李 旋 畢金峰 劉 璇 吳昕燁 易建勇

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點實驗室 北京100193）

蘋果（Malus domestica）是薔薇科落葉喬木的果實，居四大水果之首，在我國乃至世界果業(yè)中占據(jù)重要的地位。蘋果種植面積廣，種類多，產(chǎn)量高，消費量大，是主要消費的膳食水果。多酚是廣泛存在的次級代謝產(chǎn)物，所具有的酚羥基、還原酮及部分的縮合結(jié)構(gòu)賦予其較強(qiáng)的抗氧化力，清除自由基，抗菌、抗蟲、抗病毒，并有預(yù)防和治療糖尿病、心腦血管疾病、各類癌癥、臟器損傷等氧化應(yīng)激引起的退行性疾病的潛力。蘋果多酚是蘋果發(fā)揮功能活性的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，與蘋果制品及其加工食品中風(fēng)味、色澤、質(zhì)地等感官品質(zhì)形成密切相關(guān)。蘋果多酚是蘋果中酚類化合物的總稱，包括了多種酚酸、黃酮醇、黃烷三醇、二氫查爾酮、花青素等。不同品種蘋果的多酚含量和組成與調(diào)控多酚代謝合成和積累的基因表達(dá)水平及其所調(diào)控的酶的活力直接相關(guān)，同時受到種植方式、地域環(huán)境、成熟度、貯藏方式等一系列因素的影響而呈現(xiàn)較大范圍的變異性，這對蘋果多酚的高效制備及精準(zhǔn)應(yīng)用提出了挑戰(zhàn)。在食品加工及貯藏過程中蘋果多酚通過發(fā)生氧化聚合，催化裂解，參與美拉德反應(yīng)，干預(yù)呈色物質(zhì)及呈味物質(zhì)的產(chǎn)生，并與大分子物質(zhì)相互作用產(chǎn)生膠合或絮凝影響體系質(zhì)構(gòu)的形成，從而影響制品的色、香、味、形以及包裝、貯藏。在生理功效發(fā)揮方面，蘋果多酚因其分子質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)多樣，相對溶解性高而具有較強(qiáng)的生物可利用度，并通過在機(jī)體中直接發(fā)揮抗氧化性，或者間接作用于細(xì)胞抗氧化酶表達(dá)及活力水平提升，激活/抑制特定活性相關(guān)的細(xì)胞核因子，影響DNA翻譯和相關(guān)蛋白的轉(zhuǎn)錄，從而干預(yù)并調(diào)控相應(yīng)的生理和病理癥狀。蘋果多酚的生理活性研究從體外化學(xué)模擬、細(xì)胞培養(yǎng)分析、病理模型動物研究，到臨床干預(yù)、人群實驗以及流行病學(xué)調(diào)查等多個層面得到初步的驗證。

本文通過梳理蘋果多酚組成、含量、合成及分布相關(guān)研究的進(jìn)展，闡明蘋果多酚組成和含量的特征及規(guī)律，分析蘋果多酚的食品加工應(yīng)用及生理生化功能，為蘋果多酚資源的充分發(fā)掘及其在食品、保健品、藥品及化妝品方面的應(yīng)用提供借鑒。

1 蘋果多酚的組成及分布

蘋果中多酚組成和含量因品類種屬、栽培方式、地域環(huán)境、成熟度、貯藏條件等的不同存在很大差異。在蘋果多酚定性分析方面，借助儀器分辨率和精密度水平的提高，越來越多多酚組分得以鑒定。蘋果中多酚主要有5 類，包括酚酸、黃烷醇、黃酮醇、二氫查爾酮類、及花青素類[1]。近年來，Lee等[2]采用高分辨質(zhì)譜研究了美國加利福尼亞市售4 個品種蘋果果肉和果皮中結(jié)合態(tài)和游離態(tài)酚類，鑒定了25 種酚酸，包括8 種羥基苯甲酸、11種羥基肉桂酸、5 種羥基苯乙酸、1 種羥基苯丙酸。其中，除肉桂?？崴?、原兒茶素、4-羥基苯甲酸、香草酸、阿魏酸以及綠原酸外，所有其它酚酸均以結(jié)合態(tài)存在。Navarro 等[3]采用超高壓液相色譜耦聯(lián)高分辨質(zhì)譜研究了哥斯達(dá)黎加當(dāng)?shù)貎蓚€主要蘋果品種果皮和果肉的多酚組成，共鑒定出52 個化合物，其中包括21 種原花青素類，15 種黃酮醇，9種酚酸，5 種羥基查爾酮和兩種類異戊二烯苷。原花青素類包括兒茶素和表兒茶素等黃烷三醇單體、5 種原花青素B 型二聚體、2 種原花青素A 型二聚體、5 種原花青素B 型三聚體、2 種原花青素A 型三聚體、1 種原花青素B 型四聚體、2 種原花青素B 型5 聚體及2 種沒食子酰黃烷三醇；黃酮醇包括槲皮素、堪非醇、柚皮素及其衍生物；酚酸包括原兒茶素、咖啡?？崴?、羥基肉桂酸及其衍生物；羥基查爾酮類包括根皮素及3-羥基根皮素衍生物；而類異戊二烯糖苷主要為吐葉醇。聶繼云等[4]研究了中國22 種蘋果種質(zhì)資源，鑒定出類黃酮34 種，包括5 種黃烷醇、6 種二氫查爾酮、15 種黃酮醇和8 種花青苷。

