油橄欖葉有效成分的提取及藥理活性的研究進(jìn)展

李 楠,趙興文,郭美佳,吳 婧,姜 燕,*

(1.大理大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院,云南大理 671000; 2.大理農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品工程學(xué)院,云南大理 671000)

油橄欖(OleaeuropaeaL.)屬木犀科木犀欖屬,栽培品種有較高食用價(jià)值,在福建、四川、云南等地分布廣泛[1-2]。目前,國(guó)內(nèi)油橄欖的栽培面積已有15000 hm2,年產(chǎn)鮮果6000 t,每年每棵油橄欖樹(shù)修剪和采收過(guò)程會(huì)產(chǎn)生超過(guò)25 kg的油橄欖葉副產(chǎn)物[1-2]?，F(xiàn)代生物技術(shù)研究發(fā)現(xiàn):油橄欖葉中含有的抗氧化活性成分,如橄欖多酚、黃酮類(lèi)化合物,含量高于橄欖果實(shí)和橄欖油[2-3]?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究證明:油橄欖葉中的橄欖苦苷、羥基酪醇、木酚素類(lèi)、黃酮類(lèi)和咖啡酰苯乙醇苷類(lèi)等化合物具有抗炎抑菌[4]、抗氧化、抗病毒、抗腫瘤和降血糖血脂等多種藥理活性[5]。油橄欖葉中含有大量具有良好藥理功效的活性成分,且隨著研究的深入,油橄欖葉提取物已逐漸應(yīng)用于保健食品、醫(yī)藥和化妝品等行業(yè)。

本文從油橄欖葉活性成分的提取工藝、分離和純化技術(shù)的研究進(jìn)展、油橄欖葉提取物的藥理活性以及其他增值利用加以綜述,以期為油橄欖葉資源的進(jìn)一步研究與開(kāi)發(fā)提供參考。

1 油橄欖葉活性成分的提取、分離及純化技術(shù)

油橄欖葉活性成分的研究一方面是針對(duì)不同油橄欖品種之間活性成分差異的分析,另外一方面集中于如何有效提取、分離和純化油橄欖葉中活性成分,拓展該類(lèi)化合物的應(yīng)用范圍。油橄欖品種繁多,不同品種油橄欖葉中營(yíng)養(yǎng)及活性成分差異顯著。胡慶蘋(píng)等[6]測(cè)定了19個(gè)品種油橄欖葉中8種營(yíng)養(yǎng)成分和3種活性成分的含量。結(jié)果表明:膳食纖維、還原糖、橄欖苦苷是油橄欖葉的特征成分,與油橄欖葉的品質(zhì)密切相關(guān)。3種活性成分的平均含量分別為:橄欖苦苷(74.57±13.91) g/kg、木犀草素-7-O-葡萄糖苷(2.49±0.42) g/kg、芹菜素-7-O-葡萄糖苷(1.18±0.28) g/kg。耿樹(shù)香等[7]分析了云南引種的16個(gè)品種油橄欖葉樣品及13個(gè)品種的果渣樣品中的多酚含量。油橄欖葉樣品中多酚含量平均值為4.21%,果渣中多酚含量平均值為1.10%,油橄欖葉多酚含量高于果渣。

油橄欖葉活性成分常用的提取、分離和純化的方法主要有微波輔助提取、超聲波輔助提取、低壓沸騰提取、高速逆流色譜分離、大孔吸附樹(shù)脂分離純化、酶法水解等[8-9]。

