《食品科学》：江苏省农业科学院李大婧研究员等：西梅果渣多酚纯化、成分鉴定及体外降血糖活性分析

西梅（Prunus domestica L.）为蔷薇科李属植物，原产于西亚与欧洲，现广泛栽培于我国新疆地区。因其果实香气浓郁、风味独特、营养丰富，除作为鲜果消费外，西梅也常被加工为果汁、果酱及酒精饮料等产品，畅销全球。在加工生产过程中，西梅果渣作为主要副产物，常遭废弃或低值利用。然而近年研究发现，西梅果渣富含绿原酸、类黄酮以及花青素等多酚类活性成分，其含量甚至远超成品水平，展现出卓越的抗氧化、抗炎及免疫调节潜力。因此，在“大食物观”与“大农业观”理念的引领下，西梅果渣的再加工，尤其是其中多酚类成分的开发，正日益成为推动农业副产物资源化利用、实现可持续发展的新兴研究方向。

随着全球居民生活方式的转变，糖尿病等代谢性疾病的发病率逐年攀升，寻找安全有效的天然降血糖成分已成为紧迫的重要任务。多酚类物质因其能够抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶等关键酶活性，延缓碳水化合物水解与葡萄糖吸收，进而被广泛证实具备体外降血糖能力。多酚天然来源的特性也使其在功能性食品应用中拥有显著优势。作为植物源次生代谢产物，多酚的提取与纯化环节直接影响其得率和纯度，是决定其能否高效利用的关键环节。然而，目前针对西梅果渣多酚（PPPs）的研究仍显不足，其提纯方式、组成成分、降血糖活性及作用机制等方面均尚待探索。

基于此，江苏省农业科学院农产品加工研究所的於钊庆、李大婧*和南京农业大学食品科学技术学院的范文卓等人聚焦PPPs展开研究，通过筛选树脂填料类型，考察多酚质量浓度、pH值及上样流速等关键参数对多酚吸附及解吸行为的影响，明确最佳提纯条件；利用超高效液相色谱-电喷雾-四极杆飞行时间-串联质谱（UPLC-ESI-QTOF-MS/MS）联用仪鉴定纯化产物中的酚类单体成分；结合体外酶抑制实验与分子对接技术评估PPPs的体外降血糖活性，并初步阐释其对相关酶的抑制机制，进而系统揭示西梅果渣中的多酚组成特征与降血糖机理，为西梅副产物的高值利用和降血糖天然产物的创新开发提供技术依据与理论支持。

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PPPs中酚类含量

以新鲜的西梅果实为原料，经榨汁、过滤处理获取西梅果渣，随后对西梅果实及果渣中的多酚进行提取与测定。如表2所示，西梅果实和果渣提取物中的TPC分别为（377.43±0.91）、（326.11±1.43）mg/g，TFC分别为（307.55±1.16）、（277.44±1.31）mg/g，花青素含量为（93.82±2.01）、（63.74±1.72）mg/g，纯度分别为37.74%、32.61%。这些数据充分表明西梅果渣仍保留了果实中绝大部分的酚类物质，是提取高价值多酚活性成分的宝贵原料。

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PPPs的分离纯化

2.1 8 种大孔树脂对PPPs的静态吸附-解吸性能比较

大孔树脂是一类具有多孔网状结构的高分子吸附材料，其极性、粒径、孔径和比表面积等核心结构参数直接影响对多酚的分离和纯化效果。为筛选用于纯化PPPs的最佳树脂填料，选取8 种不同性能的树脂类型，逐一考察它们对PPPs的吸附及解吸能力。如图1所示，HPD-600树脂对PPPs的吸附效果最佳，吸附量为21.69 mg/g，吸附率达93.11%；同时，该树脂对PPPs的解吸性能亦表现良好，解吸量为19.63 mg/g，解吸率达90.48%。HPD-600作为一种极性大孔树脂，具备较大的比表面积和适宜的平均孔径。这些特性与多酚类物质的分子特性相适配，为PPPs的高效纯化提供关键优势。因此，选用HPD-600大孔树脂作为纯化PPPs的树脂填料开展后续实验。

