柿子功能性研究進展

田文靜，王俊山，趙東瑞，汪慧華，馬長路

（1.北京農業職業學院食品與生物工程系，北京 102442；2.北京工商大學食品質量與安全北京實驗室，北京 100048）

柿子原產于中國，是我國重要的特色水果之一，已有3 000多年的栽培歷史。我國柿屬植物資源豐富，分布范圍廣泛，廣西、河南、河北、陜西等為主產區。據統計，我國柿子的種植面積與產量均位居世界首位[1]。2019年，我國柿子產量高達329.40萬t。

成熟的柿子色澤鮮艷、香甜多汁、營養豐富，含有大量的糖類、維生素及多種活性物質，具有很高的藥用價值和經濟價值。研究表明，每100 g柿子含碳水化合物18.5 g，蛋白質0.4 g，脂肪0.10 g，纖維素1.40 g，維A 20.0μg，維C 30.0 mg，維E 1.12 mg，胡蘿卜素120.0μg，硫胺素0.02 mg，煙酸0.30 mg，核黃素0.02 mg，鈉0.80 mg，鎂19.0 mg，鉀151.0 mg，鈣9.0 mg，鐵0.20 mg，鋅0.08 mg，銅0.06 mg，磷23.0 mg，錳0.50 mg，硒0.24μg[2]。上述活性成分為柿子的功能屬性提供重要物質基礎。據《本草綱目》記載，柿子具有多種功能屬性，如清熱去燥、潤肺化痰、軟堅、止渴生津、健脾、治痢、止血等，對大便干結、痔瘡疼痛或出血、干咳、喉痛、高血壓等癥具有緩解作用[3]。現代醫學也對柿子的活性成分及功效進行了系統研究。發現柿子中含有多種活性物質，如類胡蘿卜素、黃酮類、脂肪酸、酚類及多種氨基酸、微量元素等，可被廣泛用于醫藥、保健和化妝品等領域[4-5]。近年來，研究者借助體外試驗、細胞試驗、動物模型等方式對柿子主要活性成分的功能性進行評價，發現柿子具有抗氧化、預防心血管疾病、抗腫瘤、逆轉耐藥性、緩解糖尿病和加速酒精分解等益生功效。如Butt MS等人[6]發現，柿子中的生物活性物質，尤其是類胡蘿卜素和單寧酸類成分，具有預防癌癥、清除自由基、降低糖尿病和心腦血管疾病發病風險等功效。Pérez-Burillo S等人[7]證明柿子中的酚酸，如沒食子酸等，具有較強的抗氧化活性和潛在的抗菌、抗炎及抗癌能力。任維維等人[8]研究表明，青柿子單寧具有開發為天然抗氧化劑、防腐劑和抗癌藥物的潛力。

近年來，國內外研究者對柿子及其活性物質的性質、功能性進行了大量的研究報道。但作為一種風味、功能屬性俱佳的水果，其相關深加工產品尚未得到廣泛開發，其活性成分的功效機制尚未得到系統解析。基于此，就目前柿子活性成分及其功效評價的研究進展進行綜述，旨在為柿子活性成分作用機制的研究及相關深加工產品的開發提供思路。

1 柿子中主要活性成分

研究表明，柿子營養豐富，富含多種活性物質。目前，有關柿子中活性成分的分析評價研究已廣泛開展，取得了大量成果。

1.1 多酚類化合物（Phenolic compounds）

多酚類化合物是植物體內合成的一類復雜的次級代謝物。而柿子中富含多酚類化合物。其中，鮮柿中總多酚含量為1.45 mg/100 g，沒食子酸含量為190.2～252.2μg/100 g[9]。柿子中的酚類物質主要包括原花青素、黃酮醇等[10]。依據溶解性，多酚類物質具體可分為水溶性/可萃取性酚（EPP）和不溶性/不可萃取性酚（NEPP）。基于性質不同，2種類型酚的吸收模式也不同，EPP可直接從消化道吸收，而NEPP不可吸收，隨糞便排出。而柿果中的多酚主要是水溶性的，因而利于人體消化吸收，且具有多種生物活性，如抗氧化、抗衰老、抗腫瘤、降血壓、降血脂、降膽固醇等[6，11]。