1.1 油橄欖葉活性成分的提取

微波輔助提取得到油橄欖葉中的總酚、總黃酮及橄欖苦苷的含量均高于熱浸提法,且低溫或真空冷凍干燥技術(shù)可以保留提取物的活性[10]。有研究通過(guò)超聲波輔助乙醇溶液提取油橄欖葉總黃酮得率達(dá)5.83%[11],油橄欖葉總多酚得率達(dá)8.90%[12]。超聲輔助提取油橄欖葉的水提物經(jīng)濃縮、醇沉后冷凍干燥為粉末,產(chǎn)品不易吸濕且分散性好,可后續(xù)加工為片劑或膠囊等固體制劑[13]。AlShaal等[14]也對(duì)比了超聲輔助水提及醇提油橄欖葉總多酚。油橄欖葉醇提物中總多酚的含量較高,但抗氧化性與水提物無(wú)顯著性差異,且醇提物中橄欖苦苷的含量(88.50±9.67 mg/g)高于水提物中橄欖苦苷的含量(37.60±6.84 mg/g)。油橄欖葉的干燥方法及儲(chǔ)存條件對(duì)橄欖苦苷提取率也有影響[15]。將油橄欖葉片經(jīng)液氮研磨冷凍干燥、-20 ℃冷凍干燥或45 ℃烘干,得到油橄欖干葉片粉末,于-80、-20、4及25 ℃條件下儲(chǔ)存,采用超聲波提取法得到樣品提取液,并使用HPLC測(cè)定提取液中橄欖苦苷含量。結(jié)果表明:采用45 ℃烘干的干燥方式、存儲(chǔ)在25 ℃條件下的樣品橄欖苦苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高,達(dá)到77.9 mg/g。Lama-Muoz等[16]采用加壓流體萃取技術(shù)從油橄欖葉中提取橄欖苦苷和木犀草苷的效率高于傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)浸漬技術(shù)。油橄欖葉經(jīng)過(guò)熱燙前處理技術(shù)使酶失活,經(jīng)超聲波進(jìn)一步處理,有利于溶劑的傳質(zhì),促進(jìn)橄欖苦苷的釋放[17]。

酶法輔助提取和水解處理油橄欖葉可以顯著提高產(chǎn)品中活性成分的含量[18]。采用先酶解后超聲波處理的提取方式,可以破壞油橄欖葉細(xì)胞壁結(jié)構(gòu),減小提取過(guò)程的傳質(zhì)阻力,提高多糖提取率(油橄欖葉多糖提取率為4.5%)[19]。羥基酪醇在油橄欖葉中主要以橄欖苦苷的形式存在,采用β-葡萄糖苷酶對(duì)橄欖苦苷進(jìn)行水解,按照酶法最佳提取條件和大孔吸附樹(shù)脂最佳分離純化條件操作,羥基酪醇總油狀物得率為3.85 mg/g,純度為87.01%[2]。王強(qiáng)等[18]分析了7種酶對(duì)油橄欖葉提取物中橄欖苦苷的水解效果。其中β-葡萄糖苷酶的水解效果最好,半纖維素酶、木瓜蛋白酶和中性蛋白酶次之,纖維素酶和堿性蛋白酶效果最差。經(jīng)過(guò)酶水解后油橄欖葉提取物水解液的還原能力及清除DPPH的能力均高于VC和BHT。

1.2 油橄欖葉活性成分的分離純化

以上方法得到的是油橄欖葉的粗提物,為更有效的利用油橄欖葉的有效成分,有必要進(jìn)一步對(duì)其分離和純化。李俊等[20]測(cè)定了9種大孔吸附樹(shù)脂對(duì)油橄欖葉總黃酮的吸附特性,通過(guò)HPD-300型大孔吸附樹(shù)脂,總黃酮吸附率可達(dá)到83.5%,總黃酮得率為10.19%。D-101型大孔樹(shù)脂純化后的橄欖苦苷經(jīng)乙酸乙酯萃取后純度可達(dá)63.43%[21]。此外,高速逆流色譜技術(shù)可以快速分離油橄欖葉中的橄欖苦苷,純度可達(dá)到90%以上,為高效分離制備油橄欖葉橄欖苦苷提供了更有效的方法[5]。Liu等[22]利用填充床生物反應(yīng)器內(nèi)固定化酶技術(shù),將油橄欖葉提取物中的橄欖苦苷轉(zhuǎn)化為羥基酪醇,橄欖苦苷的降解率約為90%,羥基酪醇得率約為70%。載體珠分別選擇了藻酸鈣、殼聚糖納米纖維及多孔陶瓷三種材料,其中,無(wú)機(jī)多孔陶瓷珠相對(duì)于有機(jī)載體成本更低,性能更好,更適合羥基酪醇的工業(yè)化生產(chǎn)。