2.2 HPD-600树脂对PPPs的吸附动力学

基于前期实验结果，围绕HPD-600树脂的吸附性能展开系统研究。如图2A所示，HPD-600树脂对PPPs的吸附量随时间延长而增加，并最终趋于平衡。具体而言，吸附过程可分为3 个阶段：前15 min为快速吸附阶段，吸附量呈线性快速增加趋势；15～80 min进入慢速吸附阶段，吸附速率显著降低；80 min后达到吸附平衡阶段，吸附量不再随时间变化。上述现象表明，HPD-600树脂可在较短时间内对PPPs实现高效吸附，属于快速吸附型树脂。

为阐明上述吸附行为的潜在机制，采用准一级、准二级动力学模型和颗粒内扩散模型对实验数据进行拟合分析。由表3可知，准二级动力学模型的决定系数最高（R2＝0.971 7），且其计算所得到的平衡吸附量（qe）为23.74 mg/g，与实验值良好吻合，表明该模型更适合用来描述HPD-600树脂对PPPs的吸附过程。由于准二级动力学模型通常与化学吸附机理相关，这提示HPD-600树脂对PPPs的吸附可能由表面化学作用（如氢键、π-π共轭）主导。尽管颗粒内扩散模型因线性拟合度不高而无法完整描述吸附全过程，但其分段线性特征为阐释不同阶段的限速步骤提供了有价值的信息。如图2B所示，HPD-600树脂对PPPs的吸附过程可分为3 个阶段：0～15 min为边界层扩散阶段，对应多酚从溶液主体扩散到树脂颗粒外表面并迅速吸附在外部和大孔表面的过程；15～80 min为颗粒内部扩散控制阶段，对应多酚从树脂颗粒的表面及大孔向中孔、微孔中扩散并吸附的过程；80～120 min为吸附平衡阶段，对应多酚克服更大阻力扩散到更深、更小的孔隙中或占据剩余吸附位点的过程。3 个阶段的拟合直线均未过原点，表明边界层扩散和颗粒内扩散均是HPD-600树脂吸附PPPs过程的速率控制影响因素。这些发现阐明了HPD-600树脂快速、高效吸附PPPs的内在机制，可为其后续的工业应用与工艺优化提供关键的理论依据。

2.3 HPD-600树脂对PPPs的吸附热力学

吸附等温线是在恒温条件下，表征吸附质在吸附剂表面吸附量随其平衡浓度变化关系的曲线。如图3A所示，随着温度的提升，树脂的平衡吸附量降低而平衡质量浓度升高，表明吸附过程为放热反应，升高温度不利于HPD-600树脂对PPPs的吸附。

为深入阐明HPD-600树脂对PPPs的吸附机理，采用Langmuir模型和Freundlich模型对吸附平衡过程进行拟合分析。Langmuir模型通常适用于描述单分子层均匀吸附过程，而Freundlich模型更适用于描述多分子层或非均相表面的吸附过程。如图3B、C所示，分别以ρe/qe对ρe、ln qe对ln ρe进行线性拟合并构建关系图，同时开展回归分析，计算得到的相应热力学参数如表4所示，在不同温度条件下，Langmuir模型的决定系数（R2）均高于Freundlich模型，说明Langmuir模型能更准确地描述HPD-600树脂对PPPs的吸附行为，即吸附过程以单分子层均匀吸附为主导。此外，Langmuir模型中的最大吸附量（qm）随温度升高而降低，进一步证实高温对PPPs吸附具有抑制作用。这一关键热力学特征明确了低温操作更有利于西梅多酚的吸附富集，可为优化纯化工艺参数、降低工业生产能耗提供指导。

2.4 HPD-600树脂静态吸附-解吸条件优化结果

2.4.1 不同多酚质量浓度对HPD-600树脂吸附效果的影响

为明确HPD-600树脂纯化PPPs的最佳条件，首先对多酚上样质量浓度进行筛选。如图4A所示，当多酚质量浓度处于1.0～2.0 mg/mL范围内时，HPD-600树脂的吸附率随质量浓度升高而上升；然而当多酚质量浓度超过2.0 mg/mL后，HPD-600树脂的吸附率逐渐下降。这可能是由于适量的多酚质量浓度有利于吸附作用的进行，但质量浓度过高则会干扰多酚与树脂之间的充分接触，导致树脂过载、堵塞甚至污染，进而造成多酚流失与浪费，降低吸附效率。因此，确定2.0 mg/mL作为最佳多酚上样质量浓度。

