《Nutrients》：Persimmon By-Products: Bioactive Phytochemicals, Sustainable Valorization and Potential Food and Health Applications
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柿（Diospyros kaki L.）作为一种富含生物活性植物化学物质的功能性水果日益受到关注；然而，其生物量中相当大的一部分，包括果皮、种子、叶片和果萼，仍未得到充分利用。本综述全面审视了柿副产物的植物化学组成、生物活性及其潜在应用，特别强调了其在可持续食
柿（Diospyros kaki L.）作为一种富含生物活性植物化学物质的功能性水果日益受到关注；然而，其生物量中相当大的一部分，包括果皮、种子、叶片和果萼，仍未得到充分利用。本综述全面审视了柿副产物的植物化学组成、生物活性及其潜在应用，特别强调了其在可持续食品系统和增值产品开发中的作用。研究人员在Scopus、Web of Science、PubMed和ScienceDirect等主要数据库中对2000年至2025年间发表的研究进行了全面文献检索。研究结果表明，柿副产物富含酚酸类（如没食子酸、咖啡酸和阿魏酸）、黄酮类化合物（如槲皮素和儿茶素衍生物）、类胡萝卜素、单宁、膳食纤维和生物活性脂质。这些化合物表现出多种生物活性，包括抗氧化、抗炎、抗糖尿病、降血脂和抗菌作用，现有证据主要来源于体外（in vitro）和体内（in vivo）研究。此外，近期研究强调了它们在食品、食品补充剂、营养保健品研究及其他健康相关产品中的潜在应用。尽管有这些令人鼓舞的发现，但提取方法的变异性、缺乏标准化检测方法以及临床验证有限等局限性仍是重大挑战。总体而言，本综述对现有知识进行了全面综合，并指出了关键研究空白，以支持未来对柿副产物在食品和健康相关应用中的评估与负责任利用。
主体内容总结
1. 引言
柿（Diospyros kaki L.）属于柿树科（Ebenaceae），已成为全球最受欢迎的水果之一。柿起源于中国，栽培历史超过3000年，随后传播至日本和朝鲜半岛，并进一步扩展至欧洲及其他热带和温带地区。据FAOSTAT最新数据，2024年全球柿产量约达507万吨，其中中国约占全球总产量的80%。柿品种通常根据采收时果肉中可溶性单宁（即原花青素，PAs）含量分为涩型和甜型两类。涩味源于唾液蛋白与柿单宁之间的相互作用，导致口腔润滑受阻而产生干燥口感。甜型品种如'Fuyu'和'Jiro'，其单宁在果实树上成熟过程中变为不溶性，使果实在仍坚硬时即可食用；而涩型品种如'Hachiya'和'Rojo Brillante'在采收时保留的可溶性单宁较多，需采用热水浸泡、二氧化碳或乙醇气体处理等采后脱涩措施。柿的分类还可依据果肉颜色变化和授粉特性确定，据此分为四类：授粉不变非涩型（PCNA）、授粉不变涩型（PCA）、授粉变异非涩型（PVNA）和授粉变异涩型（PVA）。柿不仅因其感官吸引力而受到重视，更因其作为功能性食品的声誉日益提升。大量研究已证明柿来源成分具有抗氧化、抗炎、抗糖尿病、抗高血压和降脂等特性，这些生物活性主要归因于其富含的多酚、黄酮类、类胡萝卜素、维生素（尤其是维生素A和C）、膳食纤维和单宁。然而，多数研究聚焦于果肉，而果皮、果萼、种子和叶片等其他解剖部位在植物化学组成方面可能具有同等或更强的潜力。柿生产过程中大量副产物被丢弃或未充分利用，据报道西班牙约有高达30%的柿产量可能被浪费，造成38.5%的经济损失。这种损失不仅代表经济低效，还导致有机废物积累，产生分解过程中温室气体排放增加等环境问题。因此，理解柿副产物的生物活性潜力对于推进循环经济倡议至关重要。
2. 方法
本综述遵循PRISMA 2020报告指南，在Scopus、Web of Science、PubMed和ScienceDirect等主要科学数据库中进行全面文献检索，涵盖2000年至2025年3月的出版物。检索共识别出512条记录，去除251条重复记录后，276条记录进入标题和摘要筛选，其中187条因与综述范围无关被排除，剩余89篇文章进行全文评估，53篇因不符合纳入标准被排除，最终纳入36项研究。纳入标准为聚焦柿副产物（包括果皮、种子、叶片和果萼）、报告植物化学组成、生物活性化合物、生物活性、提取方法或食品、营养保健品、制药或工业领域潜在应用的同行评审英文文献。由于纳入研究在目标、实验方法、研究化合物和结果指标方面差异显著，不适宜进行定量荟萃分析，因此采用定性和叙述性综合方法，按柿副产物类型和功能特性进行组织分析。
