综述：塞拉多水果作为生物活性提取物来源：功能食品应用与可持续提取的新兴技术

《Sustainable Food Technology》：Cerrado fruits as sources of bioactive extracts: functional food applications and emerging technologies for sustainable extraction

本综述系统阐述了巴西塞拉多（Cerrado）生物群落中本土水果（如布里蒂果、卡加塔果、佩基果和新月果）作为生物活性化合物（酚类、类胡萝卜素、生物碱等）宝贵来源的潜力。文章重点探讨了其生化组成、相关生物活性（抗氧化、抗炎、抗菌等），并深入分析了超临界流体萃取（SFE）、超声辅助萃取（UAE）、酶辅助萃取（EAE）等新兴绿色提取技术在提高提取效率、选择性和降低环境影响方面的优势。同时，综述也指出了当前面临的挑战，如植物化学物质定量与结构解析不完全、溶剂-基质相互作用欠佳、加工储存过程中生物活性稳定性知识不足等，并提出了封装技术（纳米乳、生物聚合物载体）等解决方案。最后，文章展望了未来研究方向，包括利用先进色谱和光谱方法进行代谢组学分析、根据水果基质优化提取参数、在技术经济和生命周期评估支持下扩大提取规程，以及加强研究者与当地生产者的合作，以实现可持续生物勘探，推动塞拉多水果成为功能食品、营养保健品和制药领域的高价值生物活性成分。

　　

塞拉多及其食物生物多样性

巴西塞拉多（Cerrado）是世界上生物多样性最丰富的生物群落之一，其植被已适应高温、长期干旱、贫瘠土壤等恶劣环境条件。这种适应性促使植物合成大量植物化学物质，特别是酚类化合物，从而极大地增强了植物的营养和功能价值。塞拉多本土水果不仅具有生态价值，对社会经济也至关重要，是当地社区几个世纪以来的食物和收入来源。近年来，将这些水果纳入可持续农业系统，既能保护生物多样性，又能刺激农村经济增长。

塞拉多水果：营养特性与传统用途

塞拉多蕴藏着大量本土水果，如布里蒂果（Mauritia flexuosa）、卡加塔果（Eugenia dysenterica）、佩基果（Caryocar brasiliense）和新月果（Dipteryx alata），它们具有高营养价值和多样的植物化学成分。每种水果都有独特的营养特征：新月果富含蛋白质、膳食纤维和不饱和脂肪酸；佩基果果肉脂质含量高，特别是油酸等单不饱和脂肪酸，同时富含膳食纤维、类胡萝卜素（如β-胡萝卜素）和酚类化合物；卡加塔果是维生素C和酚类化合物的天然来源；布里蒂果果肉是β-胡萝卜素的极好来源，并含有大量生育酚和不饱和脂肪酸。这些水果传统上被用于制作果汁、冰淇淋、果酱、利口酒等产品，其油类也受到食品和化妆品行业的关注。

塞拉多水果中的生物活性化合物

塞拉多水果是天然生物活性化合物的宝贵来源，包括酚酸、类黄酮、单宁、类胡萝卜素和必需脂肪酸。这些化合物与多种健康促进作用相关，如心脏保护、抗糖尿病、抗炎和抗氧化作用。某些塞拉多水果的总酚含量超过500 mg_GAE/100 g，可与已知富含酚类的水果相媲美。这些水果在功能产品开发中显示出巨大潜力，其果渣粉富含膳食纤维和酚类物质，可用于增强烘焙食品的营养含量。水果中的多酚等生物活性化合物有助于预防动脉粥样硬化、癌症等慢性退行性疾病。

生物活性化合物的常规提取方法

从水果等植物材料中提取生物活性化合物面临重大挑战。常规技术如浸渍、渗滤、浸煮、煎煮和回流萃取等最为常用。这些方法虽然应用广泛且具有历史意义，但存在处理时间长、提取率低、溶剂消耗大等缺点，可能不适合工业或大规模应用。此外，某些技术使用的有机溶剂带来健康和环境风险，这推动了对更环保技术的需求。

生物活性化合物提取的新兴技术

新兴提取技术为从植物基质中回收生物活性化合物提供了更有效、更具选择性和更环保的替代方案。

超临界流体萃取（SFE）

使用超临界CO₂作为溶剂，SFE是一种有前途的绿色技术，能够有效、选择性地从植物基质中回收生物活性化合物。研究表明，SFE是从巴西塞拉多水果中获取有价值化合物的有效方法。例如，从Duguetia furfuracea叶片中高收率地获得具有生物活性的倍半萜类，从Byrsonima crassifolia果肉中提取出叶黄素、生物活性甘油三酯和必需脂肪酸。SFE与加压液体萃取（PLE）结合也显示出巨大潜力。

