海棠果的功效成分及生物学功效评价研究进展

段永芳，林冬梅，宋惠月

（河北工程大学生命科学与食品工程学院，河北邯郸 056200）

海棠是世界上第六大被子植物属，分布在世界各地的热带和亚热带地区[1]｡海棠果又叫做海红果、沙果。其果实较小，类似圆形，口感酸甜干脆，果肉呈现淡红色，营养丰富，尤其是钙含量高，被誉为“果中钙王”｡其栽植历史悠久，清乾隆年间《府谷县志》记载：“海红果，赤色芳香异常，果丹皮，用海红、海红果煮熟即成经久不坏”[2]｡海棠果具有抗氧化、抗癌、抗衰老和抑菌等特性。因其具有的保健功效及酸甜的口感，海棠果及其提取物经常被用来加工制作饮品、果酱、果冻等。海棠果属苹果属，其树高5～12 m，树冠呈圆形，冠径一般可达6～7 m，像一把大大的绿伞｡其叶长5～10 cm，心形，尖状，基部不均匀，边缘有齿，花多为粉红色或紫红色，具有耐旱、喜光、抗寒、耐碱、对环境要求不严格、生长快和树龄长的特点｡海棠果属于苹果属植物，中国是苹果属植物起源中心之一。海棠果抗逆性及适应性强，同时与主栽品种有很强的亲和性，在我国海棠果种质资源极为丰富，目前主要用于观赏和加工[3]｡本文综述了不同品种海棠果及其不同部位所含多酚类、黄酮类、多糖类和根皮苷等生物活性物质的生物学功能以及加工饮品的研究进展，为海棠果保健产品开发提供一定的参考。

1 海棠果的功效成分及其提取方法

1.1 多酚类化合物

多酚是植物源性食物的常见成分，也是日常饮食中的主要抗氧化剂｡多酚的主要饮食来源是水果和饮料｡苹果、葡萄、梨、樱桃和各种浆果等水果每100 g鲜质量含有200～300 mg多酚[4]｡海棠果不同部位的多酚含量有一定差异｡通过对冬红海棠果的果皮、果肉和种子的酚类物质的含量及种类进行测定，发现果皮总酚含量最高[（4.03±0.20）mg GAE/g鲜重 ]，其次是种子 [（3.10±0.21）mg GAE/g 鲜重 ]，其中，表儿茶素是果皮中游离酚的主要成分[5]｡不同品种的海棠果多酚含量也有所不同｡李楠等[6]对14种不同品种的海棠果实进行测定，检测到儿茶素、绿原酸、表儿茶素、对香豆酸、芦丁、根皮苷和槲皮素等13种酚类化合物，其多酚含量为62.96～287.86 mg GAE/100 g鲜质量。

提取多酚的方法有多种，其中最为常见的方法为有机溶剂提取法、超声波辅助提取法、超临界流体萃取法和微波提取法等。张福娟等[7]以海棠果榨汁后的果渣为原料，通过不同的溶剂进行提取，以体积分数70%的丙酮作为提取溶剂时，所得多酚类物质的提取率最高，为10.22%±1.49%。一些研究表明，酚类物质，如黄酮类、酚酸和单宁是比维生素C和维生素E更有效的抗氧化剂｡这些酚类化合物还具有多种生物学功能，包括抗氧化、抗糖尿病、抗癌、抗菌、抗过敏、抗突变和抗炎活性，在开发天然保健品或功能性食品成分方面具有应用潜力｡

1.2 黄酮类化合物

黄酮类化合物又称黄碱素，广泛存在于自然界。海棠果实中含有黄酮类化合物｡黄酮类化合物常见的提取方法有有机溶剂浸提法、酶解法、碱液提取法和超声波提取法，其中不同的有机溶剂对提取率有一定的影响。罗永会等[8]优化了海棠果中黄酮的提取方法，通过对提取溶剂浓度、料液比、温度及提取时间等单因素进行实验，以1∶60的料液比，用50%乙醇在80 ℃浸提3.0 h，发现海棠果中总黄酮含量达10.04%，具有较高的研究价值｡该方法简便、稳定、重现性好，为海棠果的开发利用奠定了一定基础｡黄酮类化合物是一种强效的水溶性抗氧化剂和自由基清除剂，可以防止氧化细胞损伤，具有很强的抗癌活性｡李清宇[9]采用溶剂回流法提取海棠果中的黄酮，在乙醇浓度为80%、浸提时间3 h、料液比1∶30以及浸提温度40 ℃时得到黄酮的最佳提取率为5.27%。并且发现海棠果黄酮粗品中含有芦丁类物质｡在日常饮食中食用含有类黄酮的食物可以降低患各种癌的风险，并能预防更年期症状。

