火龙果（Hylocereus undulatesBritt）又名红龙果、青龙果等，属于仙人掌科三角柱属（又称量天尺属）植物，在我国广西、福建、海南、广东、贵州等地均有种植。根据果皮和果实的颜色可以分为红皮白心（Hylocereus undatus）、红皮红心（Hylocereuspolyrhizus）和黄皮白心（Hylocereusmegalanthus）三类，其中以红皮白心和红皮红心系列为佳[1-2]。火龙果营养丰富，除了含有碳水化合物、蛋白质外，还含有大量的多酚、花青素、甜菜红素、膳食纤维、维生素等[3-4]，而红皮红心火龙果比红皮白心火龙果营养成分更丰富（见表1[2，5-8]），虽然红皮红心火龙果的氨基酸含量略低于红皮白心火龙果，但是其必需氨基酸配比优于红皮白心火龙果[2]。红心火龙果还具有更好的生理活性作用，据报道，食用红火龙果可以改善大鼠和II型糖尿病患者的血脂状况，降低高胰岛素血症和高血糖[9-10]。本文对国内外红心火龙果功能特性的研究和开发利用方面取得的成果进行综述，以期为红心火龙果的深入研究和综合开发利用提供参考。
表1 红皮红心火龙果与红皮白心火龙果的营养物质
Table 1 Nutritional components in red pitaya and white pitaya with red peel
营养成分 红皮红心火龙果 红皮白心火龙果水分含量/（g·100 g-1）总糖/%可滴定酸/（g·100 g-1）蛋白质/（g·100 g-1）氨基酸/（mg·100 g-1）粗脂肪/（g·100 g-1）总灰分/（g·100 g-1）能量/（kJ·100 g-1）膳食纤维/（g·100 g-1）果胶/（g·100 g-1）低聚糖/（g·kg-1）黄酮/（mg芦丁当量·g-1）总酚/（mg没食子酸当量·g-1）85.11±0.41 18.70±4.14 0.67±0.002 13.0 1 311.68 2.28±0.04 4.98±0.87 2 978.36±45.03 3.2±0.2 0.27±0.01 89.6±0.76 9.56±0.11 4.91±0.55 84.95±0.21 7.28±2.27 0.50±0.004 11.2 1 409.36 1.42±0.04 5.41±0.57 2 424.67±56.28 1.1±0.0 0.12±0.00 86.2±0.93 3.52±0.12 3.52±0.60
1 红心火龙果活性物质功能特性
1.1 抗氧化作用
流行病学证据表明，人类的多种疾病是由于体内自由基对人体蛋白、脂类和脱氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid，DNA）的破坏而造成的，摄入具有抗氧化作用的食物或物质可以降低人类疾病的发生率和死亡率[11]。KIM H J等[8]研究发现，红心火龙果果肉80%甲醇提取物对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基和烷基自由基的清除活性高于白心火龙果果肉提取物，而对羟自由基（·OH）的清除活性略低于白心火龙果果肉。TENOREG C等[12]采用DPPH自由基清除实验和铁离子还原法（ferric reducing antioxidant power，FRAP）两种分光光度法测定了红心火龙果果肉和其不同提取物的抗氧化活性。结果表明红心火龙果果肉具有抗氧化能力，而其中不同成分的抗氧化能力排序是甜菜红素＞黄酮＞酚类。陈冠林[13]通过模拟胃肠道消化研究了从红心火龙果果肉提取的甜菜红素消化前后的抗氧化作用，结果表明甜菜红素对DPPH自由基、·OH、2'-联氨-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（2,2'-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid），ABTS）自由基均有较好的清除能力，对铁离子具有较好的还原能力，经过胃肠道消化后基本上仍保持了消化前50%以上的抗氧化活性。同时动物实验表明，甜菜红素可以显著改善高脂饮食引起的超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）活性降低，并提高总抗氧化能力。另外，红心火龙果含有较高的花青素，其果肉中花青素含量可达（19.14±0.52）mg/kg，果皮中含量为（8.36±2.70）mg/kg。花青素具有极强的抗氧化活性，能对抗自由基，有效抗衰老；还能提高对脑细胞变性的预防，抑制痴呆症的发生[14]。综上所述，红心火龙果具有抗氧化活性，且其作用与甜菜红素、花青素、黄酮、酚类有关。
1.2 美白、降脂减肥作用