3. 柿组织的植物化学组成
柿叶是植物化学物质的丰富来源，特别是黄酮类和其他酚类化合物。组成分析已鉴定出多种具有抗氧化活性的黄酮类化合物，体外和实验研究进一步报道柿叶提取物可能影响葡萄糖代谢和脂质相关通路，此外还报道了抗菌和皮肤保护活性。柿果皮历史上在加工过程中被丢弃，主要因其质地坚韧且单宁含量高。然而，近期植物化学研究表明，柿果皮所含酚类化合物和类胡萝卜素浓度可能高于果肉，包括没食子酸、儿茶素、表儿茶素和β-隐黄质。果皮中的膳食纤维可占干物质的40%，支持其作为富含纤维成分的潜在用途。柿种子含有约70.4–78.3%的总脂肪酸，其中亚油酸和油酸是主要成分，同时含有具抗氧化和抗菌活性的多酚和单宁。柿果萼含有相当水平的多酚，包括没食子酸、咖啡酸和绿原酸，以及黄酮类和单宁衍生物。柿果肉含有79%水分，以及0.7%果胶和0.4%蛋白质，此外还含有多酚、黄酮类、类胡萝卜素、单宁、维生素A和C、钾和镁等矿物质以及氨基酸。比较各组织的植物化学组成发现，柿果皮、叶片和果萼的酚类化合物浓度相对较高，表明其作为进一步提取和表征的植物化学物质来源的潜力。
4. 主要健康效应及其相应机制
柿组织的抗氧化作用主要归因于多酚。酚酸包括羟基苯甲酸类（如没食子酸、对羟基苯甲酸、原儿茶酸、香草酸和丁香酸，具有C6-C1结构）和羟基肉桂酸类（如咖啡酸、阿魏酸、对香豆酸和芥子酸，具有C6-C3侧链）。羟基的数量和位置相对于羧基官能团影响其自由基清除特性。黄酮类化合物具有共同的C6-C3-C6骨架，由两个酚环（A和B）和一个中心杂环（C）组成，C环氧化状态和A、B环羟基化模式的差异产生不同亚类。黄酮类化合物可作为电子供体，将Fe3+还原为Fe2+，其双键共轭等结构特征有助于稳定产生的抗氧化物种。此外，黄酮类和原花青素可螯合Fe2+，抑制Fe2+-ferrozine复合物形成，从而减少羟基自由基的产生。柿的降血脂作用通过多种机制介导：膳食纤维和单宁与膳食胆固醇和胆汁酸在胃肠道中形成复合物，增加胆汁酸排泄，刺激肝脏胆固醇分解代谢以补充胆汁池，从而降低循环LDL-胆固醇水平；单宁显著抑制关键脂肪生成酶和转录因子的表达，如乙酰辅酶A羧化酶（ACC）、脂肪酸合酶（FAS）、固醇调节元件结合蛋白1（SREBP1）和硬脂酰辅酶A去饱和酶1（SCD1），同时通过AMP激活蛋白激酶（AMPK）激活增强脂肪酸氧化调节因子的表达；柿单宁还增加拟杆菌门（Bacteroidetes）丰度并抑制厚壁菌门（Firmicutes），促进双歧杆菌属（Bifidobacterium sp.）和乳杆菌属（Lactobacillus sp.）等有益菌生长，增加短链脂肪酸（SCFA）产生。柿多酚的抗炎活性通过调节NF-κB信号通路及改变肠道菌群组成实现。柿叶和果皮的抗糖尿病活性主要通过抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶等碳水化合物消化酶、增加细胞葡萄糖摄取、调节胰岛素敏感性和抗氧化保护实现。柿叶水甲醇提取物对面包酵母和大鼠肠道的α-葡萄糖苷酶表现出非竞争性抑制，IC50值分别为1.22 μg/mL和32 μg/mL，抑制作用强于药物对照阿卡波糖。动物研究表明，柿叶补充可显著降低空腹血糖和HOMA-IR，增加葡萄糖激酶活性和基因表达，同时降低葡萄糖-6-磷酸酶（G6Pase）和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）的活性。柿的抗菌活性通过过氧化氢的产生介导，可能涉及DNA旋转酶和核酸合成抑制、孔形成以及细胞膜或细胞壁的改变。叶片组织持续产生最高水平的过氧化氢，与其优越的抗菌效果一致，且提取物对有益菌如Lactobacillus casei、Bifidobacterium longum和Enterococcus faecalis影响极小，表现出一定微生物选择性。
5. 品种特异性功能变异性
