《South African Journal of Botany》:A literature review of pomegranate leaf: Extraction techniques, phytochemistry, and health implications
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农业废弃物石榴叶富含生物活性成分,具有抗氧化、抗炎、抗癌、降血糖等多重功效,研究聚焦绿色提取技术(超声波、微波、酶法)与传统方法(浸渍、索氏提取)的比较及其在营养品、医药、化妆品等领域的应用潜力。
舒班希·图克拉尔(Shubhanshi Thukral)| 安基塔·夏尔玛(Ankita Sharma)| 阿曼·乔蒂(Aman Jyoti)| 马亨德拉·贡贾尔(Mahendra Gunjal)| 普拉萨德·拉萨内(Prasad Rasane)| 萨温德·考尔(Sawinder Kaur)| 昌德拉·莫汉·梅塔(Chandra Mohan Mehta)| 乔蒂·辛格(Jyoti Singh)
印度旁遮普邦法格瓦拉(Phagwara)144411,洛维利专业大学(Lovely Professional University)食品技术与营养系
摘要
石榴(Punica granatum L.)的叶子(PL)传统上被视为农业废弃物,但如今因其富含多种生物活性化合物而受到重视,这些化合物包括鞣花酸、没食子酸、punicalagin和punicalin,具有广泛的药用潜力,如抗氧化、抗炎、抗菌、抗糖尿病和抗癌作用。本文旨在探讨通过绿色提取技术(如超声波辅助提取、微波辅助提取和酶辅助提取)以及传统提取方法(如浸渍法和索氏提取)来提取这些生物活性化合物的方法。以往的研究已经证实了石榴叶提取物在膳食补充剂、治疗剂、护肤品和天然食品防腐剂等综合产品中的潜在应用价值,为农业废弃物的可持续利用提供了新途径。因此,本文将讨论其在营养保健品、制药和食品工业中的用途,以及其在功能性食品、化妆品和天然食品防腐剂配方中的应用前景。本文强调了石榴叶作为多用途资源的潜力,有助于维护健康并促进农业和食品行业的可持续发展。
引言
石榴(Punica granatum L.)属于千屈菜科(Lythraceae),原产于波斯,现已广泛种植于地中海地区,包括突尼斯、土耳其、埃及和西班牙。它也在中国、日本、俄罗斯和加利福尼亚等地有分布(Trabelsi等人,2020年)。全球石榴的产量估计约为630万吨,种植面积达55.6万公顷(Singh等人,2024年)。石榴是一种热带和亚热带果树。要获得优质且数量充足的果实,需要适宜的气候条件:冬季温和,夏季干燥炎热且无降雨,同时白天阳光充足(Ghasemi-Soloklui等人,2023年)。在印度,主要的石榴生产邦包括马哈拉施特拉邦(Maharashtra),其次是古吉拉特邦(Gujarat)、安得拉邦(Andhra Pradesh)、卡纳塔克邦(Karnataka)和拉贾斯坦邦(Rajasthan)。马哈拉施特拉邦被誉为“印度的石榴之乡”(Bhat等人,2019年)。石榴植株包含多个部分:果实、种子油、种子、果皮、叶子、木质茎、花朵、果皮和树皮(Maphetu等人,2022年)。石榴的产量和种植面积详见表1。