為進(jìn)一步對(duì)油橄欖葉提取物進(jìn)行鑒定、量化和標(biāo)準(zhǔn)化,王曉杰等[23]對(duì)油橄欖葉中總多酚、總黃酮和橄欖苦苷熱浸提工藝進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn),得到提取液中的總多酚3.77 g/L、總黃酮2.85 g/L和橄欖苦苷3.03 g/L。并對(duì)脫除乙醇的提取液進(jìn)行了噴霧干燥,運(yùn)用AB-8大孔樹(shù)脂對(duì)粗提物純化,總多酚、總黃酮和橄欖苦苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別從9.71%、7.22%和9.16%提高到31.65%、10.98%和20.38%,干燥后提取物粉末溶解度為9.38%。以上研究結(jié)果為油橄欖葉提取物進(jìn)入保健食品行業(yè)提供了數(shù)據(jù)支持[23]。

油橄欖葉中的多酚類(lèi)化合物結(jié)構(gòu)及生理活性不同,如何有效地分離和純化多酚類(lèi)化合物是油橄欖葉得以應(yīng)用的前提。鑒于傳統(tǒng)提取分離純化技術(shù)存在耗時(shí)、純度低、溶劑回收率低等缺點(diǎn),快速、規(guī)?；盎厥章矢叩男滦蜕V分離技術(shù)將成為今后的研究重點(diǎn)。

2 油橄欖葉提取物的藥理活性

油橄欖葉富含橄欖苦苷、木犀草苷、咖啡酸、芹菜苷、槲皮素和蘆丁等多種酚類(lèi)化合物,具有廣泛的藥理活性[24-26],可體現(xiàn)在抗氧化、對(duì)心腦肝腎等器官及骨骼的保護(hù)作用、降壓降糖,同時(shí)還可改善自身免疫引發(fā)的炎癥,起到抗菌、抗病毒、抗腫瘤作用[1,27]。

2.1 肝損傷的修復(fù)作用

油橄欖葉醇提物的活性成分主要是酚類(lèi)、裂環(huán)烯醚萜和木酚素類(lèi),研究者們針對(duì)油橄欖葉醇提物對(duì)肝損傷修復(fù)作用的物質(zhì)基礎(chǔ)及其主要功效成分進(jìn)行了深入探討[1]。王昱[28]分析了油橄欖葉提取物干預(yù)非酒精性脂肪肝的分子機(jī)制、對(duì)酒精性肝損傷大鼠肝組織轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1水平的影響?？赡苡捎谟烷蠙烊~醇提取物抑制氧化應(yīng)激及炎癥反應(yīng)因子釋放等,對(duì)D-半乳糖胺/脂多糖誘導(dǎo)的小鼠急性肝損傷起到了較好的保護(hù)作用[1]。