研究人员还发现红心火龙果具有降脂减肥作用。陈冠林[13]提取的甜菜红素也显著降低了血脂，提高了高密度脂蛋白胆固醇（high-densitylipoprotein cholesterol，HDL-C）的指标。刘佳等[15]用红心火龙果果浆喂养高脂SD（Sprague Dawley）大鼠，显著改善高脂血症大鼠的血清甘油三酯（triglyceride，TG）、总胆固醇（total cholesterol，TC）、低密度脂蛋白胆固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C）指标升高，并修复受损的肝功能。HUAN F J等[16]将发酵后的火龙果汁饲喂高脂饮食的金叙利亚仓鼠，8周后发现TG水平显著降低（约46.2%）。SONG H等[17]用从红心火龙果中提取的甜菜红素饲喂高脂饮食的C57BL/6J小鼠，降低了其体质量增加量和内脏白色脂肪增加量，降低了高脂饮食引起的血清TG、TC、LDL-C、天冬氨酸氨基转移酶（aspar tate aminotransferase，AST）、丙氨酸氨基转移酶（alanine aminotransferase，ALT）的升高，以及肝脏TG、TC水平的升高，同时显著降低血清白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、白细胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的水平，增加了白细胞介素-10（interleukin-10，IL-10）的水平。研究表明火龙果富含美白皮肤的维生素C，其维生素C的含量与香蕉、桃子、枣等水果相近。同时火龙果还含有丰富的水溶性膳食纤维，因此其具有美白皮肤、减肥、降低血糖、润肠、预防大肠癌等生理功能[18]。
1.3 抗糖尿病作用
糖尿病是一种以高血糖为特征的慢性代谢疾病，是最主要的四大非传染性疾病（noncommunicablediseases，NCDs）之一。OMIDIZADEH A等[9]用新鲜的火龙果对胰岛素抵抗大鼠进行为期6周的治疗，结果表明其对果糖补充剂诱导的大鼠胰岛素抵抗、高甘油三酯血症有显著的抑制作用（P＜0.05）。SONG H等[17]研究发现，补充红心火龙果甜菜红素可改善高脂饮食诱导的葡萄糖耐受不良和胰岛素抵抗，其空腹血糖、胰岛素水平、胰岛素抵抗指数（insulin resistance，HOMA-IR）较高脂饮食组明显下降，胰岛素分泌指数（insulin sensitive index，HOMA-IS）较高脂饮食组上升。红心火龙果富含低聚糖，能够减少能量摄入，改善高胰岛素血症[7]。综上所述，红心火龙果具有抗糖尿病的作用。
1.4 防止血管硬化、降血压作用
高血压是诱发心脑血管疾病的危险因素之一。肾素-血管紧张素-醛固酮系统（renin-angiotensin-aldosterone system，RAAS）被激活可使血压升高，因此抑制RAAS活性是防治原发性高血压途径之一[19]。蒙雪芳等[19]采用两肾一夹针灸针缩窄法制备大鼠肾性高血压模型，观察红心火龙果原汁对肾性高血压大鼠血压的调控作用及其对RAAS系统的影响。研究发现摄入红心火龙果原汁后大鼠血压较模型组显著降低；左肾质量与右肾质量比值（left kidney（LK）/right kidney（RK））比值明显升高说明红心火龙果原汁可以预防由于左肾动脉狭窄手术造成的左肾萎缩；左心室质量指数（left ventricular mass index，LVMI）降低，说明红心火龙果原汁可缓解高血压引起的左心室肥厚；血管紧张素Ⅱ（angiotensinⅡ，AngⅡ）、醛固酮（aldosterone，Ald）、内皮素（endothelin-1，ET-1）明显下降；苏木素伊红染色结果也表明，红心火龙果原汁能改善血管壁结构，减小主动脉壁厚，减轻血管壁损伤。红心火龙果原汁的降压机制与卡托普利相似，是通过降低局部和循环RAAS中AngⅡ、Ald和ET-1的含量，从而降低RAAS活性，进而改善肾性高血压大鼠体内RAAS功能，起到降低血压、保护靶器官的作用。还有研究者发现补充红心火龙果鲜果或者提取的甜菜红素可以有效的降低动脉粥样硬化的指数，降低主动脉中膜厚度，修复动脉内皮层，起到保护血管的作用，对预防和治疗冠心病有十分重要的意义[9，13]。红心火龙果含有的花青素也能有效防止血管硬化，从而阻止心脏病发作和血凝块形成引起的脑中风[14]。
1.5 排毒解毒、保护胃壁
红心火龙果中富含一般蔬果中较少有的植物性白蛋白，其含量可达13 g/kg。这种有活性的白蛋白不仅具有较强的抗氧化作用，还会自动与人体内的重金属离子结合，通过排泄系统排出体外，从而起解毒作用。此外，白蛋白对胃壁还有保护作用[20]。
1.6 预防贫血
