《食品科学》：华南农业大学周爱梅教授等：佛手生物活性成分及其健康益处研究进展和微生物转化展望

佛手是芸香科柑橘属植物，因其成熟果实形状与手指相似，故俗称“佛手”，通常译为finger citron，学名是Citrus medico L. var. sarcodactylis Swingle。成熟的佛手香气浓郁而清新，颜色呈亮黄色，有皱纹且有光泽。

佛手在中国被用作传统中药和功能性食品，具有疏肝理气、和胃止痛、燥湿化痰的功能。现代科学研究表明，佛手中的佛手多糖、佛手精油、佛手黄酮等成分具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗焦虑和抗抑郁等健康益处，如图1所示。

发酵是一种历史悠久的用于延长食品保质期、提高营养、改善风味的方法。值得注意的是，尽管该技术在果蔬加工领域已成熟应用，但在特色农产品佛手的深加工中仍存在研究空白，这种技术落差既表明了现有研究的局限性，也为未来食品科技创新提供了重要突破口。

华南农业大学食品学院的刘鹤鸣、吴宇箫、周爱梅*对佛手中的生物活性成分及其健康益处进行了综述，并作当前佛手的微生物转化研究展望，以期更好地指导相关领域的研究。

1 佛手的生物活性成分

1.1精油

精油是从天然芳香植物中提取的挥发油产品，具有芳香植物的精华和许多生物活性。

在佛手精油提取工艺领域，目前主流的技术可分为溶剂萃取法、水蒸气蒸馏法、冷榨法、超临界流体萃取法以及各类辅助提取方法等，汇总如表1所示。比较研究表明，压榨法凭借其工艺简洁、成本经济以及能产出优质精油等的特点而备受青睐；溶剂萃取法虽然能有效提高萃取效率，但往往难以避免溶剂残留的问题；超临界流体萃取法则在高得率与优质精油产出上表现优异，但高昂的提取成本限制了其在工业生产中的应用。值得关注的是，本课题组自主研究出的低温连续相变萃取技术，有利于全面提取和保留挥发性精油的热敏性成分。

对广佛手的组分分析显示，其精油中百分比含量前3位的物质为D-柠檬烯（23.28%）、γ-萜品烯（16.93%）、5,7-二甲氧基香豆素（11.98%）。而浙江金佛手经气相色谱-质谱（GC-MS）联用仪鉴定出38 种组分，以单萜为主（96%），主要特征物为柠檬烯（60.91%）和γ-松油烯（27.08%）。值得注意的是，柠檬烯、芳樟醇等物质在佛手精油中的占比较高，被认为是佛手精油中香气的关键成分。

1.2 多糖

多糖是由10 个或10 个以上单糖单元连接在一起组成的复杂碳水化合物，是一类重要且分布广泛的营养素。许多研究表明，佛手多糖具有生物活性，如抗氧化、抗炎、降血糖、抗癌和调节肠道菌群功能等。

传统的多糖提取方法为水提取法，这是基于多糖含有大量羟基，易与水分子结合，且大多数多糖在热水中的溶解度较大且较为稳定的特性。采用各种辅助手段可加快佛手多糖提取效率，如合适的超声波辅助处理能提高多糖提取效率。表2总结了佛手多糖的提取方法的得率或提取率。各种佛手提取方法各有优劣：超声波辅助提取法提取率高且条件温和，但设备成本可能较高；热水浸提法操作简单、成本低，但提取时间长、能耗高；连续相变萃取法提取率和得率具有优势，但设备复杂、操作技术要求高；超声-微波协同提取法结合两者优势，提取效率高且能保持多糖活性，但参数控制需精确；超微粉碎辅助提取法通过改善粉体性质提高提取率，但设备成本高且需注意粉体保存。值得注意的是，佛手因不同产地气候、土壤和栽培条件差异，其多糖在种类、单糖组成及结构等方面存在不同，同时，佛手多糖的提取工艺与纯化方法不同，也会导致多糖相对分子质量、单糖组成及比例等研究结果出现差异。

有研究发现，多糖的分子质量、单糖组成等性质与其生物活性水平显著相关，这可以通过构效关系解释。Yang Yiren等测得佛手多糖的单糖组成为：80.83%葡萄糖、16.35%木糖、2.16%甘露糖、0.25%阿拉伯糖、0.22%半乳糖、0.12%葡萄糖醛酸。Wang Shuhui等通过甲基化法测定了佛手多糖的糖苷链并采用GC-MS分析，结果发现其中一种分离纯化的佛手多糖（FCPs）的主要连接类型为→5)-α-

L

f

D

D

p

D

p

1.3 黄酮类化合物

黄酮类化合物作为最为庞大的次生代谢产物群体之一，从种子植物至苔藓等多种植物中都有其存在，在植物生命活动中发挥着重要的作用。随着天然产物分离和鉴定技术的不断进步，黄酮类化合物的生物活性受到了广泛关注。黄酮类化合物具有抗炎、抗氧化、免疫调节、抗肿瘤、抗抑郁、调节肠道菌群、抗癌症多药耐药性等生物活性。

佛手黄酮类化合物的提取方法汇总如表3所示。总体来看，乙醇回流提取法操作简单、设备要求低且溶剂易回收，但长时间高温可能导致黄酮降解并引入杂质；超声波辅助提取法利用空化效应提高效率，低温保护活性，但设备成本较高；微波辅助提取法加热均匀、速度快，但成本高，存在降解风险；酶辅助提取法条件温和、选择性好，但酶制剂昂贵且需精确控制反应条件；辅助提取法（如超声-微波或超声-酶解联用）能综合提升效率与纯度，但操作复杂且设备投入大。因此在实际应用时需结合实际需求和条件。

