全 文 ：神秘果的生物学特性及提取物的应用
成翠兰
(云南省热带作物科学研究所 ,云南 景洪 666100)
中图分类号:S667.901 文献标识码:A 文章编号:1009-1335(2000)01-0034-03
收稿日期:1999-06-07
神秘果为一种神奇植物 ,其果含有一种糖蛋白质
可使酸味变甜 ,在西非当地人常吃这种果实使略带酸
味的陈玉米面包更可口 ,使酸棕榈酒和啤酒更甜。早
在60年代许多学者就开始对这一特性的活性成分进
行提取 、分离 、提纯和利用等研究。为更好地开发这神
奇而又有观赏价值的植物 ,本文就其生物学特性 、提取
物及利用等综述如下 。
1 生物学特性及栽培要点
1.1 生物学特性
神秘果(SynsePalum dulcifica)属山榄科神秘果属 ,
为常绿灌木植物 ,原产西非热带地区 ,自然分布在西非
刚果一带。现在世界热带亚热带地区均有栽培 ,我国
于60年代引入种植 ,在海南 、云南 、广西等热带亚热带
地区生长良好。现云南省热带作物科学研究所栽培的
神秘果植株是 1964年周恩来总理访问加纳时引入的 。
神秘果株高 1.5 ～ 4.5m ,枝条较多 ,叶子稠密 ,树
呈馒头形 ,属低位荫发 ,侧枝萌发力强 ,茎枝灰褐色 ,幼
枝红褐色 ,枝绿梢红独具特色 。叶子较小 ,互生 ,分枝
矮 ,丛生 ,每蓬有叶 5 ～ 7片 ,色深绿有光泽。花小 ,白
色 ,腋生 ,花期 2 ～ 5月。果实成熟期不一致 ,盛果期为
3 、6 、10月 ,果小 ,椭圆形 ,长 2cm ,宽 1.2cm ,成熟时果
实鲜红 ,果肉白色多汁 ,种子一枚 ,橄榄形 ,深褐色 。以
蚂蚁等昆虫传授花粉[ 1～ 2] 。
1.2 栽培要点
神秘果以种子 、插条 、空中压条等方法繁殖 ,以播
种为主 ,可采用点播 、撤播或条播 。种子随采随播 ,不
可曝晒和久存 ,种子入土 2cm左右发芽率可达 100%。
当小苗长到5cm 左右 ,有 4 ～ 5片真叶时 ,可进行移植 ,
在苗期要加强水肥管理和适当荫蔽。神秘果生长缓
慢 ,一般植后 3 ～ 4年才开花结果 。采用无性繁殖可提
早1 ～ 2年结果 ,并可矮化树型 ,提高观赏价值。阮
龙[ 3] 、谭乐和等[ 4]分别报道了用吲哚丁酸等生长激素
处理插条切口 ,插条生根率和根的平均发根量都比对
照高 。武丽琼等[ 5]报道了在进行神秘果空中压条时涂
用ABT2号生根粉 500mg/L 或 IBA600mg/L后 ,发根率
和根的数量与长度都显著增加 ,可有效地提高插条生
根和空中压条成活率 。
神秘果适于密植 ,植距1.5m×2 ～ 3m ,宜选择排水
良好 ,有机质含量较高的低洼地或平缓坡地种植。神
秘果要求温湿条件较高 ,适宜于热带亚热带低海拔潮
湿地区生长[ 2] ,但仍还有一定的耐旱 、耐寒能力 ,在冬
季最低气温 3 ～ 5℃时 ,会对幼枝和叶产生冷害但不致
死 ,8 ～ 10℃可安全过冬。
神秘果的主要害虫有圆形盾蚧 、吹绵蚧 、绿蝽象
等 ,较集中在花期 ,应在花蕾形成时及时防治[ 1] 。
2 神秘果提取物的特性及提取
2.1 神秘果素的特性
神秘果果肉中含有能将酸味变甜的活性成分即神
秘果素 。鲜果的活性成分非常不稳定 ,几天后就可失
活 ,必须在 1 ～ 2d 内进行冷冻处理 。一般 100g 鲜果
(种子 40g ,果肉 60g)除去种子经冻干处理可获 9 ～ 11g
干果 ,将干果贮藏在-20℃的冷藏机内可保存 3个月 ,
其稳定性良好 。Inglett[ 6] 仅通过改变味觉来测定神秘
果的活性成分。据观察 ,神秘果可使柠檬 、酸橙 、葡萄
柚 、草莓等酸性食物变成可口的甜味 ,而且还对稀释的
有机酸 、无机酸如柠檬酸 、盐酸 、乳酸 、醋酸 、磷酸等变
甜。一般在接触神秘果数小时内吃任何酸性食物或喝
任何酸性饮料都可感觉出愉快的甜味 ,对咸味和苦味
无影响 。甜味的作用可存留 2h或更长时间 ,它的强度
根据桨果的潜力而定 ,一般0.1g 的干果相当于一个鲜
果足够引起甜味反应。神秘果本身测不出甜味 ,只有
吃了酸性食物后才能激活 ,感觉出一种显著的蔗糖甜
