火棘功效成分及资源开发研究进展

滕井通，程云环，薛建平，盛 玮

①

（1.淮北师范大学 生命科学学院，安徽 淮北 235000；2.淮北师范大学 化学与材料科学学院，安徽 淮北 235000）

火棘功效成分及资源开发研究进展

滕井通1，程云环2，薛建平1，盛 玮1

①

（1.淮北师范大学 生命科学学院，安徽 淮北 235000；2.淮北师范大学 化学与材料科学学院，安徽 淮北 235000）

火棘是一种具有食用和药用价值的植物，具有广泛的开发和应用前景.系统综述火棘的营养成分、生物活性成分、保健功能及综合开发利用研究现状，对其产业化发展前景进行分析，为进一步充分开发利用火棘资源提供参考.

火棘；营养成分；生物活性成分；保健功能；资源开发

0 引言

火棘（Pyracantha fortuneana（maxim.）Li）为蔷薇科苹果亚科火棘属的常绿野生灌木，别名吉祥果、救兵粮、红子、小红果、红姑娘、火把果和赤阳子等.目前，世界上有火棘属植物10种，主要分布在亚洲东部至欧洲南部；我国发现7种，常见有4种，主要分布在我国东南和西南部海拔500～2800 m的山地、丘陵地阳坡灌丛草地及河沟路旁，野生资源储量极为丰富，且分布较为集中［1-2］.据《滇南本草》记载，火棘果实性味干酸，药用具有健脾消积，生津止渴，清热解毒，活血止血等功效，可用于治疗胸中痞块、食积、崩漏，产后瘀血等症状，还可消虫、明目［3］.本文就野生火棘果实营养成分及天然活性成分提取、分离、纯化、抗氧化性，以及加工应用现状等进行系统综述，并对存在的问题及未来的研究方向进行探讨，以期为充分开发利用火棘资源提供依据.

1 营养成分研究

火棘在我国具有非常悠久的食用历史，早在三国时期就有相关食用记录，但我国科研工作者对于火棘具体营养成分的研究始于上世纪的80年代［4］.对火棘果实研究显示，其营养成分主要有可溶性糖、氨基酸、不同种类维生素、微量元素，以及蛋白质、果胶、膳食纤维、不饱和脂肪酸等［5］.

蔡金腾等［6］对火棘果实营养进行系统分析和测定，表明火棘果实营养成分种类齐全，含量丰富.火棘果含有5种脂肪酸、8种维生素、18种氨基酸（包括8种人体必需氨基酸）、18种无机盐和微量元素，具有保健疗效作用的Fe、Zn、Mn、Cu等微量元素含量较高.侯建军等［7］对生长于恩施地区的火棘果主要营养成分进行研究，发现火棘果中营养成分齐全且含量较高，含有较多糖类、脂类、蛋白质、8种人体必需氨基酸、2种必需脂肪酸，以及微量元素、维生素和活性较高的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）等.黄祖良等［8］对桂西全缘火棘果实的营养成分进行分析，发现桂西全缘火棘营养成分齐全，含量丰富，维生素种类有5种，Vc、Ve等维生素含量高；氨基酸有17种，包括人体必需氨基酸8种，总氨基酸含量为7.47%，人体必需氨基酸含量达2.4%；含5种脂肪酸、芦丁、多种无机盐和微量元素，其中具有保健疗效的Fe、Zn、Mn、Cu、Cr等微量元素含量较高.刘世彪等［9］测定湖南省湘西州吉首市、永顺县和凤凰县3个群居火棘果实的部分营养成分含量，结果显示，吉首产火棘可溶性糖和蛋白质含量最高，分别为5.47%和7.13%，凤凰县火棘粗纤维含量最高，为5.86%，永顺县火棘Vc含量最高，为43.49 mg/100 g.王磊等［10］对贵州省不同群居火棘果实可溶性总糖含量进行研究，结果表明火棘果实可溶性总糖含量平均为12.04%.