1.2 單寧（Tannins）

單寧是一種酚類化合物，是柿果中最重要的生物活性成分之一，具有顯著的抗氧化、降血脂、抗糖尿病、降膽固醇等功效。根據溶解性不同，柿果單寧可分為可溶性和不溶性兩大類，而柿子的澀味主要由可溶性單寧引起。吃澀柿時，柿子中的單寧細胞被破壞，可溶性單寧釋放，與人體口腔蛋白結合，使味覺器官產生強烈的收斂和干燥的感覺，稱為“澀感”[12]。在食用或加工時，可以設法將柿果中的可溶性單寧轉化為不溶性單寧，從而起到脫澀的效果。Gu H F等人[13]對柿果中單寧的組成及其抗氧化性進行分析探究，高效液相色譜-質譜分析結果顯示，柿果中的單寧主要有4個重要的組成部分，即沒食子酸鹽、沒食子兒茶素、表沒食子兒茶素-3-O-沒食子酸酯、表兒茶素-3-O-沒食子酸酯，其分子量分布范圍為10 000～15 400 Da。抗氧化性評價結果顯示，4種成分均表現出良好的抗氧化活性（顯著高于葡萄籽原花青素的抗氧化活性），且高分子量縮合單寧的抗氧化性能更好。顧海峰等人[14]也發現高分子量單寧是柿單寧的主要抗氧化活性成分，其對2-脫氧-D-核糖、甲基紫、水楊酸體系產生的羥基自由基均具有很強的清除能力（清除率分別為90.47%，96.46%，87.77%），對鄰苯三酚自氧化和亞油酸脂質過氧化亦有較強的抑制作用，在所有體系中高分子量單寧抗氧化能力呈明顯的劑量效應關系，且效果均強于相同濃度的葡萄籽原花青素。

1.3 類胡蘿卜素（Carotenoids）

類胡蘿卜素是一類重要的天然色素的總稱，普遍存在于水果、蔬菜中的黃色、橙紅色或紅色色素之中，通常以α，β和γ形式存在，具有抗氧化、抗炎、增強免疫力、抗癌、預防心血管疾病、保護視覺等功效[15]。研究表明，柿子中含有豐富的類胡蘿卜素，特別是β-胡蘿卜素。同時，β-胡蘿卜素還可作為前體物質，轉化為β-隱黃素。這2種成分都具有良好的生物活性。Veberic R[16]也發現柿果中含量最高的類胡蘿卜素是β-胡蘿卜素，此外還含有β-隱黃素和α-胡蘿卜素。

1.4 原花青素（Procyanidins，PC）

原花青素是植物中廣泛存在的一類多酚類化合物，由不同數量的兒茶素或表兒茶素縮合而成，具有極強的抗氧化、清除自由基的作用。試驗證明，低聚原花青素OPC自由基抑制能力是維E的50倍維C的20倍。同時，低聚原花青素OPC易于吸收，口服20 min即可達到最高血液濃度，且代謝半衰期達7 h之久[17]。此外，原花青素還具有改善血液循環、防治心血管疾病、抗腫瘤、抗輻射、保護視力等多種功能[18]。經細胞試驗和動物試驗證實，柿子富含原花青素，且柿子低聚原花青素可以顯著降低UV-B輻照誘導的細胞和皮膚損傷水平。因此，柿子低聚原花青素可以作為具有紫外損傷修復作用的添加劑，用于食品、藥品、化妝品等領域[19]。

1.5 類黃酮化合物

類黃酮是以黃酮（2-苯基色原酮）為母核衍生而成的一類黃色色素，是對植物、動物和人類健康都具有益處的一大類植物次生代謝產物。依據結構，類黃酮可分成不同亞類，如黃酮、黃酮醇、花青素等。研究表明，類黃酮具有多種功效活性，如抗氧化、清除自由基、保護心血管健康等作用，其在預防和治療自由基引起的疾病如腫瘤、炎癥等方面亦表明出獨特的優越性[20]。薛菁等人[21]采用超聲波輔助工藝提取柿黃酮，提取量達到20.391 mg/g，并對其體外抗氧化活性和抑菌活性進行探究。結果顯示，柿子黃酮對DPPH自由基和羥基自由基表現出較高的清除率，且對金黃色葡萄球菌有一定的抑制作用。