2.4.2 不同pH值对HPD-600树脂吸附效果的影响

pH值通过影响树脂功能基团的解离程度和吸附物质的存在形态，显著改变树脂的吸附容量、选择性以及吸附速度。如图4B所示，当pH值处于3～4范围内时，HPD-600树脂的吸附率随pH值升高而上升；然而当pH值超过4后，HPD-600树脂的吸附率呈明显下降趋势。这可能是由于多酚富含酚羟基，属于弱酸性物质：在低pH值环境下，酚羟基解离受到抑制，多酚以中性分子形式存在，与HPD-600树脂间可形成较强疏水作用力，有利于吸附的进行；在高pH值环境下，酚羟基发生解离并形成带负电荷的酚氧阴离子，多酚亲水性增强，与HPD-600树脂表面形成静电排斥，导致吸附过程受阻。因此，选择pH值为4的多酚溶液进行纯化实验。

2.4.3 不同洗脱液体积分数对HPD-600树脂解吸效果的影响

洗脱液体积分数是影响大孔树脂解吸效果的关键因素之一。如图4C所示，当乙醇体积分数由60%升至70%时，HPD-600树脂的解吸率随之上升；然而当乙醇体积分数超过70%后，树脂解吸效果下降。这可能是因为适宜的洗脱液体积分数能够有效克服多酚与HPD-600树脂之间的疏水相互作用，使解吸充分；但洗脱液体积分数过高则会引起树脂孔道收缩或促使非目标杂质溶出，降低解吸效率。因此，确定70%作为乙醇溶液最佳洗脱体积分数。

2.5 HPD-600树脂动态吸附-解吸条件优化结果

2.5.1 不同上样流速对HPD-600树脂吸附效果的影响

优化上样流速、洗脱流速等动态参数，同样有助于提高树脂的吸附效果，缩短吸附时间。如图5A所示，HPD-600树脂的吸附率在上样流速为1 BV/h时最高，当上样流速超过1 BV/h后，树脂吸附率随流速增加而下降。该趋势与多项已有研究结果一致。这可能是由于较低流速延长了多酚与树脂之间的接触时间，有利于吸附充分进行；而高流速下传质过程不充分，会导致吸附效率降低。因此，确定1 BV/h为最佳上样流速。

2.5.2 不同洗脱流速对HPD-600树脂解吸效果的影响

如图5B所示，随着洗脱流速的提高，HPD-600树脂的解吸率呈先上升后下降的趋势，并在流速为2 BV/h时达到最高值。其原因可能是，在较低流速范围内，提高洗脱流速有助于增强流体动力，促进洗脱液在树脂颗粒间的传质，提高解吸率；而当流速过高时，洗脱液与树脂之间的接触时间不足，树脂局部压降增大，会导致多酚无法充分解吸。因此，确定2 BV/h为最佳洗脱流速。

结合上述单因素试验结果，最终确定PPPs的最佳纯化条件：上样质量浓度2.0 mg/mL、pH 4、乙醇体积分数70%、上样流速1 BV/h、洗脱流速2 BV/h。通过该纯化方式，PPPs的纯度可由32.61%提高至64.43%，提升了0.98 倍。

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基于UPLC-ESI-QTOF-MS/MS的PPPs组分鉴定

为明确PPPs中的酚类单体类型，采用UPLC-ESI-QTOF-MS/MS对纯化后的PPPs组分进行鉴定。通过比对二级质谱的特征峰以及母离子的保留时间，在纯化PPPs中共鉴定出34 种潜在酚类化合物，具体成分列于表5。结果显示，西梅果渣提取物中的酚类化合物可分为四大类，包括黄酮类、酚酸类、花色苷类和木脂素类。其中，黄酮类多酚为主要组分，约占60%，核心成分为芦丁、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、儿茶素、表儿茶素以及槲皮素等；酚酸类为次要成分，主要包含新绿原酸、绿原酸、原儿茶酸、咖啡酸以及香草酸等。值得注意的是，西梅果肉及果皮中的多酚组分虽同样以原儿茶酸、绿原酸、咖啡酸等酚酸类物质为主要代表，并富含芦丁、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、儿茶素等黄酮类成分，但其具体组成与果渣提取物存在差异。西梅果肉及果皮中所检测到的荭草素、白藜芦醇等物质并未在本研究中发现。这种差异可能是原料来源、加工方式、提取效率以及检测手段共同作用的结果，也提示西梅果渣作为独特的加工副产物，其多酚价值不应简单地与鲜果划等号。总体而言，PPPs中富含酚酸、黄酮和原花青素等多种生物活性多酚，是一种具有降血糖潜力的天然物质。

