改善橙皮苷生物利用率的研究進(jìn)展

鄭美瑜，陸勝民，程紹南

改善橙皮苷生物利用率的研究進(jìn)展

鄭美瑜，陸勝民，程紹南*

(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品加工研究所，浙江 杭州 310021)

橙皮苷是柑橘黃酮類中重要的一種。對近年來黃酮類糖苷與橙皮苷的生物利用率和通過酶法、酸法修飾橙皮苷的糖苷結(jié)構(gòu)來改善生物利用率方面的研究，以及其衍生物的單葡萄糖苷的應(yīng)用等進(jìn)行綜述，最后由中藥生物轉(zhuǎn)化的理念提出改善橙皮苷生物利用率的研究的未來發(fā)展趨勢。

橙皮苷；生物利用率；橙皮素單葡萄糖苷

橙皮苷是柑橘中一種重要的黃酮類糖苷，在黃酮母核的第7位連著鼠李糖和葡萄糖基團，是構(gòu)成維生素P (VP)的成分，能維持毛細(xì)血管的通透性，降低毛細(xì)血管的脆性，防止動脈粥樣硬化、心肌梗塞等病癥[1]，具有抗氧化[2-4]、抗癌[5-7]、抗炎[8-9]、抗病毒[10-11]等作用，具有重要的保健和藥用價值。它來源豐富，大量存在于柑橘類水果中，在幼果中含量超過干質(zhì)量的40%，在成熟果皮中含量超過干質(zhì)量的2%，而在果汁中含量只有0.02%～0.06%[12-13]。浙江省在20世紀(jì)70年代已經(jīng)從柑橘果皮中工業(yè)化提取橙皮苷，含量在96%以上。

黃酮類物質(zhì)具有一些生理活性，并且在膳食中攝入量也較高[14-15]，近期其生物利用率也引起了關(guān)注。本文就近年來國內(nèi)外關(guān)于黃酮類蘆丁糖苷和橙皮苷的生物利用率方面的研究、改善橙皮苷生物利用率的方法及其單糖苷的應(yīng)用等方面作一綜述，旨在為橙皮苷后續(xù)的開發(fā)研究提供借鑒，也為更好地利用柑橘黃酮類物質(zhì)提供參考。

1 黃酮糖苷和橙皮苷的生物利用率研究

在植物體內(nèi)黃酮類物質(zhì)一般都連著糖苷鍵，即使從植物提取后糖苷鍵也未斷裂。具有糖苷鍵的黃酮能否被吸收是它發(fā)揮作用的先決條件。在槲皮素不同糖苷的生物利用研究中表明[16-17]，槲皮素的糖基部分決定了它們在體內(nèi)的吸收程度。Hollman等[18]對比了幾種含有槲皮素不同糖苷食物洋蔥(含槲皮素葡萄糖苷)、蘋果(含槲皮素葡萄糖苷和其他糖苷)以及槲皮素-3-蘆丁糖苷單體的生物利用率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)富含葡萄糖苷的洋蔥的血漿峰值(0.74μmol/L)要比后兩個(均為0.30μmol/L)要高，到達(dá)峰值的時間洋蔥為0.70h，而蘋果為2.5h，蘆丁糖苷單體則為9h。這些數(shù)據(jù)表明，來自洋蔥的槲皮素葡萄糖苷的吸收最快，蘆丁糖苷最慢，而含有不同糖苷的蘋果的糖苷吸收處于中間。所以槲皮素糖苷的糖基部分是影響它們的吸收和生物利用率的決定因素。Arts等[19]、Erlund等[20]、Morand等[21]和Olthof等[22]進(jìn)一步的研究認(rèn)為黃酮類物質(zhì)的蘆丁糖基部分(葡萄糖＋鼠李糖)阻礙了它在小腸中的吸收。Németh等[23]認(rèn)為黃酮類糖苷完整地到達(dá)小腸，需要通過脫糖基化作用才能通過小腸被吸收。

Manach等[24]研究了在攝入柑橘汁后橙皮苷和柚皮苷在人體內(nèi)的生物利用率，攝入0.5L和1L劑量的橘子汁后的藥代動力學(xué)參數(shù)如表1所示。Erlund等[25]研究了在攝入柑橘汁后橙皮素和柚皮素在人體內(nèi)的動力學(xué)，其藥代動力學(xué)參數(shù)如表2所示。橙皮苷也是屬于蘆丁糖苷，在吸收之前也需要脫糖基化才能被吸收，如攝取未處理的橘子汁0.5～1L，其主要含完整結(jié)構(gòu)的橙皮苷，從Erlund等[25]的研究看出，血漿中橙皮素苷元的最高濃度只有2μmol/L，而一般柑橘汁中柑橘黃酮以橙皮素來表示的濃度為300～1000μmol/L。因此，如果不對橙皮苷或富含橙皮苷的食物的生物利用率進(jìn)行改善，則攝取后在體內(nèi)它的實際吸收的部分是相對較少的。Gonzalez-Barrio等[26]最近也提出了相似的觀點：如果從橙皮苷脫除鼠李糖苷得到其葡萄糖苷將會改善其生物利用率，但沒有相關(guān)數(shù)據(jù)支持這一說法。