超声辅助萃取（UAE）

UAE利用高频超声波（通常20–100 kHz）诱导空化效应，产生局部高压和高温，从而破坏植物细胞壁，增强溶剂渗透，促进细胞内化合物的快速释放。研究表明，UAE可成功用于优化从Annona crassiflora果皮中提取酚类化合物、从Mauritia flexuosa果肉中提取类胡萝卜素，以及从Eugenia dysenterica副产物中回收酚类化合物。与常规方法相比，UAE具有溶剂消耗少、提取时间短、产率高、对热敏性植物化学物质保护性好等优点。

微波辅助萃取（MAE）

MAE利用微波能量产生热量，通过分子机制（如偶极旋转和离子传导）导致内部加热，促进细胞基质中的质量和热量传递。虽然MAE益处明确，但用于塞拉多水果生物活性化合物提取的研究明显缺乏。一项关于从Pterodon emarginatus果实中提取挥发油的研究表明，MAE显著减少了提取时间、能耗和废物产生。

脉冲电场（PEF）

PEF是一种非热技术，通过电穿孔增强细胞膜通透性，促进细胞内化合物的释放。它特别有利于保护热敏性化合物。目前尚未有已发表的研究直接使用PEF技术从巴西塞拉多水果中提取生物活性化合物。然而，对热带水果的研究表明该技术具有潜力。

酶辅助萃取（EAE）

EAE使用酶分解植物细胞壁，增加类胡萝卜素、类黄酮和酚类等生物活性物质的释放。这种方法以其对有机溶剂的依赖性低、选择性高、操作条件温和而著称。研究表明，酶辅助处理可成功回收Anacardium othonianum果渣中的关键酚类物质。

绿色溶剂

绿色溶剂，如离子液体（ILs）、低共熔溶剂（DESs）、超临界流体等，已成为有前景的替代品。DESs由天然化合物组成，具有低蒸气压、高热稳定性、易回收等特点。超临界CO₂因其独特性质被广泛使用。将超声波等新兴技术与绿色溶剂结合已被证明可有效从农业工业副产品中提取生物活性化合物。

新兴技术辅助提取塞拉多水果生物活性化合物的研究

在过去十年中，已确定31项研究报告了新兴技术辅助提取塞拉多水果中的生物活性化合物。研究最多的水果是佩基果和西番莲果。应用最广泛的技术是超声辅助萃取（UAE），有22项研究使用。超临界流体萃取（SFE）是第二常用的技术。相比之下，较少研究使用酶辅助萃取（EAE）或脉冲电场（PEF）。一些研究探索了组合技术，如酶-超声波和SFE-超声波或加压液体萃取。目前尚未确定使用绿色溶剂提取塞拉多水果生物活性化合物的研究，这凸显了该领域的空白。

与传统方法比较

提取技术（SFE、UAE、MAE、PEF、EAE和绿色溶剂）在产率、选择性和可持续性方面各具优势。提取效果因目标化合物和基质而异。SFE在提取疏水性和热敏性化合物（如类胡萝卜素和必需脂肪酸）方面产率高。UAE在快速、高产率提取类胡萝卜素和酚类化合物方面领先。MAE效率高，尤其适用于挥发性化合物。PEF有潜力改善热敏性酚类和抗氧化剂的提取。EAE提供高度选择性和可持续的方法。虽然SFE和UAE目前对塞拉多水果的应用最成熟，但PEF和EAE代表了在环境影响最小的情况下优化产率和选择性的新兴机会。

工业应用的稳定性挑战与保存策略

生物活性化合物的稳定性易受加工条件、储存等多种因素影响。pH值、温度、光照、氧气和酶活性等变量会导致这些物质降解。将新兴提取技术与封装技术相结合已成为一种有前景的保存策略。当与封装技术（如基于蛋白质或多糖的载体用于微封装和纳米封装）结合时，这些技术可以通过保护敏感的生物活性化合物免受加工相关和环境压力来实现稳定。研究表明，超声波辅助萃取结合喷雾干燥可微封装Spondias purpurea果皮提取物，获得高封装效率和酚类稳定性。类似地，超声波辅助萃取结合喷雾干燥和冷冻干燥也能有效保留生物活性。这些研究强调了将新兴技术与封装技术相结合以稳定和递送塞拉多水果生物活性化合物的巨大潜力。

结论

塞拉多水果富含生物活性化合物，在功能食品和营养保健品应用方面具有巨大潜力。然而，其价值提升受到植物化学表征不足、可持续提取方法优化不够以及对加工储存过程中生物活性稳定性了解不深的限制。针对塞拉多基质的新兴提取技术（如SFE、UAE、EAE）的比较性能研究仍然缺乏，对象PEF和MAE等未充分利用方法的探索也是如此。未来的努力应侧重于绘制优先塞拉多物种的化学多样性图谱，针对特定基质调整提取参数，并整合先进的稳定策略（如封装）以增强生物利用度和功能性。扩大这些工艺规模，并辅以技术经济和环境评估，对于将实验室发现与工业应用联系起来至关重要。通过将这些举措与可持续发展目标相结合，该领域可以培育惠及生态系统和社会的有弹性的价值链。