2.2 抗糖尿病作用

油橄欖葉醇提物還可以有效改善正常小鼠糖代謝和糖耐量,降低腎上腺素、四氧嘧啶及鏈脲佐菌素致糖尿病大鼠血糖,促進(jìn)糖尿病大鼠分泌胰島素,并具有保護(hù)腎臟、胰腺的作用[29-30]。其作用機(jī)制可能與油橄欖葉醇提物促進(jìn)體內(nèi)胰島素分泌,増加機(jī)體對(duì)葡萄糖利用,減少肝內(nèi)糖異生,抑制肝糖原分解,抗氧化以及減輕脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)對(duì)胰島β細(xì)胞的損傷有關(guān)[29-30]。油橄欖葉提取物(500、250、125 mg/kg)可顯著降低Ⅱ型糖尿病大鼠空腹血糖、降低胰島素抵抗指數(shù),升高胰島素敏感指數(shù);給藥5周后,血清甘油三酯、總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、游離脂肪酸、糖化血清蛋白含量降低,高密度脂蛋白膽固醇含量升高。可見(jiàn)油橄欖葉提取物在降低Ⅱ型糖尿病大鼠血糖、改善葡萄糖耐量及胰島素耐量的同時(shí),可以調(diào)節(jié)血脂代謝異常[31]。Guex等[32]研究得到了同樣的結(jié)果,與對(duì)照組相比,油橄欖葉醇提物給藥組的糖尿病大鼠體重顯著下降,改善血糖含量,而且還可以減弱炎癥和代謝標(biāo)志物的水平。樊瑞娜[33]以其前期篩選得到的油橄欖葉降糖有效部位為研究對(duì)象,評(píng)價(jià)了其對(duì)糖代謝關(guān)鍵酶的抑制作用,同時(shí)利用逆流色譜法分離制備了降糖有效部位中的化合物,為以油橄欖葉為原料制備降糖新藥提供了理論依據(jù)。

2.3 保護(hù)腦神經(jīng)作用

油橄欖葉中橄欖苦苷對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的作用也逐漸被關(guān)注,不僅能保護(hù)腦缺血再灌注損傷[34],還可降低As2O3對(duì)小鼠神經(jīng)系統(tǒng)的毒性,其機(jī)制與影響大腦組織神經(jīng)遞質(zhì)基因的表達(dá)有關(guān)[35]。橄欖苦苷干預(yù)后,As2O3致小鼠的神經(jīng)毒性明顯減輕,大腦組織乙酰膽堿、單胺類(lèi)和氨基酸類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)代謝酶基因及各神經(jīng)遞質(zhì)受體基因的表達(dá)水平與正常組差異不顯著[35]。橄欖苦苷對(duì)H2O2誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷具有保護(hù)作用,其作用機(jī)制可能與抑制細(xì)胞凋亡有關(guān)[36]。橄欖苦苷能夠抑制H2O2誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞的活力下降,降低PC12細(xì)胞的凋亡率,抑制PC12細(xì)胞內(nèi)SOD及GSH-PX活力的降低,同時(shí),橄欖苦苷可以抑制H2O2誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡蛋白Cyt-c、Caspase-3表達(dá)的上調(diào)[36]。

橄欖苦苷還可以通過(guò)增加大腦抗氧化酶的活性、降低脂質(zhì)過(guò)氧化水平,從而改善阿爾茨海默病小鼠的學(xué)習(xí)記憶障礙[37]。胡光強(qiáng)等[38]研究表明:橄欖苦苷通過(guò)結(jié)合并抑制Aβ1-42纖維,降低Aβ1-42誘導(dǎo)的Neuro-2a的細(xì)胞毒性,提高細(xì)胞存活率,并預(yù)防Aβ1-42誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。以上研究結(jié)果支持橄欖苦苷作為治療阿爾茨海默病的潛在藥物,但是橄欖苦苷在阿爾茨海默病治療的機(jī)制還有待進(jìn)一步探索。Shibani Farhad等[39]證實(shí)了橄欖苦苷可預(yù)防嗎啡致大鼠空間學(xué)習(xí)障礙和記憶損傷,分子機(jī)制可能與其抑制了嗎啡致大鼠海馬CA1區(qū)神經(jīng)元凋亡和氧化應(yīng)激有關(guān)。