表1 攝入0.5L或1L橘子汁后橙皮素和柚皮素的藥代動力學(xué)參數(shù)Table 1 Pharmacokinetic parameters of hesperetin and naringenin after single administration of 0.5 or 1 L of orange juice

表2 攝入橘子汁和8mL/kg葡萄柚汁后橙皮素和柚皮素的藥代動力學(xué)參數(shù)Table 2 Pharmacokinetic parameters of hesperetin and naringenin after single administration of orange juice and grapefruit juice at the dose of 8 mL/kg

2 改善橙皮苷生物利用率的研究

2.1 酶法改善橙皮苷的生物利用率

酶法改善橙皮苷的生物利用率有兩種方法：一種是通過糖苷酶水解橙皮苷得到它的單糖苷和苷元；另一種是通過葡聚糖轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)化為G-橙皮苷。前一種方法所采用的酶由鼠李糖酶和葡萄糖苷酶組成的混合酶系，是由黑曲霉或真菌中分離純化得到。Nielsen等[27]研究發(fā)現(xiàn)通過橙皮苷酶可以改善橙皮苷的生物利用率。被實驗者分別攝入天然柑橘汁(橙皮苷含量屬低劑量)、用橙皮苷酶處理過的天然柑橘汁和橙皮苷含量比低劑量高3倍的柑橘汁，隨后分析了被實驗者血漿中和尿中的橙皮素含量。服用這3種柑橘汁樣品后總的橙皮素在人體中的藥代動力學(xué)參數(shù)值如表3所示，攝入酶處理柑橘汁(含橙皮素-7-葡萄糖苷)的AUC(是指血漿中總橙皮素的濃度-時間曲線與時間軸圍成的面積)比攝入低劑量柑橘汁高兩倍，而與攝入高劑量的柑橘汁的AUC差異不大(P=0.12)。這說明攝入酶處理柑橘汁(含橙皮素-7-葡萄糖苷)，其生物利用率得到了提高。攝入酶處理柑橘汁(含橙皮素-7-葡萄糖苷)后橙皮素的最大濃度(cmax)是低劑量柑橘汁的5倍，是高劑量柑橘汁的2.5倍；相應(yīng)的到達(dá)cmax的最大時間(tmax)也要快得多，而后兩者的tmax幾乎相同。這表明，攝入酶處理柑橘汁(含橙皮素-7-葡萄糖苷)后，橙皮苷的吸收速度加快了。

表3 服用3種柑橘汁樣品后總的橙皮素在人體中的動力學(xué)參數(shù)Table 3 Pharmacokinetic parameters of hesperetin after the consumption of 3 kinds of orange juice

但是由于橙皮苷結(jié)構(gòu)的特殊性，研究發(fā)現(xiàn)[28]，在橙皮苷的葡萄糖基團的第4位上再接入一個葡萄糖基，得到G-橙皮苷，可以使溶解度增加104倍以上。Mika等[29]研究了G-橙皮苷在大鼠體內(nèi)的生物利用率，G-橙皮苷是一種水溶性的橙皮苷的衍生物，它是橙皮苷在葡聚糖轉(zhuǎn)移酶作用下在其鼠李糖基的位置上再連接上一個葡萄糖得到的化合物。他們對比了G-橙皮苷和橙皮苷的生物利用率，結(jié)果如表4所示，可以看出，G-橙皮苷比橙皮苷的生物利用高。

表4 大鼠口服G-橙皮苷和橙皮苷后的血清中橙皮素-葡萄糖苷酸的濃度-時間曲線以下的總面積Table 4 Total area under concentration-time curve of serum hesperetinglucuronide in rats administered with G-hesperidin of hesperidin

Gonzalez-barrio等[26]通過由真菌產(chǎn)生的鼠李糖酶處理果汁和綠茶，從而制得含有黃酮類葡萄糖苷的飲料。就柑橘汁而言，實驗表明，而經(jīng)過鼠李糖酶處理后，柑橘汁中主要含有的3種黃酮類蘆丁糖苷即柚皮苷、橙皮苷、香風(fēng)草苷都轉(zhuǎn)化為葡萄糖苷形式，這個結(jié)果也顯示，通過鼠李糖酶處理，可以生產(chǎn)富含可被生物利用的黃酮類葡萄糖苷的功能性飲料。

2.2 酸促水解橙皮苷轉(zhuǎn)化為了葡萄糖苷形式的研究

酸法水解是在酸性條件下對橙皮苷進(jìn)行水解。Miyake等[30]研究了通過酸促水解制備橙皮素單葡萄糖苷。研究考察了添加有機溶劑的種類和添加量、酸濃度、水解時間對水解的影響。實驗得到水解工藝條件為：添加異丙醇20%、鹽酸濃度1.5mol/L、水解15min。制備的橙皮苷水解粗制品在水中的溶解度是橙皮苷的42.5倍，橙皮素單葡萄糖苷在水解粗制品中的含量為58.0%。