味。而 Barotshuk[ 7]发现匙羹藤(Gymnema sylvestre)能取
消这种甜味并恢复柠檬酸和盐酸的酸味接近它们原来
的正常酸度 。神秘果能使酸味变甜 ,就象在柠檬酸里
加糖使酸味被甜味抑制一样。
2.2 神秘果素的提取 、分离和提纯
34 云南热作科技 Journal of Yunnan Tropical Crops Science &Technology 2000 ,23(1):34 ～ 36 CN53—1064/S
DOI:10.16005/j.cnki.tast.2000.01.015
由于神秘果素的不稳定性 ,许多学者早在 60年代
就开始对其活性成分进行了提取 、分离和提纯研究。
Inglett
[ 6]通过水透析将 5粒冻干果肉 ,加水研磨 ,用水
透析 ,经冻干处理后其不溶物含有活性成分 。又通过
离心法将 14颗冻干果肉加水研磨 ,用 5 000r/min离心
机离心处理 ,再经冻干处理可获 0.31g 含有活性成分
的褐色固体物 ,还通过溶剂依次将除去种子的冻干果
粉用石油醚※氯仿※醋酸乙醇※丙酮※无水乙醇※水
(即非极性溶剂※极性溶剂)提取 ,或用水※含水乙醇
※无水乙醇※丙酮※氯仿※乙烷(即极性溶剂※非极
性溶剂)提取 ,分别获 27倍和 40倍含活性成分的浓缩
物。其活性成分分别在水 、柠檬汁 、5%尿素液 、唾液 、
5%碳酸氢钠 、半纤维素酶和果胶酶中等不可溶 ,而在
5%或 1%碳酸钾液 、6mol/L 盐酸和 5%高碘酸钠中失
效。对其稳定性的研究表明在热水(23℃)、5%碳酸钾
液 、冷藏一个月活性失效 ,而在 5%酒石酸液 、5%或
1%氯酸钾液 、唾液中较稳定 。Kurihara , K等[ 8]首次利
用离子交换色谱分离出神秘果素并表明它是一种碱性
糖蛋白 。Brouwer等[ 9] 通过葡聚糖凝胶柱过滤提纯活
性成分并称为神秘果素(Miraculin)。Giroux 等[ 10] 和
Kurihara ,Y等[ 11]也分离出神秘果素。在以上研究中他
们都采用碳酸盐缓冲液(pH10.5)或较高碱性化合物
如鲑精蛋白和精胺提取 ,采用这些方法不仅导致甜味
降低 ,而且还能溶解各种物质包括很难除去的颜色。
Sarroch等[ 12]发现用 0.5mol/L NaCl液在酸性环境中提
取 ,可提取 97%的神秘果素 ,提纯 54倍 。该提取液无
色 ,pH4 ,在酸性环境中非常稳定 ,如在醋酸盐缓冲液
(pH4),5℃中 ,至少6个月其活性没有改变。通过硫酸
铵分馏 、离子交换色谱和亲和色谱法进一步提纯 ,纯度
可达 400多倍 ,用反相高效液相色谱分析可获单一锐
峰 ,表明纯度较高。20g 冻干果可获 36mg 的纯神秘果
素。Henkin等[ 13]还通过多聚乙烯吡咯烷酮从软化的
浆果中提取活性成分 。Kamimura[ 14] 也报道了用酸性
缓冲液(pH3.5 ～ 5.5)提取 ,该提取液无色 ,较稳定。
Nakaya
[ 15]报道利用酶标记免疫分析法分析了神秘果
素 ,利用酶免疫测定方法 ,可以精确地计算神秘果提取
原汁中所含神秘果素的含量 ,授粉 7周后果实中的神
秘果素的含量显著增加 ,到第 8 周果实中含量可达
102μg/mg蛋白质 。
2.3 色素的提取
食品行业一直在寻求为食品着色的植物色素 , 70
年代就有学者开始利用神秘果的红色果皮来提取植物
色素的研究。Buckmire 等[ 16]通过纸层析法和光谱分
析分离出神秘果的花青甙和黄酮醇色素 。神秘果的红
色色素(花青甙)和黄色色素(黄酮醇)是从冷冻果皮或
果实用 1.5mol/L 盐酸/乙醇提取 ,然后浓缩而成。据
测定每100g鲜果可分离出 14.3mg 花青甙和 7.2mg 黄
酮醇 ,含水率为 78%。其红色色素由花青素-3-单
半乳糖苷 、花青素-3-单葡萄糖苷 、花青素-3-单阿
拉伯糖苷和飞燕草素-3-单半乳糖苷 、飞燕草素-3
-单阿拉伯糖苷组成 ,其比率分别为 188∶62∶9∶5∶2。
主要的黄酮醇色素由五酸黄酮-3-单半乳糖苷 、 三
