柚皮中黃酮類活性物質(zhì)的研究進展

王思遠(yuǎn)，陳智毅，張 巖

柚皮中黃酮類活性物質(zhì)的研究進展

王思遠(yuǎn)，陳智毅，張 巖

（廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)部功能食品重點實驗室，廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點實驗室，廣東廣州 510610）

柚皮中富含黃酮類活性物質(zhì)，具有較大的開發(fā)潛力。就近年來柚皮中主要黃酮類活性物質(zhì)的種類、制備方法、生理活性及應(yīng)用情況等進行了綜述，旨在為柚皮的深入研究與綜合利用開發(fā)提供參考。

柚皮；黃酮；制備；生物活性

柚皮是柚子的外果皮，占整個柚子的40%～50%，富含多種對人體有益的生理活性物質(zhì)，如黃酮類化合物、膳食纖維、精油和多糖等，并且有些活性成分的含量高于柚子果肉[1]。黃酮類化合物是一類具有2個酚羥基的苯環(huán)通過中央三碳原子連接而成一系列化合物的總稱。黃酮類化合物在植物體中通常與糖結(jié)合成苷類，小部分以游離態(tài)（苷元）的形式存在，是植物組織的次生代謝產(chǎn)物，具有抗氧化、抗腫瘤、抗心腦血管疾病、抗炎鎮(zhèn)痛、免疫調(diào)節(jié)、降血糖、治療骨質(zhì)疏松、抑菌抗病毒、抗輻射等多種生物活性和生理功能[2]。綜述柚皮中主要黃酮類活性物質(zhì)的種類、制備方法、生理活性及應(yīng)用情況等，旨在為柚皮的深入研究與綜合利用開發(fā)提供參考。

1 種類與分布

柚皮中含有豐富的黃酮類化合物，占柚皮的2%～8%，分布于柚皮的不同部位，隨著果實成熟度的增加而降低。陽梅芳[3]分析了沙田柚中不同部位黃酮類物質(zhì)的分布、含量及種類差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)黃酮類物質(zhì)濃度最高的是內(nèi)囊衣，濃度最低的是果核；油胞層中的黃酮類物質(zhì)為水溶性；柚子中黃酮類物質(zhì)以柚皮苷為主，油胞層中的黃酮種類最多。柚皮中黃酮類化合物主要包括：①黃酮類，大多數(shù)為羥基、甲氧基多取代，如川陳皮素等；②二氫黃酮類，大多數(shù)為多羥基取代，如柚皮素等；③二氫黃酮苷類，大多數(shù)為7-O-葡萄糖苷、蕓香糖苷，如柚皮苷、橙皮苷等[4]。目前，對柚皮中活性物質(zhì)的研究與應(yīng)用多集中于柚皮苷及柚皮素。

柚皮苷是柚皮中最主要的活性成分之一，占黃酮類化合物總量的80%以上，其化學(xué)式為4,5,7-三羥基黃烷酮-7-鼠李糖苷，分子式C27H32O14，分子量580.55。柚皮素的化學(xué)式為4',5,7-三羥基二氫黃酮，是柚皮苷水解掉1分子葡萄糖和鼠李糖得到的苷元，分子式為C15H12O5[5]。

2 提取及改性

目前常用的黃酮類化合物提取方法主要有水提法、堿提法、有機溶劑法、超臨界流體萃取等，并加以微波、超聲等輔助手段。水提法成本較低、設(shè)備簡單、生態(tài)環(huán)保、無毒副作用，是大規(guī)模生產(chǎn)常采用的方法，但提取率較低、雜質(zhì)多、不易分離純化，且生產(chǎn)周期較長。

堿提酸沉法需嚴(yán)格控制溶液的pH值，且通常采用的堿提條件還會造成柚皮中其他對堿敏感活性成分的破壞。聞永舉等人[6]利用氫氧化鈣提取柚皮中的柚皮苷，采用正交試驗建立最佳提取工藝為8倍量1%氫氧化鈣溶液提取3次，每次40 min，溫度90℃，柚皮苷得率為2.65%。