P. granatum 的各个组成部分与多种药理和生物过程相关,但大约40-50%的果实被浪费掉,主要是果皮、果渣和种子,这些通常被视为不可食用的废弃物。石榴叶(PL)同样被丢弃,也被认为是不可食用的垃圾。然而,研究表明其含有丰富的黄酮醇和黄酮类物质,如儿茶素(catechin)、表儿茶素(epicatechin)、没食子儿茶素(galocatechin)、山柰酚(kaempferol)、芹菜素(apigenin)和槲皮素(quercetin)(Marcelino等人,2023年)。石榴叶呈椭圆形,有光泽,颜色为绿色,最长可达3厘米(Maphetu等人,2022年)。Yu等人(2024年)指出,2020年全球石榴产量超过300万吨,由此产生了约45万至60万吨的石榴叶废弃物。这种农业废弃物不仅富含营养成分,还具有健康益处,例如石榴叶和树皮具有镇痛、抗炎、抗菌和抗抑郁作用(Yisimayili等人,2022年)。目前有许多关于使用甲醇、丙酮和含水有机溶剂等传统方法提取多酚的研究。而绿色提取技术(如超声波辅助提取、微波辅助提取或酶辅助提取)由于具有缩短提取时间、减少溶剂用量、降低能耗和降低生物活性成分降解风险等优点而受到越来越多的关注(Frosi等人,2023年)。本文重点介绍了石榴叶的植物化学成分及其益处,并探讨了从石榴叶中提取生物活性化合物的绿色和传统方法,同时讨论了其在抗糖尿病、抗癌、抗炎和抗菌感染方面的治疗效果。
石榴叶的植物化学成分
石榴叶是多酚等植物化学物质的丰富来源。这些化合物具有抗菌、抗氧化、抗癌和抗炎作用(Yu等人,2024年)。石榴叶还含有单宁(如punicalin和punicafolin)以及黄酮苷(如芹菜素和木犀草素)。体外研究表明,这些酚类物质能够通过抑制作用诱导细胞凋亡。
传统提取技术
传统提取技术利用有机溶剂或水在常压和室温下从植物材料中分离生物活性化合物。三种最常用的传统提取方法是浸渍法、溶剂提取法和索氏提取法。这些方法已沿用了几个世纪,有效帮助提取植物化学物质(Rasul,2018年)。
石榴叶的抗糖尿病作用
糖尿病(DM)是一组影响蛋白质、脂肪和碳水化合物代谢的代谢疾病。全球约有4.63亿人患有糖尿病,预计到2030年这一数字将上升至5.78亿人,到2045年将达到7亿人。石榴叶富含单宁(如punicalin和punicafolin)、黄酮(如木犀草素和芹菜素)和苷类(Pottathil等人,2020年)。Das和Barman(2012年)对石榴叶的乙醇提取物进行了研究。
石榴叶在工业中的潜在应用
根据Kandylis等人(2020年)的研究,石榴及其各个部分(包括果皮、花朵、树皮和叶子)在医药、化妆品和食品工业中有多种应用。石榴叶具有多种健康益处,如抗菌、抗糖尿病、抗骨质疏松和抗白内障作用,还具有抗惊厥和抗焦虑作用(强调)。
未来展望
石榴叶为未来的研究和应用开辟了众多方向。应优化提取技术,探索其新的应用领域,并关注其经济和环境可持续性。研究人员应致力于开发环保的提取技术,以减少废弃物和能源消耗,从而最大限度地提取生物活性化合物,并降低对环境的负面影响。此外,还需探索石榴叶提取物在相关领域的应用潜力。
结论
尽管历史上石榴叶在食品工业中被视为废弃物,但最新研究表明,它们是多种生物活性成分的宝贵来源,具有抗癌、抗糖尿病、抗炎、抗菌、抗肥胖和抗氧化等健康益处,使其成为食品、化妆品和制药行业的潜在宝贵资源。有效的提取技术对于充分发挥其潜在价值至关重要。
作者贡献声明
舒班希·图克拉尔(Shubhanshi Thukral): 起草初稿。
安基塔·夏尔玛(Ankita Sharma): 审稿与编辑。
阿曼·乔蒂(Aman Jyoti): 审稿与编辑。
马亨德拉·贡贾尔(Mahendra Gunjal): 审稿与编辑。
普拉萨德·拉萨内(Prasad Rasane): 软件支持与资源提供。
萨温德·考尔(Sawinder Kaur): 审稿与编辑,资源提供。
昌德拉·莫汉·梅塔(Chandra Mohan Mehta): 数据验证与监督。
乔蒂·辛格(Jyoti Singh): 创意构思。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢洛维利专业大学食品技术与营养系在审稿过程中的技术支持和其他帮助。