论果品营养学[1]_论述

综合上述， 目前有关学科虽然对果品中的营养和生物活性物质有大量的研究报道， 但现有研究受学科本身概念的限制，明显存在研究目标不明、概念不清、内容重复、方法不一、缺乏系统性等一系列问题。 随着现代食品营养学、果树栽培学、果树分子生理学、天然产物化学和中医药学等学科的发展和相互渗透，　果品营养和活性物质及其科学利用已经成为上述各学科共同关注的一个重要研究领域。 果品营养学学科的建立和发展将为相关学科的发展提供新的动力和研究热点问题，是多学科交叉融合发展的结果。

3果品营养学的研究对象和主要研究内容

3.1 研究对象

根据果品营养学的定义， 水果及其加工品中的全部营养和生物活性物质是果品营养学的研究对象，包括全部的氨基酸、蛋白质、维生素、矿物质、膳食纤维等营养成分和酚类化合物、萜类化合物等生物活性物质。 其中酚类化合物包括简单酚类、酚酸、香豆素、类黄酮、单宁、木质素等^[2,24]，萜类化合物包括单萜、倍半萜、二萜、三萜、四萜等^[2]。 在这些研究对象中, 建议把具有医学、健康和保健价值的生物活性物质作为果品营养学的主要研究内容。因果实水分、糖类、有机酸等物质与现有的果实品质研究密切相关，我们建议不将其纳入果品营养学研究的范畴。

3.2 主要研究内容

3.2.1 营养与生物活性物质的种类、含量及其在果实中的分布

营养和生物活性物质的种类、含量是决定果实的营养、健康和医学价值的关键因素， 而弄清有关物质在果实中的分布则是实现果品科学利用的前提。有关研究内容应包括: （1）鲜果及其加工品中营养和生物活性物质的种类及其含量论述，包括已知的氨基酸、蛋白质、维生素、矿质元素、膳食纤维、酚类化合物、萜类化合物等营养和生物活性物质的种类和含量的分析，同时还有未知或新的活性物质的发现等问题。（2）营养和生物活性物质在果品中的分布情况。以柑橘为例，其果实不同部位所含营养和生物活性物质的种类和含量均不同。柑橘果实的可食部分含蛋白质、氨基酸、脂肪、核黄素、尼克酸、维生素、粗纤维、矿物质等营养和生物活性成分，果皮含纤维素、木质素、香精油、天然色素、果胶、黄酮苷及其半合成衍生物甲基橙皮苷、二氢查尔酮和食用纤维素粉等物质^[25]，种子则富含油脂、蛋白质和矿质元素等^[26]。这些信息是柑橘果实科学综合利用必须的。 （3）不同种类品种、同一品种不同生长发育期果实中营养和生物活性物质种类和含量的变化问题。（4）同品种不同产地、同一产地不同的栽培措施对果实中营养和生物活性物质种类和含量变化的影响。（5）不同的贮藏保鲜和加工措施对果品中营养和活性成分含量的影响。

3.2.2 果实中营养和生物活性物质的代谢与生物合成途径

代谢是物质的合成与分解过程，它决定一种物质的积累。　生物合成途径则是完成物质代谢的生物机器。弄清营养和生物活性物质的代谢与生物合成途径可以为实现其遗传和环境调控提供科学指导论文的格式。 由于物质代谢和生物合成途径在植物中具有普遍规律, 果实中已知的营养和生物活性物质的代谢和生物合成途径大多不需要重复研究。　因此，该部分的研究可集中在：（1）果实中重要、特殊或新的营养和生物活性物质的代谢与生物合成途径研究。（2）营养和生物活性物质的代谢与生物合成途径中一些特殊中间产物的理化特性、用途与生物合成调控。（3）重要营养和生物活性物质生物合成途径中关键结构基因、重要调节基因的结构、表达和调控机理等。以果实中的花色素苷为例，在玉米、矮牵牛、拟南芥、金鱼草等的花色素苷合成途径分子生物学研究基础上，苹果、葡萄等果实中花色素苷合成途径研究取得重要进展^[27-30]。 其果实花色素苷的生物合成已基本清楚^[31,32]，有关影响果实花色素苷生物合成的主要结构基因和调节基因的种类、性质及其相互作用关系等也已比较清楚^[31,32]。 在这些研究的基础上，参与花色素苷合成的酶蛋白结构基因被克隆，为实现花色素苷合成的遗传和环境调控奠定了基础。

3.2.3 果实中营养和生物活性物质含量变化的遗传和环境调控机理

果实中营养和生物活性物质的种类、含量和分布受各种遗传和环境因素的影响^[2]。　在弄清了物质的代谢与生物合成途径后，如何采取有效的遗传或环境调控措施提高果实中营养和生物活性物质的含量，对提高果品的营养、健康和经济价值具有重要意义论述，是果品营养学重要的研究内容。关于遗传调控机理的研究应包括以下几个方面：（1）果实中各种营养和活性物质的遗传规律及其相应的遗传调控^[33]。（2）果实营养和生物活性物质的代谢与生物合成途径的生物、生理生化调控机理。（3）果实营养和生物活性物质的生物合成途径中关键结构基因、重要调节基因的结构、表达、分子调控机理等。