蘋果多酚各組分的定量分析顯示了高度的變異性，然而，各組分相對含量在特定品種蘋果中具有一致性。Biedrzycka 等[5]綜述了西歐蘋果中總酚含量為0.662～2.119 mg/g，且蘋果中4 類多酚組分黃烷醇、羥基肉桂酸、黃酮醇、二氫查爾酮類所占比例分別為71%～90%，4%～18%，1%～11%，2%～6%。Treutter 等[6]綜述了蘋果及蘋果皮中各類多酚的含量，指出各類酚酸在蘋果中的濕重含量最高可達(dá)1.37 mg/g；二氫查爾酮類的濕重含量為0.05～0.39 mg/g；黃酮醇類的濕重含量為0.15～0.69 mg/g；黃烷醇類濕重含量在0.22～1.01 mg/g。此外，多酚在蘋果果實中呈現(xiàn)不均勻的分布，表現(xiàn)為綠原酸在果肉中的含量大于在果皮中的含量，而蘋果皮中含有大部分的槲皮素配合物[7-8]。有研究表明蘋果汁中總酚含量可達(dá)86～305 mg/L，其中酚酸類含量0.02～414.0 mg/L；二氫查爾酮類含量0.05～196.0 mg/L；二氫黃酮醇含量0.01～33.0 mg/L[9]。蘋果多酚總量及組分的定量分析眾多，數(shù)據(jù)變異范圍較大，從宏觀上給出了蘋果果實作為多酚來源的大概的含量水平，為進(jìn)一步的功效分析提供依據(jù)。

蘋果多酚提取分離純化與鑒定技術(shù)開發(fā)是影響其組成含量應(yīng)用的關(guān)鍵。蘋果中多酚物質(zhì)的提取方法有不同溶劑提取、熱回流提取、超聲輔助溶劑提取、微波輔助溶劑提取、超臨界提取等。近年來，為提高蘋果多酚提取效能，新型及復(fù)合型的提取工藝受到研究者的關(guān)注。田莉等[10]利用真空耦合超聲波提取技術(shù)提取蘋果渣多酚。龐亞茹[11]優(yōu)化了超聲波-微波聯(lián)合法提取蘋果中酚類物質(zhì)的工藝條件。高義霞等[12]采用酶解處理和微波輔助優(yōu)化確立了提取花牛蘋果幼果多酚的工藝。張迪等[13]采用復(fù)合酶輔助提取的方法優(yōu)化蘋果多酚提取工藝。蘋果多酚的純化技術(shù)研究主要集中在大孔吸附樹脂分離純化，葡聚糖凝膠精制。Zhang等[14]比較了不同種大孔樹脂對蘋果多酚的分離和純化效果。涉及的大孔樹脂包括AB-8、D-101、NKA-9、X-5 等。新的結(jié)合技術(shù)還涉及使用磁性大孔樹脂對蘋果渣多酚的吸附-解吸效能研究[15]。此外，蘋果多酚的分析鑒定多采用高效液相色譜、超高壓液相色譜偶聯(lián)質(zhì)譜、高分辨質(zhì)譜、核磁共振及高效毛細(xì)管電泳（HPCE）[16]。目前，不同實驗室蘋果多酚組成和含量分析結(jié)果存在顯著不同，主要是由于提取純化方式，儀器、設(shè)備和分析鑒定方法的不統(tǒng)一。蘋果多酚的分離、提取、純化及分析鑒定方法的效率和效益的不足，是制約蘋果多酚認(rèn)知及有效利用的短板。

