自由基、吸收紫外光、抗辐射及抑制氧化相关酶活力的能力有关[70]。葡萄疏果多酚可替代葡萄多酚应用到化妆品中，即可降低成本，又能起到很好的美白、抗氧化和抗衰老作用。谷氨酸、精氨酸、苯丙氨酸和脯氨酸等氨基酸已广泛应用到医药和化妆品行业[71]，与成熟水果相比，疏果中含有丰富的必需氨基酸，可以加工成为氨基酸补充剂，或加入到化妆品中以发挥保湿、柔肤、抗皱、增白等效用。此外，在环境保护方面，疏果中较高含量的酚类物质可与金属发生强配位作用，通过与水体和土壤环境中的铜、铝、镉、镍等多种金属元素螯合形成沉淀，从而降低重金属对水体和土壤环境的污染[67,72]。

疏果具有产量大、成本低、潜在附加值高的特点，有效开发疏果资源，包括采集（地膜收集等）、分级预处理、增值加工和多元加工，开发其食品、药品、化妆品、环境保护等方面的多维度应用，不仅可以提高果农经济收益，还可以增加加工企业利润率，具有广泛的产业化前景和可行性。

4 结 语

综上所述，疏果中丰富的活性物质赋予其一系列的活性功能，如抗氧化性、免疫调节和微生物活性调节等，且营养功能潜力巨大，在食品保藏、添加剂、医药、化妆品和环境保护等领域具有广阔的应用空间和发展前景。然而，疏果在资源开发和应用方面依然存在诸多瓶颈。首先，疏果品质和产量取决于果树坐果和生长状态，存在较大不稳定性；大批量疏果来自落果的收集，存在较为严重的烂、虫、霉、腐等品质劣变问题；同时，疏果品类多样，采收时间不定，其理化特性和营养组成存在较大差异，使规模化处理受到限制；此外，疏果资源在诸多方面未被充分研究，包括活性物质的特征组合、不同阶段疏果中的促生长因子，以及抗虫、抗菌、抗病毒化合物所构成的保护性因子等还不明确，因此针对性加工应用受到限制。未来的研究方向及重点主要包括：疏果的有效采集及果实分级化处理技术开发；不同疏果资源物质组成数据库的构建，以及与疏果加工功能性和生理功能性相关的筛查研究；疏果特征性活性因子的提取、分离、纯化、鉴定、制备及其与目标功能特性的构效及量效关系；推进疏果多元化产品的研发和加工，如果脯、果脆、疏果酵素等。这些将为疏果资源的发掘和高效利用、充分发挥其经济价值和社会效益提供科学理论基础。