铁是人体重要的营养物质之一，它不仅参与血红素的合成，而且参与机体生物氧化还原及多种酶的合成。铁缺乏症和缺铁性贫血是全球性的健康问题，虽然缺铁性贫血的患病率最近有所下降，但缺铁性贫血仍然是全球贫血的首要原因[21]。红心火龙果中的含铁量比一般的水果要高，其含铁量可达4 mg/kg[18]，同时其还有的维生素C也可以促进机体对铁的吸收，摄入适量的红心火龙果可以帮助预防贫血。
2 红心火龙果的产品开发
基于上述对红心火龙果活性物质的功能特性描述，可以看出其丰富的营养价值，使其在保健食品和药品领域具有极大的开发价值。以红心火龙果为主要原料进行深加工，可以进一步提高其产品附加值，对于促进社会经济发展是非常有益的。
2.1 果汁饮料
果汁能够较好的保留水果的营养和风味物质，受到大众的欢迎。果汁加工的工艺流程中酶解和杀菌是保证果汁质量的关键步骤。ALIAA A R N等[22]研究发现，果胶酶的酶促作用使果汁的蛋白质含量由0.23%提高至2.20%，还提高了果汁中酚类物质的含量。罗进等[23]优化了红心火龙果的酶解条件，当果胶酶添加量为285 U/g，酶解温度46℃，底物pH值为3.7，酶解时间2 h时，火龙果中的甜菜红素保留率可达到80.8%，出汁率可达到64.4%。红心火龙果汁中含有腐败微生物，在贮藏期间极易导致果汁变质，而常见的热杀菌容易造成产品中热敏性营养成分损失和褐变，研究人员采用超声联合杀菌的技术有效的保留了果汁中的营养成分，提高了其抗氧化性[24]。LEE F S等[25]研究发现，通过果汁浓缩可以改善甜菜红素的保留率，提高感官接受度。
2.2 果酒
果酒是以水果为原料发酵而成的低酒精度饮料，保留了水果原有的营养物质和风味。发酵用的酵母可以选用商业化的酵母，也可以用天然酵母。李凯等[1]从多种浆果表面分离获得200余株菌株中筛选出一株酿酒酵母，发酵条件为火龙果汁22°Bx，25℃发酵7 d，可酿造酒精度为11.75%vol的香气优雅、口感协调的火龙果酒。袁星星等[26]用其分离的天然酵母菌株，20℃发酵6 d酒精度可达到10%vol以上。研究人员还发现新鲜火龙果果浆的主要香气物质是十三烷、长叶烯等，发酵后火龙果酒的主要香气物质是醇类和酯类，包括乙醇、苯乙醇、乙酸苯乙酯、癸酸乙酯、正癸酸等。同时果酒的抗氧化指标和酒中多酚的含量变化趋势没有明显的相关性[26-28]。肖敏等[29]以果酒的酒精度、色泽和香气等为评价指标优化实验条件，在20 L小量试验的基础上进行中试试验，确定了火龙果酒工业酿造流程。CHOO K Y等[30]对火龙果酒贮藏过程中甜菜红素的变化进行研究，表明甜菜红素的降解受温度和时间影响，温度越低保留越好，4℃贮藏8周仍可保留80%以上的甜菜红素。
2.3 果醋
果醋较食醋而言具有更高的营养价值，保健功能，以及风味和口感，行业市场规模逐年增加。陆敏等[31]研究了红心火龙果的发酵工艺为初始酒精度8%vol，pH 4.0，醋酸菌种LB1接种量10%，发酵温度30℃、180r/min恒温发酵7d，并采用自吸式供氧方式进行了30 L果醋发酵罐放大试验，最终酸度达6.34 g/100 mL。袁时洁等[32]对红心火龙果果醋进行了调配，在原果醋添加量8%，白砂糖添加量3%，木糖醇添加量1%的工艺条件下，所得红心火龙果醋饮料感官评分为86分，总酸含量为5.6 g/L，可溶性固形物含量为5.4%。红心火龙果果醋呈淡琥珀色、透明澄清、酸甜可口，有清淡的火龙果香味。
2.4 其他
李丽等[33]研究了凝固型火龙果酸奶的最佳配方为乳酸菌接种量0.27%，发酵时间7.7 h，发酵温度40℃，白砂糖添加量8.8%。孙雪姣等[34]按照火龙果汁12%、白砂糖11%、植物乳杆菌菌液接种量2%的比例在37℃条件下发酵19 h制备了火龙果酸奶。以火龙果为原料发酵制作的酵素与原料相比有机酸和多酚含量增加，抗氧化能力和还原力提高[35]。红心火龙果营养价值高，具有较好的保健功能，除此以外还被制作成红心火龙果汁花卷[36]、饼干[37]等多种产品。
3 展望
红心火龙果营养丰富，含有花青素、甜菜红素、多酚、维生素等多种营养成分，具有抗氧化、美白、降脂减肥、抗糖尿病、防止血管硬化、降血压、排毒解毒、保护胃壁、预防贫血等多种生理功能，已被开发成果汁、果酒、果醋、酸奶、酵素、花卷、饼干等多种产品。然而，红心火龙果中花青素及甜菜红素易受到温度和时间的影响，加工过程中如何最大程度保持火龙果原料的风味物质和营养成分是其深加工的难点和重点。同时，火龙果皮和火龙果籽也具有极高的营养价值。研究表明，火龙果果皮抗氧化活性成分如酚类、黄酮、甜菜红素的含量均高于果肉，并且对黑素瘤细胞的生长具有抑制作用[3，38]，火龙果籽中富含亚油酸、亚麻酸等多种不饱和脂肪酸，油酸含量可达20%以上[39]。火龙果皮在生成加工过程中经常被丢弃，因此综合开发利用火龙果可以减少环境污染，提高火龙果的经济价值。
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