2 蘋果多酚的代謝、合成及積累機(jī)制

蘋果果實含有豐富的初級和次級代謝產(chǎn)物，包括糖、氨基酸、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸及酚類物質(zhì)等，且其含量和組成與蘋果果實發(fā)育階段、過程、組織部位及基因型等眾多因素有關(guān)[17]。多酚是蘋果中重要的次級代謝產(chǎn)物，雖然種類繁多，含量差別顯著，但是具有嚴(yán)格且專一的合成路徑（圖1），且多酚合成的前體通常來源于基礎(chǔ)代謝，包括糖酵解/合成、三羧酸循環(huán)、莽草酸途徑。具體來說，糖合成產(chǎn)物赤蘚糖-4-磷酸與磷酸烯醇式丙酮酸經(jīng)脫氫酶等一系列酶催化生成莽草酸，然后以莽草酸為前體經(jīng)一系列酶催化生成L-苯丙氨酸。L-苯丙酸經(jīng)植物中特有的苯丙氨酸脫氨酶催化生成肉桂酸，再經(jīng)羥化酶、裂解酶、合成酶轉(zhuǎn)化為查爾酮。查爾酮在黃酮合成酶和異構(gòu)酶的作用下生成黃酮類化合物，在還原酶作用下生成黃烷酮，進(jìn)一步在羥化酶和合成酶的作用下生成二氫黃酮醇和黃酮醇。二氫黃酮醇在還原酶作用下生成無色花青素，經(jīng)還原生成兒茶素/表兒茶素，進(jìn)一步縮合形成不同聚合度的原花青素。而可水解單寧的合成由莽草酸經(jīng)酶轉(zhuǎn)化作用生成沒食子酸鹽，由葡萄糖轉(zhuǎn)移酶引入糖苷，再由?；D(zhuǎn)移酶和酚類氧化酶催化生成聚合程度不等的可水解單寧[6，18-20]。多酚經(jīng)合成，早期分布于植物細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、質(zhì)粒、液泡及細(xì)胞核，在細(xì)胞質(zhì)中合成后向內(nèi)運輸至液泡，向外運輸至細(xì)胞壁。大多數(shù)酚類具有較高極性，易溶于水，游離于細(xì)胞液泡中，液泡是兒茶素、槲皮素，根皮苷等酚類物質(zhì)的最終聚集地。而多酚聚合物及縮合單寧類主要與細(xì)胞液泡膜、質(zhì)膜及細(xì)胞壁結(jié)合形式存在。

不同品種蘋果多酚組成和含量決定于相關(guān)酶的含量和活力，而這又取決于不同植物基因組所編碼的催化特定多酚合成的酶類的表達(dá)水平。解析蘋果果實多酚積累的分子機(jī)制，對于選育功能營養(yǎng)蘋果和加工蘋果新品種具有重要的意義。目前已對調(diào)控類黃酮合成代謝的結(jié)構(gòu)基因PAL，CHS，CHI，F(xiàn)HT，F(xiàn)LS，DFR，LAR，ANS，ANR 和XCH，以及這10 個基因表達(dá)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些基因表達(dá)與蘋果果實的發(fā)育有關(guān)[21]。研究表明，在所構(gòu)建的蘋果基因圖譜中檢測到79 個數(shù)量性狀基因位點（QTL），這些基因位點編碼了17個蘋果多酚化合物在蘋果果實中的相對含量，包括黃烷醇、黃酮醇、花青素及羥基肉桂酸，其中白花青素還原酶（LAR1）與果實中兒茶素、表兒茶素、原花青素二聚體及5 個未知原花青素寡聚體共定位于鎖鏈群（LG16）頂部附近；而羥基肉桂酸和羥基奎尼酸轉(zhuǎn)移酶（HCT/HQT）與綠原酸共定位于連鎖群LG17 底部附近，因此LAR1 和HCT/HQT 可能是影響蘋果中這些酚類化合物濃度的關(guān)鍵點[22]。具體來說，蘋果果皮花色苷的代謝與合成是PAL、CHI、DFR 和ANS 4 個基因共同作用的結(jié)果，涉及蘋果皮花青素合成的為基因組中MYB1，2 個bHLH3，3 個bHLH33 和4 個UFGT 基 因[23]，且這些單一基因被干擾后使其它類黃酮物質(zhì)的合成受阻[24]。最新研究發(fā)現(xiàn)WRKY 家族轉(zhuǎn)錄因子所對應(yīng)的基因MdWRKY11 的過表達(dá)，可以促進(jìn)F3H、FLS、DFR、ANS 及UFGT 的表達(dá)，同時提高了蘋果中花青素和黃酮醇的積累[25]。陳磊等[26]研究指出蘋果貯藏期間CHI、F3H、DFR、ANR 基因的表達(dá)量升高與果皮著色及色差形成相關(guān)。而調(diào)控黃烷醇合成的基因 MsMYB12L 通過編碼MsMYB12L 蛋白的表達(dá)對其含量和組成進(jìn)行調(diào)控[27]。此外，蘋果黃酮醇合成酶基因Md FLS1 的表達(dá)明顯受高鹽、低溫、干旱和ABA 誘導(dǎo)[28]。蘋果中主要二氫查爾酮類根皮素的合成，受根皮素糖基轉(zhuǎn)移酶相關(guān)基因 UGT71A15、UGT71K1 和UGT88F1 的調(diào)控，且其表達(dá)隨著果實的生長發(fā)育呈現(xiàn)顯著變化[29]。