酸黄酮-3-单葡萄糖苷和六酸黄酮-3-单半乳糖苷
等组成。也分离和鉴定出五酸黄酮 、三酸黄酮和六酸
黄酮的糖苷配基 , 每 100g 鲜果含黄酮醇和糖苷配基
9.0mg 。
3 神秘果的成分研究
3.1 神秘果素的组成
在以上学者对神秘果进行提取 、分离和提纯研究
中 ,还对其不溶物的组成成分也进行了分析研究 。In-
glett
[ 6]用溶剂经浓缩而形成的不溶水的黄褐色的胶体
物质是由粘液 、蛋白质 、木质素和纤维素组成 ,其中蛋
白质为19.5%、24.3%,纤维素 19.1%、21.1%,甲氧基
含量 2.62%、2.73%。Giroux[ 10]分析的神秘果素含碳
水化合物 6.3%,氮 14.4%,分子量为 45 000。Henkin
等[ 13]提取的神秘果素含 20 ～ 25mg 的蛋白质/100g 湿
重的浆果 。Sarroch 等[ 12]报道 ,提纯的神秘果素含糖
13.9%,分别由氨基葡萄糖、甘露糖 、半乳糖 、木糖和岩藻
糖组成 ,其摩尔比率分别为 3.03∶3.00∶0.69∶0.96∶2.12 ,提
纯的氨基酸组份见表1 ,分子量为24 000 ～ 28 000 ,通过氨
基酸顺序分析仪测定表明神秘果素由 191个氨基残基
的单一多肽组成 , 并测出 20个未端氨基酸(图 1)。
Theerasilp等[ 17]发现神秘果素的氨基酸序列与大豆胰
蛋白酶抑制素的氨基酸序列之间有较高的同质性 。
1 5 10
Asp-Ser-Ala-Pro-Asn-Pro-Val-Leu-Asp-Lie-
15 20
-Asp-Gly-Glu-Lys-Leu-Arg-Thr-Gly-Thr-Asn--
图 1 提纯神秘果素的末端氨基酸序列
3.2 神秘果种子的脂类化合物
Guney 等[ 18]对神秘果种子进行了分析 ,其中脂类
化合物占干重的 10.15%,通过硅酸色谱可分离出中
性脂 、磷脂和醣脂。不皂化脂占中性脂的 1.3%,碳氢
化合物由C17———C32的一系列链烷组成 ,其中C29和C31
的数目相对要大 ,三萜烯醇的主要成分是α和 β香树
素 ,甾醇的主要成分是■7-菠菜甾醇 。
4 神秘果提取物的应用研究
4.1 食品和药剂的增甜剂
35第 1期 成翠兰:神秘果的生物学特性及提取物的应用
从神秘果中提取的神秘果素具有很强的增甜作
用 ,据 Sarroch[ 12]等报道每公斤干果可提取 20g 左右的
神秘果素 ,10-6mol/L 的神秘果素就可诱发 0.02mol/L
的柠檬酸的甜味相当于 0.5mol/L 的蔗糖甜味。0.1mg
的神秘果素即可产生特久的增甜作用[ 2] 。许多学者都
开展了神秘果素作为食品和药剂的甜味剂的研究。
Okubo 等[ 19]报道用≥0.1mol/L NaCl液在 pH≤10时提
取的神秘果素可作为食品和药剂的甜味蛋白质 ,
Kamimure[ 14]讨论了用酸性缓冲液从神秘果果肉中提
取的神秘果素加工甜味剂的方法。Giroux[ 10]也报道用
色谱提纯的神秘果素 20μg 就可显著增加柠檬的甜味。
表1 Inglett(1965)和 Sarroch(1988)分析的氨基酸组份
Inglett(1965)的分析(g/16g 氮)
A B
Sarroch(1988)的分析
(mol%)
丙氨酸
精氨酸
天冬氨酸
胱氨酸
谷氨酸
甘氨酸
组氨酸
异亮氨酸
亮氨酸
赖氨酸
蛋氨酸
苯丙氨酸
脯氨酸
丝氨酸
苏氨酸
色氨酸
酪氨酸
缬氨酸
半胱氨酸
5.83
5.05
12.77
无
11.89
5.72
3.77
5.47
8.95
8.35
0.07
5.11
7.46
5.75
5.15
无
3.09
7.56
---
6.64
6.31
12.52
无
12.82
6.40
4.28
6.31
9.83
9.83
0.08
6.39
7.22
6.34
5.88
无
3.41
8.95
---
3.5
5.5
11.0
---
6.5
8.7
1.0
4.3
5.5
6.5
0.5
7.4
7.9
6.3
7.3
1.0
3.7
10.8
2.6
4.2 食用色素