通过超高压液相色谱-四极杆飞行时间质谱联用仪对提取精油后广佛手的醇提液的黄酮类成分进行分析，组分包括维采宁-2、金钱草醇6,8-2-C-葡萄糖苷、圣草次苷、芦丁、薯蓣皂苷8-C-葡萄糖苷、芸香柚皮苷、柚皮苷、地奥司明、橙皮苷、柚皮素、棕矢车菊素等。

1.4 香豆素类化合物

与黄酮类化合物相似，香豆素类化合物同样广泛存在于自然界，也是一种重要的次生代谢物。截至2022年，已经从芸香科植物中分离鉴定了655 种香豆素，这些化合物大多具有抗癌、抗炎、抗传染病等多种活性。如佛手柑内酯和佛手柑素因其独特的生物保护活性而吸引了很多学者的研究兴趣。

然而，关于佛手中的香豆素类化合物的提取工艺鲜有报道，目前研究多聚焦于香豆素类化合物的分离、纯化、鉴定及其生物活性。作为参考，类似的研究有采用超声辅助乙酸乙酯浸提法提取柑橘类水果干片中的香豆素类化合物，而后通过超高效液相色谱法测定其含量。胡昌锦等通过综合运用溶剂浸取、萃取、柱色谱及高效液相色谱等方法，成功从佛手药材中分离并鉴定出8 个香豆素类单体化合物，包括东莨菪内酯、水合氧化前胡素、2’-甲氧基氧化前水胡素、5,7-二甲氧基香豆素、佛手柑内酯、5-羟基-7-甲氧基香豆素、7-羟基-5-甲氧基香豆素、7-[(2E,6R)-6,7二羟基-3,7-二甲基-2-辛基-1-基]氧基香豆素。相似地，有研究测定了川佛手的香豆素类化学成分，包括茵芋苷、秦皮素、异嗪皮啶-7-O-β-D-葡萄糖苷、7-羟基香豆素、7-乙酰氧基-4-甲基香豆素、6,7-二甲氧基香豆素、6,7-二甲氧基香豆素、4-甲基伞形酮、白当归素、5,7-二甲氧基香豆素、佛手柑内酯、欧前胡素、花椒毒酚、珊瑚菜素、异欧前胡素、佛手酚、5,7-二羟基-4甲基香豆素、王草素。

1.5 膳食纤维

膳食纤维是指不能被人体小肠消化吸收、聚合度≥3的碳水化合物聚合物。膳食纤维按其在水中的溶解度可分为可溶性膳食纤维（SDF）和不溶性膳食纤维（IDF），两者之和为总膳食纤维。佛手中的SDF含有果胶和半纤维素，可调节碳水化合物和脂肪代谢、调节肠道菌群；佛手中的IDF含有纤维素、半纤维素和木质素，可促进胃肠道蠕动和排便。

膳食纤维与多糖存在结构共性，故提取方法有相似之处。提取佛手膳食纤维的方法有热水提取法、高温蒸煮辅助热水浸提法、超微粉碎辅助热水浸提法、复合酶解法、高温蒸煮辅助复合酶解法和超微粉碎辅助复合酶解法等，研究发现高温蒸煮辅助复合酶解法的SDF得率最高，可推广应用。

佛手SDF和IDF中各种单糖及相对含量分别为：甘露糖（3.56%，1.54%）、鼠李糖（2.03%，1.83%）、半乳糖（/，29.26%）、木糖（/，9.40%）、阿拉伯糖（27.59%，24.33%）、岩藻糖（29.00%，9.77%）、葡萄糖醛酸（19.28%，14.01%）、半乳糖醛酸（18.55%，9.86%）（“/”表示未检出）。

2 生物活性和健康益处

2.1 抗氧化

当人体过度暴露于污染物等有害环境下，会诱发活性氧（ROS）如一氧化氮、羟自由基和超氧阴离子自由基过度产生，当抗氧化防御机制出现不平衡，则会导致氧化损伤。抗氧化活性可从体外实验和体内实验评价，体外实验是测定样品清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基、2,2′-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)（ABTS）阳离子自由基、羟自由基、超氧阴离子自由基等自由基的能力；体内实验则是通过检测大鼠或小鼠体内超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性以及ROS和丙二醛（MDA）的积累水平评价。许多研究表明，佛手中的精油、多糖、黄酮等成分具有显著的抗氧化活性。

黄炜超等发现，3.5 mg/mL的佛手精油对DPPH自由基、ABTS阳离子自由基和羟自由基的清除率分别为88.23%、83.63%和74.84%。虽然该质量浓度下的精油抗氧化性明显低于同质量浓度VE，但也能表现出良好的抗氧化能力。Li Yan等进一步指出，佛手精油对DPPH自由基和ABTS阳离子自由基的清除能力随浓度增加而提升，且不完全依赖于其中的主要成分柠檬烯，这提示其他次要成分亦可能通过协同作用共同参与抗氧化过程。这一现象对天然产物研究具有重要启示，即应从整体组分的协同视角探讨其功能，而非片面归因于主导成分。