圖1 植物多酚合成途徑示意圖Fig.1 The schematic diagram of polyphenol biosynthetic

蘋果中多酚含量和組成的變異還受到地域，種植方式，生長季節(jié)及貯藏方式等多種因素的影響[30]。Guo S 等[34]研究了來自不同國家，同一種植地區(qū)的145 個蘋果品種連續(xù)兩年果皮多酚含量和組成的變異，單酚和總酚濃度受收獲年份影響差異顯著，然而，多酚組成分布在不同年份表現(xiàn)出高度相似性?？紤]其遺傳物質(zhì)的變異，多酚總量及其中4 類單酚比例具有較大的變異范圍，多酚及其組成并不能作為區(qū)分來自不同國家蘋果品種的依據(jù)[9]。另外，對中國、俄羅斯、北美的20 個蘋果野生及近緣種質(zhì)資源果實多酚組成和含量差異的研究，得出5 類22 種多酚物質(zhì)，主要成分為綠原酸和原花青素，其中北美蘋果野生資源多酚含量特異性不強(qiáng)，中國和俄羅斯野生蘋果資源各自聚類，呈現(xiàn)地域特異性和資源特異性[31]。對意大利4 個蘋果品種多酚含量及組成分析顯示：蘋果品種、栽培方式、種植地域?qū)Χ喾咏M成均存在顯著的影響，且果皮多酚含量和組成的變異相對果肉更大[30]。Anastasiadi 等[32]首次嘗試對英國的，包括鮮食、烹調(diào)、釀酒及觀賞蘋果在內(nèi)的66 個品種的果皮、果肉及果核3 部分果實組織中化學(xué)組成進(jìn)行分析，嘗試采用多酚組成作為不同品種蘋果的生物指紋標(biāo)記物，采用數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)算法進(jìn)行蘋果品種產(chǎn)地、用途等的預(yù)測。聶繼云等[4]研究了中國22 種蘋果種質(zhì)資源，其多酚含量和組成呈現(xiàn)明顯的多樣性，這些研究對于改良的蘋果品種，提高類黃酮累積，培育新品種有高的應(yīng)用價值。在此基礎(chǔ)上，王大江等[33]研究了河北省12 個蘋果地方品種，經(jīng)多酚組分間的相關(guān)性分析得出同類物質(zhì)或者具有相同代謝途徑的多酚物質(zhì)相關(guān)性較強(qiáng)，基本聚為一類。新疆伊犁2 個野蘋果種群的30 個實生株系的總酚、原花青素、表兒茶素、根皮苷、綠原酸、兒茶素含量與栽培蘋果呈極顯著差異，具有明顯的高酚性狀，表明篩選具有不同多酚物質(zhì)的特異性狀單株潛力很大[35]。陜西6 個地區(qū)，5 個品種，58 個蘋果汁樣品的多酚含量和組成分析表明：4 類23 個多酚組分，多酚含量的變異受栽培地域的不同呈現(xiàn)顯著的種內(nèi)和種間差別，表明品種、環(huán)境、成熟度、加工處理方式等，尤其是環(huán)境因素顯著影響果汁的多酚組成和含量[9]。Zhou K 等[36]針對中國楊凌西北農(nóng)林科技園藝實驗站的80 個種植蘋果品種和60個野生品種，共140 個品種蘋果果肉和果皮中總酚、總黃酮、總抗氧化進(jìn)行對比分析，著重研究了其中根皮素類的分布和含量，指出利用天然的蘋果品種的高度多樣性和廣泛的變異性，通過獨立合成途徑可以提高蘋果中根皮素類化合物的水平。對陜西白水和河南鄭州35 個蘋果品種多酚種類和含量進(jìn)行主成分分析和聚類分析，綜合評價不同蘋果品種和多酚的關(guān)系，結(jié)果表明35 個蘋果品種的多酚組成和含量差異明顯，各單體酚之間既相互獨立又密切相關(guān)，不同品種蘋果多酚的差異主要在于金絲桃苷、根皮苷、鞣花酸、綠原酸等含量的變化，金絲桃苷、原花青素B2 和表兒茶素作為早熟和晚熟因子，根皮苷作為中熟因子，能夠區(qū)分不同品種蘋果的成熟時期[37]。

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3 蘋果多酚的加工功能特性研究

多酚不僅是蘋果中的重要次級代謝產(chǎn)物，與蘋果的品種和地域歸屬顯著相關(guān)，而且對蘋果及其制品感官、營養(yǎng)及貯藏品質(zhì)形成和提升有明顯影響。多酚對蘋果食用、鮮切、制汁、制干、制粉加工中色澤、風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)有顯著的影響。蘋果中多數(shù)酚酸、二氫查爾酮類、黃烷酮及黃酮醇在室溫條件與多酚氧化酶作用發(fā)生酶促氧化生成醌類，并進(jìn)一步反應(yīng)產(chǎn)生黃色、褐色至棕色的聚合物，引起蘋果及其制品表觀色澤的改變。在加熱加工過程中多酚通過參與美拉德反應(yīng)形成一系列小分子揮發(fā)性的醛、醇、酯類物質(zhì)，對制品風(fēng)味形成起一定作用。特定條件下，多酚與蛋白等大分子反應(yīng)，發(fā)生膠凝和結(jié)聚，對制品質(zhì)地有重要的影響。另外，王明福等[38]指出多酚在食品熱加工以熱穩(wěn)定為主，參與復(fù)雜食品體系的反應(yīng)，發(fā)生一系列化學(xué)變化和生物活性變化，除了對食品色、香、味品質(zhì)形成有重要作用外，還對加工過程中的有害物質(zhì)形成產(chǎn)生重要影響。