Grohmann等[31]研究了在較高的溫度下橙皮苷的酸促水解。橙皮苷由于溶解度太低阻礙了它的酸促水解反應(yīng)，為了克服這個缺點，他們在100℃以上進(jìn)行了酸促水解實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，水解溫度在60～100℃時，水解反應(yīng)非常緩慢；當(dāng)溫度在120℃以上時，水解反應(yīng)迅速；當(dāng)溫度在100～180℃，硫酸用量為體積分?jǐn)?shù)0.5%水解10min時，溫度為100～140℃時，水解液中鼠李糖和葡萄糖的得率迅速增加，鼠李糖在140℃時得率最高，葡萄糖在160℃時得率最高；當(dāng)溫度在160℃以上兩個糖的得率都下降較快，并且影響了水解后產(chǎn)物的色澤，這是由于單糖的分解引起的。他們還實驗了酸的用量對水解的反應(yīng)的影響。最后得到的水解條件是140～160℃水解溫度和體積分?jǐn)?shù)0.05%～0.5%的硫酸，通過丙酮的兩次提純，得到橙皮素單葡萄糖苷的純度為95%，理論得率為26%～42%。

3 橙皮素單葡萄糖苷的應(yīng)用

橙皮素單葡萄糖苷是橙皮苷的水解產(chǎn)物之一，除了生物利用率比橙皮苷高，溶解性提高之外，還有其他方面的用途，如用于高倍甜味劑的合成和作為抗氧化劑。在堿性條件下，橙皮素單葡萄糖苷通過簡單的氫化作用，就可以得到葡萄糖橙皮素二氫查耳酮，它的甜度比糖精甜7倍，而橙皮苷二氫查耳酮是無味的。杭麗君[32]以橙皮苷為原料進(jìn)行了這種甜味劑的制取，并經(jīng)結(jié)構(gòu)鑒定，證明產(chǎn)物是葡萄糖橙皮素二氫查耳酮，制取的得率可達(dá)95%。Komal[33]在他的專利中報道了橙皮素單葡萄糖苷可以顯著地提高蔬菜、水果、西紅柿、水稻的產(chǎn)量。因其具有抗氧化性，與一些黃酮類物質(zhì)一樣，橙皮素單葡萄糖苷也可以作為抗氧化劑。因為其具有抗氧化性，侯曼玲等[34]曾利用柑橘黃酮類物質(zhì)進(jìn)行了果蔬的保鮮研究，表明其具有防腐保鮮雙重作用。

4 展 望

目前國內(nèi)對改善橙皮苷的生物利用率方面的研究并不多，僅見有關(guān)一些藥代動力學(xué)的研究[35-36]，未見有關(guān)提高橙皮苷的生物利用率的研究。楊紅亞等[37]提出開展中藥生物轉(zhuǎn)化的理念，就是利用酶或有機體(細(xì)胞、細(xì)胞器)作為催化劑，對中藥中的化學(xué)成分進(jìn)行處理，修飾它們的結(jié)構(gòu)或活性位點，獲得新的活性化合物。因此，對于橙皮苷也將要研究通過生物轉(zhuǎn)化來進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，未來的發(fā)展趨勢將是對酶法的影響因子進(jìn)行探討，或者通過微生物直接轉(zhuǎn)化為可被生物利用的形式[38]。我國的柑橘資源豐富，產(chǎn)量居世界第二位，從柑橘中提取橙皮苷的工藝已較成熟，并已產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，所以橙皮苷的來源也很豐富。因此，深入開展橙皮苷的生物利用率的研究將具有重要的經(jīng)濟效益和社會價值。

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Research Progress of Bioavailability Improvement of Hesperidin

ZHENG Mei-yu，LU Sheng-min，CHENG Shao-nan*
(Institute of Food Processing, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310021, China)

Hesperidin is an important flavonoid in citrus. This paper summarizes current research progress of the strategies for improving the bioavailability of flavnoids and hesperidin. The common strategies such as enzymatic and acidic modifications of hesperidin structure for improving its bioavailability have been discussed. The applications of hesperetin-7-glucoside in food and pharmacy have also been reviewed. Finally, the future development trend for improving the bioavailability of hesperidin has been pointed out according to biotransformation principle of Chinese herbs.

hesperidin；bioavailability；hesperetin-7-glucoside

TS255.1

A

1002-6630(2011)03-0310-04

2010-06-12

浙江省自然科學(xué)基金項目(Y307079)

鄭美瑜(1972—)，女，助理研究員，碩士，主要從事果蔬深加工及功能性物質(zhì)提取研究。E-mail：zhenmey@sina.com

*通信作者：程紹南(1944—)，男，研究員，本科，主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工研究。E-mail：shaonancheng@yahoo.com.cn