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这篇综述聚焦甜瓜籽，探讨其在食品工业的应用潜力。甜瓜籽富含蛋白质、油脂等，可用于食品强化、制作可生物降解包装薄膜。研究涉及提取方法、产品开发等，为食品行业可持续发展提供思路，值得一读。
1. 引言
在食品科学与技术领域，从食物废料中回收有价值产品并转化为有用材料备受关注。联合国可持续发展目标中的 “负责任消费和生产（第 12 个目标）”，旨在高效利用资源。全球自然资源消耗剧增，从 1970 年到 2017 年，从 270 亿吨飙升至 921 亿吨，增长了 254% ，因此资源可持续管理迫在眉睫。欧洲委员会提出生物经济概念，循环生物经济在此基础上进一步强调废弃物的有效利用与回收，以助力实现可持续发展目标。
全球每年产生大量食物废料，前几年记录为 13 - 14 亿吨，预计到 2025 年将增至 26 亿吨。水果和蔬菜废料占食物损失和浪费的约 22% ，且分别被视为 “蓝水热点” 和 “碳足迹”。这些废料富含淀粉、蛋白质等多种有益成分，可用于提取化合物，提升食品营养和功能，还能用于可持续包装。
甜瓜（Cucumis melo L.）是葫芦科瓜类水果，在世界多地广泛种植，其果实香甜，用途广泛。但甜瓜加工产生大量种子废料，全球甜瓜年产量约 2800 万吨，其中约 10%（280 万吨）为种子。甜瓜籽富含蛋白质（25 - 37%）、油（37 - 45%）、膳食纤维（25 - 30%）、矿物质、必需氨基酸和多不饱和脂肪酸，有很高的开发价值。本综述将探究甜瓜籽的营养成分、在食品工业中的应用等，符合欧盟废弃物分级利用的理念。
2. 甜瓜果实及其品种
甜瓜在全球多个地区种植，能适应温带和热带气候，其野生品种原产于澳大利亚、印度等多个国家。关于甜瓜的起源存在争议，有观点认为非洲是主要起源中心，但其多样性中心横跨亚洲。甜瓜有多种别称，常被误认成西瓜。
甜瓜属于葫芦科，与南瓜、黄瓜等 825 个物种同属一科。其果实形态多样，1859 年 Naudin 将甜瓜分为 10 个品种，后 Munger 和 Robinson 在 1990 年简化分类，将其分为两个主要组，一组为野生种（C. melo var. agrestis Naud），另一组包含 6 个栽培品种，如 C. melo var. cantalupensis Naud（果实椭圆或圆形，表面有鳞片、瘤状和网状纹理，果肉橙色或绿色，气味香甜）、C. melo var. inodorus Naud（果实球形或不规则，果肉白色或绿色，果皮厚，储存性好）等。此外，Pitrat 在 2008 年也对甜瓜果实进行了分类。
3. 甜瓜籽的营养成分
甜瓜果实中种子数量因品种和果实大小而异，平均每个果实约含 1000 粒种子。生长条件对甜瓜及其种子的营养水平影响显著，土壤养分、水分供应和施肥方式等都会改变其营养成分。
研究发现，甜瓜籽含有酚类物质（1.50mg/g 种子样品）、邻二酚（0.92mg）、类黄酮（0.74mg）、单宁（0.92mg），抗氧化活性为 0.31 ± 0.02mg AAE/g。不同研究对不同品种甜瓜籽的营养成分分析表明，其富含蛋白质、脂肪、维生素、矿物质，还含有共轭亚麻酸（CLnAs）等特殊成分。在不同振动强度、温度和风速条件下，甜瓜籽的生物活性化合物含量会发生变化，如在振动强度 1.23、风速 10.98m/s、干燥温度 54.20°C 时，总酚含量（TPC）、亚油酸、油产量和抗氧化活性达到最高。甜瓜籽的营养和抗氧化特性见相关表格。
4. 有价值产品的提取
4.1 油
