核桃青皮活性成分及抗腫瘤作用研究新進(jìn)展

曾 橋

（陜西科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，陜西西安 710021）

核桃（Juglans regin L.）系胡桃科核桃屬植物，《漢書》言，張騫使西域還，始得此種，故又名胡桃、羌果。核桃是世界四大干果之一，有“抗氧化之王”的美譽(yù)[1]。我國是核桃種植和生產(chǎn)大國，據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2016年，我國核桃種植面積達(dá)300×104hm2，核桃（干果） 產(chǎn)量約365×104t，核桃加工量達(dá)52.7×104t。核桃青皮是核桃生產(chǎn)加工過程中的主要副產(chǎn)品，為核桃未成熟的外果皮，其產(chǎn)量高于干果產(chǎn)量[2]。核桃青皮又稱為青龍衣，在我國有很長的藥用歷史，《本草綱目》記載，胡桃青皮苦、澀、無毒，烏髭發(fā)，還可治療瘍風(fēng)、白癜風(fēng)、嵌甲等?，F(xiàn)代研究表明，核桃青皮含有豐富的活性成分，包括黃酮、多糖、多酚、醌、色素等，具有抗氧化、抗腫瘤、抑菌、消炎等多種生理功能，其加工提取物可廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、染整等領(lǐng)域。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的需要，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物的資源化利用是農(nóng)業(yè)發(fā)展中的重點(diǎn)，受到了研究者的廣泛關(guān)注。近年來，我國核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，每年產(chǎn)生的青皮多達(dá)數(shù)百萬噸，然而對于核桃青皮的開發(fā)利用并未得到重視，絕大多數(shù)被隨意丟棄在田間和路邊，對環(huán)境造成了極大的污染。為了進(jìn)一步利用核桃青皮這一豐富的資源，許多學(xué)者對核桃青皮進(jìn)行了廣泛的研究，并取得了較為豐富的成果?，F(xiàn)就核桃青皮的主要活性成分和生理功能進(jìn)行綜述，并對未來發(fā)展方向進(jìn)行展望，為推動(dòng)核桃青皮資源化利用提供理論依據(jù)。

1 核桃青皮活性成分

1.1 胡桃醌

核桃青皮中含有豐富的醌類化合物，主要為苯醌、萘醌和蒽醌。目前，通過研究從核桃青皮中分離鑒定的醌類化合物有胡桃醌、5,8-二羥基-1,4-萘醌、1,3-二羥基-2-甲氧基蒽醌、1-羥基-2-甲基-4-甲氧基蒽醌、2,6-二甲氧基對苯醌、1-甲基-3,8-二羥基-6-甲氧基蒽醌、1,3-二羥基蒽醌、2-羥基-3-甲基蒽醌[3]、3-甲氧基胡桃醌、3-乙氧基胡桃醌、1,8-二羥基蒽醌[4]、胡桃種萘醌[5]等，其中胡桃醌是核桃青皮中含量最高、研究最多、藥理作用最突出的醌類化合物。

胡桃醌又稱5-羥基-1,4-萘醌[6]或5-羥基-1,4-萘二酮，其對生物細(xì)胞具有一定的毒性，主要體現(xiàn)在DNA損傷誘導(dǎo)、抑制轉(zhuǎn)錄、降低p53蛋白水平和誘導(dǎo)細(xì)胞死亡[7]。由于具有生物毒性，使得胡桃醌具有優(yōu)良的抗腫瘤效果，有研究表明，胡桃醌可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡及引起細(xì)胞G2/M期阻滯[8]。此外，一定濃度胡桃醌作用于植物種子可以影響其萌發(fā)和幼苗生長[9]，對細(xì)菌等微生物有抑制作用。胡桃醌在核桃青皮中含量豐富，楊漓等人[10]采集了來自云南大理、廣西鳳山、山西運(yùn)城、河南平頂山、江蘇宿遷5個(gè)產(chǎn)地的新鮮核桃青皮，采用高效液相色譜法對其中的胡桃醌進(jìn)行了測定。結(jié)果表明，核桃青皮中胡桃醌的含量為12.5～510.4 mg/100 g FW（核桃青皮鮮質(zhì)量），其含量與采摘時(shí)間關(guān)系密切，7月下旬—8月初胡桃醌含量最高。核桃青皮中胡桃醌的提取方法有微波輔助法、超聲輔助提取、索氏提取法、堿提酸沉淀等多種方法，徐敏慧等人[11]研究了微波輔助法提取核桃青皮中的胡桃醌工藝，當(dāng)料液比1∶35（g∶mL），乙醇體積分?jǐn)?shù)95%，微波時(shí)間25 s，胡桃醌的提取率為1.710 mg/g DW（核桃青皮干質(zhì)量）。李秀鳳等人[12]采用堿提酸沉淀法提取核桃青皮中的胡桃醌，提取率為52%，胡桃醌含量為0.062%。