Yu Min等在优化条件下提取的果胶寡糖，经纯化后得到的均一寡糖FCPOS-1（分子质量2.15 kDa）在体外实验中表现出良好的抗氧化活性，特别是对DPPH自由基的清除率高达94.07%。值得注意的是，FCPOS-1上的羟基和羧基等官能团可与自由基反应，终止链式反应，从而发挥抗氧化作用，既展示了低分子质量寡糖清除自由基的高效性，也强调了结构特征与生物功能的密切关联，为通过结构修饰提升天然多糖抗氧化性能提供了思路。相似地，Wu Zhen等通过高效热水法提取的佛手粗多糖，展现出良好的清除DPPH自由基、羟自由基和超氧阴离子自由基活性。此类研究为多糖抗氧化机制提供了更坚实的实验基础。

此外，Luo Xuguang等的研究发现纯化后的佛手黄酮具有较强体外自由基清除活性。在此基础上，进一步通过秀丽隐杆线虫模型验证了其体内抗氧化和抗衰老效果，发现佛手黄酮不仅能够显著延长线虫的寿命，提高其对热应激和氧化应激的耐受性，还能减少ROS和MDA在体内的积累，同时增加SOD和CAT的活性。揭示了佛手活性成分在调控生物体内抗氧化系统中的潜力，特别是在延缓衰老及应对慢性病领域的潜在价值。

佛手多酚可以减轻吗啡诱导的痛觉过敏和耐受性，如图2所示。包括减少脊髓中超氧化物和MDA的产生，防止谷氨酸合成酶和谷氨酸转运体1的硝化失活，以及恢复线粒体超氧化物歧化酶和线粒体去乙酰化酶（sirtuins，SIRT）3的活性。此外，佛手多酚还阻止了SIRT3的硝化和乙酰化，从而维持线粒体的稳态。

佛手的抗氧化机制体现了多组分、多靶点的特点。精油主要通过挥发性活性物质发挥作用，而多糖则以其结构中的羧基和羟基为活性中心，黄酮则通过增强抗氧化酶系统起效。这种协同增强的特性，提示佛手不仅适合开发为天然抗氧化补剂，还可能在调节氧化相关疾病（如神经退行性疾病、代谢综合征等）中发挥干预作用。

2.2 抗炎

炎症是体内自动防御外来异物或自身异常的一种保护性机制，致炎因子能够引起细胞和组织损伤，导致发炎。炎症通常是由炎性细胞因子如白细胞介素（IL）、肿瘤坏死因子（TNF）和相关炎性介质介导的一种免疫反应。许多研究均表明，佛手中的精油、多糖、多酚等物质具有抗炎活性。

Lombardo等以Wistar大鼠为动物模型，发现佛手精油干预显著抑制了角叉菜胶足底注射引起的足肿胀。经佛手精油预处理后，水肿的典型病理变化有所减少，显著减少了炎症部位促炎细胞因子IL-1β、IL-6和TNF-α的释放，以及前列腺素E2和一氧化氮（NO）等炎症介质的产生，提示佛手精油具有缓解炎症的潜力。该研究通过多个炎症指标构建了较完整的抗炎评价体系，验证佛手精油可通过降低炎症信号通路的激活水平，在急性炎症模型中发挥稳定的调控作用。然而，目前仍缺乏关于其在慢性炎症（如炎症性肠病、风湿性疾病、代谢相关慢性炎症）等复杂病理状态下作用机制的系统研究。

Luo Bi等利用纤维素柱层析从佛手中分离纯化了一种新型半乳聚糖多糖，其在脂多糖（LPS）诱导的RAW264.7巨噬细胞模型中展现出抗炎活性，能够显著抑制TNF-α和IL-6等促炎细胞因子的产生，并减少细胞内ROS的生成。这表明佛手多糖不仅可以通过抑制促炎因子释放调节免疫反应，还可能通过抗氧化机制间接缓解氧化应激相关炎症，从而发挥双重抗炎作用。

此外，佛手果汁提取物（BJe）在神经炎症模型中的研究同样显示出良好的抗炎效果。研究表明，BJe通过丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）和活化蛋白-1（AP-1）信号通路显著抑制β-淀粉样蛋白（Aβ）诱导的人单核细胞白血病细胞系1（THP-1）细胞促炎因子IL-6和IL-1β的表达和分泌，并降低细胞外调节蛋白激酶（ERK）1/2和c-Jun氨基末端激酶（JNK）的磷酸化水平。此外，BJe还通过抑制AP-1与DNA结合活性进一步下调炎症因子的表达，图3揭示了BJe在神经炎症过程中的多靶点、多通路抗炎机制。

佛手在抗炎方面展现出广泛的作用机制，其活性成分可通过多种信号通路（如MAPK、AP-1、NO合成等）在不同炎症模型中发挥协同调节效应。这种“多样成分-广泛靶点-协同机制”的特点使其在天然抗炎制剂的研究中具有独特优势。

2.3 抗肿瘤

癌症已成为中国人民的主要死亡原因之一，在过去的半个世纪中，癌症发病率和死亡率持续上升。据统计，2016年中国新增确诊病例406.4万 例，其中最常见的类型是肺癌（8.28万 人；20.4%）、结直肠癌（40.8万 人；10.0%）、胃癌（39.65万 人；9.8%）。诱发癌症的主要风险因素包括遗传因素、环境因素（如吸烟、饮酒、不健康饮食、肥胖、缺乏身体活动、空气污染）以及病毒感染（如乙型肝炎病毒和人乳头瘤病毒）。值得注意的是，在癌症治疗中，肿瘤细胞常因化疗耐药性而降低治疗效果。相比之下，天然产物如姜黄素、白藜芦醇因其毒副作用低，在抗癌研究中展现出优势与潜力。

