八月瓜特征成分研究、果实加工及综合利用

曾荣妹，蔡倪，张东亚

贵州省轻工业科学研究所（贵阳 550008）

三叶木通（Akebia trifoliatekiodz）系木通科藤本植物，其茎藤入药[1]，其果实俗称八月瓜、八月炸，属浆果类果实。果皮紫红色，果皮厚，有籽；果肉乳白色，有黏性，果味甜香、口感滑嫩浓香，为上乘食用野果。我国野生八月瓜资源在山东、河北、浙江、安徽、湖南、贵州、河南、湖北、陕西、四川、云南等省的山区均有分布[2]，在全国范围内已大量推广人工种植。八月瓜具有很高的营养及药用价值，富含糖、多种维生素和人体所需的各种氨基酸，果实中蛋白质含量平均为2.43 g/100 g，远高于其他常见水果[3]；特别是游离必须氨基酸含量很高；还含有活性成分齐墩果酸、常春藤苷元等，可加工成营养保健食品。八月瓜鲜果虽然营养丰富，味道鲜美，但易腐烂变质。九分熟果实货架期一般为3～5 d，超期后，果实易滋生大量蛆虫[4]，因此果实加工尤为重要。果肉可加工成果泥、饮料、果酒等；果皮中富含生物活性成分，可以加工成袋泡茶；籽含油量高，且籽油中不饱和脂肪酸含量高，八月瓜籽油是一种极具开发价值的营养保健油。因此，对八月瓜特征、活性成分的提取及果实开发、综合利用进行综述，以期对八月瓜产业化发展提供理论依据。

1 八月瓜特征活性成分的提取研究

三叶木通含齐墩果酸、多酚、黄酮，还含有多种木通皂苷，其苷元是常春藤苷元，这些是八月瓜的化学活性成分[5-7]，具有保健功能及药用价值。

1.1 齐墩果酸的提取研究

齐墩果酸是一种五环三萜类皂苷，是八月瓜的主要活性成分之一，具有抗菌消炎、降脂降糖、强心利尿、增强免疫力、降低谷丙转氨酶以及抗氧化和清除自由基等功能[8]，齐墩果酸的提取主要有溶剂提取法、超声波辅助法、微波辅助法、超临界CO2萃取法等。

林卉等[9]利用超临界CO2萃取八月瓜果皮中齐墩果酸。将新鲜八月瓜果皮干燥，粉碎过筛，按试验要求控制不同细度。以无水乙醇为夹带剂，浸润30 min，进行超临界萃取。正交试验结果表明，以无水乙醇为夹带剂，可有效增强超临界CO2萃取齐墩果酸的萃取效果，提高八月瓜果皮中齐墩果酸的萃取得率；最佳萃取条件为：固液比（乙醇添加比例）1∶2.5（g/mL）、原料细度0.150 mm、萃取温度45 ℃、萃取压力35 MPa，此条件下齐墩果酸萃取得率为0.184%。

刘卫国等[10]对八月瓜齐墩果酸的超声提取工艺进行研究。分别称取八月瓜茎干粉，超声提取2次，合并提取液，50 ℃减压浓缩至干，加20 mL 2 mol/L HCl和20 mL氯仿，在恒温水浴锅中60 ℃回流水解5 h，萃取氯仿层，定容至50 mL，作为供试品。结果表明，影响超声法提取八月瓜齐墩果酸的主次因素为超声时间＞乙醇体积分数＞超声功率＞间隙超声时间比。最佳提取工艺为50%乙醇、超声功率800 W、间隙超声时间比0.5∶1、超声总时间30 min，在此条件下齐墩果酸含量为0.566 1%。超声提取法最大优点是提取时间短、温度低、提取率高。

张晓旭等[11]利用大孔树脂分离工艺提取八月瓜果皮中齐墩果酸。称取干燥的八月瓜果皮粉末，按1∶2.5（g/mL）固液比，加体积分数80%乙醇，70 ℃超声提取1.5 h，抽滤。滤液中加一定体积饱和澄清石灰水溶液，在50 ℃温度下沉淀30 min，抽滤。滤渣用足量3%稀硫酸分解，抽滤。滤液用乙酸乙酯萃取，旋转蒸发至干，用无水乙醇定容到2 000 mL容量瓶中备用。结果表明，在固液比1∶8（g/mL）、温度40 ℃下吸附315 min，齐墩果酸提取率为0.265 6%。