2 其它化学成分的研究

目前，对火棘的化学成分研究仍然不充分，且主要集中于火棘果实成分的研究.现有研究显示，从火棘果实中提取分离得到的化学成分有31种，主要有苷类、黄酮类、醇类、酸类、萜烯类、烷烃类、醛类等成分［5，11］.

2.1 火棘多糖

多糖是存在于自然界的醛糖和（或）酮糖通过糖苷键连接在一起的聚合物，它是生物体内除蛋白质和核酸以外的又一类重要的信息分子［12-14］.许多植物多糖对各种活性氧具有很好的清除作用，能够减少脂质过氧化产物丙二醛的生成量，提高抗氧化酶活性，表现出多种途径的抗氧化作用［15-16］，而抗氧化作用是一些多糖抗衰老、抑制肿瘤、降低血脂、血糖的作用机制之一［17］.

杨锋等［18］用水提醇沉冷冻干燥的方法得火棘粗多糖，通过柱层析法对粗多糖进行分离纯化得火棘多糖PP-A和PP-B，并研究其对二苯代苦味酰基自由基（DPPH·）的清除作用，结果显示火棘多糖有很好的清除能力，清除率随多糖浓度的增加而增加，半数清除浓度（EC50）为1.87 mg/L.丁爱玲等［19］探讨火棘多糖对小鼠肝、肾、脑和心等各组织体内的抗氧化作用，得到火棘多糖可显著降低血清丙氨酸氨基转移酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）和各组织丙二醛（MDA）的含量，能抑制脂质过氧化物的生成.袁成福等［20］研究火棘多糖对CCl4所致大鼠肝损伤的保护作用表明，火棘多糖明显提高肝组织抗氧化能力，丙二醛含量明显降低，对大鼠肝损伤有保护作用.赵杰等［21］研究证明火棘多糖可有效清除超氧阴离子自由基（O2-·）和羟基自由基（·OH），可抑制Fe2+-H2O2诱导的健康小鼠肝匀浆脂质过氧化.王晓静等［22］研究显示，火棘果多糖对油脂具有明显抗氧化保护作用，对菜子油、橄榄油、牛油等动植物油类抗氧化保护率可达56%以上，呈现剂量效应关系.

2.2 火棘黄酮类物质

黄酮类化合物是一类存在于自然界的具有2-苯基色原酮结构的化合物，大量研究表明黄酮类化合物具有抗病毒、抗肿瘤、抗氧化、延缓衰老和保肝护胃等多种生物活性［23-25］，在医药、食品等领域被广泛应用［26］.

甘秀梅等［27］以乙醇为提取剂，得出火棘果中黄酮类化合物的最佳提取工艺为：乙醇浓度80%，固液比1∶20，提取温度70℃，提取时间4 h，黄酮类化合物的提取率为1.316%.王晓静等［28］采用超声波辅助技术提取火棘果中的黄酮类物质，并配制成质量浓度均为0.25 g/L黄酮提取物、VC、黄酮提取物+VC等比复配液，对植物油脂氧化的保护率分别为93.20%、75.55%、93.62%，对动物油脂的保护率分别为70.20%、60.14%、75.28%.李伟等［29］采用响应面分析法对火棘果黄酮提取工艺进行优化，确定最佳提取工艺条件为：提取剂50%丙酮，料液比1：60，提取温度70℃，提取时间1 h，提取2次，总黄酮的得率为65.45 mg/g；其在不同的抗氧化体系中的抗氧化效果不同，对2，2－二氮－双（3－乙基苯并噻唑－6－磺酸）（ABTS）和二苯代苦味酰基自由基（DPPH·）的清除效果远强于没食子酸丙酯（PG），但对羟基自由基（·OH）的清除效果弱于没食子酸丙酯（PG）.

2.3 火棘多酚类物质

多酚是一类广泛存在于植物体内的多羟基酚类化合物的总称，具有抗肿瘤、抗氧化、抗衰老、防晒美白、护肝益肾、抗动脉硬化、防治冠心病与中风等心脑血管疾病，以及抑菌、消炎、抗病毒等多种生理功能［30-34］.