近年来，有关佛手抗肿瘤作用的研究逐渐增多。其中，香豆素类化合物作为佛手中重要的天然成分，表现出显著的抗肿瘤潜力。Huang Hao等发现，佛手中的一种天然呋喃香豆素——佛手酚，在胶质瘤细胞中展现出显著的抗肿瘤活性。它通过抑制信号转导和激活转录因子3/B细胞淋巴瘤-2（Bcl-2）信号通路，抑制胶质瘤细胞（U87和A172）的增殖和迁移，从而有效诱导细胞凋亡。Wang Chaoyue等采用液-液色谱法从金华佛手中分离出多种香豆素衍生物，并对其抗肿瘤活性进行了系统评估。研究指出，5,7-二甲氧基香豆素在体外对肿瘤细胞的抑制作用尤为显著，其机制在于抑制聚腺苷二磷酸核糖聚合酶裂解及下调抗凋亡蛋白Bcl-2的表达，从而有效促进肿瘤细胞的凋亡。

此外，富含黄酮类化合物的BJe在体外实验中展现出促进THP-1细胞分化的能力，并诱导了自噬性死亡。主要涉及机制为通过上调自噬相关蛋白Beclin-1和微管关联蛋白1轻链（LC）3的表达，以及激活MAPK信号通路（包括ERK、JNK和p38 MAPK），促进了THP-1细胞向巨噬细胞样细胞的分化，并伴随着细胞形态的改变和分化相关表面抗原分化簇（CD）68、CD11b和CD14的表达增加。此外，研究还发现佛手果汁提取物能够抑制THP-1细胞的增殖，如图4所示，提示其在急性髓系白血病分化治疗中的潜力。

总体来看，佛手在抗肿瘤领域具有多维度作用机制，主要通过诱导凋亡、自噬及分化，以及调控肿瘤细胞的信号通路，实现对肿瘤增殖和迁移的干预。其成分结构多样、靶点广泛，具有开发为辅助化疗药物或靶向天然药物的潜力。然而，目前相关研究多以体外模型为主，缺乏系统的体内实验数据支持。

2.4 抗抑郁、抗焦虑

抑郁症是一种涉及心理、精神及情绪层面复杂状态的精神疾病，目前其发病机理尚未完全阐明。全球约有3 亿多人受其影响，主要表现为强烈的内疚感、自我价值的贬低以及对于生活乐趣的显著减退。常规抗抑郁药物存在耐药与副作用问题，因而植物精油等天然产物的研究逐渐增多，佛手精油也凭借多靶点与低副作用优势受到关注。

佛手精油在抗抑郁与抗焦虑方面均展现出积极作用。研究发现，佛手精油可通过芳香疗法改善抑郁与焦虑，即雾化鼻吸入佛手精油能显著改善慢性不可预测轻度应激大鼠的抑郁行为，具体表现为海马区Nissl小体数量、树突长度和棘密度增加，致密蛋白-95与突触素蛋白表达上调，血清中5-羟色胺与生长因子-1水平升高，同时IL-1β水平下降，提示其可通过增强突触可塑性与神经内分泌平衡来发挥抗抑郁作用。临床研究也验证了这一作用，Toprak和Wakui等分别在外科重症监护室患者和健康志愿者中发现，吸入佛手精油不仅能显著降低焦虑水平，改善睡眠质量（如减少晨起嗜睡、提高清醒度和延长睡眠时长），还伴随抑郁和应激感的减轻。但其具体作用途径尚需进一步研究。

佛手精油具有抗焦虑和神经保护作用。Cui Yonghua等通过三氯化铝诱导的大鼠焦虑样行为模型，揭示佛手精油能协同发挥抗氧化、抗炎与调节γ-氨基丁酸（GABA）水平的作用，具体表现为佛手精油提升海马和前额叶皮层的GABA含量，恢复SOD、CAT、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）等抗氧化酶活性，降低MDA与8-羟基脱氧鸟苷水平，并抑制TNF-α、IL-1β、IL-6的表达，从而减轻焦虑症状。进一步的，Zhu Mengyu等通过光遗传学和钙成像技术，发现佛手精油吸入激活前嗅核（AON）→前扣带回（ACC）的谷氨酸能投射，并由ACC中的GABA能中间神经元抑制兴奋性神经元，形成AON_Glu→ACC_GABA→ACC_Glu神经回路，此回路的人工激活或抑制可重现或消除佛手精油的抗焦虑效应，揭示出强有力的神经网络基础。上述结果证明了佛手精油在芳香疗法中改善抑郁、焦虑的实际效果，也为其作为天然精神健康辅助剂的开发提供了坚实的科学依据。

除了佛手精油整体的抗抑郁活性，其特定成分亦展现出良好生物活性。Yan Meichen等发现，佛手精油中的活性成分佛手柑内酯能够显著减轻LPS诱导的小鼠抑郁样行为，其作用机制主要通过抑制环氧化酶-2（COX-2）活性，阻断NF-κB与MAPK信号通路，从而减轻炎症反应，如图5所示。这一发现表明，佛手精油中的单体化合物可作为抑郁治疗的新型候选分子。

