西番莲研究进展

杨朴丽，刘忠妹，许木果，丰玉云，张阳梅，赵志平

（云南省热带作物科学研究所，云南 景洪 666100）

西番莲（Passiflora edulis）又称百香果、鸡蛋果，属西番莲科西番莲属多年生常绿木质藤本植物，原产于南美洲，现广泛分布于世界热带和亚热带地区，巴西、厄瓜多尔、秘鲁、泰国、马来西亚和印度尼西亚等国家为主产区［1-3］，国内西番莲大量栽培在江苏、福建、台湾、湖南、广东、海南、广西、贵州、云南等温暖气候地区［4］。西番莲在植物列表中共有7 个品种，其中黄果西番莲和紫果西番莲是最常见的主要品种，具有相当大的经济价值［5-7］。

西番莲成熟果实拥有浓郁香味且营养丰富，常被新鲜食用或榨成果汁，有“果汁之王”的美誉［8］。近年来，西番莲因其均衡的营养和保健功效而广受欢迎［9］，西番莲的其它部分也先后被开发利用。在美国和欧洲国家，西番莲因花朵大而美被作为园林观赏植物，叶被广泛用作镇静剂；果皮中多酚、纤维和微量元素含量高，被广泛用于制酒或制茶、烹饪菜肴、提取果胶和药物成分以及加工饲料，种子可食用且富含蛋白质和脂肪酸（主要由亚油酸、油酸和棕榈酸组成）［4］。西番莲作为一种重要经济作物，无论是用于生产新鲜果品，或是作为食品、保健品或药品的配方，在世界范围内都具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。本文从其地理分布、产量、主要化学成分、加工利用和我国引种栽培现状及产业发展情况等方面，对国内外西番莲近几年的研究进行综述，为西番莲的深度开发利用提供参考。

1 地理分布及产量

16 世纪西班牙人在美洲大陆发现了西番莲，而后其迅速传播到欧洲和其他地方，至19 世纪末已广泛分布于新旧大陆的许多热带和亚热带地区［10］。尽管自1553年以来西番莲科植物的记录就已经存在，但是关于该科植物的属和种的数量一直存在争议［11］。由一些相继发表的科学研究可知，西番莲科由18～23 个属，500～700 多个种组成［12-14］。其中，西番莲属是西番莲科中物种数目最多的，约有500 个种［15］。如今，西番莲物种分布在全球各地，大约96%的物种分布在美洲，以巴西和哥伦比亚的尤为丰富，估计分别有150 和170 种，其中巴西特有89 种［16-17］。

紫果西番莲原产于巴西南部、阿根廷北部和巴拉圭靠南回归线附近的热带雨林边缘地区。黄果西番莲为紫果种的突变体，有人认为其起源于巴西，也有部分人认为待考证，文献记载黄果西番莲由澳大利亚引入夏威夷后，快速在当地发展起来［18］。黄果西番莲较适宜生长在热带低海拔地区，也适于较暖和的亚热带地区，耐寒性较紫果种弱，抗病性较紫果种强。紫果西番莲是西番莲中最耐寒的一种，在海拔600～2 000 m，降水量在706～1 270 mm 的地区生长旺盛，适宜于凉爽热带山区或接近山区以及海拔高、不太暖热的亚热带地区［18-19］。黄果种产量高达50 t/hm2，而紫果西番莲的产量相对较低，为10～15 t/hm2［20］。

根据粮农组织报告，2015年至2017年，百香果全球产量平均达到150 万t［21］，巴西是主要生产国，约占全球产量的65%，其次是哥伦比亚和印度尼西亚，同时巴西也是世界上最大的百香果消费国，国内供应难以满足需求。就国际供应商而言，厄瓜多尔是最大的出口国，其次是澳大利亚和新西兰。截至2020年末，我国全年西番莲总产量达88.39 万t，国际贸易以果汁进口为主［18］。

2 化学成分及营养价值

紫果种和黄果种果汁的营养成分见表1。西番莲中蛋白质含量低，尤其是紫果种。有研究表明，紫果西番莲果皮和果肉蛋白质含量相似，分别为64.7～75 mg/g DW 和65.3～77 mg/g DW，而种子中含量最高，为122～132 mg/g DW，与玉米和燕麦等其他种子相当［22］。但氨基酸含量丰富，有学者测出每100 g 紫果鲜果中，氨基酸总量为1 269.35 mg，高于火龙果、猕猴桃，必需氨基酸含量为296.54 mg，占氨基酸总量的23.36%，高于枇杷和杨桃［18，23］。从表1 可看出，西番莲中碳水化合物和可溶性糖含量仅次于水分，其碳水化合物中存在少量支链淀粉［24］，可溶性糖主要由葡萄糖、果糖和蔗糖组成，不同品种、不同种植区果实含糖种类及占比不同，还受果实成熟阶段、生长条件和环境的影响［25］。在矿物质方面，除P、Fe元素含量存在差异外，紫果与黄果种的其余元素含量相同。西番莲果肉或果汁是天然的维生素C来源，紫果西番莲果汁中维C 含量高于黄果，与橙子和猕猴桃等其他富含维生素C 的水果相比，西番莲中还存在大量的核黄素和烟酸［26-27］。