2.4 抗腫瘤及對(duì)骨骼和生殖系統(tǒng)的保護(hù)作用

橄欖苦苷是一種有效的抗癌化合物,能直接破壞細(xì)胞中的肌動(dòng)蛋白微絲,抑制腫瘤細(xì)胞株的增殖和遷移,不可逆的包圍癌細(xì)胞,阻止其復(fù)制、運(yùn)動(dòng)和侵襲[40]。有研究證明,橄欖苦苷可以抑制皮膚癌變和腫瘤的生長(zhǎng),可能與阻止血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、基質(zhì)金屬蛋白酶的表達(dá)有關(guān)[27];可以抑制甲狀腺癌細(xì)胞增殖,可能與其抑制PI3K/Akt信號(hào)通路有關(guān)[41];可以抑制結(jié)直腸腫瘤的生長(zhǎng),可能與降低腸道相關(guān)IL-6、干擾素γ,TNF-α、IL-17A以及COX-2、Bax蛋白和增殖細(xì)胞核抗原蛋白的表達(dá),下調(diào)NF-KB、Wnt/β、PI3K/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以及轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)的表達(dá)有關(guān)[42]。Sepideh等[43]研究表明,250和500 mg/kg的油橄欖葉提取物口服劑量可以改進(jìn)白消安引起的小鼠睪丸、精子質(zhì)量及睪丸生殖細(xì)胞凋亡的損傷,但是750 mg/kg的高劑量卻加劇了該損傷。

橄欖苦苷能有效地減少牙槽骨質(zhì)丟失,可能是因?yàn)殚蠙炜嘬战档土似乒羌?xì)胞活性、炎癥以及細(xì)胞的凋亡,同時(shí)增加了成骨細(xì)胞活性[44]。400、200、100 μg/mL橄欖苦苷對(duì)破骨細(xì)胞的增殖具有明顯抑制作用,作用機(jī)制可能是橄欖苦苷破壞了破骨細(xì)胞細(xì)胞膜的完整性[45]。

橄欖苦苷不僅可以減少骨量丟失、防治骨質(zhì)疏松[46],還具有抗子宮內(nèi)膜癌和乳腺癌等作用,已成為預(yù)防和治療婦科惡性腫瘤的理想藥物。橄欖苦苷通過(guò)協(xié)調(diào)人乳腺癌細(xì)胞MCF-7中表觀遺傳調(diào)控因素與組蛋白去乙?；?顯著降低MCF-7的侵襲性和細(xì)胞活力,抑制細(xì)胞增殖,同時(shí)誘導(dǎo)MCF-7細(xì)胞凋亡[47-48]。橄欖苦苷可通過(guò)抑制炎癥因子IL-1、IL-6、TNF-α的合成和釋放,減輕輻射誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng),減輕卵巢的輻射性損傷[49]。許玉黎等[27]課題組體外實(shí)驗(yàn)已證實(shí)橄欖苦苷可抑制卵巢癌SKOV3細(xì)胞的的增殖,且抑制作用呈現(xiàn)濃度依賴(lài)性。又進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)橄欖苦苷可能通過(guò)抑制抗凋亡因子Bcl-2的表達(dá)、增強(qiáng)凋亡促進(jìn)因子Bax的表達(dá),從而對(duì)卵巢癌SKOV3裸鼠皮下移植瘤的生長(zhǎng)有抑制作用。

油橄欖葉提取物具有修復(fù)肝損傷、降糖、保護(hù)腦神經(jīng)的作用,是具有潛在應(yīng)用前景的降糖、輔助抗乳腺癌和卵巢癌新藥,其作用機(jī)制和臨床療效尚有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