柿品种间在植物化学特征和相关生物活性方面存在显著差异。涩型品种如'Hachiya'在发育早期积累高水平的可溶性单宁和原花青素，酚酸含量更丰富，包括原儿茶酸、没食子酸、咖啡酸和阿魏酸，提取物在DPPH、ABTS和FRAP等抗氧化测定中常表现更优。非涩型品种如'Fuyu'和'Jiro'则经历早期单宁溶解，积累更多类胡萝卜素和黄酮类化合物，表现出温和但更稳定的抗氧化特征。涩型品种的总可溶性固形物含量（约18.23 °B）高于非涩型（约16.16 °B），苹果酸含量在品种间差异显著，'Hachiya'约为6.40 μg/mg，'Fuyu'约为11.50 μg/mg。叶片组织也反映品种依赖性差异，PCA型品种如'Bull Heart'和'Diamond Bull Heart'表现出更高水平的多酚、黄酮类和缩合单宁。可溶性单宁和糖含量与基因型和产地显著相关，而酚类化合物和类胡萝卜素的积累受温度、海拔和光照影响。品种基因型与环境的相互作用对于理解育种和栽培过程中功能特性的稳定性和增强至关重要。
6. 工业与应用潜力
柿在功能性食品系统中展现出多类别应用的强大潜力。柿粉加入面食产品中可影响酚类组成和淀粉消化性，同时改善产品色泽和消费者接受度，并可减少合成添加剂的使用。高静水压加工已被研究作为柿泥的非热保鲜方法，重点关注其在冷藏储存期间的质量和稳定性。柿还被用于开发增值产品，包括醋等发酵产品。柿提取物表现出良好的配方特性，包括增强的功能可用性和在食品配方中改善的稳定性。绿色提取技术已被研究用于从柿副产物中回收膳食纤维和抗氧化化合物，用于功能性饮料开发。柿副产物富含膳食纤维和多酚类化合物，在功能性食品和代谢健康方面具有潜在应用前景。不同干燥方法对柿加工的影响已被研究，其效果因干燥条件不同而异，影响总生物活性化合物、酚类特征和酚类物质的体外生物可及性。
7. 优势与劣势
柿组织特别是果皮、叶片和果萼含有丰富的多酚、黄酮类、类胡萝卜素、单宁和膳食纤维。柿副产物中存在的果胶和可溶性纤维有助于调节粘度和凝胶化，果胶的天然乳化能力有助于在油水界面形成增厚的弹性粘弹性层，降低相分离风险。柿的非食用组织在商业加工中常被丢弃，而将其转化为功能性提取物或天然成分代表有效的可持续生物经济策略。单宁丰富的果皮已被用于生产富含抗氧化剂的涂层或重金属吸附剂。柿品种多样性增强了功能靶向性：涩型品种富含可溶性单宁和原花青素，非涩型品种含有较高的类胡萝卜素和黄酮类水平。然而，柿加工过程中溶剂选择、pH敏感性和加工条件影响生物活性稳定性和回收率。超声辅助提取（UAE）、天然深共熔溶剂（NADES）和超临界CO2等先进方法虽可提高回收率，但成本较高、需专门设备且工业规模化较低。多酚对温度相关变化特别敏感。单宁通过与唾液蛋白相互作用可能影响感官接受度，导致涩味感知。品种分类和提取方案理解的不足进一步使工业可重复性复杂化，阻碍可规模化配方策略。此外，支持柿副产物生物效应的人体临床证据稀缺，多数研究基于组成分析、体外测定或动物模型。
8. 未来方向
应优先发展先进提取技术，以解决品种变异性和化合物不稳定性相关的局限性。计算溶剂设计、热动力学预测建模和AI辅助工艺优化等生物技术工具可用于设计针对特定植物化学靶标的选择性高效提取系统。酶辅助提取和膜分离技术相比传统溶剂法提供更绿色、更精确的替代方案。可持续生产方面，应将所有果实组织整合到产品开发中，包括果皮、果萼、果肉残渣和种子；实施绿色提取系统，包括从石油基溶剂转向生物基溶剂，采用低温或超声辅助提取以节约能源，并纳入闭环溶剂回收以最小化排放和危险废物。能力建设方面，许多柿产区特别是亚洲地区的种植者缺乏品种选择、采后和预处理管理的培训，应通过将功能性状表达（如可溶性单宁水平或类胡萝卜素密度）与农艺知识联系起来的操作指导种植者识别特定工业应用的高价值品种。经济支持方面，需要确保提取物质量、标准化和跨生产批次及品种的功能功效，建立监管许可、推动临床验证、制定质量保证程序以确保认证、验证和检验，对扩大国际贸易和进入功能性与营养保健品行业市场至关重要。
9. 结论
柿副产物包括果皮、种子、叶片和果萼，是多酚、黄酮类、类胡萝卜素和缩合单宁等植物化学物质的有前景来源。现有文献表明这些组织具有一系列报道的生物活性，但证据主要来源于体外和动物研究，不应被解释为人类临床疗效的确定性证据。其跨组织和品种的多样化植物化学特征为增值成分开发提供了机会，但组成、提取程序和实验方法的显著变异性仍是可重复性和应用的挑战。未来研究应优先考虑标准化提取和分析方法、结构-活性关系表征、安全性和生物利用度评估，以及设计良好的体内和临床研究以验证所报道的生物效应。产品层面的研究也需确定食品产品、食品补充剂和其他健康相关应用中的稳定性、功能性、感官接受度和可规模化性。同时，可持续加工和全组织利用可能有助于提高资源效率和废物增值。因此，尽管柿副产物作为生物活性成分和循环生物经济应用具有相当潜力，但其促进健康和商业效益需进一步验证后方可建立确定性声明。