1.2 黃酮

黃酮類化合物廣泛存在于胡桃科植物中，具有很好的抗氧化作用。目前，從胡桃科植物中分離出黃酮類化合物有23種，主要為黃酮醇和二氫黃酮醇及其苷[13]。研究表明，核桃樹葉、樹皮、內(nèi)種皮、桃仁和青皮中均含有較為豐富的黃酮，其中內(nèi)種皮黃酮含量最高，可達(dá)23.17%，樹葉和青皮次之[14]。核桃樹各不同部位黃酮含量隨季節(jié)變化較大，核桃青皮中黃酮含量隨果實(shí)生長不斷發(fā)生變化，一般初伏前黃酮含量較低，隨后逐漸增加，到入伏后達(dá)到峰值，伏天過后則緩慢下降，因此采摘青龍衣時(shí)間以伏天最佳[13]。

核桃樹各部位黃酮成分復(fù)雜，包括槲皮素-3-O-α-L-鼠李糖苷、喬松酮、5-羥基-4′,7-二甲氧基黃烷酮、5-羥基-6,7-二甲氧基黃烷酮等[15]。Min B S等人[16]從核桃楸根和莖中分離得到4種黃酮，即 Toxifolin，Afzelin，Quercitrin，Myrieitrin。對于核桃青皮，目前研究較多的主要集中于含量和提取純化方面，分離鑒定方面研究較少。陳向明等人[17]采用有機(jī)溶劑萃取法對山核桃外果皮黃酮化合物進(jìn)行了提取，進(jìn)一步采用硅膠色譜柱層析法對所提取的黃酮純化。結(jié)果表明，采用體積分?jǐn)?shù)70%的乙醇溶液，在料液比1∶15（g∶mL），于60℃下提取4 h，黃酮化合物提取率可達(dá)1.14%；經(jīng)過純化，黃酮純度提高了34.6%，總黃酮回收率達(dá)89.46%。李紅娟等人[18]采用響應(yīng)面法對核桃青皮中黃酮超聲提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化研究，在最佳工藝條件下，黃酮提取率可達(dá)到1.080%。趙宏等人[19]采用閃式提取法提取青龍衣藥材中的總黃酮，在最佳提取條件下提取率達(dá)11.73%，較常見中藥材（如甘草、金蓮花等） 含量更高。

1.3 多酚

多酚是核桃青皮中主要活性成分之一。朱霞等人[20]對干核桃青皮中多酚進(jìn)行測定，含量可達(dá)55.473 mg/g；I Oliveira 等 人[21]對 Franquette， Mayette， Marbot，Mellanaise and Parisienne等5個(gè)品種核桃青皮中多酚含量進(jìn)行測定，結(jié)果顯示多酚含量在32.610 2～

74.080 2 mg/g。

目前，對于核桃青皮多酚的研究主要集中于多酚的提取和純化。由于多酚易于氧化，因此選擇合適的提取方法在核桃青皮多酚提取中非常重要。常見的提取方法有溶劑提取法、微波輔助提取法、超聲波輔助提取法、酶法-超聲波連續(xù)提取法、超高壓提取法等。趙國建等人[22]較系統(tǒng)地研究了溶劑提取法、微波輔助提取法、超聲波輔助提取法、六偏磷酸鈉（SHMP） 輔助提取法提取核桃青皮多酚的效果。結(jié)果表明，SHMP輔助微波提取多酚得率最高，高于對照組（溶劑提取法） 73.4%。賈淑平等人[23]采用復(fù)合酶-超聲波法提取核桃青皮中的植物多酚，其中復(fù)合酶由纖維素酶和果膠酶組成。結(jié)果表明，酶的配比是影響多酚得率的最主要因素，同時(shí)復(fù)合酶提取多酚的效果要優(yōu)于單一酶。伏慧慧等人[24]采用酶法-超聲波連續(xù)提取核桃青皮多酚，該方法與賈淑平等人的不同之處在于，核桃青皮干燥粉末先與酶液混合，在一定條件下酶解3 h后采用超聲波輔助2次提取，經(jīng)響應(yīng)面優(yōu)化最佳超聲提取工藝為乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，超聲時(shí)間45 min，超聲溫度50℃，超聲功率100 W，此條件下多酚提取率達(dá)61.36%。多酚易于氧化的特性使其在干燥過程中大量損失而導(dǎo)致得率低下。張旭等人[25]直接將新鮮核桃青皮榨汁，然后使用大孔樹脂對其中的多酚進(jìn)行富集和分離，有效減少了多酚的氧化，而且能耗低，效果較好。

