综述:榴莲废弃物(果皮和种子)中多糖的提取、结构特性、生物活性及构效关系:综述

《Food Research International》:Durio zibethinus L. polysaccharides from waste (peel and seed): extraction, structural characteristics, biological activities, and structure–activity relationships: A review

【字体: 时间:2026年09月09日 来源:Food Research International 8.8

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   •首次系统阐明了榴梿多糖的胶体性质与其食品应用之间的关系。 •榴梿多糖表现出广泛的生物活性。 •已探索并讨论了榴梿多糖的结构-活性关系。 •榴梿多糖的核心价值在于实现副产物的高值化利用和延长产业链。 引言 榴梿(Durio zibethinus L.)是锦葵科榴梿属的常绿乔

  

•首次系统阐明了榴梿多糖的胶体性质与其食品应用之间的关系。
•榴梿多糖表现出广泛的生物活性。
•已探索并讨论了榴梿多糖的结构-活性关系。
•榴梿多糖的核心价值在于实现副产物的高值化利用和延长产业链。

引言
榴梿(Durio zibethinus L.)是锦葵科榴梿属的常绿乔木(Mohd Ali et al., 2020)。其果实通常呈椭圆形,浅黄色或黄绿色,果肉呈淡黄色,散发强烈气味(Khaksar et al., 2024)。榴梿生长于温暖潮湿的气候中,原产于马来半岛。目前,榴梿在泰国、马来西亚、印度尼西亚、菲律宾等国广泛种植,过去二十年来国际贸易量增长了十多倍(Sospeter et al., 2025)。榴梿被誉为"热带水果之王",其果肉富含糖类、脂肪、蛋白质、维生素、碳水化合物和矿物质,深受消费者喜爱(Tantisuwanichkul & Sirikantaramas, 2024)。作为一种高价值水果,榴梿具有独特的特征。可食用果肉仅占20–35%,果壳占55–66%,剩余的5–15%为种子(图1)。榴梿果壳和榴梿种子通常作为农业废弃物被丢弃(Wang et al., 2022; Xia, 2026)。大量的榴梿废弃物通常通过焚烧或填埋处理,这不仅造成了严重的环境污染,还浪费了资源(He et al., 2024)。然而,近来的研究表明,榴梿果壳和种子不仅富含矿物质、氨基酸、维生素等营养素,还富含多糖,这些多糖是潜在的高值化利用资源。

榴梿(Durio zibethinus L.)多糖(DZPs)是榴梿果皮和种子中的关键生物活性成分,近年来因其多样的生物活性和天然产物的安全性,逐渐成为研究热点(Putro et al., 2025)。DZPs可通过调节内源/外源凝血通路和血管活性因子发挥抗凝活性(Liang et al., 2022)。DZPs还可修饰壳聚糖纳米粒子,使其对癌细胞(HeLa细胞)表现出选择性细胞毒性,但对正常细胞无细胞毒性(Putro et al., 2025)。此外,DZPs的益生菌特性可用于开发调节肠道健康的功能性食品(Jiang et al., 2021; Varichanan et al., 2023)。同时,DZPs表现出优异的增稠、凝胶化、乳化及冰晶抑制性能,可作为冷冻食品的高效防冻剂,替代食品加工中的合成添加剂(Katekhong et al., 2025)。从榴梿废弃物中提取多糖不仅促进了农业副产物的利用,提高了榴梿产业的经济价值,也符合可持续发展的理念(Techawinyutham et al., 2024)。

作为天然食品胶体的重要潜在来源,DZPs表现出凝胶化、乳化、成膜、增稠等胶体性质,这些性质支撑了其在食品工业中的应用。尽管已有研究探索了DZPs的提取和部分生物活性,但仍存在若干亟待解决的问题。例如,DZPs的胶体性质尚未得到系统表征和分析。相关研究分散于各个应用领域,其结构与胶体功能之间的结构-活性关系仍不明确。目前,DZPs的工业化应用不足,对其与食品基质中蛋白质、淀粉和脂类的协同效应的探索不够充分。此外,不同榴梿品种、种植环境和收获季节对DZPs结构和功能的影响尚未得到系统分析,这进一步限制了其标准化开发与应用。为弥补上述研究空白,并为DZPs的高值化利用提供系统性参考,本文系统综述了DZPs的提取与纯化、结构特征、胶体性质、生物活性及应用前景。首次系统分析了DZPs的食品胶体性质及其结构-活性关系,并指出现有研究的局限性。同时,明确了未来研究的核心方向和产业化路径。本文旨在从多角度弥补DZPs在食品工业多场景应用中的研究空白,为开发天然食品胶体来源提供新思路。