表1 紫果和黄果西番莲果汁营养成分［26］

3 加工利用情况

西番莲果实从内到外均可被加工利用，黄果类甜度优于紫果，群众接受度高，多以鲜食为主。而紫果口味酸，大部分人难以接受，价格也更便宜，目前多用于加工利用方面，可节约成本。果肉可直接食用或用作沙拉、冰淇淋和其他糖果的调料，其他烹饪用途包括制作果汁、利口酒、酸奶、果酱、果冻和果脯等［19］。

3.1 果汁

西番莲果汁营养丰富、香味独特、口感特别，是一种优质的食品加工原料。西番莲果汁常被添加到其他果汁中以增强香气，但因其酸度较高，需添加糖分加工成复合型产品才具有较好的可食性。目前西番莲果汁主要用于加工成果汁复合饮料、果酒、果醋、果脯等。任二芳等认为，百香果汁添加量为30%制得的果脯品质较优。有研究报道，通过往西番莲汁中添加如番木瓜［28］、沙田柚［29］、石榴贡梨［30］等果汁在适当工艺条件下得到的复合饮料颜色均匀，果香协调，酸甜适口。生产西番莲果汁的两个重要环节是稳定和杀菌处理。杨阳等［31］使用空间-时间消光图谱技术测定不同稳定剂对西番莲果汁稳定性的影响，得出最佳的复配添加配比为0.35%CMC-Na+0.15%琼脂和0.30%CMC-Na+0.20%琼脂，其沉降速率最低，果汁稳定性强。朱香澔等［32］使用超高压对西番莲果汁饮料进行灭菌处理，与巴氏杀菌相比具有较好的杀菌效果，且延长了27 d 的货架期。

此外，一些商家正推出枸杞、芍药等中药配制的百香果果茶［33］，不仅香味适宜、口味清爽，还具有补充维生素、增强免疫力、滋养皮肤、抗疲劳等功效，深受人们喜爱。

3.2 种籽

西番莲果实含种籽约160 粒，其质量约占果重的10%。种籽是西番莲果实中蛋白质（占DW的13.2%）和脂类（占DW 的14.9%）最丰富的部分，所含的膳食纤维与果皮相似，纤维素占521 mg/g DW，而半纤维素和木质素的含量较低，分别为24 和22 mg/g DW，这意味着种子中存在的膳食纤维主要是不溶的［34］。不溶性膳食纤维的摄入可预防便秘和痔疮，有益于体重管理和肠道健康［22］。西番莲种籽油中含有大量的不饱和脂肪酸，其中亚油酸是主要的不饱和脂肪酸，含69.3%，此外还含有油酸（14.4%）、棕榈酸（10.1%）和硬脂酸（2.9%），不仅能帮助人体清除自由基，延缓衰老，还可促进多种维生素吸收［35］。目前对西番莲种籽的开发利用主要集中在籽油的提取及加工，超临界萃取法和微波萃取法的开发提高了种籽出油率，所提取的籽油抗氧化性也更强，自由基清除率高达80%以上，可用于烹饪和开发具有美白抗皱功效的茶霜等功能性产品。

3.3 果皮

西番莲果皮质量约占水果湿重的51%，是加工的主要废弃物。随着经济发展和人们环保意识的提高，西番莲果皮在工业上也得到了相关的应用。西番莲果皮中纤维含量最高，占干重的61.7%。其次是果胶，研究发现黄果果皮中的果胶含量最高为337 mg/g DW，紫果为329 mg/g DW［36］。有研究表明，提取的果胶含量多少与提取方法密切相关［34,37］。优化方法后提取出的果皮果胶显示出与商业果胶相似的质量，具有良好的凝胶形成能力，高凝胶稳定性，在酸性环境中质量良好，粘度高出两倍［38］。果胶在制药、化妆品和食品工业中被用作营养纤维输送、胶凝剂、食用涂层和稳定剂，特别是在糖果、果冻和其他产品的生产中［39］。因此，西番莲果皮可用于开发新型富含纤维的健康食品，也可作为商业果胶的潜在替代来源，纳入不同的食品配方中［38］。在紫果西番莲果皮甲醇提取物中还检测到与抗高血压活性相关的GABA，其浓度较高（2.4～4.4 mg/g DW），与自发性高血压大鼠的血压下降相关［40］。有报道称，紫果果皮中还含有胡萝卜素和花青素-3-葡萄糖苷。综上，西番莲果皮是一种应用广泛的功能性食品原料，可作为果胶和药物成分的来源，或添加入动物饲料中［4］。