刘莹等结合网络药理学和动物实验探讨了复方佛手口服液对慢性束缚应激大鼠抑郁行为的影响及其潜在的分子机制。结果表明，该复方制剂通过调控MAPK和NF-κB通路，降低促炎因子（IL-6、IL-1β、TNF-α）及氧化应激标志物（MDA）水平，提升抗氧化酶（SOD、CAT）活性，进而显著改善大鼠的抑郁样行为。该制剂的作用机制涉及多个信号靶点，提示其通过多通路协同调控炎症与氧化应激，从而发挥抗抑郁作用。

佛手精油及复方制剂均表现出良好的抗抑郁活性，涉及炎症因子调控、氧化应激缓解及多靶点信号通路干预。这不仅扩展了佛手类产品在精神疾病干预中的应用范围，也为开发天然源抗抑郁药物提供了理论依据与实践基础。

2.5 降血糖

糖尿病是由多种因素引起的各种代谢紊乱，诱发胰岛β细胞功能障碍甚至凋亡，最终导致胰岛素分泌不足，并且伴随糖、脂肪、水、电解质等代谢异常。近年来，全球糖尿病患病率持续上升，预防和控制已成为当今研究重点。研究表明，佛手多糖及其衍生物和佛手膳食纤维在调控糖代谢方面展现出良好潜力，其作用机制涉及多靶点调控通路。

Wang Feilin等研究发现磷酸化佛手多糖（P-FCPs）分子质量分布和粒径显著降低，同时其抗氧化和α-淀粉酶抑制活性显著增强。P-FCPs相较于佛手多糖在抑制α-淀粉酶方面表现出更高的活性，其抑制α-淀粉酶的机制被确定为混合型抑制方式，这表明结构修饰能显著提升其功能特性。杨玉洁等则从细胞水平进一步验证了FCPs的降糖机制，其研究发现佛手多糖FCP-2-1显著促进了葡萄糖转运，改善了细胞的脂代谢，并降低了TNF-α的分泌。机制分析表明，FCP-2-1可能通过激活磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）/蛋白激酶B（AKT）信号通路，增强下游葡萄糖转运体4和p-AKT的表达，从而缓解胰岛素抵抗，改善细胞代谢。强调了FCPs在调控胰岛素信号通路中的多靶点作用，进一步证实其在糖尿病预防中的潜力。

此外，Liu Huifan等的研究表明，佛手来源的SDF与IDF在db/db糖尿病小鼠中均显示出显著的调节葡萄糖耐量与血糖水平的能力。其中，SDF凭借其更强的持水性、持油性和对胆固醇及葡萄糖的吸附能力，表现出优于IDF的代谢调节效果。

佛手多糖通过抑制糖类分解酶、增强葡萄糖摄取及改善炎症与胰岛素抵抗等多重机制，展现出良好的抗糖尿病潜力。同时，佛手多糖在调控糖代谢相关信号通路（PI3K/AKT）及氧化应激调节等方面的活性，为其作为天然降糖功能成分的开发提供了理论依据与研究基础。

2.6 抑菌

近年来，佛手提取物在食品保鲜领域的抗菌机制研究取得显著进展。Aziz等通过体外抗菌实验研究发现，佛手花精油对多种口腔病原菌具有广谱抗菌活性，特别是对拟副粘芽孢杆菌和中干芽孢杆菌抑制效果显著，最小抑菌浓度低至0.125 mg/mL，显示出较高的生物活性。进一步结合分子对接分析表明，精油中的柠檬烯、芳樟醇及萜品烯醇等主要成分能够与细菌生物膜形成及群体感应调控因子发生特异性相互作用，从而有效抑制相关细菌的致病关键机制。该研究还揭示了其良好的抗氧化性能，提示佛手精油可能通过协同的抗菌-抗氧化机制发挥其综合抑菌效应，具备开发为天然食品防腐剂的潜力。此外，在比较抗菌谱系的研究中，Munive Nuñez等发现佛手精油对金黄色葡萄球菌的抑菌活性最强，接近于已知高效精油如罗勒精油的水平，显示其有望作为天然替代品应用于乳品领域如牛乳腺炎的辅助防治中。该结果从病原控制角度进一步拓展了佛手精油在畜牧及食品安全领域的应用范围。

在功能性食品包装材料方面，Demircan等创新性地采用喷雾干燥工艺制备佛手果汁粉末，并将其作为功能性添加剂引入壳聚糖基膜材料成功提升了壳聚糖薄膜的抗菌性能，特别是对革兰氏阳性菌（如金黄色葡萄球菌）表现出较强的抑制作用。这些抗菌效果主要归因于提取物中富含的酚类物质，如橙皮苷、新橙皮苷等，它们能够通过破坏细菌细胞壁和细胞膜结构，或者干扰细菌代谢过程而发挥抗菌作用。这一研究不仅验证了佛手提取物在食品接触材料中的实用性，也为构建绿色、可降解、功能性食品包装提供了新思路。

佛手展现出显著的天然抗菌潜力。通过抑制细菌生物膜形成、干扰群体感应系统以及破坏细胞膜结构等多重机制，对金黄色葡萄球菌等多种致病菌具有良好抑制作用。同时，其抗氧化活性可能协同增强抗菌效果，拓展了其在食品防腐和包装材料中的应用价值。