从神秘果果皮中提取的红色花青甙色素和黄酮醇
色素 ,可作为食品和饮料的着色剂。Buckmire 等[ 20]报
道从神秘果果皮中提取的红色花青甙色素 ,通过离子
交换法提纯 ,浓缩而成 ,将该色素加到汽水和姜汁汽水
等充气饮料中可呈桔红色 ,其稳定性可与从其它来源
来的花青甙相比 ,在 5℃时可贮存 6 个月其颜色和色
素没有什么变化 。
4.3 配制成便于咀嚼食品
Harvey
[ 21]报道从神秘果经浓缩加工而成的干粉可
配制成能咀嚼的食品。如将成熟的桨果清洗 ,除去种
子 ,用 EtOH-H2O(3∶1)冲洗 ,打成果浆 ,再喷雾干燥 ,
即可获含水1%～ 3%、蛋白质 40%和碳水化合物 25%
的干粉 ,该干粉能稳定 1年以上 ,可用来配制成如口香
糖 、泡泡糖 、牛皮糖等能咀嚼的食品
4.4 食欲抑制药
随着人们生活水平的不断提高 ,肥胖人越来越多 ,
各种减肥方法由然而生 ,抑制食欲是其中方法之一。
Henkin等[ 13]采用多聚乙烯吡咯烷酮从软化的神秘果
中提取的神秘果素可作为抑制食欲的药物 ,成人每 3h
口服 10 ～ 400μg 是有效的 ,可开发用于减肥药和抑制
食欲的药物。
4.5 配制成保健食物
目前我国糖尿病发病率较高 ,由于神秘果的变味
特性 ,开发神秘果为糖尿病等喜吃糖而不能吃糖的患
者配置成甜味食品 ,以满足他们的多种口味的需求 。
综合以上研究 ,神秘果树是一种有一定发展前途
的热带植物:1.可作为绿化树种 ,神秘果树型美观 ,叶 、
花 、果都具观赏价值 ,将树矮化还可作绿篱;2.可作盆
栽观赏 ,神秘果花果期长 ,挂果期长达 20余 d ,枝条弹
性好 ,耐修剪 ,叶绿果红为良好的盆栽果树;3.果实可
用于食品 、色素 、医药等;4.可作为旅游产品开发 ,让人
们了解大自然的多样 、多姿和神奇 ,增加旅游收入 。
参考文献:
[ 1] 黄少华.神奇的植物———神秘果[ J] .中国花卉盆景 , 1996(9):21
[ 2] 余其杰.神秘果[ J] .热带作物科技 , 1991 ,(2):60
[ 3] 阮龙.神秘果插条繁殖试验初步结果[ J] .热带作物科技 , 1991 ,(2):85～ 86
[ 4] 谭乐和等.激素对神秘果扦插生根的效果[ J] .广西热作科技 , 1998 ,(2)23 ～ 25
[ 5] 武丽琼 ,等.生根剂对神秘果空中压条生根的影响[ J] .福建热作科技 , 1999 ,(1):25 ～ 26
[ 6] Inglett.G E Taste-Modifying Properties of Miracle Fruit(SynsePalum dulcificum)[ J] .J.AGR.FOOD CHEM., 1965 , 13(3):284～ 387
[ 7] Bartoshuk L M , et al.CA , 1974 , 80:143 687s
[ 8] Kurihara k , et al.Science.1968 , 161:1 241 ～ 1 243(下转第 39页)
36 云南热作科技 第23卷
应的农化研究机构
全国农业系统中 ,土壤肥料科技人员仅占农业科
技人员总数的 2.8%,远远不能满足土肥科技工作的
需要 ,而云南农垦从事土肥科技人员更是寥寥无几。
以云南省热带作物科学研究所为例 ,近年来毕业于本
科农化专业的只有 1名 , 60年代从事土肥研究比较有
经验的科技人员大部分已退休或面临退休 ,年青的又
没有抓紧培养 ,发挥其作用。从各个农场情况看 ,也缺
乏从事土壤肥料的专业人才 ,可见人才是当务之急。
我们认为 ,人才是财富 ,是出成果之本。对于人才的开
发 ,一方面是积极引进人才 ,从高等农业院校录用毕业
生;另一方面是抓现有科技人员的培养 、提高 ,狠抓知
识更新 ,学习现代新的研究技术手段 ,鼓励并支持现有
科技人员努力工作 ,提高科研水平 。尤其重要的是 ,在
实践中实事求是地选拔和培养有真正学识 、有气魂 、有
胸怀的学术骨干 ,放手让他们工作 ,使之得到锻炼和提
高 ,尽快成长。
设立相应的农化科技研究机构 ,是保证工作开展