2 柿子的主要功能

目前，有關柿子功效評價的研究逐漸開展起來，取得了一定成果。

2.1 抗氧化活性

氧化過程是人體正常生理過程的重要組成部分，是體內廣泛存在的一種生化反應過程。氧化過程中會產生自由基，自由基包括活性氧（ROS）、活性氮（RNS）和其他帶有未配對電子的分子。由于自由基自身具有不穩定性和高度化學活性，為變得更加穩定，過量自由基會破壞細胞內DNA、蛋白質和脂質（脂肪）結構分子，進而導致組織損傷。人體有天然的抗氧化系統來對抗自由基的影響，但是，當機體受到不良刺激，細胞內自由基會過量生成，進而導致自由基產生和內源性抗氧化防御系統之間的平衡被打破，最終導致機體氧化損傷。但是，這種不平衡可以通過補充外源性抗氧化劑來克服。考慮到安全性和可獲取性，從天然食品中獲取具有抗氧化性的活性成分實踐意義重大。其中，多酚、類胡蘿卜素、類黃酮、生育酚、花青素和單寧等就是很重要的天然抗氧化劑[13，22]。

研究表明，柿子富含天然的抗氧化活性物質，主要為酚類化合物，如原花青素、單寧、兒茶素、類胡蘿卜素、芥子堿、山奈酚、槲皮素、沒食子酸、阿魏酸、咖啡酸、香草酸、對香豆酸等。這些生物活性成分大多數具有清除自由基、螯合金屬離子、抑制脂質過氧化的作用[23-24]。此外，柿子所含的抗壞血酸、單寧和黃酮類化合物也有助于提高其抗氧化能力，被證明可以抑制和緩解氧化應激誘導的相關疾病[25]。例如，Gorinstein探討了柿子皮和果肉對高膽固醇飲食大鼠的降膽固醇作用。結果顯示，柿子具有較強的降膽固醇和抗氧化作用，可以通過降低機體氧化壓力水平來防止氧化損傷[26]。

近年來，許多研究者對柿子的體外抗氧化能力進行了評估，發現柿子的抗氧化活性顯著高于葡萄、蘋果和番茄（p〈0.05）。且其自由基清除率與總酚含量顯著相關，其抗氧化活性隨總酚含量的增加而增加[27]。Gorinstein S等人[26]通過測定總膽固醇（TC）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）、甘油三酯（TG）和脂質過氧化物（LP）指標，探究了全柿子和無酚柿子對高膽固醇飲食大鼠體內氧化水平和血漿膽固醇水平的作用影響。結果顯示，只有添加全柿子的日糧才具有抗氧化作用，這表明柿子的抗氧化作用主要與其酚類化合物有關。米雪等人[15]采用超聲波輔助法提取柿皮中的類胡蘿卜素，并對其抗氧化活性進行研究。體外抗氧化試驗結果表明，質量濃度為50μg/mL的類胡蘿卜素溶液對DPPH自由基、ABTS自由基、羥自由基的清除率分別為96.48%，93.35%和46.54%，對鐵的還原力為0.40，均優于維C，表現出較好的體外抗氧化活性。由此，酚類物質是柿子抗氧化性的重要物質承擔者。

此外，柿子中的其他成分也被證明具有一定抗氧化功效。Hagerman Ann E等人[28]研究表明，單寧對過氧自由基的清除效果比簡單酚類強15～30倍，其廣泛存在于植物性食品和飲料中，是非常重要的生物抗氧化劑。而柿子中富含單寧，其被證明具有較強的抗氧化活性。例如，田燕等人[29]對柿單寧的體外抗氧化性進行了系統研究。結果顯示，柿單寧有很強的體外還原能力、自由基清除能力，以及抑制脂質過氧化物生成的能力，且其抗氧化性隨聚合度升高而增強。

同時，柿子黃酮也具有一定的抗氧化活力，在DPPH自由基和羥自由基的清除實驗中表現出較高的自由基清除能力[21]。

2.2 心血管疾病預防

目前，心血管疾病已經成為人類健康的巨大威脅，動脈粥樣硬化、血脂異常、高血壓等都可能是致病因素。此外，研究發現，自由基亦可通過引發低密度脂蛋白（LDL）氧化，增加動脈中脂質的積累，進而提升動脈粥樣硬化的風險，最終誘發心血管疾病[30]。因此，考慮到安全性和可獲取性，營養學家著手研究飲食干預，如攝入豐富的抗氧化劑，來降低心血管疾病發生的風險。而柿子因富含多種活性成分而受到人們關注。有動物試驗表明，食用柿子可以降低血脂、LDL、同型半胱氨酸和血壓，進而降低動脈粥樣硬化疾病的發病風險[31]。同時，有研究表明低熟柿子具有改善血脂異常的作用，其可以通過調節肝細胞內膽汁酸的合成，促進膽固醇7α-羥化酶（CYP7A1）基因表達，進而維持膽固醇水平穩定，降低心血管疾病的發病風險[32]。

