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化橘红(Citri grandis Exocarpium):植物化学、生物活性、功能性食品开发及人工智能驱动策略

投稿2个月前 (06-22)学术论文282

化橘红(Citri grandis Exocarpium):植物化学、生物活性、功能性食品开发及人工智能驱动策略,这是一篇发表在 Trends in Food Science & Technology(《食品科学与技术趋势》)上的综述论文,DOI 为 10.1016/j.tifs.2026.105894,文章有ai翻译:

化橘红(Citri grandis Exocarpium):植物化学、生物活性、功能性食品开发及人工智能驱动策略

作者

刘君丽¹、曾德永¹、胡碧纯、王伟平、胡帅民、李慧宁、赵欣艳、赵海天、戴翠红、卢卫红

(¹ 共同第一作者)

亮点

  • 化橘红富含生物活性物质,尤其是黄酮类和挥发油。
  • 化橘红表现出呼吸系统保护、抗氧化和抗炎潜力。
  • 原料异质性对化橘红标准化和利用构成挑战。
  • 人工智能辅助工具可改善分级、标志物发现和质量控制。
  • 组学-人工智能整合可能加速化橘红功能性产品开发。

摘要

背景

化橘红,在《中国药典》中记载为 Citri Grandis Exocarpium(CGE),是化州柚 Citrus grandis 'Tomentosa' 或柚 C. grandis (L.) Osbeck 的未成熟或近成熟果实的干燥外果皮,在中国长期以来被用作药食两用资源,尤其用于呼吸系统护理。随着对天然功能性成分和精准健康的日益关注,化橘红作为多功能原料受到越来越多的重视。

范围与方法

本综述总结了化橘红的植物学特征、植物化学成分、加工与提取技术、健康相关效应、安全性及当前应用。特别关注人工智能(AI)在原料标准化、质量控制、生物活性筛选、机制预测和工艺优化中的新兴作用。

主要发现与结论

化橘红含有多样的生物活性化合物,主要包括黄酮类、挥发油、多糖、香豆素类和柠檬苦素类,其组成受种质来源、地理产地、发育阶段、加工和储存的强烈影响。现有的体外和体内研究表明,化橘红表现出呼吸系统保护、抗氧化、抗炎、免疫调节、抗菌和代谢调节活性,主要通过调节氧化应激、炎症信号和宿主代谢来实现。这些特性支持其在茶饮、功能性饮料、含片、口服制剂及其他健康导向产品中的应用。然而,其利用仍受限于原料异质性、标准化不足、人体证据有限、剂量-效应关系不明确以及在实际食品基质中验证不充分等问题。未来研究应优先推进标准化分级、深入的组成-功能分析和临床验证,同时整合人工智能和食品工业4.0技术,以支持化橘红作为高价值功能性食品和健康资源的循证和应用导向发展。