蘋果多酚加工方面的特性以對制品色澤品質(zhì)的影響為主，這方面已有系統(tǒng)的研究。蘋果中主要多酚組分綠原酸、兒茶素、表兒茶素和根皮苷酶促氧化褐變能力和效果存在較大差異，從大到小依次為：兒茶素＞表兒茶素＞綠原酸＞根皮苷。其中，pH 值、溫度、金屬離子、抗壞血酸（VC）、糖類和檸檬酸對其氧化物形成和積累的影響較大，且存在顯著差異。蘋果中的特征性多酚——根皮苷在蘋果汁加工過程中經(jīng)酶促氧化生成一種多酚氧化物POP2，根皮苷反應(yīng)體系隨時間的變化顏色也發(fā)生改變，體系初始顏色呈微黃色，隨著反應(yīng)的進(jìn)行顏色逐漸從亮黃色變?yōu)槌赛S色，最終產(chǎn)物的顏色為橙紅色，根皮苷酶促氧化體系中的主要氧化產(chǎn)物為POP2，是蘋果汁褐變和劣變的標(biāo)志性檢測指標(biāo)[39]。蘋果多酚作為活潑的抗氧化劑參與美拉德反應(yīng)及其它食品體系的化學(xué)反應(yīng)，如根皮素和根皮苷在食品美拉德水相反應(yīng)模型葡萄糖-賴氨酸-多酚體系（140 ℃，30 min，pH 7.4）中，與C2，C3 和C6 糖裂解產(chǎn)物形成加合物，顯著影響食品體系風(fēng)味和色值[40]。董新玲[41]系統(tǒng)研究了蘋果多酚酶促誘發(fā)的非酶反應(yīng)對蘋果汁加工中褐變形成的機(jī)理和產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)綠原酸氧化形成的對/鄰醌化合物可誘發(fā)兒茶素、表兒茶素非酶褐變的速率低于多酚自身褐變的速率，而且根皮苷化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，自身無聚合作用。同時，綠原酸鄰醌對其無誘發(fā)作用，只能在多酚氧化酶誘發(fā)下發(fā)生褐變。另外，綠原酸氧化反應(yīng)形成的醌類會通過耦合氧化作用加速黃烷醇單體分解，形成色度增強(qiáng)的新產(chǎn)物[42]。根皮苷與綠原酸及兒茶素的耦合氧化反應(yīng)在呈色方面可能具有協(xié)同效應(yīng)[43]。兩種或兩種以上酚類共存時發(fā)生的共耦合作用，與酚單體自身的氧化反應(yīng)存在很大差異，可加速或降低反應(yīng)形成褐變的速度。

蘋果多酚對新鮮肉色澤穩(wěn)定性及脂肪氧化的影響研究表明：蘋果多酚與抗壞血酸/煙酰胺配合使用可明顯提高透氧保鮮膜包裝的鮮豬肉的色澤穩(wěn)定性，達(dá)到較高和長時間的護(hù)色效果[44]。在臘肉處理方面的應(yīng)用表明：蘋果多酚使臘肉感官評價及色澤整體優(yōu)于未處理樣品組，而且蘋果多酚處理的臘肉樣品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)相對含量高，種類較多，臘肉樣品風(fēng)味好，經(jīng)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析，其中具有特征風(fēng)味的酯類、酮類化合物的相對含量較高[45]。蘋果幼果多酚可以延緩脂質(zhì)氧化，可溶性肌原纖維蛋白降解，對草魚肉質(zhì)色澤的改變具有抑制作用，保護(hù)并提高其貯藏功能性，減緩成糜活性和穩(wěn)定性，提高表面疏水性，降低草魚肉質(zhì)的膠體張力和質(zhì)構(gòu)的喪失，提高4℃冷藏草魚貯藏性能[46]。另外，蘋果多酚被用于鮮切火龍果保存，可顯著保持色澤，延遲軟化，減少可溶性糖、滴定酸、甜菜紅素、多酚的損失，同時維持其抗氧化性，抑制微生物生長，提高制品安全性，是天然、安全、低成本地保持鮮切水果品質(zhì)，延長貨架期的制劑[47]。