此外，研究人員對柿子的功效成分進行了解析。例如，Gorinstein S等人[33]對柿子和蘋果中的膳食纖維、多酚和礦物質含量進行了研究和分析，發現柿子（尤其是果皮）中的總膳食纖維、多酚、表兒茶素、沒食子酸、對香豆酸，以及Na，K，Mg，Ca，Fe，Mn含量顯著高于蘋果，而這些物質在預防心腦血管疾病方面具有重要作用。其中，柿子黃酮苷可抑制血管緊張素轉換酶的活性，還可以增強NO的生成，用以調節血管張力，故可用于治療高血壓癥；此外，黃酮苷也是一種活性很強的抗氧化劑，可以抑制LDL中的脂質過氧化，進而心血管疾病的發病風險[34]。薛伊宏[35]探究了柿子單寧對高脂膳食誘導小鼠動脈粥樣硬化的保護作用及潛在相關機制。結果顯示，柿子單寧可抑制高脂膳食小鼠主動脈脂質累積、炎癥因子釋放、巨噬細胞極化和NOXs介導的氧化應激，進而降低動脈粥樣硬化疾病的發病風險。

基于上述，柿子及其制品由于富含水溶性膳食纖維、礦物質、微量元素、類胡蘿卜素和酚類物質，而具有抗氧化、抑制自由基生成、降低膽固醇吸收、抑制脂肪酸合成等作用，進而起到預防心腦血管疾病的功效。

2.3 改善糖尿病及其并發癥

氧化應激與糖尿病之間有相互促進作用，過量的ROS及RNS會攻擊胰島β細胞導致胰島素分泌不足，或攻擊外周組織導致胰島素抵抗，最終形成糖尿病。慢性高血糖、血糖波動、胰島素抵抗等又會刺激機體產生過量ROS及RNS，進一步削弱酶介導的機體抗氧化防御系統、加重胰島細胞損傷及胰島素抵抗[36]。因此，減少氧化應激對治療病理損傷和糖尿病并發癥尤為重要。

柿子富含抗氧化活性成分，對活性氧有很強的清除作用，對于改善糖尿病及其并發癥有潛在促進作用。Lee Y A等人[37]探究了柿子皮中花青素對Ⅱ型糖尿病的防護效果，發現每天給予10 mg/kg體重的花青素低聚物可以減輕Ⅱ型糖尿病大鼠的氧化應激反應，并顯著降低總膽固醇和血漿甘油三酯含量，有效提高高密度脂蛋白膽固醇水平，部分或完全恢復血漿中天冬氨酸氨基轉移酶（AST）和肌酐水平，預防肝腎功能障礙。

Yokozawa T等人[38]利用對氧化應激敏感的LLC-PK 1細胞，解析柿皮多酚（PPP）對糖尿病誘導的氧化應激的影響。結果顯示，其中的低分子柿皮多酚（LM-PPP，含有更高數量的低聚原花青素）和高分子柿皮多酚（HMPPP，富含聚合原花青素）均能降低細胞內活性氧、一氧化氮、超氧化物和過氧亞硝酸鹽的水平，亦可降低高糖水平誘導一氧化氮合成酶（iNOS）和環氧化酶-2（COX-2）蛋白的過表達。且在降低氧化應激程度方面，LMPPP比HMPPP更有效。此外，柿子能夠清除自由基，提高還原性谷胱甘肽/氧化性谷胱甘肽比值，從而改善糖尿病的炎癥反應[39]。

總之，柿子及其功能成分可以作為一種潛在的膳食補充劑，通過降低血壓、血脂、調節氧化應激和炎癥反應來改善血糖水平和抑制糖尿病并發癥發病率。

2.4 抗癌性

活性氧、活性氮、自由基等均可能造成DNA損傷，進而誘發癌變、衰老和退行性疾病[40]。而柿子中的多酚、黃酮類化合物、類胡蘿卜素、花青素均為高效的天然抗氧化劑，具有良好的清除自由基的能力，可以減少各種基因毒性因素（Genotoxic factors）造成的DNA損傷，因此柿子被認為具有廣闊的抗癌前景[41]。