吴伟等［35］以乙醇为溶剂提取火棘果多酚类化合物，得到最佳提取条件为：乙醇体积分数70%，提取温度70℃，料液比1：20（g：mL），提取时间4 h，提取次数3次，提取率达2.84%.许盈芃等［36］采用响应面法优化火棘多酚的提取工艺，提取液乙醇的浓度为99.44%，提取温度83.47℃，提取时间2.68 h，得到不可萃取多酚量为167.328 mg/g，可萃取多酚的量为40.4 mg/g.程超等［37］在优化条件下制备得到PFP1、PFP2、PFP3等3种多酚类物质，并研究其体外抗氧化作用，结果表明，3种多酚物质均具有较强的自由基清除作用，对羟基自由基（·OH）50%清除率（EC50）分别为1.033 4 mg/mL、0.625 5 mg/mL、0.165 1 mg/mL；对超氧阴离子自由基（O2-·）50%清除率（EC50）为0.112 8 mg/mL、0.129 9 mg/mL、0.277 0 mg/mL.

3 火棘产品开发利用

火棘含有丰富的色素、果胶、糖、脂类、维生素、氨基酸和矿物质等营养成分，具有较高的开发利用价值，可以用来开发火棘系列产品.

3.1 火棘色素

火棘色素具有营养保健和药理作用，是一种优良的天然食品添加剂，可用于食品行业着色剂，也可用于化妆品、医药和日化等产品中.

蒋利华等［39］报道超声波辅助提取火棘果渣中色素的最佳条件为：料液比1：12，超声波功率400 W，超声波工作/间歇时间比5：5，提取温度45℃，提取总时间60 min，提取2次，黄色素的提取率为94.3%，产率1.9%，色价为23.6.李鹏宵等［40］采用pH 3.0的70%酸性乙醇提取火棘果红色素，通过C18Sep-Pak柱纯化，得纯化产物PPFE，对羟基自由基（·OH）半抑制质量浓度（IC50）为1.433 mg/mL，对超氧阴离子自由基（O2-·）半抑制质量浓度（IC50）为3.13 mg/mL，对二苯代苦味酰基自由基（DPPH·）半抑制质量浓度（IC50）为3.43 μg/mL.高向阳等［41］以郑州产火棘果为原料，用pH 4.0的70%酸性乙醇为提取剂提取火棘红色素，并对其稳定性进行研究，结果表明该色素在酸性条件下比较稳定，但在碱性条件下变为青绿色和棕色；并有沉淀出现；在60℃以下加热稳定性好，高于60℃加热时，颜色有所减褪；常温下耐光度较好.周夏禹等［42］以乙醇为提取剂，采用微波提取火棘果红色素，获得色素最佳条件为：微波功率500 W，料液比1：10，提取时间为40 s，提取3次，色素提取率为94.8%，产率为24.6%，色价为8.38.

3.2 火棘籽油

王倩等［43］利用经典索氏法提取火棘籽油，通过气相色谱分析证实火棘种子油主要具7种成分，其中脂肪酸6种，分别为软脂酸13.155%，硬脂酸0.821%，油酸11.970%.亚油酸72.719%，亚麻酸1.088%，芥酸0.166%.梁先长等［44］以石油醚为提取溶剂，对火棘籽油提取工艺条件进行优化，得出最佳提取工艺为：提取温度60℃，提取时间8 h，料液比1：6，火棘籽出油率为7.45%.柯杨等［45］利用超声波从火棘籽中提取火棘籽油，通过正交试验优化提取条件，得到最佳提取条件为超声波功率250 W，提取时间40 min，提取温度45℃，料液比1：8，火棘籽油提取收率为7.66%.

3.3 火棘果胶

果胶指原果胶、果胶酯酸和果胶酸的总称，是一种高分子聚合物，具有良好的乳化、增稠、稳定和胶凝作用，在食品、纺织、印染、烟草和冶金等领域具有广泛应用.