从甜瓜籽中提取的油可用于制备食用油和生物柴油。研究人员采用不同提取方法，如水提取（AE）、有机溶剂提取（OSE）、索氏提取（SE）、压榨提取（PE）和超临界流体萃取（SFE）、冷挤压（CE）等，对甜瓜籽油的提取效率、相关性质和风味进行比较。结果显示，SE 法提取的油产量高，自由基清除活性强；不同方法提取的油在脂肪酸组成、挥发性成分等方面存在差异。
甜瓜籽油富含不饱和脂肪酸，如亚油酸（61.378%）和油酸（15.307%），对心脏健康有益。其高碘值（115.11）和皂化值（197.17）表明品质优良，稳定性好，适合烹饪。此外，甜瓜籽油还含有抗氧化剂，可用于制作沙拉酱、腌料和酱汁，提升产品营养价值和口感。
4.2 蛋白质
研究人员使用多种方法从脱油甜瓜籽饼中提取蛋白质，如 PE、AE、OSE 和 SE 等。不同方法的蛋白质提取率不同，SE 法提取率最高（16.7%），其次是 OSE（16.3%），AE（6.5%）和 PE（3.3%）较低。通过响应面法优化提取条件，如在特定温度、时间和 NaOH 浓度下，蛋白质提取率可达 77.31%。不同提取方法还会影响蛋白质的组成，如富含谷氨酸、亮氨酸等氨基酸，而半胱氨酸含量较低。
5. 食品产品开发
研究表明，用甜瓜籽面粉替代小麦面粉可影响面包和蛋糕的品质。在面包制作中，添加甜瓜籽残渣会增加面包的灰分、纤维、脂质和蛋白质含量，降低淀粉含量，使面包质地更硬，颜色更黄，外皮更暗。在蛋糕制作中，用 10% 的甜瓜籽面粉替代小麦面粉，可获得消费者较高的接受度。
此外，以甜瓜籽为原料还开发出了多种食品。如甜瓜籽饮料富含铁、镁等矿物质和蛋白质，感官评价得分高；喷雾干燥的甜瓜籽粉可制作植物奶替代品，溶解性好，但流动性差；用甜瓜籽油替代猪肉脂肪制作的香肠，虽在感官评价上不如对照组，但富含亚油酸，有潜在的营养价值。
6. 包装薄膜的开发
塑料包装因不可生物降解对环境造成威胁，因此人们致力于寻找可生物降解的包装材料。研究人员以甜瓜籽粕为原料，通过添加水和其他化学物质，并经超声处理，开发出可生物降解的薄膜。超声处理能显著提高薄膜的拉伸强度和伸长率，如在 200W 功率、60 分钟处理时间下，薄膜拉伸强度可达 1134.70kPa；在 200W 功率、30 分钟处理时间下，薄膜伸长率可达 18.86%。
7. 健康益处
研究发现，甜瓜籽提取物具有抗氧化和细胞毒性特性。在抗氧化方面，其抗氧化活性虽低于 β - 胡萝卜素，但对 HeLa 和 HepG2 癌细胞系有较强的抗癌效果，对正常的 NIH3T3 成纤维细胞毒性较低。此外，甜瓜籽提取物还能抑制多种人类癌细胞系的增殖，抑制率达 20 - 85% 。
从甜瓜籽中纯化的胰蛋白酶抑制剂（TICMS）可抑制内皮细胞增殖和血管生成，在 5 - 40μg/mL 浓度范围内呈剂量依赖性。同时，它还能减少血管内皮生长因子（VEGF）、基质金属蛋白酶 - 2（MMP - 2）和基质金属蛋白酶 - 9（MMP - 9）的分泌。甜瓜籽提取物还具有抗炎和镇痛作用，能有效减轻大鼠爪肿胀，提高疼痛耐受性。
8. 结论和未来展望
甜瓜籽富含油和蛋白质，在食品工业应用广泛。SE 和 SFE 法在提取甜瓜籽油时效果最佳，其油可用于食用油强化。在蛋白质提取方面，溶剂提取法能获得较高含量的蛋白质，且甜瓜籽蛋白可改善食品多种功能特性，适用于植物蛋白饮食开发。
目前，在食品产品开发中，用 10% 甜瓜籽面粉替代小麦面粉在面包和蛋糕制作中效果较好；在包装薄膜开发中，超声处理甜瓜籽粕薄膜能提高其性能。未来研究可采用更先进的蛋白质提取技术，如微波加热辅助提取（MHAE）、欧姆加热辅助提取（OHAE）、超声辅助提取（UAE）和脉冲电场提取等，提高蛋白质产量和改善其功能特性。还可将甜瓜籽面粉用于更多烘焙食品开发，研究其在生物复合薄膜、包装纸、可食用涂层和可生物降解泡沫等食品包装领域的应用，以及探究其油和粉末的抗菌和抗氧化特性在食品保鲜中的作用。
