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该综述聚焦菠萝加工副产物（果皮、叶、冠、茎、芯），梳理近 5 年其生物活性化合物（酚类、萜类、有机酸等）作为环保农药在食品储存害虫管理中的研究，涵盖功效、作用机制、应用潜力及安全环境影响，指出现有研究机遇与挑战。
菠萝副产物中生物活性化合物作为环保农药的研究综述
1. 引言
食品储存中的病虫害管理至关重要，但化学农药带来健康和环境风险。环保农药如植物源杀虫剂因可降解、低毒等优势受关注。菠萝（Ananas comosus）加工产生大量副产物（占比 50-60%），其含酚类、萜类、有机酸等生物活性物质，具抗菌、抗氧化和 pesticidal 特性，有望成为可持续害虫管理方案。尽管已有菠萝副产物生物应用研究，但作为农药的文献较少，本综述旨在整合其 pestic 特性、控害可行性、安全及环境可持续性等方面知识。
2. 菠萝副产物中的化合物：来源与组成
2.1 菠萝副产物及其成分
- 果皮：占副产物超 30%，含半纤维素（6.5-35 g/100g 干重）、纤维素（12-50 g/100g 干重）、木质素（5-30 g/100g 干重），以及水杨酸、反式肉桂酸等多酚类化合物。研究表明，菠萝果皮多酚（PPPs）可防治小白菜软腐病，改善土壤质量。工业规模提取的 PPP 抗菌剂（PAAs）具良好理化性质和抗菌效果。
- 冠芽：占总 waste 25-30%，其面粉因含阿魏酸、对香豆酸等酚类化合物，抗氧化活性优于传统面粉。
- 果芯：占比约 15%，含抗氧化剂、糖分、膳食纤维等，可用于生产糖果、酒精饮料等，在亚洲传统烹饪中用于腌制。
- 茎：含纤维组织和菠萝蛋白酶、酚类化合物等，可作为动物饲料、生产生物可降解材料等。
- 叶：含 60-70% 干重的纤维素，以及菠萝蛋白酶、黄酮类、酚酸等，可用于生产纤维素基产品和作为天然农药。
2.2 从菠萝副产物中提取的化合物概述
- 酚类化合物：包括酚酸和黄酮类，如阿魏酸、咖啡酸、槲皮素等，通过抑制昆虫几丁质合成、诱导氧化应激等机制发挥 pestic 作用，还具抗真菌、细菌和病毒活性。
- 萜类：由异戊二烯单元组成，如香叶醇、百里香酚、柠檬烯等，通过破坏细胞膜、干扰神经递质活动等发挥 pestic 效果，α- 蒎烯可作为熏蒸剂。
- 有机酸：如柠檬酸、乳酸等，通过改变昆虫体内 pH 平衡、破坏细胞膜完整性等发挥 pestic 作用，还可抑制真菌生长。
3. 菠萝副产物衍生的生物活性化合物作为农药及其作用机制
3.1 生物活性化合物作为生物农药
植物源农药因天然、可持续受关注，菠萝副产物提取物具抗氧化、抗菌等活性，可用于食品保鲜和害虫管理。例如，菠萝果皮和冠芽的乙醇提取物可作为功能性成分添加到食品中，提升抗氧化活性。
3.2 菠萝副产物中生物活性化合物对害虫的作用机制
- 酚类化合物：作为摄食 deterrents 或有毒物质，干扰昆虫消化酶、诱导氧化应激。
- 有机酸：改变昆虫肠道 pH，影响微生物平衡，降低存活率。
- 萜类：影响昆虫神经系统，作为神经毒素或 repellents，干扰呼吸或摄食行为。
3.3 菠萝副产物中生物活性化合物对真菌病原体的作用机制
- 酚类化合物：破坏真菌细胞壁完整性，抑制酶活性，如阿魏酸干扰真菌细胞壁结构。
- 有机酸：降低环境 pH，破坏真菌细胞膜，如柠檬酸抑制食品 borne 真菌。
- 萜类：与真菌细胞膜相互作用，导致细胞内容物泄漏，如柠檬烯抑制真菌生长和孢子萌发。
3.4 菠萝副产物中生物活性化合物对细菌病原体的作用机制
- 酚类化合物：破坏细菌细胞膜，诱导氧化应激，如没食子酸抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。
- 有机酸：降低 pH，螯合金属离子，抑制酶活性，如柠檬酸抑制沙门氏菌。
- 萜类：破坏细菌细胞膜，抑制生物膜形成，如柠檬烯增加单核细胞增生李斯特菌细胞膜通透性。
3.5 菠萝副产物中生物活性化合物对病毒病原体的作用机制
- 酚类化合物：干扰病毒复制，抑制病毒附着，如阿魏酸、咖啡酸通过氧化过程灭活病毒颗粒。
- 有机酸：降低 pH，破坏病毒包膜和衣壳蛋白，如柠檬酸使病毒失活。
- 萜类：与病毒膜相互作用，如柠檬烯破坏包膜病毒脂质膜。
4. 菠萝副产物衍生的生物活性化合物的其他用途
菠萝副产物可用于废水处理，其含有的木质素、纤维素等可作为吸附剂，去除重金属、染料等污染物。通过物理或化学改性可增强吸附能力，如氯化锌浸渍改性菠萝果皮可提高铁离子去除效率，果胶提取后可吸附重金属和染料。此外，还可制备气凝胶和细菌纤维素基复合材料用于环境修复。
5. 菠萝副产物衍生农药的局限性
- 化合物组成的可变性：受菠萝品种、提取方法、储存条件等影响，导致不同批次产品效力和功效差异，需标准化。
- 稳定性和保质期：酚类、萜类等易受环境条件影响降解，封装技术和新型递送系统可提高稳定性和延长保质期。
- 活性谱有限：对特定害虫有效，对其他类型害虫效果较差，需结合组合配方和其他害虫控制方法。
- 成本效益和可及性：生产成本高于传统农药，需利用规模经济、政府激励等降低成本和提高可及性。
6. 监管考虑和未来方向
菠萝副产物农药商业化需解决标准化、质量控制、毒性研究和法规合规等问题。未来研究应优化提取和配方技术，开展田间试验，推动其在可持续农业中的应用，同时符合循环经济和可持续发展原则。
7. 结论
菠萝副产物含酚类、萜类、有机酸等生物活性化合物，具 pestic 特性，可作为环保农药用于食品储存害虫管理，符合循环经济和废弃物资源化原则，为可持续农业和食品安全提供可行方案。