1.3 多糖类物质

多糖是一类结构复杂的糖类物质，广泛存在于动植物界中，具有提高免疫力、抗癌、降血糖等生物功能。半乳糖、葡萄糖和甘露糖是海棠果果酒多糖 MWP-21的主要组成单糖[10]｡贾琳斐等[11]通过试验发现在提取温度为86 ℃，提取时间4 h，料液比为1∶28时，得到海棠果多糖的提取率为8.33%，并且在体外抗氧化试验中发现，提取出的海棠果多糖具有一定的清除自由基能力和较强的还原能力，还具有增强免疫力等生物功效。

1.4 矿物质类

海棠果实中含有较高的粗纤维，以及K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu和Zn等多种矿物质[12]。穆茜等[13]对扬州地区5种不同品种海棠果进行测定，发现其均含有维生素C，其中“冬红”海棠果的含量最高，达到241.45 mg/g，含量最低的为“红哨兵”海棠果，为130.01 mg/g。

1.5 根皮苷

根皮苷是由根皮素及其配糖体结合成的苷，属于黄酮类中的二氢査耳酮类物质，主要存在于苹果属植物的皮和叶中，具有降血糖、抗癌等生物功效。俞月丽[14]采用不同浓度乙醇洗脱得到海棠果根皮苷精制物和粗提物，并分别进行测定，发现采用70%乙醇洗脱得到的海棠果中根皮苷含量达到37.89 μg/mL，且根皮苷的含量越高，其清除自由基和总还原能力越高，抗氧化性越强。根皮苷是海棠果酚类物质的主要成分之一，不同品种海棠果根皮苷的含量也不相同。王猛[12]测定了16个苹果属海棠品种，对海棠果果实中的根皮苷进行测定，发现雪球海棠果根皮苷含量最高，为175.74 mg/g DW。

2 海棠果的生物学功效

2.1 抗氧化

近年来，天然抗氧化剂，特别是水果和蔬菜中的抗氧化剂已经获得了越来越多的关注｡抗氧化剂是一种保护细胞免受活性氧(如单线态氧、超氧化物、过氧自由基、羟基自由基和过氧亚硝酸盐)损害的化合物，天然食物通常含有能清除自由基的抗氧化剂[15]｡陈芳甜[16]对7种观赏海棠的果实进行测定，发现其中“王族”海棠果乙醇提取物中有13种化合物，且具有一定抗氧化活性。有研究表明，食品中酚类化合物及黄酮类物质的含量与其抗氧化活性有一定的关系[17]。王文良[18]发现海棠果多酚清除DPPH自由基的IC50值为3.10 μg/mL，并且随着海棠果多酚浓度的增大，其对DPPH自由基的清除率越来越高，而经过纯化后的海棠果多酚的清除率达到88.37%。

2.2 抗癌

海棠果还具有抗癌的生物功能｡李媛等[19]通过测定4种海棠果实提取物发现其具有较高含量的多酚，对人胃癌细胞BGC-803有较好的抑制作用｡其中，红果肉的海棠果（亚当、红丽）对BGC-803细胞增殖的抑制作用最强｡

2.3 降血糖

海棠果中的活性成分还具有降血糖的生物功能。有研究表明，给正常大鼠注射海棠果的甲醇提取物后，在第3 h、第4 h以后测量血糖，发现其血糖明显降低，表明海棠果的甲醇提取物具有明显的降血糖活性[20]｡花俊丽[10]研究发现海棠果果酒中含有的多糖具有降低糖尿病小鼠血糖的作用，并能促进糖尿病小鼠血清胰岛素的生成｡同时对糖尿病小鼠体重的降低也有明显的缓解作用，可以提高糖尿病小鼠的肝指数，并能保护小鼠肝脏不受链脲佐菌素的损伤，提高肝脏内超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione Peroxidase，GSH-Px）、过氧化物酶（Peroxidase，POD）的活力｡