结果表明，齐墩果酸含量从高到低依次为茎＞果皮，与张铮等[6]试验结果一致。

1.2 多酚、黄酮的提取及抗氧化活性研究

酚类化合物、黄酮类化合物是一类广泛存在于各类水果中的抗氧化活性物质，在医药等方面具有广泛用途，黄酮类化合物具有抗菌、消炎和抗氧化等功能[12-13]。八月瓜多酚和黄酮含量及抗氧化活性依次为果皮＞种子＞果肉。Spearman相关性研究表明，多酚、黄酮含量与抗氧化活性呈强相关[7]。八月瓜果皮、果肉中酚类成分主要为没食子酸、儿茶素、绿原酸、阿魏酸、鞣花酸、芦丁和槲皮素。果皮中绿原酸、表儿茶素和总黄酮含量相对较高，果肉中各成分含量低；八月瓜果皮和果肉中抗氧化活性差异显著，八月瓜果皮的抗氧化活性指数较果肉高[14]。

优化八月瓜果皮超声水解提取总多酚的工艺条件。以八月瓜果皮为研究对象，考察水解 pH、水解温度和水解时间对总多酚得率的影响，结果显示，用乙醇作为溶剂，按1∶20（g/mL）固液比加60%乙醇水溶液，在最优条件下（pH 5.23、水解温度53.76 ℃、水解时间115.66 min），模型对总多酚得率的预测值为5.63%。优化条件组合（pH 5.23、水解温度54 ℃、水解时间116 min）试验下总多酚得率为5.58%，模型预测值与组合试验结果吻合[15]。

为综合利用八月瓜幼果资源，采用超临界CO2萃取技术提取八月瓜多酚。探讨不同体积分数乙醇溶液作为夹带剂对多酚的萃取效果，采用响应面法，以多酚萃取得率为响应值，考察原料与夹带剂的固液比、萃取压力和萃取温度对多酚萃取的影响。结果表明，以体积分数95%乙醇溶液为夹带剂，八月瓜幼果多酚萃取得率提高约2.45倍，产品纯度提高约15.49%；优化所得最佳条件为固液比1∶2.6（g/mL）、萃取压力37 MPa、萃取温度51 ℃，此条件下八月瓜幼果多酚萃取得率为6.41%，产品纯度为87.69%[16]。

张孟琴等[17]探讨八月瓜果皮提取黄酮的最佳工艺。采用乙醇回流法提取八月瓜果皮中的黄酮，通过对单因素试验和正交试验的结果分析，得出八月瓜果皮中黄酮的最佳提取工艺：浸提温度80 ℃、乙醇体积分数50%、浸提时间3 h、固液比1∶20（g/mL）。在此条件下，黄酮得率为2.32%。

1.3 常春藤皂苷元的提取研究

常春藤皂苷元（Hederagenin），别名（3β，4α）-3, 23-二羟基齐墩果-12-烯-28-酸，分子式C30H48O4，属五环三萜类化合物，广泛分布于多种药用植物中。药物活性研究表明，常春藤皂苷元具有抗肿瘤、抗抑郁、消炎、抗糖尿病等药理作用和生物活性[18]。八月瓜总皂苷含量丰富，总皂苷中常春藤皂苷含量较高[19]，常春藤皂苷元含量从高到低依次为果皮＞种子＞果肉[6]。

成晓霞等[20]研究三叶木通藤茎粉末中常春藤皂苷的提取工艺，比较超声提取法、索氏提取法、沸水回流提取法和常温浸提法提取常春藤皂苷的得率，其中超声提取方法得率最高。试验结果显示，三叶木通中常春藤皂苷提取条件的影响程度顺序为提取时间＞甲醇体积分数＞甲醇体积＞提取次数，最佳提取工艺为70%甲醇溶液80 mL，超声提取90 min，水饱和正丁醇萃取3次，36%盐酸4 mL，70 ℃水浴回流水解4 h，氯仿萃取2次，合并氯仿层，旋转蒸干后甲醇溶解定容。

以皂苷粉（八月瓜果皮提取）水解成常春藤皂苷元的得率为指标，探讨盐酸体积分数、温度和水解时间对常春藤皂苷元得率的影响。得到最佳水解条件：水解时间3.2 h、温度82 ℃、盐酸体积分数24%，在该条件下常春藤皂苷元得率为61.423%，样品中常春藤皂苷元含量为11.556 75±0.039 221 mg/g[21]。

1.4 果胶的提取研究

八月瓜果皮果胶属于高酯果胶，果胶平均分子质量为40万左右[22]，可作为凝胶剂、稳定剂、增稠剂等纯天然添加剂应用于食品加工中。

以八月瓜果皮为原料，优化酸提醇沉法提取果胶的工艺。采用单因素试验探讨固液比、pH、提取时间、提取温度等因素对果胶得率的影响，通过正交试验优化提取工艺。得到的提取八月瓜果胶的最佳工艺条件为：固液比1∶20（g/mL）、pH 1.5、提取时间120 min、提取温度90 ℃；此条件下八月瓜果皮果胶得率为12.15%，酯化度为81.94%，半乳糖醛酸含量为83.17%[23]。