环境调控是指通过栽培措施等方法改变果树生长发育的环境条件（光、温、水、气和土壤），从而影响有关物质的代谢与生物合成，实现对果实中营养和生物活性物质含量的调控。　环境调控机理的研究的内容应包括：（1）环境因子对物质代谢与生物合成途径中关键结构基因、重要调节基因的表达和关键酶活性影响机理^[31,34]。（2）环境因子影响物质的代谢与生物合成的信号传导途径及其信号网络的调控机理等问题。 在这方面， 光照对果实花色苷的影响是一个典型的例子^[35]。　光通过光敏色素信号途径^[35]，与转录因子和关键酶基因的顺式元件相互作用实现对基因的转录调控^[31]。 （3）各种栽培措施对果实中营养和生物活性物质含量变化影响的机理。

3.2.4 果品营养与生物活性物质的科学利用

果品营养学研究的最终目的是科学地利用果品中的营养和生物活性成分为人类的营养和健康服务。如何在水果的鲜食、加工、药用、美容、保健和环保利用等方面，科学地发挥果品中营养和生物活性物质的作用，是果品营养学最主要的研究内容。 这部分研究应包括：（1）鲜食水果的“食性”^[36]、最佳食用时间^[37]、不同水果间科学搭配^[38]、水果与其它食物的相生相克^[38]、水果鲜食过敏^[39]、食用禁忌^[40]等问题。 （2）不同水果贮藏、保鲜和加工工艺对果实中营养和生物活性物质影响的系统评价。 （3）根据“药食同源”的中医理论，如何科学地利用果品中的营养和生物活性物质进行人类疾病的防治问题。 （4）果品中营养和活性成分对人体的营养、保健、美容和疾病防治的作用机理问题。（5）果品美容保健的安全性问题^[39,41]。 （6）果品的环保利用问题，包括生态环境保护、新型环保材料研制^[42]、农业病害虫防治等^[43,44]。

4 果品营养学研究的技术与方法

科学研究的技术与方法取决于所研究的对像和内容。根据上述果品营养学的研究内容，其相应的研究技术与方法至少包括以下四类。（1）分离提纯技术。（2）分析检测技术论文的格式。（3）代谢与生物合成途径研究关键技术。（4）提高果实中营养和生物活性物质的遗传和环境调控技术。

4.1 分离提纯技术

对果品的营养和生物活性物质进行分离和提纯是所有研究的前提，是果品营养学研究的核心技术。现有可供利用的分离提纯技术主要包括固相萃取(solid-phaseextraction, SPE)、高速逆流色谱法 (high speed counter-current chromatography,HSCCC)、超临界流体萃取 (supercritical fluid extract, SFE)和微波辅助提取 (microwave- assisted extraction, MAE)等。

固相萃取 (SPE) 是一种利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，与样品的基体和干扰化合物分离，然后再用洗脱液洗脱或加热解吸附，以达到分离和富集目标化合物的样品前处理技术^[45]。　近年在SPE技术基础上发展出了固相微萃取技术(Solid-Phase Microextraction, SPME)论述，包括直接固相微萃取(DI-SPME)和顶空固相微萃取(HS-SPME)。 SPE的具体技术细节见高巍等(2006) ^[45]。 Mouly等 (1999) 采用固相萃取法从橙汁中分离出6种多甲氧基黄酮，其平均回收率达到94%^[46]。 目前，SPME技术已被应用于苹果、香蕉、桔子、南果梨等水果香气成分的分析检测^[47]。　该技术的优点是安全、回收率高、重现性好、操作简便、快速、应用范围广、易实现自动化等^[45]，缺点是 SPE 提取效果易受吸附剂类型及用量、水样体积、洗脱剂类型等因素的影响^[48]。

高速逆流色谱法 (HSCCC) 是在液相色谱的基础上发展起来的一种不需任何载体或支撑体的液液分配色谱技术, 它是根据组分在2种互不相溶的溶剂间分配系数的不同来实现分离目的^[49]。 HSCCC的具体技术细节见曹学丽 (2004)^[50]。 Wang等 (2005) 以橘皮为原料，用HSCCC技术从中分离出川皮苷、橘黄酮、3, 5, 6, 7 ,8, 3’,4’ -七甲氧基黄酮和5 -羟基-6, 7, 8, 3’,4’-五甲氧基黄酮等4种多甲氧基黄酮，其纯度均可达到96%以上^[51]。该技术的优点是操作简单易行、应用范围广、无需固体载体、产品纯度高、适用于制备型分离等，缺点是提取效果易受高速逆流色谱仪的转速、流动相流速、进样体积等因素的影响^[52]。

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