2.4 抗衰老

癌症、心血管疾病、骨质疏松等疾病都与衰老有关｡随着年龄的增长，人体细胞成分、DNA、蛋白质和脂质的氧化损伤会逐渐积累，并导致体细胞的变性，增大患病概率，食物中含有的抗氧化剂可以减少这种损害。黄永清等[21]观察到D-半乳糖会导致小鼠衰老，使其神经元树突数量减少、体积减小、染色质凝集｡而海棠果多糖可以使小鼠脑部的神经元树突的体积和数量明显增加，染色质解旋，组织细胞变性和坏死情况得到改善，所以海棠果多糖可以抑制细胞凋亡，有一定的抗衰老作用｡花俊丽[10]研究发现海棠果酒多糖可以提高机体抗氧化和防御能力、抑制氧化应激、减少大脑皮质神经元细胞的凋亡，发挥其对大脑的保护作用，达到抗衰老的目的。

3 海棠果饮品加工现状

3.1 果酒类

近些年果酒类饮品发展迅速，用海棠果与其他水果复配制作出的复合果酒相比单一果酒口感更丰富，营养更全面，为果酒研发提供了新的方向。果酒的酒精度数相比其他酒类较低。张辉元等[22]以海棠果和苹果为原料混合酿制复合果酒，在糖添加量8%、发酵温度28 ℃、接种量8%的条件下制得的酒精度数为12.8%vol的果酒口感最好。陈梓齐[23]以海棠果和大枣为原料酿造复合果酒，采取了边浸提边发酵和先浸提后发酵两种发酵方式，选择酵母菌XF15进行发酵，用皂土和壳聚糖进行复配澄清试验。采用此最佳工艺酿造出的海棠果大枣果酒酒精度、柔和指数和感官评分较高，甲醇含量低，果香明显，爽口，酒体丰满，颜色澄清透亮｡综上所述，对海棠果进行深加工可以提高海棠果的利用率，增加有缺陷水果的附加价值，减少浪费，对发展海棠果的种植以及其食品的加工有一定的意义。

3.2 果汁类

利用海棠果制作的饮料口感酸甜可口，果香味浓郁。童观珍等[24]采用响应面试验设计优化海棠果饮料配方，以丽江海棠果为原料，以果汁添加量72.20%、白砂糖添加量8.55%、柠檬酸添加量0.05%、β-环糊精添加量0.24%的模型配方得到的果汁颜色呈鲜红色，过夜后果汁依然澄清明亮，无明显沉淀，改善了海棠果较为苦涩难以入口的问题，同时营养成分得到了较好的保留｡菅田田等[25]以麸皮和海棠果为原料研制复合乳酸果汁，采用复合乳酸菌进行发酵，研究发现在初始糖度为11%、接种量为12%、发酵温度为37 ℃时，复合乳酸果汁不仅口感最佳，发酵后氨基酸含量还增加了27.5%，且发酵后DPPH清除率和抗氧化能力均有所提高｡出汁率是制作果汁饮品时需要考虑的关键因素之一。通过改变不同酶解条件会对海棠果果汁出汁率有一定的影响，司更花等[26]在果胶酶添加量为0.02%、酶解时间120 min、酶解温度45 ℃的条件下研制出的海棠果果汁出汁率最高，与未加果胶酶处理的试验相比，出汁率提高了52个百分点｡

3.3 果醋类

果醋是以水果为原料进行酿制的一种新型饮品，其口感酸甜，同时具有水果和食醋的营养保健功效。韩瑨烜[27]以新疆海棠果为原料，采用两株不同属醋酸菌株混合发酵酿造果醋，发酵制得总酸为5.03 g/100 mL果醋，总酸含量相比单一菌种发酵提高了41.29%，发酵效率提升明显，酿造后的果醋具有独特的香气。

4 结语

研究表明海棠果具有多酚类、黄酮类、多糖类和矿物质等丰富的功效成分，还具有抗氧化性、抗癌、降血糖和抗衰老等保健功能。近年来，海棠果的功效成分的提取及保健功能的开发依旧是研究的重点之一。海棠果作为苹果属植物，和苹果一样含有丰富的营养成分，其中根皮苷是海棠果特有的重要成分之一。根皮苷作为保健食品的开发，具有很大的开发潜力。对于海棠果其他的功效成分的研究还有待进一步加深。

目前海棠果在饮料加工业中应用较多，但由于其富含有机酸、单宁酸和其他多酚类物质，海棠果实味酸、涩，直接食用口感欠佳，多为自然脱落腐烂，浪费严重｡随着社会的发展和现代科技水平的提高，对海棠果的研究越来越深入，未来会更进一步探索其功能性产品的开发，扩大其应用范围｡