采用超声辅助方法，研究八月瓜果皮中果胶提取的预处理条件，考察pH、超声时间、固液比、提取温度、超声功率对果胶得率和半乳糖醛酸含量的影响，采用响应面分析法对工艺进行优化。结果表明，预处理过程中，粒度0.425 mm、灭酶所用蒸馏水体积80 mL；提取时pH 1.5，固液比1∶13（g/mL），提取时间60 min，温度65 ℃，超声功率150 W，果胶得率可达8.924%。超声辅助提取比传统的酸提果胶时间减少一半，节约能源，降低成本，符合废物利用的原则[24]。

2 八月瓜果实的加工研究

八月瓜果实是一种营养成分丰富的水果，具有高蛋白（粗蛋白2.52 g/100 g）、高脂肪（1.40 g/100 g）、富含纤维和维生素的特点，特别是氨基酸的组成种类齐全，人体必需氨基酸及甜味氨基酸含量较多，与人体免疫、营养支持、抗肿瘤、解毒等功能有着密切关系，具有一定营养价值和药用价值[25]；并且果肉色泽乳白、果味清香、独特，口感细腻，香甜可口，因此，在鲜食的同时，基于氨基酸含量可加工果泥、果汁饮料、果酒、酵素等产品。

2.1 八月瓜饮料

刘艳莉等[26]对八月瓜混浊果汁饮料关键工艺进行了研究，对添加稳定剂、口味调配等关键技术进行了试验探索，得出最佳工艺配方，浑浊果汁稳定剂配方：明胶0.15%、CMC-Na 0.12%、海藻酸钠0.16%；果汁风味配方：白砂糖12%、柠檬酸0.4%、水80%。

邓爱华等[27]以八月瓜果浆、栀子果粉、蜂蜜、柠檬酸、白糖为主要原料，采用正交试验得到八月瓜果茶（饮料）工艺配方。果茶最佳配方为八月瓜果浆21.0%、栀子果粉1.5%、蜂蜜4%、柠檬酸0.1%、白糖10.0%，八月瓜果茶具有八月瓜独特风味、酸甜可口、口感细腻，具有一定保健功能。

2.2 八月瓜酒、抗氧化活性及酵素

任攀等[28]以八月瓜为原料，将其打浆、去籽、过滤后，选用陈酿型干红葡萄酒专用酵母进行发酵酿造八月瓜果酒。研究表明，发酵温度23～28 ℃，主发酵时间9 d，果胶酶用量20 mg/L，SO2用量50 mg/L，调整果浆的糖度至22%，酵母接种量0.2 g/L，皂土用量0.8 g/L，得到成品八月瓜酒，其酒液清亮透明，酒色淡黄，无悬浮物，酒香浓郁；酸度10.61 g/L，多酚含量0.116 mg/mL，并具有良好自由基清除活性。八月瓜果酒中的总酚含量为0.116±0.023 g/L，其对DPPH自由基、ABTS自由基、过氧化氢等均具有较好清除效果，其中对ABTS自由基的清除效果最好[29]。

进行复合菌种发酵法制备八月瓜酵素的最佳工艺研究。采用单因素分析发酵温度、原料配比、菌种比例等因素对发酵的影响，确定最佳工艺参数：八月瓜果汁67%、酵母菌0.2%、白砂糖5%；28 ℃条件下发酵7 d，加3%乳酸菌发酵5 d，得到的八月瓜发酵液用8%白砂糖和0.08%柠檬酸进行调配。制得的八月瓜酵素饮料酸甜可口、风味适宜，且有八月瓜清香[30]。

3 八月瓜的综合利用

八月瓜果皮普遍较厚（4.8～11.1 mm），种子多（57～167粒/果）[31]，果皮中富含生物活性成分：活性不饱和高级脂肪酸、抗氧化的酚酸和黄酮、酚酸与糖形成的活性糖苷、抗菌抗肿瘤的常春藤皂苷，以及其他生物活性糖苷等[32]；种子含脂肪44.61%，种子油的脂肪酸以不饱和脂肪酸（74.51%）为主，其中油酸、亚油酸和棕榈酸3种脂肪酸的相对含量高，合计95.52%[33]，油酸和亚油酸这2种不饱和脂肪酸能够防止心脑血管疾病发生。