蘋果多酚在食品保鮮方面的應(yīng)用研究還包括復(fù)合膜的制備?？墒秤枚嗵菑?fù)合膜的研究以殼聚糖為多，蘋果多酚可顯著提高殼聚糖復(fù)合膜液抗氧化活性，同時影響膜液流變特性及穩(wěn)定性，表現(xiàn)為明顯的非牛頓假塑性流體特征，動態(tài)流變特性由黏性模量主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥阅Ａ恐鲗?dǎo)，蘋果多酚中-OH 和殼聚糖分子中的-OH 以及-NH2形成明顯的分子間弱作用力，使復(fù)合膜液部分吸收峰紅移或輕微減弱，進(jìn)而降低了殼聚糖的結(jié)晶度，提高了其熱穩(wěn)定性[48-49]。另外，蘋果幼果多酚與殼聚糖制備的復(fù)合膜中多酚與殼聚糖以非共價鍵的方式結(jié)合，形成不定性狀態(tài)的衍射峰，其厚度、密度、溶脹度、溶解度和透明度顯著增加，而含水量、水蒸氣透過系數(shù)和機(jī)械性能顯著降低[50]。蘋果多酚復(fù)合膜對細(xì)菌和霉菌有顯著的抑制作用，而對酵母菌無顯著的抑制作用。幼果多酚殼聚糖復(fù)合膜對細(xì)菌和霉菌的抑制順序分別是大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、李斯特氏菌，果生刺盤孢葡萄座腔菌、鏈格孢菌[51]。另外，可食用蛋白復(fù)合膜制備方面，牛春艷等[52]嘗試采用超聲波-微波法開展蘋果多酚-大豆蛋白可食性膜的制備，優(yōu)化了工藝條件。蘋果多酚作為食品輔劑具有較高的功效調(diào)整作用。蘋果多酚與魚油共同作用在高膽固醇膳食中可以提高血清和肝臟中的脂質(zhì)，有助于預(yù)防高膽固醇膳食所引起的代謝綜合癥[53]。蘋果皮多酚提取物作為輔劑還具有抑制煎烤牛肉中雜環(huán)胺的形成的作用[54]。另外，蘋果中兒茶素及與花青素的A環(huán)親電活性更強(qiáng)，表現(xiàn)出獨特的結(jié)構(gòu)反應(yīng)性，對甲基、2-乙?；?2-噻唑啉、2-乙?；?1-吡咯啉等乳制品熱加工中的異味標(biāo)記物具有強(qiáng)烈的抑制作用[55]。蘋果多酚提取物以其多羥基、還原酮、縮合結(jié)構(gòu)為特征，以一類天然的抗氧化、抑菌制劑被應(yīng)用于食品的保鮮、貯藏、抗蟲、抗菌，以及對抗其它負(fù)面環(huán)境因素等方面，而相關(guān)的研究還有待進(jìn)一步展開。

4 蘋果多酚的生理功能研究

多酚的生理活性研究由來已久，在生理條件下多酚化合物的酚羥基作為氫供體可清除多種活性氧自由基。其還原性通常與還原酮結(jié)構(gòu)的存在相關(guān)，該結(jié)構(gòu)可提供氫原子引起的自由基鏈的斷裂，且與特定過氧化物前體反應(yīng)，阻止過氧化氫形成。酚類化合物的鄰位二酚羥基具有鏊合金屬離子能力，從而阻斷金屬離子催化的氧化反應(yīng)。另有研究指出蘋果多酚氧化物在體外抗氧化試驗中也表現(xiàn)出較好的抗氧化能力，其抗氧化能力隨濃度的增大而增強(qiáng)，對O-2自由基、·OH 自由基和DPPH·自由基的清除效果較好。高溫下蘋果多酚氧化物進(jìn)一步反應(yīng)，且隨著時間延長，其總抗氧化能力（FRAP 值）增大[5]。此外，多酚對氧化相關(guān)的酶有顯著的抑制能力，并作用于氧化酶存在的氧化體系。蘋果多酚的生理活性研究已從體外的抗氧化能力、細(xì)胞代謝和活性干預(yù)，到特定模型動物功能指標(biāo)改善以及人體/群實驗和調(diào)查研究。涉及氧化引起的一系列退行性疾病，包括心血管病變、糖尿病、腫瘤和癌變、免疫力下降、臟器損傷等，并應(yīng)用于藥物活性組分篩選，功能食品制劑及化妝品研制等。

蘋果多酚的生物可利用性及生物活性研究涉及體外模擬胃腸道中酚類的穩(wěn)定性及活性變化，細(xì)胞膜透過率及動物和人群代謝研究。周志航[56]采用體外模擬蘋果多酚胃腸消化，得出模擬胃消化主要促進(jìn)酚酸的釋放，模擬腸消化主要促進(jìn)黃酮醇的釋放。然而，蘋果多酚代謝是人體內(nèi)置消化吸收代謝活性及腸道微生物代謝活性共同作用的結(jié)果。Trost 等[57]采用急性單盲交叉實驗，對25 個男、女志愿者攝食蘋果汁及蘋果多酚提取物一定時間后體液、血液、排泄物等代謝物分析，得出110 個代謝組分含量提高，同時存在較大的個體差異，而且攝食多酚濃度的升高不會影響其生物可利用性。