有機溶劑提取法常用溶劑有甲醇、乙醇、丙酮、氯仿、乙醚等，主要通過索氏抽提、加熱回流、浸漬法等方法提取，不同的溶劑和方法對不同的黃酮類物質(zhì)的提取效率不同。許鷺[7]以沙田柚柚皮為原料，利用乙醇提取法提取柚皮中的柚皮苷，優(yōu)化得到最佳工藝條件為提取溫度60℃，乙醇體積分?jǐn)?shù)70%，料液比1∶20，提取時間1 h，柚皮苷得率為32.65 mg/g。

傳統(tǒng)提取方法，如熱水、堿、有機溶劑提取法，操作工序繁多、周期長、提取率不高。酶作為一種生物催化劑，可分解破壞植物細(xì)胞壁，改變細(xì)胞壁的通透性，從而提高提取率，并且酶法提取操作簡單、條件溫和、環(huán)保無毒、成本較低。楊喆茗[8]比較了不同方法提取柚皮總黃酮的效率，結(jié)果表明提取率由高到低分別為纖維素酶輔助提取法、超聲法、細(xì)胞破碎儀法、冷浸法、乙醇回流法、水熱回流法，纖維素酶輔助提取法的最佳工藝為料液比1∶45，加酶量0.1%，提取溫度55℃，pH值4，提取時間3 h。

超臨界萃取法是利用超臨界流體溶解動物和植物中各種有效成分，再通過減壓將其釋放出來，該技術(shù)無有機溶劑殘留，還可以解決生物大分子、熱敏性和化學(xué)不穩(wěn)定性物質(zhì)的分離，因而在食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域受到廣泛重視，但設(shè)備費較高。夏其樂等人[9]采用四因素三水平正交試驗探討胡柚皮總黃酮的最佳工藝，結(jié)果表明各因素對得率的影響從大到小分別為CO2流量、萃取時間、壓力、溫度；最佳萃取工藝條件為在壓力35 MPa，45℃條件下，靜態(tài)萃取40 min后動態(tài)萃取60 min，CO2流量3 L/min，總黃酮的得率可達(dá)1.01 mg/g。

黃酮類化合物結(jié)構(gòu)中反應(yīng)位點多，具有高度的化學(xué)反應(yīng)性。騫敏[10]以柚皮苷為起始原料，經(jīng)酸性脫糖、芐基保護、AFO反應(yīng)及氫化等步驟合成二氫橙酮；經(jīng)酸性脫糖、脫氫生成芹菜素，再經(jīng)芐基保護，氧化開環(huán)生成黃酮醇，最后催化氫化得到山奈酚；同時，發(fā)現(xiàn)AFO反應(yīng)適用于一些5位上沒有取代基或者有較小體積取代基的原料來合成黃酮醇，DMDO法可合成5位上有較大體積取代基的黃酮醇。

3 生物活性

黃酮類物質(zhì)是一種具有廣泛生物活性的化合物，具有抑酶、抗氧化、抗腫瘤、抑菌、抗病毒、保護心腦血管、調(diào)節(jié)免疫作用等多種功效，在醫(yī)藥、食品、化妝品等行業(yè)均有廣泛應(yīng)用，具有很大的潛力。

3.1 抗氧化

多項研究報道，黃酮類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及藥理活性與其超強的抗氧化、清除自由基的能力相關(guān)[11]。許玉榮等人[12]研究發(fā)現(xiàn)，柚皮苷對慢性高糖誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞損傷具有一定保護作用，且CX3CL1參與到這種保護作用過程中，其保護作用可能與柚皮苷的抗氧化應(yīng)激及抗炎作用有關(guān)。周燕文等人[13]研究發(fā)現(xiàn)給予柚皮苷后，造模小鼠的血糖明顯降低，給藥后的糖尿病小鼠血清和肝臟中的SOD活性明顯高于模型組，而MDA含量顯著低于模型組，表明柚皮苷能使糖尿病小鼠的抗氧化水平趨于正常，從而起到降血糖作用。Esmaeili M A等人[14]發(fā)現(xiàn)柚皮素可以預(yù)防肝臟的氧化應(yīng)激，可能與衰減引發(fā)肝組織中炎癥反應(yīng)的TNF-α途徑以及激活Nrf2核轉(zhuǎn)錄因子有關(guān)。