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PPPs的体外降血糖活性评估及作用机理解析

4.1 PPPs对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制活性

基于抑制碳水化合物消化酶可延缓血糖上升的机理，可通过测定PPPs对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性的抑制率评估PPPs的体外降血糖能力。以成熟的临床一线降糖药物阿卡波糖作为阳性对照，结果如图6所示，随着质量浓度的升高，PPPs对两种酶的抑制作用均逐渐增强，呈现出明显的剂量依赖性。在质量浓度为 0.12 mg/mL的条件下，PPPs对α-淀粉酶的抑制率为61.91%，略低于阿卡波糖（75.22%）；而PPPs对α-葡萄糖苷酶的抑制率达到82.41%，优于阿卡波糖（77.70%）。同时，IC50测定结果显示，PPPs对α-淀粉酶的IC50为（91.34±0.77）μg/mL，高于阿卡波糖（（37.42±0.13）μg/mL）；但对α-葡萄糖苷酶的IC50为（27.64±0.72）μg/mL，与阿卡波糖 （（22.17±0.57）μg/mL）接近。值得注意的是，PPPs样品纯度为64.43%，远低于对照品阿卡波糖的纯度（98%）。在纯度较低的情况下，PPPs仍表现出与阿卡波糖相当的酶抑制活性，尤其对α-葡萄糖苷酶抑制效果显著，表明其作为潜在的碳水化合物消化酶抑制剂具备良好的开发前景。

4.2 PPPs对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制类型

采用Lineweaver-Burk双倒数法探究PPPs对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制作用的动力学特性。Lineweaver-Burk曲线如图7所示，相应方程参数分析结果列于表6。随着PPPs质量浓度的升高，两种酶的曲线斜率均呈逐渐增大趋势，但二者表现出不同的抑制动力学行为：对于α-淀粉酶，不同PPPs质量浓度下的双倒数曲线相交于第二象限，Km随质量浓度递增而升高，Vmax随之减小，该抑制模式与竞争性-非竞争性混合抑制的特征相符；对于α-葡萄糖苷酶，双倒数曲线相交于第三象限，Km与Vmax均随质量浓度递增而减小，该抑制模式与反竞争性-非竞争性混合抑制的特征相符。抑制动力学参数计算结果显示，PPPs对游离α-淀粉酶的解离常数（KI）和对α-淀粉酶-底物复合物的解离常数（KIS）分别为0.74、4.06 μg/mL；对α-葡萄糖苷酶的KI与KIS则分别为12.6、2.2 μg/mL。解离常数越小，通常代表复合物间的结合越紧密。上述数据充分说明PPPs对这两种关键碳水化合物消化酶采取不同的抑制机制：PPPs更倾向于通过靶向游离酶的活性中心，降低α-淀粉酶的催化效率；而对于α-葡萄糖苷酶，PPPs则倾向于通过靶向酶-底物复合物的过渡态构象进行活性抑制。该结论与Wu Han、董仕豪等的研究结果相似。本研究结果进一步证实PPPs是一种具有多重作用靶点与复杂作用机制的抑制剂，能通过多种途径同时抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶，兼具抑制高效性与较低的耐药风险。

4.3 PPPs主要成分与α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的结合情况

基于前期研究结果，选择绿原酸（酚酸类）和芦丁（黄酮类）作为西梅果渣的特征多酚，采用分子对接技术依次评估它们与α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的结合情况。分子模拟的整体可视、表面嵌入及局部放大结果 如图8、9所示。