蘋果多酚及其活性單體具有顯著降血糖作用。研究發(fā)現(xiàn)蘋果多酚攝入使小鼠血清空腹血糖FBG、空腹胰島素FINS、胰島素抵抗指數(shù)HOMAIR 明顯降低，其中根皮苷具有最顯著降低血糖的功效[58]。另外，蘋果多酚中咖啡酸、1-O-咖啡酰奎尼酸乙酯、根皮素-2'-木糖基葡萄糖苷、根皮素-2'-木糖基半乳糖苷、花旗松素、根皮苷對胰島β細(xì)胞均有不同程度的促增殖作用，且化合物根皮素-2'-木糖基半乳糖苷、花旗松素對胰島β 細(xì)胞增殖效果顯著，從而發(fā)揮降血糖活性[59]。臨床轉(zhuǎn)化實驗表明，蘋果多酚對超重個體血管氧化應(yīng)激尿酸血癥和血管內(nèi)皮功能有正向調(diào)控作用，通過抑制受試個體黃嘌呤氧化酶，對降低空腹血糖和尿酸水平具有明顯作用[60]。蘋果多酚及其主要活性組分原花青素服用可顯著提高血糖偏高個體的血糖耐受力（n=65），然而應(yīng)采用更大規(guī)模和更長時間的人群實驗來驗證蘋果多酚潛在的血糖調(diào)節(jié)功能[61]。

在降血脂研究方面，蘋果中主要的4 種多酚單體：綠原酸、兒茶素、根皮苷、槲皮素均顯示了更好的降脂活性，均能有效降低糖尿病小鼠血總膽固醇、甘油三脂、低密度脂蛋白水平，增加血高密度脂蛋白水平。其中，根皮苷的降脂效果最好[62]。蘋果多酚的降脂作用研究表明，其可顯著降低粥樣硬化病變和肝脂質(zhì)變性，主要通過ROS/MAPK/NF-κB 信號途徑，降低血清低密度脂蛋白、甘油三酯、CCL-2、VCAM-1 水平，同時提高血清中高密度脂蛋白和膽固醇水平，并顯著提升肝臟中谷胱甘肽過氧化物酶、過氧化氫酶、超氧化物歧化酶水平。通過上調(diào)包括PPARα 在內(nèi)的肝相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，下調(diào)SCAP 的轉(zhuǎn)錄及其相關(guān)的脂質(zhì)合成下游基因調(diào)控脂質(zhì)代謝，同時蘋果多酚可以降低主動脈根斑塊巨噬細(xì)胞浸潤和肝組織炎性細(xì)胞浸潤[63]。通過限制可吸收脂質(zhì)氧化物，如4-HNE 的形成，對慢性西式膳食引起的模型大鼠血管內(nèi)皮功能障礙和動脈粥樣硬化發(fā)揮緩解作用[64]。另有研究表明：患高血壓的志愿者口服富含表兒茶素及黃烷三醇寡聚體的蘋果多酚，可顯著提高內(nèi)皮功能依賴型肱動脈流介導(dǎo)的血管舒張，而對硝酸鹽介導(dǎo)的血管舒張沒有顯著作用[65]。

蘋果多酚對組織和臟器損傷修復(fù)具有顯著作用。蘋果多酚對高劑量膽堿飲食誘導(dǎo)的肝臟損傷和血管內(nèi)皮損傷具有營養(yǎng)干預(yù)作用，表現(xiàn)為對肝損傷的保護(hù)作用，且隨著濃度升高保護(hù)作用增強(qiáng)。同時攝食蘋果多酚可使動物血清中的谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）和谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）的活性降低，肝臟勻漿中的丙二醛（MDA）水平降低，而超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽活性酶（GSH-Px）活性增至與正常生化指標(biāo)相同[66]。另外，蘋果多酚對四氯化碳、D-氨基半乳糖、乙醇、順鉑等化學(xué)性肝損傷具有保護(hù)作用，可以控制肝比重增加，抑制血清中ALT、AST 活性的升高，MDA 生成的增加，SOD 活性的降低及GSH 的耗竭，提高肝組織中Ca2+-ATPase 的活力，對肝細(xì)胞DNA 損傷有劑量依賴性的保護(hù)作用，改善肝細(xì)胞線粒體膜電位，抑制肝細(xì)胞線粒體腫脹，明顯改善肝組織的病理變化[67]。同時蘋果多酚主要通過清除自由基，抑制脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，提高機(jī)體抗氧化能力，促進(jìn)肝細(xì)胞修復(fù)與再生，保護(hù)肝細(xì)胞膜及線粒體的功能。生守喜[68]采用Langendorff 技術(shù)研究蘋果多酚通過降低氧化應(yīng)激減輕離體大鼠心臟缺血再灌注損傷，可顯著降低乳酸脫氫酶和丙二醛的含量，提高超氧化物歧化酶的活性，而且蘋果多酚對心肌保護(hù)作用與其濃度并不具有劑量依賴關(guān)系。同時，蘋果多酚可以抑制脂質(zhì)過氧化，提高谷胱甘肽水平和氫過氧化物酶的活力，調(diào)節(jié)MAPK 信號途徑，涉及一系列蛋白酶的調(diào)控，從而緩解胃黏膜損傷，保護(hù)胃黏膜避免消炎藥物引起的病變[69]。