的一项重要措施 。没有机构就没有人员 ,更没有设备 ,
也不便于向国内外学习 、交流 ,信息闭塞 ,业务技术不
能提高 。农化研究作为一门实验科学 ,需要一定的物
质条件 ,配套的实验室和试验场地。田间试验往往是
多因子 、中长期试验 ,并多半配有样品采集和测试 。没
有机构 ,无法组织工作。过去 ,云南农垦不少农场建立
了农化分析室 ,做了大量土壤 、植物样品分析测试工
作 ,积累了可靠的资料 ,可是这些资料没有发展作用 ,
有的农场由于工作成效不大想撤掉 。我们认为这不是
机构本身有什么问题 ,主要原因是长期以来化肥供销
与需求脱离阻碍了科学施肥技术的推广 ,也影响了农
化工作的开展。
4.4 开展土壤肥料科技知识的普及工作
我国传统农业具有用地养地 、培肥地力 、充分利用
土地等许多优点 ,也有集约化程度低 、抵制自然灾害能
力弱等不少弊病 ,对土壤肥料的管理制度是建筑在狭
隘的经验基础上 ,有很大的局限性 ,经济效益不高 。在
集约而持续发展的现代化农业中 ,对土壤肥料的管理
要求有较高的科学性 ,这就要求种植者转变观念 ,了解
土壤肥料的一般知识 ,科学用地 ,合理施肥。同时 ,宣
传推广土壤肥料的科研成果 ,使之转化为生产力。例
如 ,云南垦区职工在植胶方面对割胶技术 、植保的科普
知识了解得很好 ,因为这对产量是看得见 、摸得着的 ,
然而对土壤肥料的知识则了解甚少 ,这是一个薄弱环
节 ,农场领导尤其是科技部门应重视土壤肥料科技知
识的普及 ,以促进科技进步 ,提高热带作物栽培水平。
(上接第 36页)
[ 9] Brouwer J N , et al.Nature.1968 , 220:337～ 374
[ 10] Giroux E L , et al.J.Agric.Food Chem.1974 ,(22):594～ 601
[ 11] Kurihara y , et al.Biochim.biophys.Acta.1982 ,(719):44～ 449
[ 12] Sarroch T et al.Complete Purification and Characterization of Taste-modifying Protein ,Miraculin , from miracle Fruit[ J] .Journal of biological
Chemistry.1988 , 263(23):11 536～ 11 539
[ 13] Henkin R L, et al.CA , 1975 , 82:119 177w
[ 14] Kamimura N , et al.CA , 1993 , 119:94 990q
[ 15] Nakajo S , et al.CA , 1989 , 110:73 947p
[ 16] Burckmire , R E , et al.Anthocyanins and Flavonols of Miracle Fruit , SynsePalum duicificum , Schum[ J] .Journal of Food Science , 1976 , 41
(6):1 363～ 1365
[ 17] Theerasilp S , et al.CA , 1990 , 112:72 443a
[ 18] Guney S , et al.CA , 1977 , 87:19 398k
[ 19] Oknbo S , et al.CA , 1988 , 108:74 033h
[ 20] Buckmire R E , et al.Pigments of Miracle Fruit SynsePalum duleificum , Schum , As Potential Food Colorants[ J] .Journal of Food Science.
1979 , 43(3):908～ 911
[ 21] Harvey R J , et al.1976 , 84:42 238y
39第 1期 李丽春等:浅谈土壤肥料和加强云南农垦土壤肥料研究的意见