引言

化橘红,在《中国药典》中正式记载为 Citri Grandis Exocarpium(CGE),是一种独特的药食两用资源,来源于化州柚 Citrus grandis 'Tomentosa' 或柚 C. grandis (L.) Osbeck 的未成熟或近成熟果实的干燥外果皮。其主要产于中国广东省化州市,栽培历史已超过1600年。由于其在止咳化痰、理气健胃方面的悠久传统应用,化橘红在中国药食两用植物资源中形成了独特的区域意义和应用价值(Feng 等,2024;Liu 等,2022)。2024年,化橘红被正式纳入"按照传统既是食品又是中药材的物质目录",进一步将其应用从传统草药领域扩展到更广泛的食品和健康产品开发。与许多仍主要局限于药用或食用领域的植物资源不同,化橘红正日益被认可为一种具有传统健康价值、功能性食品开发巨大潜力和产业增值前景的区域特色天然资源。
近年来,化橘红吸引了越来越多的研究关注,这从出版物数量的稳步增长和研究主题的不断扩展中可见一斑。根据本综述中的文献计量分析,2000年至2026年间共发表了227篇与化橘红相关的论文,其中中国贡献了绝大多数,其次是美国、印度、马来西亚和泰国(图1A)。在此期间,出版物产出和引用频率均呈总体上升趋势,年出版物产出在2025年达到峰值(图1B),这可能反映了2024年化橘红正式纳入药食同源目录后学术界和产业界兴趣的 heightened。此外,关键词共现和词云分析确定了"柚皮苷"、"黄酮类"、"抗氧化活性"、"精油"、"化学成分"和化州柚为主要研究热点(图1C-D),表明当前研究仍主要集中于植物化学表征、抗氧化潜力和质量鉴定。这一研究格局也与近期对化橘红真伪评价、陈化过程中代谢变化和质量分级的兴趣一致(Huang 等,2025;Zhu 等,2025)。
化橘红富含多种生物活性成分,主要包括黄酮类、挥发油、多糖、香豆素类和柠檬苦素类,这些都与其健康促进特性密切相关。近期的代谢组学、植物化学和生物活性研究表明,其化学成分受种质来源、组织类型、发育阶段、加工条件和储存历史的显著影响(Huang 等,2024)。此外,现有的体外和体内研究表明,化橘红及其主要生物活性成分具有抗氧化、抗炎、免疫调节、呼吸系统保护、抗菌和代谢调节作用(Fan, Xie 等,2019;Feng 等,2024)。在这些成分中,柚皮苷因其高含量和广泛的药理相关性而受到特别关注。因此,化橘红正被越来越多地纳入茶饮、饮料、含片、饮片及其他健康导向产品中。尽管如此,尽管取得了显著进展,但对原料异质性、化学成分、生物效应和终端产品性能之间关系的系统理解仍然有限,这继续制约着化橘红的标准化和高值化利用。
近年来,人工智能(AI)已成为推进化橘红研究的重要工具,特别是在植物化学分析、健康效应发现和标准化驱动发展方面。人工智能可以整合来自代谢组学、光谱分析、化学筛选和生物活性评估产生的复杂数据集,从而提高关键特征提取、模式识别和功能相关关联分析的效率(Liu & Zhong,2025)。更广泛地说,机器学习、深度学习和多源数据整合正在重塑药食两用材料和天然产物的质量评价、真伪鉴定和机制研究,并可进一步支持分子特征识别、生物功能预测、虚拟筛选、通路推断以及提取和加工工艺的优化(Ding 等,2024;Li 等,2025)。对于像化橘红这样具有原料异质性、成分复杂性和强功能潜力的资源,人工智能不仅能提高数据分析效率,还能帮助连接成分分析、活性筛选、标准化评价和应用开发。本综述提供了化橘红的综合概述,涵盖其植物学特征、植物化学基础、加工和提取技术、健康相关证据、安全性考虑、当前应用和标准化挑战。特别关注黄酮类、挥发油、多糖、香豆素类、柠檬苦素类及其他成分如何贡献于质量评价、功能相关性和产品开发。此外,本综述还讨论了限制食品导向利用的主要障碍,包括原料异质性、标准化不足、人体证据有限、剂量-反应关系不明确、感官限制以及在真实食品基质中验证不充分等问题。同时纳入了人工智能和食品工业4.0相关技术,以探讨其在植物化学分析、模式识别、质量控制、溯源、工艺优化和功能性产品开发中的潜在作用。因此,本综述旨在阐明化橘红的植物化学和功能基础,评估现有证据的优势和局限性,识别标准化和食品导向应用中的关键挑战,并提出人工智能驱动和数据赋能策略如何支持其作为标准化、安全且有证据支持的功能性食品成分的发展。

文献检索方法

进行了结构化文献检索,以收集与化橘红及其植物来源相关的研究。主要使用 Web of Science、PubMed、Scopus 和 CNKI 作为数据库。检索涵盖了与化橘红相关的术语,包括"Huajuhong"、"Citri Grandis Exocarpium"、"Exocarpium Citri Grandis"、"Citrus grandis 'Tomentosa'"、"Tomentose Pummelo Peel",以及与柚 Citrus grandis (L.) Osbeck 的外果皮、果皮或果皮相关的记录。纳入同行评审的原创研究论文和...