蘋果多酚對各類癌癥的干預(yù)和調(diào)控方面也具有明顯的活性，涉及肝癌、乳腺癌、膀胱癌、食道癌及結(jié)腸癌等。Zhou Z H.等[70]研究顯示蘋果胃腸消化物對肝癌細(xì)胞HepG2 具有較強(qiáng)的抗增殖活性。對抗乳腺癌細(xì)胞的研究中，蘋果多酚被證明通過下調(diào)泛素樣含PHD 和環(huán)指域1（UHRF1）及基質(zhì)金屬蛋白酶2（MMP2）的表達(dá)，抑制乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231 的活力、增殖和遷移。宋春麗等[71]在對人惡性三陰性乳腺癌細(xì)胞的研究中發(fā)現(xiàn)：蘋果根皮苷以p53 突變體依賴方式抑制細(xì)胞生長和細(xì)胞周期，同時通過抑制paxillin/FAK，Src，α-sMA及激活E 黏附蛋白抑制癌細(xì)胞的遷移活性。Wu等[72]和Kao 等[73]在細(xì)胞層面和實驗動物層面研究了蘋果多酚對膀胱癌的作用，發(fā)現(xiàn)蘋果多酚可在體外研究中調(diào)控膀胱癌細(xì)胞周期并刺激癌細(xì)胞凋亡；在體內(nèi)研究中對亞硝胺誘導(dǎo)的膀胱癌大鼠可降低其Bcl2，環(huán)蛋白B1 和PCNA，提高p-Chk2，Bax 及Cip1/p21 調(diào)控癌細(xì)胞周期及凋亡，從而抑制腫瘤發(fā)展。

蘋果多酚還在細(xì)胞及細(xì)胞核因子的水平上作為調(diào)節(jié)免疫力的潛在物質(zhì)。脂多糖刺激的小鼠單核細(xì)胞RAW264.7 的COX-2/PGE2 和iNOS/NO表達(dá)的研究表明：蘋果多酚可以通過下調(diào)NF-κB的活性而顯著抑制RAW264.7 細(xì)胞中NO、PGE2的含量升高，下調(diào)iNOS 及COX-2 的表達(dá)及NFκB 的磷酸化，通過調(diào)節(jié)免疫相關(guān)分子途徑發(fā)揮抗炎作用[74]。另外，蘋果多酚在體能改善及高強(qiáng)度耐力運動中對體力維持、補(bǔ)充和恢復(fù)具有一定促進(jìn)作用。人群實驗結(jié)果表明：與對照組相比，攝食多酚個體，平均耐力顯著升高，可達(dá)到最大自感用力度[75]。此外，蘋果多酚對鋁、鉑、鉛等的金屬毒性具有一定的抑制作用[76-77]。

蘋果多酚作為潛在的化妝品組分，在生發(fā)和抗皺方面得到初步研究。Badolati 等[78]研究了蘋果多酚提取物治療斑禿的分子機(jī)制。其主要采用意大利北部一個富含原花青素B2 的蘋果品種（Malus pumila Miller cv.Annurca），攝食其多酚提取物可以刺激健康個體的頭發(fā)生長，頭發(fā)數(shù)量、質(zhì)量及角蛋白含量，并探究了分子機(jī)制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)蘋果多酚提取物抑制毛囊中NADPH 相關(guān)的反應(yīng)，使谷氨酰胺水解，戊糖磷酸途徑、谷胱甘肽、瓜氨酸和核苷酸合成發(fā)生停滯，而刺激線粒體呼吸，β-氧化及角蛋白的生成，代謝發(fā)生改變，使氨基酸不被氧化，最終保持角蛋白的正常生物合成。此外，蘋果多酚對紫外線引起的進(jìn)行性皺紋形成有抑制作用[79]。

5 小結(jié)與展望

蘋果多酚作為蘋果的次級代謝產(chǎn)物，是一類結(jié)構(gòu)多樣且活性完全不同的化合物的集合。關(guān)于蘋果酚類組分積累及變化的分子機(jī)制研究已有很大進(jìn)展，然而仍需更大范圍的數(shù)據(jù)整合。蘋果多酚是蘋果中的主要活性成分，在食品加工中對制品色、香、味、形均有一定的作用，研究以對制品色澤和保鮮材料品質(zhì)提升為主。蘋果多酚具有廣泛的生理功能，圍繞其抗氧化性，涉及降血糖、降血脂，修復(fù)臟器損傷，預(yù)防各類癌癥，調(diào)節(jié)免疫水平等方面。

目前蘋果多酚的食品加工功能性及生理生化功能性研究還流于現(xiàn)象的描述和解釋，需要著眼于單體組分和混合物的關(guān)系，設(shè)計功能性方面的研究。蘋果作為種植面積最廣，產(chǎn)量最高，經(jīng)濟(jì)效應(yīng)最大的林果作物，其多酚資源獨特性及應(yīng)用潛力的充分挖掘與研究，將為蘋果多酚應(yīng)用提供方向，對食品、藥品和化妝品的基礎(chǔ)研究和新產(chǎn)品開發(fā)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。