熊海蓉等［46］用提尽色素的火棘果渣为原料，运用微波法提取果胶，并检测其品质，得到果胶最佳提取条件为：提取剂pH 2.0，料液比1：9，微波功率300 W，提取时间2.5 min，提取2次，果胶的提取率为86.7%，产率为7.55%；果胶品质符合标准QB2484-2000，且有益元素含量丰富.王冬妮等［47］以野生火棘果渣为原料，采用酸水解法提取果胶，实验结果表明酸水解法提取果胶的最佳工艺条件为：料液比1：9，提取温度90℃，提取时间60 min，提取液pH 2.0，提取2次，果胶提取率为7.23%.陈熠等［48］以提尽色素的野生火棘果渣为原料，采用超声波法提取果胶，得最佳提取条件为：超声波功率300 W，超声波工作/间歇时间6：4，提取温度70℃，提取总时间40 min，提取剂pH 2.0，料液比1：10，提取次数2次，产率为8.56%，提取率为87.3%.与传统的酸水解法相比，超声波法具有用时少、提取温度低、产率高等优点，而且超声波辅助提取法提取的火棘果果胶颜色浅，不需要脱色.楚红英等［49］研究表明，火棘果中果胶含量丰富，超声波机械破碎可降低处理温度、减少提取时间，提高果胶产率.

3.4 火棘果酒

周文斌等［50］探讨以火棘为原料通过发酵法生产火棘果酒，得出最佳果酒生产工艺为：初始糖度为18%，初始pH 6.0，发酵温度为28℃，接种量为0.6%，发酵时间约3 d为最佳组合.赵晓明等［51］研究火棘果发酵生产火棘果保健酒的工艺，将火棘果打浆或榨汁后，加糖调节糖度为15%，接入安琪酵母活化液5～15%，于20～25℃发酵30～37 d，发酵结束后.分离出上层清酒，转入陈酿，可得到酒精度11%左右，总糖≤4 g/L，香气纯正，果香酒香协调，澄清透明的火棘保健酒.杨胜敖等［52］以新鲜火棘果压榨汁为原料，经成分调整，酵母接种量为25 mg/L，在25℃下发酵10 d，经陈酿、下胶、过滤等工序，制得酒精度为12%、总糖18 g/L，颜色淡红，有浓郁果香、酒香协调的火棘酒.杜琨［53］以金樱子、火棘为原料生产复合保健果酒，确定最佳发酵工艺为：原料金樱子与火棘用量比为2：1，SO2添加量为40 mg/L，发酵温度30℃，酵母菌用量为1.0%，所得果酒颜色橙红，口感醇厚，具有独特金樱子火棘果香.

3.5 火棘果醋

高磊［54］采用固定化醋酸菌酿造火棘果醋，确定酿造火棘果醋的最佳工艺条件为：发酵温度34℃，接种量10%，酒精度7%.采用固定化醋酸发酵具有较高的生产速率，比游离醋酸菌发酵所需时间明显缩短.周文斌等［55］以火棘果为原料，经过原料清洗、打浆除渣、成分调整、酒精发酵、巴氏灭菌、醋酸发酵、灌装杀菌等工序发酵生产火棘果醋，得出果醋生产时酒精发酵和醋酸发酵的工艺，酒精发酵最佳组合为：初始糖度18%，初始pH 6.0，温度28℃，接种量0.6%，发酵时间3 d；醋酸发酵较好组合为：初始酒精度7%，初始pH 7，温度32℃，接种量12%，获得的火棘果醋的醋酸含量达6.026 g/100mL.李新社等［56］以火棘汁为原料，探讨火棘果醋生产条件，得出酒精发酵的工艺条件为：酵母驯化种接种量10%，加糖量3%，发酵温度28℃，发酵时间5 d；醋酸发酵工艺条件为：醋酸菌接种量10%，初始酒精度6%，发酵温度33℃，发酵时间7 d.李慧芸等［57］研究采用固定化醋酸菌酿造火棘果醋的发酵工艺，得到酿造火棘果醋的最佳工艺为：发酵温度34℃，接种量10%，接种酒精度7%，较好的保留火棘果实原有的风味和营养成分，香气浓郁，口味柔和纯正.