2.7 改善肠道健康

体外消化模型研究表明，佛手多糖具有显著的益生元效应。Wu Kaizhang等通过比较天然佛手多糖与经发酵改性佛手多糖的构效关系，发现二者均能有效调节肠道菌群结构，减少有害菌如梭杆菌（Fusobacterium）的丰度，并促进有益菌如双歧杆菌（Bifidobacterium）的生长，同时增加乙酸、丙酸和吡啶甲胺等有益代谢产物的生产。这些生物活性可能与多糖的单糖组成和表面结构特性密切相关，进而影响其在肠道内的发酵过程和微生物利用效率。

在体内模型中，佛手多糖亦能缓解结肠炎模型小鼠的典型症状，如体质量下降和结肠缩短。肠道微生物群和代谢组学分析表明，佛手多糖可以促进双歧杆菌、丁酸弧菌和布氏菌等有益细菌的增殖，并抑制有害菌的生长，进而提升短链脂肪酸和L-苯丙氨酸等有益代谢产物水平。这一作用可能归因于其调控苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸代谢通路的能力，提示佛手多糖在肠道微生态干预与炎症性肠病辅助治疗中的潜在应用价值，如图6所示。

2.8 延缓衰老

佛手活性成分在延缓细胞衰老方面表现出多途径保护机制。在神经细胞保护层面，陈进炫等 发现佛手多糖对1-甲基-4-苯基-吡啶离子（MPP ＋ ）诱导的人神经母细胞瘤（SH-SY5Y）损伤细胞具有保护作用。其能显著抑制MPP ＋ 引起的ROS水平增加和线粒体膜电位下降，同时抑制细胞色素c（Cyt-c）从线粒体向细胞质的释放，如图7所示。同时，佛手多糖还能上调p-AKT和p-ERK1/2的表达水平，抑制细胞凋亡，最终实现细胞损伤的修复作用。

在红细胞衰老调控方面，Remigante等系统阐明了佛手提取物的四重作用机制：首先，提取物中的多酚类化合物能够显著减少由D-半乳糖诱导的红细胞内ROS的产生，进而减轻氧化应激对红细胞膜的损伤；其次，提取物能够恢复红细胞膜上带3蛋白的表达和离子转运功能，维持红细胞的正常形态和功能；再者，提取物还能降低糖基化血红蛋白的水平，减少非酶促糖基化反应对红细胞的损害；最后，提取物能够调节红细胞内源性抗氧化酶（如SOD和CAT）的活性，并通过影响糖酵解和磷酸戊糖途径的平衡，保护红细胞免受氧化应激的损伤。

总体来看，佛手活性成分通过联合调控氧化应激、线粒体功能、信号通路及代谢平衡等机制，为开发多靶向抗衰老营养干预手段提供了坚实基础与研究前景。

2.9 促进心血管健康

近年研究表明，佛手活性成分在调节脂质代谢方面具有多维度作用机制。Liu Jingyi等探讨了佛手来源的膳食纤维对缓解高脂饮食诱导的大鼠高脂血症和肥胖的潜在机制。佛手膳食纤维通过上调肝脏中肝X受体α和细胞色素P450家族7亚家族A成员1（CYP7A1）蛋白表达，下调固醇调节元件结合蛋白-1c、脂肪酸合成酶、乙酰辅酶A羧化酶和固醇调节元件结合蛋白-2 表达，促进肝脏脂质分解和转运，同时上调棕色脂肪组织中过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活剂-1α（PGC-1α）、含PR域蛋白16、线粒体棕色脂肪解偶联蛋白1和过氧化物酶体增殖物激活受体γ基因表达，增加能量消耗，从而有效减轻体质量和降低血脂水平。值得注意的是，该研究还揭示佛手膳食纤维可调节肠道菌群结构，提升短链脂肪酸合成，构建“肠-肝轴”调控网络，进一步协同改善代谢紊乱。

结构功能分析表明，从佛手中提取的SDF和IDF在结构和功能上存在差异，SDF因其多孔结构表现出更好的持水能力、持油能力、胆固醇和葡萄糖吸附能力。在db/db糖尿病小鼠模型中，SDF和IDF均能有效降低血清总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇水平，表明佛手膳食纤维对糖尿病患者健康有积极影响。

此外，佛手多酚组分在心血管保护中展现出独特机制。Musolino等的研究表明，佛手多酚组分在非酒精性脂肪肝病小鼠模型中可显著改善脂质代谢异常。具体机制包括抑制JNK和p38 MAPK通路、减轻氧化应激和炎症、改善胰岛素抵抗、减缓肝脂肪变性与纤维化；同时激活AMPK/SIRT1/PGC-1α通路并促进CYP7A1表达，增强胆固醇代谢。佛手多酚组分还可降低血清甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇，升高高密度脂蛋白胆固醇，整体呈现出良好的调脂保肝作用。

佛手活性成分通过肝脂代谢调控、脂肪氧化激活、肠道菌群重塑与信号通路调节等多维机制协同作用，在预防与改善代谢性疾病（如高脂血症、肥胖、非酒精性脂肪肝病等）方面有良好的生物活性。