1.4 色素

核桃青皮色素作為一種水溶性天然混合色素，主要由生物堿、酚類、黃酮類、醌類等化合物組成。相同pH值條件下，核桃青皮色素的乙酸乙酯萃取物穩(wěn)定性優(yōu)于正丁醇萃取物，但正丁醇萃取物熱穩(wěn)定性相對乙酸乙酯萃取物高，黃原膠等增稠劑對該色素有一定增色作用，冷凍干燥所得色素色澤、溶解性均優(yōu)于真空干燥和熱風(fēng)干燥[26]。

易建華等人[27]研究了水提、醇提、堿提3種提取方法對核桃青皮色素理化性質(zhì)的影響，結(jié)果表明，核桃青皮色素適于水提和醇提，堿提對色素理化性質(zhì)影響較大。提取過程中色素溶液pH值越高，色澤越深；水提和醇提所得核桃青皮色素對光較穩(wěn)定；溫度對醇提色素穩(wěn)定性基本無影響，對堿提影響較大。顧浩峰[28]采用響應(yīng)面法對超聲輔助-醇提核桃青皮色素工藝進(jìn)行了優(yōu)化研究，在最佳條件下，色素提取率為2.32 mg/g。韓海霞等人[29]首先采用溶劑法提取核桃青皮棕色素，進(jìn)一步采用鹽酸沉淀法和乙醇沉淀法進(jìn)行純化，分別得到色素Ⅰ和色素Ⅱ，提取率分別為6.2%和5.3%，且穩(wěn)定性較好，是一種值得推廣的天然色素。

1.5 多糖

植物多糖活性好、無毒，且與細(xì)胞相容性好而得到研究者的重視。核桃青皮中含有較豐富的多糖，具體含量因品種和收獲時(shí)間而異。王紅霞等人[30]研究了贊美、珍珠香、清脆、晉龍1號、綠波和藝核1號等6個(gè)品種的核桃在果實(shí)速長期、果殼硬化期、成熟期外皮中的多糖含量。結(jié)果表明，速長期贊美和清脆2個(gè)品種外皮多糖含量較高，硬化期贊美和珍珠香多糖含量最高，而在成熟期贊美和晉龍1號含量最高，所有核桃品種外皮多糖含量均在硬化期達(dá)到最高。任曉蕾等人[31]對核桃青皮多糖提取工藝優(yōu)化研究結(jié)果表明，當(dāng)提取溫度88℃，料液比1∶22，提取時(shí)間72 min時(shí)，多糖提取量可達(dá)7.83 mg/g，且多糖類成分主要存在于果實(shí)和果皮中，葉和樹皮中含量較少。張雪春等人[32]對云南省楚雄市大姚縣所產(chǎn)核桃青皮中的多糖進(jìn)行了提取，在最佳工藝條件下，多糖得率可達(dá)10.17%；抗氧化試驗(yàn)表明，核桃青皮多糖對·OH，DPPH·，ABTS+均有較好的還原能力，抗氧化活性較好，但較VC弱。

1.6 其他

此外，核桃青皮中還含有萜類、甾體、礦物質(zhì)元素、揮發(fā)油、脂肪酸等，然而并未得到廣泛的研究，后續(xù)應(yīng)進(jìn)一步研究，從而為更好地開發(fā)利用核桃青皮這一資源打下基礎(chǔ)。

2 抗腫瘤作用

核桃青皮提取物具有較好的抗腫瘤活性，目前已有研究報(bào)道，核桃青皮提取物對肝癌、肺癌、胃癌、腸癌、食管癌等均有一定抑制作用。

2.1 肝癌

姬艷菊等人[33]將青龍衣活性成分胡桃醌作用于人肝癌細(xì)胞株SMMC-7721，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，0.01 mg/mL胡桃醌作用于人肝癌細(xì)胞株后，電鏡結(jié)果顯示肝癌細(xì)胞染色質(zhì)凝聚、核固縮、游離核糖體減少，出現(xiàn)大溶酶體顆粒、線粒體數(shù)量增多形成髓樣變、部分細(xì)胞壞死，說明胡桃醌對人肝癌細(xì)胞株SMMC-7721具有抑制作用，可直接殺傷腫瘤細(xì)胞。