4 采后保鲜技术

由于生理代谢旺盛，西番莲果实采后水分流失严重，品质会迅速恶化，保质期很短。采后贮藏第3 d 便出现呼吸高峰期，果实的外观、品质都开始下降［41-42］。滕静等研究表明，HDPE 膜（高密度聚乙烯）包装的西番莲贮藏效果优于纸箱、泡沫箱、LDPE 膜（低密度聚乙烯）、铝箔和PVDC 膜（聚偏二氯乙烯)［42］。Chen 等研究表明，高氧（90%）气调包装能有效抑制西番莲果实呼吸和剥形，保持维生素C 和溶解度，提高百香果总酚含量，提高百香果采后品质［43］。陈丽凤等研究表明，西番莲果实在6℃和8℃下贮藏28 d 时，好果率可达到90%以上［44］。孟祥春等研究得出，1-甲基环丙烯（1-MCP）处理的果实常温贮藏4 d 可延缓果面色泽转黄，风味与刚采摘及常温贮藏2 d的果实接近［45］。钟智炜发现，微孔包装（MP）结合壳聚糖涂层包衣（CH）可有效减少百香果采后水分流失，抑制微生物生长，抑制果实失重，有效提高抗氧化水平，减少丙二醛和过氧化氢的积累，此外该技术还可延缓原果胶、纤维素和半纤维素的降解，将百香果的保质期从常温下3 d 延长至12 d［46］。罗冬兰等研究发现，褪黑素和1-MCP 复合处理延缓百香果贮藏期果实衰老，保持果实品质的效果优于单一处理［47］。

5 栽培现状及产业发展概况

我国西番莲栽培已有百年历史，可追溯到1901年［48］，虽引种较早，但国内西番莲产业发展较晚。据不完全统计，2007年国内（不含台湾省）西番莲种植总面积约2 300 hm2，其中：广西800 hm2，重庆约730 hm2，云南330 hm2，广东约200 hm2，福建约100 hm2，海南约70 hm2，其余地区零星栽培约计100 hm2［8］。2017年底，福建西番莲栽培面积近7 000 hm2，种植面积比上年增长2倍［49］。至2018年底，广西西番莲种植面积达23 534 hm2，产量达22.0 万t，种植面积及产量均为全国第一，其次是福建、广东，西番莲栽培面积分别为10 000、6 500 hm2左右，年产量分别达20、12.5 万t［50-51］。云南位居第四，种植面积达3 000 hm2，产量达4.8 万t。海南省西番莲栽培面积约为333.33 hm2，冬季上市正值广西和福建等省区西番莲缺市季节［52］。2019年，广西西番莲种植面积超过20 000 hm2［50］。贵州西番莲规模化、商品化栽培始于2016年，果园面积从2019年的4 700 hm2发展至2020年11 200 hm2，种植规模跃居全国第三，仅次广西、福建［53］。近年来，得益于互联网+电商平台的发展及国家政策的扶持，国内西番莲产业发展日益加速，规模化的商业性栽培兴起，云南作为国内西番莲栽种条件最好的地区，也是种植西番莲效益显著的省份，德宏、西双版纳、红河、临沧、玉溪、文山等地区均将西番莲作为精准扶贫的产业重点发展。2020年底德宏全州共发展种植面积达3 800 hm2［54］。截至2020年末，我国西番莲种植面积和总产量分别为73 000 hm2、88.39万t，较2019年增长21%左右，2020年全年总产值80.9 亿元，较上一年翻了一番。

随着市场需求的不断扩大，国内西番莲栽培面积大幅提升，2019—2021年，西番莲年种植面积以20%以上的速度增长［18］，主栽品种有台农一号、紫香一号、满天星和黄金西番莲［55］。 由于西番莲具有生长周期短、挂果期长、山区可种植的特点，近年来被多个县区优选为精准扶贫项目，目前是国内热区、亚热区各省份乡村振兴的重要果树产业之一。贵州、广西等地“公司+合作社+基地+农户”等西番莲产业模式帮助贫困户以流转土地的形式入股，在脱贫攻坚和乡村振兴中取得良好效果。

除我国外，近10年来东南亚的越南、泰国、马来西亚、柬埔寨、菲律宾等国的西番莲产业也快速升温，特别是越南已发展成为东南亚最大的西番莲产区，虽管理粗放，但产业链较为成熟，大型的果汁加工出口已经形成［56］。我国目前进口的西番莲果汁90%来源于越南，而国内对西番莲果汁的需求还处在供不应求状态。总的来看，严重制约我国西番莲产业发展的因素主要有以下几点：缺乏自主研发的适宜当地的优良品种；种苗繁育体系不健全，苗木销售市场欠规范；科技投入不足，产业发展配套技术落后；产品综合利用率低，深加工能力不足［57-59］。

6 展望

目前我国西番莲产业已初具规模，但要长远发展，政府的政策引导、资金扶持、科研项目的投入、深加工企业的技术支持有着重要的作用。建议如下：1）在产业链的始端种植环节加强西番莲种质资源收集与利用，选育优良品种；2）建立无病毒健康种苗繁育体系；3）建立标准化栽培技术体系，实现高效高产能。此外，为避免滞销和提高附加值，还要加强产后加工研发，开发深加工产品，延长产业链，打造品牌效应。西番莲作为水果产业中“短平快”项目之一，已然成为政府帮助农户脱贫致富的重要抓手，建议加快推动我国西番莲全产业链的发展，为乡村振兴做出更大贡献。