方法学
本研究系统检索了PubMed、Web of Science和Google Scholar数据库中2000年至2026年关于榴梿多糖的文献。对检索到的文献进行筛选和分类,排除不相关的研究,并确保不重复。关键词包括"Durio zibethinus L."、"Durian"、"polysaccharide"、"Durio zibethinus L. polysaccharide"和"Durian polysaccharide"。

DZPs的提取
多糖的提取通常是对其研究的第一步。通过回顾近年来关于DZPs的研究论文,发现主要提取方法包括热水提取(HWE)、酸提取(AE)、碱提取(AlkE)、亚临界水提取(SWE)、超声波辅助提取(UAE)等(Jiang et al., 2021; Mirhosseini et al., 2013; Putro et al., 2025; Suleiman et al., 2025; Xiao et al., 2023)。图2展示了DZPs的提取、分离、纯化及结构特征。

DZPs的结构特征
DZPs的结构相对复杂,至今,一些研究者已使用先进分析技术分析了DZPs的结构,包括傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、高效液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)、气相色谱-质谱联用(GC–MS)、体积排阻色谱-多角度光散射(SEC-MALS)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、凝胶渗透色谱(GPC)和核磁共振……

DZPs的核心胶体性质
作为天然食品胶体的重要潜在来源,DZPs表现出优异的胶体性质,包括凝胶化、乳化、增稠、冻融保护和成膜性能,这些性质支撑了其在食品工业中的应用。其中,酯化度(DE)是决定DZPs胶体性质的核心结构指标。不同提取方法和多糖组分的DE差异显著(33.62–86.55%),这……

DZPs的生物活性
近年来,许多体外和体内实验证明DZPs具有丰富的生物活性,包括抗阿尔茨海默病、抗菌、抗凝、抗癌、抗便秘和免疫调节活性。详见表4和图3。

结构-活性关系
多糖的化学结构是决定其生物活性的关键因素。多糖的生物活性主要受化学结构特征的影响,如分子质量(Mw)、单糖组成和糖苷键类型(Wang, Yang, et al., 2026; Zhang et al., 2025)。Mw是影响多糖生物活性的关键结构参数之一。然而,不同的功能类型对Mw有不同的要求,没有单一的Mw……

DZPs的潜在应用
随着全球榴梿消费量的持续增长,每年产生数十万吨的榴梿废弃物(果皮和种子),这些废弃物被填埋或焚烧,导致资源浪费和环境污染(Gamay et al., 2024a)。作为从这些废弃物中提取的天然生物大分子,DZPs具有优异的胶体性质和丰富的生物活性,在食品工业、农业、医药和环境领域具有广阔的应用前景。

结论与未来趋势
榴梿是一种广受欢迎的热带水果,加工过程中产生大量果皮和种子,通常被丢弃,导致资源浪费和环境压力。近年来,研究发现从中提取的多糖是高价值的生物活性物质,可实现废弃物的高值化利用。在提取方面,如亚临界水提取(SEW)和超声水提取(UWE)等绿色技术可提高提取效率,同时更好地保持生物活性。

缩写
AE:酸提取
AI:人工智能
AlkE:碱提取
AFM:原子力显微镜
APTT:活化部分凝血酶时间
Ara:阿拉伯糖
ACP:酸性磷酸酶
CAT:过氧化氢酶
CWE:冷水提取
CD:圆二色性
CTX:环磷酰胺
ET-1:内皮素1
eNOS:内皮型一氧化氮合酶
ESR:红细胞沉降率
FT-IR:傅里叶变换红外光谱
FcγRIII:Fc受体III
FIB:纤维蛋白原
GC:气相色谱
GC–MS:气相色谱-质谱联用
GPC:凝胶渗透色谱
GAS:胃泌素
Gal:半乳糖

Glu:生成式AI声明
作者声明在撰写本文时未使用生成式AI。

作者贡献
Meng Wang提出了本文的框架。Caijiao Li、Mengru Zhang和Xinrui Xu撰写了稿件。Jiaye Li和Zhaojiong Zhang制作了表格和图表。所有作者均已阅读并批准最终稿件。

CRediT作者贡献声明
Caijiao Li:原创稿件撰写。Mengru Zhang:验证。Xinrui Xu:可视化。Jiaye Li:正式分析。Zhaojiong Zhang:数据整理。Meng Wang:概念设计。

利益冲突声明
作者声明不存在任何已知的财务利益冲突或个人关系可能会影响本文所报告的工作。

致谢
本工作得到黑龙江省高校基本科研业务费项目(编号:2024KY-007)的资助。

Caijiao Li | Mengru Zhang | Xinrui Xu | Jiaye Li | Zhaojiong Zhang | Meng Wang
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