3 油橄欖葉的其他增值加工利用

3.1 油橄欖葉應(yīng)用于食品加工

在地中海沿岸國(guó)家,油橄欖葉既作為傳統(tǒng)草藥治療疾病,還可作為普通食品食用[6]或做為膳食補(bǔ)充劑,現(xiàn)代植物療法使用油橄欖葉降血壓,并可作為利尿劑[26]。國(guó)內(nèi)也有一些研究將油橄欖葉制成保健茶、油橄欖葉掛面[18]、油橄欖葉造紙,或?qū)⒂烷蠙烊~水提取物作為還原劑和穩(wěn)定劑合成銀納米顆粒[20,50]。李戴陽(yáng)[51]通過(guò)黑曲霉麩曲和紅曲米的聯(lián)合發(fā)酵技術(shù)研制具有良好營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的油橄欖葉黑茶,其外形規(guī)整,潤(rùn)澤度好;茶湯呈紅濃色,香氣濃郁,滋味醇厚。方成鑫等[52]研究了西昌產(chǎn)5個(gè)品種油橄欖茶的黃酮類(lèi)及多酚類(lèi)成分,油橄欖茶中橄欖苦苷含量高,VE含量相對(duì)較低。也有研究分析了云南永仁27個(gè)品種的油橄欖葉茶的鋅、鐵、銅等礦物質(zhì)元素含量,為云南油橄欖高值化產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供一定的理論基礎(chǔ)[53]。

李春燕[2]在研究了油橄欖葉中羥基酪醇的提取分離純化后,又進(jìn)一步優(yōu)化了油橄欖葉酒最佳釀造工藝為:添加4%酵母在初始糖度10%、初始pH為3.6、主發(fā)酵溫度25 ℃的條件下發(fā)酵6 d。橄欖酒具有油橄欖的特殊風(fēng)味,且酒體良好,無(wú)沉淀,滋味純正。馬騰臻等[54]以制取橄欖油后的果汁為原料,通過(guò)調(diào)配、發(fā)酵等工藝制得油橄欖酒,并鑒定出69種香氣成分,總含量約23.44 mg/L,主要香氣成分有香葉醇、苯甲酸乙酯、辛酸乙酯和愈創(chuàng)木酚。該方法在繼油橄欖枝葉和果渣中有效成分的提取后進(jìn)一步完善了油橄欖綜合開(kāi)發(fā)利用體系。

3.2 油橄欖葉提取物應(yīng)用于食品貯藏保鮮

油橄欖葉提取物還可用于食品及農(nóng)產(chǎn)品的貯藏保鮮。Khalifa等[55-56]將油橄欖葉提取物及果渣提取物添加到殼聚糖保鮮膜中,應(yīng)用到蘋(píng)果和草莓的貯藏。該保鮮膜有效抑制了擴(kuò)展青霉和匍枝根霉的生長(zhǎng)繁殖,有效降低了蘋(píng)果和草莓的腐爛率。其中,殼聚糖與2%油橄欖葉提取物復(fù)合涂膜有效的降低了蘋(píng)果在儲(chǔ)藏期間的失重率。Amaro-Blanco等[57]將添加了油橄欖葉提取物的活性包裝結(jié)合真空處理,應(yīng)用于伊比利亞腌制豬肩肉的保藏,起到了很好的保藏效果。油橄欖葉提取物橄欖苦苷對(duì)核桃油也有較強(qiáng)的抗氧化和清除自由基的能力,將265 mg/kg橄欖苦苷、135 mg/kg檸檬酸和197 mg/kg VC復(fù)配,對(duì)核桃油的抗氧化穩(wěn)定性有較好的增效作用[58]。

4 結(jié)語(yǔ)

油橄欖葉中富含的天然活性成分具有廣闊的前景,可應(yīng)用于藥品、化妝品、保健食品和功能性食品[59]。目前,油橄欖葉提取物的研究和利用水平仍不充分,后續(xù)可從以下幾方面進(jìn)行研究:油橄欖葉提取物的高效提取工藝和穩(wěn)定性研究[60];油橄欖葉提取物的分離純化和結(jié)構(gòu)鑒定;油橄欖葉提取物多種活性成分的協(xié)同作用[26],藥理活性的作用機(jī)制和臨床療效尚有待進(jìn)一步探究;進(jìn)行油橄欖葉提取物相關(guān)功能性產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。隨著研究的深入,油橄欖葉提取物的保健功能將得到充分發(fā)揮,油橄欖葉也能得到更加完善的利用。