从结合位点的角度来看，对于α-淀粉酶，绿原酸与其关键氨基酸残基GLU261、TRP263、ASP328、SER334、LEU335之间形成6 个氢键，平均键长为2.9 Å；芦丁则与其TRP13、ASP231、HIS235、GLU261、HIS327、ASP328残基之间形成6 个氢键，平均键长为2.7 Å。其中，GLU261、ASP328、ASP231是α-淀粉酶发挥催化活性的关键位点，而HIS235属于其保守的钙离子结合位点。绿原酸和芦丁通过占据α-淀粉酶的活性位点，阻碍底物与酶结合，进而抑制α-淀粉酶的活性。对于α-葡萄糖苷酶，绿原酸与芦丁均能够深入嵌入酶分子内部。绿原酸通过5 个氢键与酶的LYS156、SER240、SER241残基结合，平均键长为2.9 Å；芦丁则通过4 个氢键与酶的SER240、HIS280、PRO312、ARG315残基结合，平均键长为2.8 Å。其中，LYS156、SER240、SER241也是槲皮素、棕榈酸、十七烷酸、甘油单硬脂酸酯等物质与α-葡萄糖苷酶发生氢键作用的关键残基，提示这些氨基酸残基可能位于酶的核心功能区，配体与之结合将干扰酶的底物识别和催化过程。此外，HIS280与loop环310～315位于α-葡萄糖苷酶活性口袋的入口处，配体与此处的结合会产生空间位阻，将有效阻碍底物进入活性位点，进而增强抑制效果。

从结合能的角度来看，绿原酸和芦丁与α-淀粉酶的结合能分别为—8.0 kcal/mol和—7.9 kcal/mol；两种多酚与α-葡萄糖苷酶的结合能则分别为—8.4 kcal/mol和—10.3 kcal/mol。更低的结合能通常意味着配体-受体复合物的稳定性更高，抑制效果更强。在本研究中，绿原酸和芦丁与α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶均可以形成稳定复合物，且芦丁对α-葡萄糖苷酶的结合能力尤为突出。结合亲和力通常由氢键的数目、强度、类型以及与其他氨基酸残基的相互作用方式所共同决定。芦丁能够高效抑制α-葡萄糖苷酶的结构基础很可能在于它们之间形成了平均键长更短的氢键网络，并具有独特的空间位阻效应。上述结果可以一定程度上阐明PPPs对于两种碳水化合物消化酶的抑制机理与选择性倾向。

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结论

在食品加工领域，西梅加工过程中所产生的大量副产物虽富含酚类物质但常被忽视，易造成资源浪费。与此同时，市场对天然降血糖成分日益增长的需求，也促使植物副产物活性成分的挖掘成为研究热点。因此，系统研究西梅副产物PPPs的组成及功效，对实现资源高值化与功能成分开发均具有重要意义。

基于此，本研究全面探索了PPPs的纯化条件、组成特征、降血糖活性及其作用机制。结果表明，HPD-600树脂最适用于PPPs的分离纯化，其对PPPs的吸附过程可能以表面化学作用为主，并同时受边界层扩散和颗粒内扩散控制。利用该树脂，PPPs在优化条件下的纯度可提升至粗提物的1.98 倍。经UPLC-ESI-QTOF-MS/MS分析，纯化后的PPPs中共鉴定出34 种潜在酚类化合物。其中，黄酮类物质为主要组分，酚酸类为次要组分。体外酶抑制实验显示，PPPs对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶均具有显著抑制能力，表现出良好的降血糖潜力。分子对接进一步证实，西梅的两类特征多酚，绿原酸与芦丁，均可通过氢键与α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶稳定结合，占据酶的关键氨基酸位点，进而揭示了PPPs对这两种碳水化合物消化酶的抑制机理与选择性倾向。但需要强调的是，PPPs的整体酶抑制活性是否还依赖于其他多酚成分的贡献仍有待系统性验证。PPPs在宿主体内的消化代谢规律以及功能效果、PPPs衍生产品的生物安全性、品质稳定性以及感官兼容性也同样值得深入探索与评估。

总之，本研究可为西梅副产物的资源化利用提供新思路，并为降血糖天然产物的开发奠定理论基础，充分证实西梅副产物在功能性食品与可持续农业领域的广阔应用前景。

引文格式：

於钊庆, 范文卓, 梁清, 等. 西梅果渣多酚纯化、成分鉴定及体外降血糖活性分析[J]. 食品科学, 2026, 47(10): 63-74. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250923-185.

YU Zhaoqing, FAN Wenzhuo, LIANG Qing, et al. Purification, composition and in vitro hypoglycemic activity of plum pomace polyphenols[J]. Food Science, 2026, 47(10): 63-74. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250923-185.

实习编辑：李帆；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

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