2.2 肺癌

曹志友等人[34]研究了核桃青皮提取物對小鼠Lewis肺癌細(xì)胞生長的抑制作用，結(jié)果表明，核桃青皮提取物對細(xì)胞生長的抑制作用隨濃度增大而增強(qiáng)，呈現(xiàn)一定的劑量-效應(yīng)關(guān)系，且抑制作用隨時(shí)間的延長而增大。王爽等人[35]用0，2，4，8 μg/L核桃青皮提取物處理小鼠Lewis肺癌細(xì)胞24 h，肺癌細(xì)胞增殖率分別達(dá)100%，85.38%，71.43%和50.62%，作用48 h后，抑制率進(jìn)一步增大，且呈現(xiàn)一定的劑量效應(yīng)關(guān)系。流式細(xì)胞術(shù)檢測結(jié)果顯示，隨著核桃青皮提取物濃度的增加，SubG1期細(xì)胞的比例增加，G0/G1期細(xì)胞所占比例先升高，S期與G2/M期細(xì)胞的比例減少。

2.3 胃癌

許慶瑞等人[36]將復(fù)方青龍衣膠囊制成不同濃度作用于胃癌細(xì)胞SGC-7901 24 h，結(jié)果表明，復(fù)方青龍衣膠囊對腫瘤細(xì)胞的生長抑制呈劑量-效應(yīng)關(guān)系，對胃癌細(xì)胞SGC-7901的半數(shù)抑制濃度為1.27×10-3g/L，進(jìn)一步芯片研究結(jié)果表明，復(fù)方青龍衣膠囊可通過影響細(xì)胞周期基因的表達(dá)，使腫瘤細(xì)胞停滯于G1/S期發(fā)揮抗腫瘤作用。張強(qiáng)等人[37]研究了復(fù)方青龍衣膠囊對人胃癌SGC-7901細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)不同濃度復(fù)方青衣膠囊處理48 h后，細(xì)胞有較明顯的凋亡特征，且藥物濃度越高，特征越明顯。結(jié)構(gòu)上的變化包括微絨毛減少，細(xì)胞核內(nèi)染色質(zhì)固縮，凝集于核膜邊界，呈境界分明塊狀或形成新月小體，線粒體減少，胞漿中的空泡增多等。形態(tài)上包括細(xì)胞皺縮，變圓并浮起，細(xì)胞核或細(xì)胞質(zhì)內(nèi)可見濃染的強(qiáng)熒光等。

2.4 腸癌

胡澤成[38]用濃度分別為10，20，50，100 mg/L青龍衣多糖處理處于對數(shù)生長期的結(jié)腸癌HCT-116細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)其對HCT-116細(xì)胞的增殖有明顯的抑制作用，且濃度越大抑制作用越強(qiáng)。處理48 h后，與空白組相比，各給藥組G0/G1期細(xì)胞比例增加，S期和G2/M期細(xì)胞比例下降。此外，青龍衣多糖可以抑制PI3K/Akt信號通路的激活從而發(fā)揮抗腫瘤作用。

2.5 食管癌

李彩霞等人[39]研究結(jié)果表明，核桃青皮粗提物濃度為100 μg/mL時(shí)，在24，48，72 h對KYSE150細(xì)胞的增殖抑制率分別為43.69%±1.02%，88.73%±1.32%，93.06%±2.34%，原因是由于核桃青皮粗提物可以引發(fā)KYSE 150人食管癌細(xì)胞周期阻滯在G0/G1期，并且可以通過線粒體途徑誘導(dǎo)。

3 展望

我國核桃種植廣泛、產(chǎn)量巨大，核桃中核桃青皮質(zhì)量占50%以上。每年產(chǎn)生大量的核桃青皮副產(chǎn)物中僅很少一部分藥用，大部分被隨意丟棄，不僅污染環(huán)境，同時(shí)也是一種資源浪費(fèi)。核桃青皮中含有豐富的活性成分，其提取物具有很好的抗腫瘤作用，因此可以開發(fā)抗腫瘤藥物。目前，臨床上已有青龍衣膠囊用于治療胃癌，下一步應(yīng)繼續(xù)對青龍衣抗腫瘤活性進(jìn)行研究，進(jìn)一步開辟新的治療方法，同時(shí)開發(fā)更多的劑型，促進(jìn)青龍衣提取物在癌癥治療方面的應(yīng)用。核桃青皮色素作為天然色素，具有化學(xué)合成色素不可比擬的安全性，已有學(xué)者對該色素的理化性質(zhì)進(jìn)行了深入的研究，這為核桃青皮色素未來在食品中的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。除此之外，核桃青皮提取活性成分后的剩余殘?jiān)€可以進(jìn)行堆肥處理后還田，從而徹底實(shí)現(xiàn)核桃青皮的資源化利用。

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