化橘红的形态特征

化橘红,又称 Citri Grandis Exocarpium,是一种具有药食两用属性的独特柑橘类资源,来源于化州柚 C. grandis 'Tomentosa* 或柚 C. grandis (L.) Osbeck 的未成熟或近成熟果实的干燥外果皮。由于柚 C. grandis (L.) Osbeck 来源的柚皮长期以来被用作化橘红的替代来源,这两种植物来源在质量和药用价值方面的差异引起了持续关注(Zhong 等,...

化橘红的生物活性成分

由于功能由物质基础决定,鉴定化橘红的生物活性成分是阐明其作用机制的逻辑起点。现代分析研究已在化橘红中鉴定出100多种化合物,主要包括黄酮类、挥发油、多糖、香豆素类和柠檬苦素类(图3)。

化橘红的健康相关证据、安全性考虑及食品导向相关性

化橘红已被研究用于多种健康相关效应,包括呼吸系统支持、抗氧化和炎症调节、免疫调节、代谢调节和抗菌活性。这些效应与其黄酮类、挥发油、多糖和香豆素类密切相关,为开发标准化化橘红成分和健康导向食品产品提供了组成和机制基础。当前证据在...

化橘红的应用前景

随着对其多种药理机制的更精确理解,化橘红的未来应用可以远远超越其传统草药角色。在现代社会亚健康、肥胖和糖尿病前期发病率上升的背景下,将化橘红或其提取物开发成功能性食品或膳食补充剂用于疾病预防具有相当大的可行性和社会价值。这种从治疗到预防的转变不仅符合药食同源...

化橘红的政策契合、专利格局和市场转化

化橘红于2006年成为国家地理标志保护产品,其加工技艺于2012年被列为广东省非物质文化遗产。自2016年以来,中国实施了一系列重要政策,包括《中华人民共和国中医药法》和《中医药发展战略规划纲要(2016-2030年)》,以促进中医药优势并鼓励...

化橘红的人工智能驱动应用前景

当前化橘红研究中仍存在若干常见局限性,包括原料来源和加工状态的大幅变异、成分-功能关系阐明不足、功能验证仍主要依赖临床前证据,以及与感官质量、稳定性、生物利用度和产品一致性相关的未解决挑战。在此背景下,人工智能和数据驱动技术为重组化橘红...

结论与展望

现有证据表明,化橘红已从一种传统上用于止咳化痰的区域性药食资源,演变为一种具有植物化学研究价值、健康促进潜力和产品开发前景的独特功能性成分。黄酮类、挥发油、多糖、香豆素类和柠檬苦素类构成其主要活性成分体系,共同支持呼吸系统益处、抗氧化和抗炎效应...

图表来源声明

本手稿中的所有图表均由作者原创准备。未直接复制先前发表的图表、照片或图形面板。图1A和B使用R软件(版本4.4.1)生成。图1C使用VOSviewer(版本1.6.20)生成。图1D使用WordArt.com生成。图2、图3、图4、图5、图6由作者使用Microsoft PowerPoint绘制和编排。

CRediT作者贡献声明

  • 刘君丽:概念化、数据整理、可视化、撰写初稿
  • 曾德永:方法论、监督、撰写初稿、资金获取
  • 胡碧纯:监督、可视化
  • 王伟平:验证、监督
  • 胡帅民:调查、数据整理、可视化
  • 李慧宁:资源
  • 赵欣艳:软件
  • 赵海天:验证、调查
  • 戴翠红:调查、资源
  • 卢卫红:概念化、项目管理

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

致谢

本研究得到重庆市自然科学基金(项目编号:CSTB2024NSCQ-MSX0863、CSTB2024NSCQ-MSX0462)和黑龙江省头雁团队(项目编号:HITTY-20190034)的资助。

参考文献(130篇)略

化橘红发表在科学杂志上

·本文所涉功效与用法均基于传统中医药理论与公开资料,不构成诊疗方案。个体体质差异较大,使用前建议咨询专业中医师或药师。个人观点,仅供参考。

·为支持传播化橘红知识文化,本站大部分文章、图片、视频均支持转载。只需备注或者保留(来源:juhong.com),或者保留本文链接。

本文链接:https://www.juhong.com/article/6008

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