3.1 皮的综合利用

八月瓜皮可以提取果胶、酚酸和黄酮、常春藤皂苷元、齐墩果酸等成分，现就八月瓜皮的深加工产品进行阐述。

湘西土家族人有食用八月瓜保健茶的习惯，具有微甜口感、耐泡、冲泡数次茶味依然很浓的特点[34]。孙晓东等[35]对八月瓜果皮茶工艺进行优化。八月瓜果皮预处理后，与麦冬、玄参和蜂蜜进行复配加工制得八月瓜果皮茶，以果胶含量和低聚糖含量为指标，探讨单因素麦冬、玄参和蜂蜜配比、浸没时间、烘干温度、烘干时间对果皮茶功效的影响。在单因素试验基础上，采用Box-Behnken设计，以果胶含量为响应值，开展响应面优化试验。结果表明，八月瓜果皮茶的最佳工艺为麦冬添加量3%、玄参添加量2%、蜂蜜添加量6%、浸没时间2 h，在该条件下制得的果皮茶果胶含量为7.96%、低聚糖含量为7.74%。

雷颂等[36]研究八月瓜果皮制作果脯加工工艺。运用模糊综合评判法感官评价量化影响，采用单因素及正交试验优化烫漂、护色、去苦、糖制、干燥工艺，确定八月瓜果皮果脯的最佳加工工艺。结果表明，果皮经100 ℃烫漂3 min后于0.5%柠檬酸、2%维生素C、2.5%氯化钠的混合溶液中护色、去苦5 h，于含糖量50%糖液中糖煮10 min、糖渍24 h，60 ℃下干燥12 h果脯品质最佳。所得成品色泽金黄，酸甜适口，饱满度好，平均水分为18.52%。

3.2 籽的综合利用

李杏元等[37]采用微波辅助超临CO2萃取和未经微波处理直接超临界CO2这2种提取方法萃取八月瓜籽油，微波处理后产品的过氧化值、水分、酸值等均具有优势，且能够很好地保留八月瓜籽油中总黄酮。为保证超临界CO2萃取八月瓜籽油的品质，运用微波技术对原料进行预处理。结果表明，微波预处理最佳工艺条件为微波处理时间90 s、原料粉碎粒度0.180 mm、原料水分7.0%；超临界CO2萃取最佳工艺条件为萃取温度45℃、萃取压力30 MPa、萃取时间2.5 h。在此条件下八月瓜籽油提取率为95.3%，总黄酮含量为137.3 mg/kg。

4 展望

4.1 八月瓜现行标准

2018年6月1日，四川省卫生和计划生育委员会、省食品药品监督管理局联合发布DB S51/005—2018《食品安全地方标准 八月瓜》，这是全国第一个关于八月瓜产品的食品安全标准，标准适用于鲜八月瓜和干制八月瓜，标准明确八月瓜的感官要求、理化指标、农残限量、生产加工过程的卫生要求等。

4.2 展望

八月瓜生态适应性强、易栽培、水土保持效果好，近几年八月瓜作为水果的种植面积急剧飙升，从最初种植的湖南、贵州等省份快速向周边省份扩展，已有10余个省市将八月瓜作为一种新型水果进行大面积种植和开发[38]，在果用、药用、油用、菜肴、茶饮、观赏等方面可发挥价值[39]。八月瓜的营养成分分析及产品的研发均有文献报道，特别是湖南、贵州、陕西三省研发较早，但是八月瓜的产业化进程受到制约，市场上只有鲜果及干制品出售，无其他深加工产品。制约八月瓜产业发展的主要原因是八月瓜尚未进入药食同源名单或食品新资源目录，根据食品安全法规定还不能取得食品生产许可证，应由地方政府及科研机构开展食品新资源的申请工作，对于发展地方经济，扶贫攻坚具有重要意义。

关于八月瓜果泥（酱）的基础性研究未见文献报道。八月瓜果胶含量高，果肉味甜，清香淡雅，香气独特，是一个基于氨基酸而开发的新型食疗水果，不耐储存，具有加工果泥产品的优势条件。八月瓜果泥加工过程中易变色；新鲜果泥pH 5.5左右，加工保藏的杀菌温度必须高压杀菌，产品的风味难以保持。因此，探索八月瓜果泥的护色条件及产品风味保持工艺优化是八月瓜开发的一个重要方向。

5 结语

八月瓜是木通科木通属植物茎上开花结果的半成熟或成熟果实，具有独特的香甜气味，为一种氨基酸含量丰富的新型水果，具有广阔的开发前景，其果实、果皮、种子均能开发出各种营养丰富，保健功能强大的天然食品。果实既可鲜食又可加工成饮料、酱、果酒、酵素等产品；果皮除提取齐墩果酸、多酚、黄酮、常春藤皂苷元、果胶等成分外，还可以加工干果茶及果脯；种子压榨出油率在36%～39%，以不饱和脂肪酸为主。目前，市场上八月瓜的深加工产品未见出售，随着八月瓜种植面积的扩大，加工八月瓜产品供应市场，填补市场空白，将是八月瓜产业发展的重点。