2.10 抗病毒

近年研究发现，佛手中典型的呋喃香豆素类成分——佛手柑内酯与佛手柑素在抗病毒领域展现出显著潜力。相关研究通过体外实验和动物模型揭示了两者针对不同病毒的作用靶点及分子机制。Yin Jinhua等 研究表明，佛手柑内酯可显著抑制牛病毒性腹泻病毒在MDBK（Madin-Darby bovine kidney）细胞中的复制，其作用机制包括减少ROS生成、抑制内质网应激相关的细胞凋亡。此外，动物实验进一步证实，经口服佛手柑内酯处理的小鼠肠道和脾脏中牛病毒性腹泻病毒的病毒载量明显下降，提示其在体内同样具备一定抗病毒活性。佛手柑素则在猪繁殖与呼吸综合征病毒研究中表现出良好活性。Zhu Zhenbang等 指出，佛手柑素通过抑制病毒非结构蛋白（Nsp）如Nsp2、Nsp7、Nsp10、Nsp11和Nsp12表达，干扰病毒复制转录复合体（RTC）的形成，从而有效抑制病毒复制。同时，它还能激活干扰素调节因子3和NF-κB信号通路，诱导干扰素和炎症因子表达，进一步增强抗病毒反应，如图8所示。整体来看，两者通过调控细胞内应激反应和干扰病毒复制周期关键环节，为天然抗病毒药物的开发提供了有价值的研究基础。

2.11 其他

近年来，多项研究揭示了佛手及其活性成分通过抗氧化与抗炎机制在多系统疾病中的治疗潜力。在神经系统保护方面，Latif等发现佛手柑内酯具有缓解头痛的活性，这可能是通过抗氧化和抗炎途径介导。研究指出佛手柑内酯治疗能够恢复大脑皮层和三叉神经脊束核区域的抗氧化因子水平，减少脂质过氧化产物，同时抑制NF-κB和TNF-α等炎症标志物的表达。Carresi等发现佛手多酚类提取物能够通过其特有的抗氧化和抗炎作用，显著改善高血压大鼠丘脑内N-乙酰天冬氨酸/肌酸和胆碱/Cr比率的失衡，这一效果可能源于佛手多酚类提取物对氧化应激的抑制作用。

在器官保护方面，多项研究揭示了佛手成分对肝、肾等重要脏器的保护机制。吴辉星等最近的研究表明佛手柑内酯具备治疗肝纤维化的潜力。佛手柑内酯可能通过调节肝纤维化小鼠血清中的嘧啶代谢、丁酸盐代谢和谷胱甘肽代谢等途径，显著降低了血清中丙氨酸转氨酶和天冬氨酸转氨酶水平，减少了肝组织中α-平滑肌肌动蛋白和I型胶原蛋白的表达，从而改善肝纤维化症状。Ying Xiaoqing等发现从佛手果皮中提取的原果胶和改性果胶均能有效减轻镉暴露引起的小鼠肝脏和肾脏损伤，它们通过增强抗氧化酶（如SOD、CAT、GPx）的活性，降低血液和组织中的氧化应激标志物（如NO、MDA）的水平，以及减少自由基的产生，从而显著缓解小鼠肝脏和肾脏损伤。Mohsin等发现佛手柑内酯对环磷酰胺诱导的肾毒性在Wistar大鼠模型中的肾保护作用。研究发现，佛手柑内酯通过减少氧化应激（降低MDA水平，提高SOD、CAT和谷胱甘肽活性）、抑制炎症反应（下调IL-6、IL-1β、TNF-α和NF-κB水平）以及减轻肾脏纤维化（如减少胶原沉积和转化生长因子-β1表达），从而有效缓解肾损伤。

针对肌肉骨骼系统，Shen Guangjie等发现，佛手柑素能够显著抑制由IL-1β诱导的软骨细胞中炎症因子和基质金属蛋白酶的产生，从而减轻软骨细胞的炎症和细胞外基质的降解，这表明了佛手柑素在骨关节炎中的治疗潜力。Mazzola等发表的综述文章提到佛手多酚在改善肌肉减少性肥胖方面的潜在作用。文章指出，佛手柑提取物具有抗炎、抗氧化等多种生物活性，这些活性成分可能通过调节NF-κB和核因子（红细胞衍生2）相关因子2信号通路，影响骨骼肌质量、功能和代谢参数。

3 微生物转化展望

发酵作为一种生物转化过程，其核心在于微生物酶催化底物发生结构修饰，涉及水解、氧化、还原、酯化、异构化等反应。该技术不仅广泛应用于传统食品加工与中药炮制，在现代生物医学领域也展现出对食品功能性成分生物活性的显著提升作用。多项研究证实，发酵能够有效增强食品的健康益处，如提高植物材料和食品副产品的抗菌活性和抗疲劳活性。特别是双向发酵技术在中药活性成分增效方面具有突破性应用价值。