3.2 抗腫瘤

近年來，人們對黃酮類化合物的抗腫瘤和抗細(xì)胞凋亡研究有較多發(fā)現(xiàn)。Nie Y C等人[15]發(fā)現(xiàn)柚皮素具有預(yù)防腫瘤的功效，主要通過抑制MAPK-AP-1和IKKs-IKK-NF-κB的聯(lián)合信號傳導(dǎo)途徑使EGF誘導(dǎo)的MUC5AC在A549細(xì)胞中的分泌衰減；同時，柚皮素能抑制MCF-7乳腺癌細(xì)胞和3T3-L1脂肪細(xì)胞的PI3K活性，避免PI3K/Akt通路的過度激活將引起癌癥的發(fā)生，還能通過降低Caspase-31/CPP32的活性，引起HL-60的凋亡起到抗癌效果。楊慧慧等人[16]采用MTT法研究了柚皮苷對不同腫瘤細(xì)胞的作用，發(fā)現(xiàn)對不同腫瘤細(xì)胞的抑制作用不同且呈濃度依賴性，柚皮苷能有效誘導(dǎo)PC-12細(xì)胞的凋亡，并且細(xì)胞內(nèi)活性氧水平升高，線粒體膜電位下降，SCGE試驗發(fā)現(xiàn)柚皮苷使細(xì)胞DNA斷裂，形成拖尾，表明柚皮苷可通過活性氧調(diào)控的線粒體途徑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞PC-12的凋亡。楊文靜等人[17]研究發(fā)現(xiàn)，柚皮苷能抑制宮頸癌細(xì)胞生長，且隨其濃度增加抑制作用增強，其機制可能與其抑制COX-2蛋白表達(dá)，促進細(xì)胞凋亡相關(guān)。

3.3 降血脂

脂質(zhì)代謝紊亂所致的高脂血癥是血漿膽固醇和（或）TG水平異常升高，是動脈粥樣硬化、冠心病等心腦血管疾病的高危因素之一。目前臨床上使用的降血脂藥物有較大副作用，長期使用易損傷肝腎，因此天然黃酮類物質(zhì)的調(diào)節(jié)血脂作用受到了廣泛關(guān)注。楊佩磊等人[18]研究發(fā)現(xiàn)，胡柚皮黃酮可降低高脂血癥大鼠體重增加，并能顯著降低大鼠肝臟質(zhì)量和肝指數(shù)的升高；對血清TC，TG，LDL-C，LDL-C/HDL-C與AI升高具有明顯降低作用，而對血清LDL-C/TC降低有明顯升高作用；使用胡柚皮黃酮干預(yù)后，高脂血癥大鼠組織脂肪變性和炎癥程度能顯著減輕，肝功能顯著改善，體內(nèi)氧化應(yīng)激水平也顯著得到改善。一些研究通過觀察柚皮素對高脂飲食肥胖大鼠的影響發(fā)現(xiàn)，柚皮素可明顯抑制高脂飲食大鼠的體重增加，并對肝細(xì)胞有一定的保護作用，其作用機制可能是通過改善體內(nèi)脂肪代謝、胰島素抵抗和提高機體的抗氧化能力。

4 結(jié)論

柚皮中富含柚皮苷等黃酮類活性物質(zhì)，大量的動物及人體試驗也驗證了這些功能成分的保健作用，但目前國內(nèi)還缺乏有效的工業(yè)化純化方法，造成相關(guān)純品供應(yīng)較緊張，因此應(yīng)加強此方面的工作，為其應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。柚皮中黃酮類活性物質(zhì)的開發(fā)應(yīng)用將有助于實現(xiàn)柚子皮的綜合加工與利用，并有效促進柚子精深加工與產(chǎn)業(yè)鏈的延長。

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A Reviewof the Flavonids in PomeloPeel

WANG Siyuan，CHENZhiyi，ZHANG Yan
（Sericultural&Agri-Food Research Institute，Guangdong Academy of Agricultural Sciences；Key Laboratory of Functional Foods，Ministry of Agriculture；Guangdong Key Laboratory of Agricultural Products Processing，Guangzhou，Guangdong 510610，China）

As the main active substance，flavonids is rich in the pomelo peel，which has great developmental potential.Types，preparation methods，physiological activities and application of main flavonoids are summarized in this paper，in order to provide some references for the further research and utilization of pomelo peel.

pomelo peel；flavonids；preparation；biological activity

R284

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.09.019

1671-9646（2017） 09a-0067-03

2017-06-24

廣東省省級科技計劃項目（2014A070713010，2013B090600084）。

王思遠(yuǎn)（1987— ），女，碩士，助理研究員，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工。