3.6 其它火棘产品的开发

刘明华等［58］以火棘、鲜牛奶为主要原料，研究火棘乳酸菌饮料的制作，得到饮料最佳配方为：火棘提取液添加量20%，凝乳30%，白砂糖6%，羧甲基纤维素钠0.12%，海藻酸丙二醇酯0.04%，果胶0.04%，添加0.1%的柠檬酸和适量香精，接入5%的按保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌的菌种比例1：1发酵剂，发酵温度42℃，发酵时间4.5 h.杨胜敖等［59］以火棘和乳粉为原料，经杀菌后接种保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，发酵制备火棘乳酸饮料，确定火棘乳酸饮料的最佳配方为：火棘汁用量53%，奶粉用量16%，白砂糖用量10%；最佳发酵条件为：接种量6%，发酵温度43℃，发酵时间24 h.冷桂华等［60］以火棘、金樱子与乳粉为主要原料，经酸奶发酵剂发酵制作保健酸奶，优化出火棘金樱子酸奶最佳发酵工艺条件为：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复合稳定剂，接入3 mL/100 mL的酸乳发酵菌剂，在40℃下发酵8 h，然后降温至5℃以下，放置24 h.贺新生等［61］以野生火棘果实为原料，酿酒酵母为菌种，采用三角瓶酒精发酵法生产酒精，初步确定发酵初始糖浓度为15%，玉米粉添加量为3%，尿素添加量为0.1%，发酵初始pH 4.5，温度30～35℃，摇床转速180～200 r/min，发酵时间3-4 d，酒精产量可以达到9%以上.

4 结论与展望

火棘具有丰富的野生植物资源，不仅可用于园林绿化，其根、叶、果实均含有丰富的营养成分和生物活性物质，尤其是火棘所含有的多糖类、黄酮类、多酚类和其他生物活性物质，具有很好的抗氧化、抗衰老、抗疲劳、降血糖、降血脂、抑菌、解毒护肝、美白等作用［62-65］，具有广阔的开发和应用前景.但由于有关研究均处于起步阶段，在提取、应用等方面还需要深入研究，如相关产物的提取、分离纯化工艺仍需完善，黄酮、多酚等相关产物的吸收代谢机制、活性机制以及生理功能的活性基团、稳定性等方面还有待于进一步研究，对相关产物的结构、组成等了解还远远不够深入.因此，将理论研究成果真正转化为实际应用产品还有一定距离.这就需要更多的科研工作者投入更大的精力，对其进行更深层次的研究，使具有巨大应用潜力的野生火棘资源发挥更大的社会、经济和生态效益.

未来关于火棘研究开发利用的主要方向包括以下几个方面：

（1）优势火棘资源的种植栽培.由于火棘种类比较少，且分布于局部地区，如山地、丘陵地带，从资源开发及获取的角度，有必要对优势火棘品种进行人工栽培种植，方便开发利用.

（2）生物活性物质和营养物质提取工艺优化.火棘营养成分及生物活性成分丰富，但相关提取工艺依然不够成熟.

（3）生物活性成分的化学结构、稳定性及药理学应用研究.目前对火棘化学成分、生物活性成分、稳定性及药理学作用仅有初步研究，且仅限于果实提取物，对叶、茎、根等部位化学成分的研究还鲜有开展，这对火棘资源综合开发利用缺乏科学依据和相关信息，限制其开发利用.

（4）火棘保健产品的开发.

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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

淮北市科技计划项目（20140315）

滕井通（1975- ），男，江苏徐州人，讲师，硕士，研究方向：药用植物学.通信作者：盛 玮（1963- ），男，河南信阳人，教授，研究方向：植物生物技术.