以广式佛手凉果为例（典型代表为老香黄），其制作工艺主要包括盐渍、脱盐、蒸煮、中药和糖腌制、陈化等，如图9所示，佛手在长期的陈化过程中自然发酵。戈子龙等通过高通量测序技术发现，在属水平上，佛手鲜果的优势菌群为佛手鲜果的优势菌群为unidentified Cyanobacteria、泛茵属（Pantoea）、肠杆菌属（Enterobacter）；老香黄的优势菌群为Ignatzschineria、漫游球菌属（Vagococcus）、双歧杆菌属（Bifdobacterium）、乳杆菌属（Lactobacillus）。有趣的是，老香黄中存在双歧杆菌属和乳杆菌属，这两种有益菌未在新鲜佛手中发现。这种菌群结构的动态变化印证了“中药陈久者良”的传统认知。现代分析技术进一步阐明其物质基础：随着贮藏年限的增加，老香黄的水分含量随着年份的延长先减少后增多，而总糖、NaCl和pH值则持续下降。总酚、总黄酮含量以及抗氧化活性均呈上升趋势，这一现象可能与佛手中黄酮类化合物由结合态向游离态的转化以及黄酮苷向苷元的微生物转化过程有关。挥发性成分方面，萜烯类和芳香烃类物质的含量下降，醇类物质的含量增加，促使老香黄的气味逐渐变得香醇，这提示在微生物的作用下佛手的活性成分发生了有益变化。蔡惠钿等采用气相色谱-离子迁移谱技术，追踪了潮州老香黄陈化过程中挥发性物质的动态演变规律。研究揭示，在陈化第1～2年期间，共有21 种挥发性组分发生显著变化；陈化第2～3年期间则为15 种。整个陈化周期内累计出现30 种标志性挥发物变异，其中苯乙醇、α-水芹烯-D、α-松油醇-D、2-蒈烯、三环烯、丙醛及乙酸香叶酯7 种成分呈现持续性显著波动特征。Liu Yaqun等运用固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术，从物质基础、感官特征和功能属性进一步解析陈化时间对产品特性的多维影响。结果显示，老香黄的风味演进呈现阶段性特征，在陈化初期（3～10 a）以木质香调为主导，陈化后期（15～20 a）草药香韵逐渐显现并成为主体特征，而柑橘类清香则作为基础香型贯穿整个陈化周期。生物活性评价表明，与陈化1 a的样品相比，陈化8 a老香黄的DPPH自由基清除率提升了75.19%。不同陈化年份（0～5 a）佛手香黄的胃黏膜修复率分别为63.03%、61.23%、60.70%、72.52%、66.31%、79.80%，整体上随发酵时间延长，佛手香黄的胃黏膜修复效果有增强的趋势。

上述研究为优化传统发酵工艺、阐释陈化机制提供了关键科学依据，为后续开展定向陈化调控研究奠定了理论基础，有重要指导意义。然而，陈化周期作为老香黄加工产业的核心技术瓶颈，其突破性进展对于产业升级具有重要战略价值。可以通过尝试接种特定微生物来加速陈化过程，构建基于微生物转化的陈化加速体系，突破传统工艺的时间桎梏，为传统特色食品的现代化改造提供科学解决方案。

除老香黄这一成熟产品外，佛手发酵研究正拓展至新型产品开发领域。吴姗姗等通过正交试验探索了制备佛手发酵酒的条件：采用酿酒酵母171和乳酸芽孢杆菌DU-106混合菌种发酵，接种量0.30%，发酵温度25 ℃，发酵初始糖度20%，发酵时间7 d。类似研究显示，金华佛手-柑橘复合发酵酒的主要发酵参数为主发酵温度24～26 ℃，时间12 d；并在自然条件下后发酵3 个月，能有效保留特征风味物质。值得注意的是，方晟等以金佛手为主要原料制备食用植物酵素，在90 d的发酵过程中，佛手的抗氧化活性总体呈现上升趋势，且有机酸含量与抗氧化活性之间存在显著正相关，印证了微生物转化对功能成分的增效作用。

结 语

佛手作为兼具药食两用价值的传统植物，其富含精油、多糖、黄酮、香豆素及膳食纤维等多类活性成分，展现出抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗抑郁、降血糖、调节肠道菌群等多重生物活性，在心血管健康、抗病毒、延缓衰老等方面具有广阔应用潜力。

当前研究已初步揭示微生物发酵可提升佛手功能活性，尤其在传统老香黄的自然陈化过程中表现显著。然而，目前佛手针对特定功能目标的定向发酵机制尚缺乏系统研究。未来应结合合成微生物群落构建、代谢组学等现代技术优化发酵工艺，并加强其活性成分的体内机制研究（如明确佛手生物活性物质与肠道菌群的互作机制，通过动物模型验证其调节菌群代谢产物的分子通路）及质量控制体系建设，促进其从传统应用向科学化、标准化、产业化发展。最终，实现活性成分的高效富集与调控，推动佛手在功能性饮品、益生菌制剂等方向的创新应用。

作者简介

第一作者：

刘鹤鸣 硕士研究生

华南农业大学食品学院

2021年毕业于南昌大学食品学院食品科学与工程专业，本科学历，工学学士学位；2024年至今就读于华南农业大学食品学院，研究方向为功能食品活性物。

引文格式：

刘鹤鸣, 吴宇箫, 周爱梅. 佛手生物活性成分及其健康益处研究进展和微生物转化展望[J]. 食品科学, 2025, 46(19): 399-413. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250514-081.

LIU Heming, WU Yuxiao, ZHOU Aimei. Research progress on bioactive components and health benefits of finger citron and prospects for microbial transformation[J]. Food Science, 2025, 46(19): 399-413. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250514-081.

实习编辑：刘芯；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

为汇聚全球智慧共探产业变革方向，搭建跨学科、跨国界的协同创新平台，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，西南大学、 重庆市农业科学院、 重庆市农产品加工业技术创新联盟、重庆工商大学、重庆三峡学院、西华大学、成都大学、四川旅游学院、西昌学院、北京联合大学协办的“ 第三届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会 ”， 将于2026年4月25-26日 （4月24日全天报到） 在中国 重庆召开。

长按或微信扫码进行注册

会议招商招展

联系人：杨红；电话：010-83152138；手机：13522179918（微信同号）