Jang I C等人[42]研究發現，50 mg/mL的柿子提取物對H2O2誘導的DNA損傷具有良好的保護作用，還具有清除活性氧自由基的功效。原因可能是柿子中富含酚類化合物、類胡蘿卜素、黃酮類化合物、單寧和抗壞血酸等。So-Young K等人[43]認為，熱處理可提高柿皮提取液中的總酚含量，進而顯著提高其抗氧化活性和抗基因毒性。

Umekawa H等人[44]也發現柿子提取物及其多酚，如兒茶素（C）、表兒茶素（EC）、表兒茶素沒食子酸（ECG）、表兒茶素沒食子酸（EGC）和表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）對人淋巴白血病Molt 4B細胞有不同程度的抗增殖作用，且ECG、EGC、EGCG可誘導癌細胞凋亡。

此外，柿皮色素在體外對人肝癌細胞HepG2和人胃癌細胞MNK-45均有一定抑制作用，且對MNK-45細胞生長的抑制效果優于HepG2細胞。柿皮色素抑制癌細胞體外增殖的有效成分可能是其中的類胡蘿卜素、黃酮、多酚類物質[45]。

基于具有較強的抗氧化能力，柿子及其生物活性成分可用于治療退行性疾病、癌癥、改善膚色等多種疾病，在食品和化妝品領域具有廣泛的應用價值。

2.5 抑菌性

近年來，開發高效、低毒、廣譜和經濟實用的防腐劑已成為趨勢。而從植物中提取具有殺菌或抑菌性的物質已成為開發天然防腐劑的重要途徑。柿子含有多種生物活性物質，如酚酸、單寧、萘醌、黃酮類及萜類等，均為植物中常見的對食品中腐敗菌或致病菌有抑制效果的天然成分[46]。

研究表明，柿子黃酮提取液對金黃色葡萄球菌有一定的抑制作用。因此，柿子在生長過程中,自身可以抑制一些細菌的生長，從而實現保質保鮮[21]。此外，恭城月柿皮的果膠酶解物對大腸桿菌、枯草桿菌、金黃色葡萄球菌、啤酒酵母和黑曲霉也都具有顯著的抑菌效果[47]。任維維等人[8]認為，單寧具有開發為天然防腐劑的潛力。結果顯示，其所研究的青柿子分離組分F1，F2，F3均有一定廣譜抑菌性，抑菌能力為F1〉苯甲酸鈉〉F3〉F2。其中，F1的主要成分為沒食子酸，F2主要成分是原兒茶素，F3主要成分為阿魏酸。抑菌評價結果顯示，柿皮色素對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和沙門氏菌具有較強抑菌效果，對阪崎乳桿菌與李斯特菌生長無明顯影響。而引起抑菌的原因可能是柿皮色素中含有黃酮、多酚等抗菌性物質[47]。

基于其活性成分表現出良好的抑菌性，柿子具有成為天然防腐劑原料的潛能。

2.6 調節腸道菌群

腸道菌群被證明與人體健康具有密切聯系。而越來越多的研究表明，柿子中的一些功能成分可通過改善腸道微生物的群落結構，發揮其健康調節作用。

林款等人[48]采用體外厭氧發酵法探究了柿子單寧對腸道菌群的影響，發現與空白組相比，添加2 g/L的柿單寧能有效促進腸道有益菌（乳桿菌和雙歧桿菌）增殖，抑制有害菌（腸球菌、大腸桿菌、梭菌和擬桿菌）增殖。表明柿單寧對腸道微生態具有調節作用，這可能是其在體內發揮作用的機制之一。此外，柿子多糖也可以通過促進有益菌的增殖，降低有害菌的豐度，維持小鼠腸道微生物的菌群平衡[49]。柿子中的其他成分對腸道微生物的影響及其作用機制還有待進一步研究。

3 結論

柿子因其獨特的口感和豐富的營養價值而受到廣泛關注。近年來，國內外研究者對柿子及其活性物質的研究已取得大量成果。柿子富含原花青素、類黃酮、單寧、酚類、類胡蘿卜素、膳食纖維等生物活性物質，因而在抗氧化、預防心血管疾病、改善糖尿病及其并發癥、抗腫瘤、抑菌性和調節腸道菌群等方面具有重要作用。但目前，研究主要集中于活性物質的解析及體外的活性評價。今后開展柿子中活性物質生物利用度和體內功效機制、活性物質間交互作用的相關研究，將為柿子相關產品的開發提供重要支撐。