新橙皮苷二氫查耳酮在食品及醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用及檢測方法

張 亮，胡思前，，謝新春，黃冬云，黃 兵，王亞珍*，

（1.江漢大學(xué) 光電材料與技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430056；2.湖北省健康代糖產(chǎn)品企校聯(lián)合創(chuàng)新中心，武漢市華甜生物科技有限公司，湖北 鄂州 436070）

新橙皮苷二氫查耳酮（neohesperidin dihydrochalcone，NHDC）是從天然柑橘植物中提取得到的橙皮苷經(jīng)過催化加氫而得到的黃酮類衍生物［1］，早在1963年Horowits等［2］首次合成出NHDC并發(fā)現(xiàn)其具有強(qiáng)烈甜味。隨著研究工作的深入推進(jìn)，科學(xué)工作者發(fā)現(xiàn)NHDC具有很高的甜度，其甜度是蔗糖的1 500～1 800倍［3］，還具有熱量小、甜味作用時間長、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)［4］。已有毒性試驗(yàn)結(jié)果表明，NHDC沒有明顯的致癌性、誘變性、致齲性等毒性效應(yīng)［5-7］，證實(shí)了該物質(zhì)的安全性。目前NHDC作為一種食品添加劑，已被廣泛用作甜味劑添加至糖尿病人及中老年人的健康代糖產(chǎn)品。歐盟在1994年允許NHDC作為一種食品成分，用作各種食品中的代糖產(chǎn)品，規(guī)定每日最大允許攝入量（ADI）為5 mg/kg［8］。我國在2014年也批準(zhǔn)NHDC作為食品香料進(jìn)入我國食品添加劑標(biāo)椎（GB 2760—2014）［9］。另外，因NHDC具有抗氧化、降低血糖血脂、抗炎等生理功能，其在醫(yī)藥方面也將會有很大的應(yīng)用發(fā)展前景。

本文查閱了近十年有關(guān)NHDC在食品、醫(yī)藥等方面的文獻(xiàn)，詳細(xì)綜述了NHDC在食品、醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用的研究進(jìn)展及常見的分析檢測方法。

1 NHDC的性質(zhì)

NHDC的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如圖1所示，CAS號為20702-77-6，分子式C28H36O15，相對分子質(zhì)量為612.58。常溫下NHDC呈微黃色粉末狀，無味，熔點(diǎn)152～154℃，不易溶于水、乙醚和苯［10］，易溶于乙醇，也不易吸水至潮。常溫下水溶液中，當(dāng)pH＞2.0時NHDC不會水解，儲存3年后顏色會稍變黃，甜味不會消失，NHDC具有良好的穩(wěn)定性［11］。

圖1 NHDC的結(jié)構(gòu)式Fig.1 Structure of NHDC

2 NHDC的應(yīng)用

2.1 食品領(lǐng)域的應(yīng)用

NHDC在食品加工生產(chǎn)過程中的添加應(yīng)用已被廣泛認(rèn)可。NHDC進(jìn)入人體內(nèi)后發(fā)生水解，生成的產(chǎn)物不參與機(jī)體的代謝過程［12］，也是NHDC低熱量值的原因。此外，NHDC具有的甜味特性，使得其被廣泛用作食品的甜味劑、矯味劑、增香劑等添加劑。

2.1.1 甜味劑 從不同甜味劑甜味作用時間對比（表1）可以看出NHDC的甜味持續(xù)作用時間較蔗糖與糖精更長［13］，到達(dá)甜味閾值的時間更久，具有甜味起效時間長、持久性強(qiáng)的特點(diǎn)，已經(jīng)成為代替?zhèn)鹘y(tǒng)的蔗糖、糖精等甜味物質(zhì)的新型甜味劑，被廣泛添加至食品、飲料中［14］。不僅如此，NHDC還可與其他普通的甜味劑如阿斯巴甜等復(fù)配使用，起到共同增加食品甜度的協(xié)同效果，使其甜味更加純正［15］。

表1 不同甜味劑甜味作用時間對比Tab.1 Comparison of sweet-taste effect time of different sweeteners

2.1.2 矯味劑 人類對于味道的感知是由C族G蛋白偶聯(lián)受體（GPCRs）的味覺受體T 1Rs所介導(dǎo)的［16］，物質(zhì)中有機(jī)化合物成分經(jīng)過鍵合、偶聯(lián)作用與苦味受體結(jié)合則可產(chǎn)生苦味感知。有研究［17-19］表明NHDC作用于T 1R3的跨膜區(qū)產(chǎn)生甜味，同時還能誘導(dǎo)不同甜味受體協(xié)同作用共同增加甜味。Huang等［20］研究柑橘類黃酮作為有效苦味抑制劑時發(fā)現(xiàn)NHDC對苦味成分與苦味受體鍵合有明顯的抑制作用，在產(chǎn)生甜味的濃度以下NHDC優(yōu)先與苦味受體發(fā)生鍵合，抑制了苦味的產(chǎn)生。張慧敏等［21］添加NHDC到苦瓜粉浸泡液中，采用感官評價分析矯正苦味的效果，結(jié)果表明NHDC能強(qiáng)烈地抑制苦味、后苦味、澀味，苦味的特有風(fēng)味卻能保存良好。因此在食品加工過程中，適量添加NHDC可以矯正食物原本產(chǎn)生的苦味。

2.1.3 風(fēng)味修飾劑與增香劑 風(fēng)味是人們對于進(jìn)食的味感、觸感、溫度感及嗅感等綜合起來的感覺現(xiàn)象。有研究發(fā)現(xiàn)NHDC具有修飾食品風(fēng)味的功能，可改善食物的口感。Boghani等［22］將NHDC與其他甜味劑混合添加到口香糖中，食用甜味適口、風(fēng)味久存。Schrader等［23］將NHDC與其他添加劑混合使用，制備成調(diào)味料和香料的組合物，用于食品的生產(chǎn)過程，增添了食物的香味。在低于甜味濃度閾值時，NHDC可用作食品的香料添加劑對食品起到增香效果［24］。

2.2 醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用

NHDC是橙皮苷的衍生物，屬于黃酮類化合物之一，其結(jié)構(gòu)中存在酚羥基具有抗炎活性［25］，—OCH3具有抗氧化作用［26］。NHDC具有降低血糖血脂、抑制脂肪肝、調(diào)節(jié)免疫力等重要的生理活性，被廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域。

2.2.1 保護(hù)肝臟功能 肝臟是人體新陳代謝、生物轉(zhuǎn)化的重要場所，但肝kupffer細(xì)胞易產(chǎn)生活性氧損害肝細(xì)胞，引發(fā)肝臟纖維化、肝硬化、肝細(xì)胞癌等疾?。?7］。Hu等［28］研究了NHDC對使用CCl4誘導(dǎo)的小鼠體內(nèi)肝臟氧化損傷的肝保護(hù)作用，結(jié)果表明NHDC預(yù)處理可以有效地緩解肝臟氧化損傷，且呈劑量依賴性，具有良好的抗氧化能力，可作為一種肝臟保護(hù)劑。Wu等［29］提到NHDC作為黃酮類的一種衍生物，對于外界誘導(dǎo)引起肝臟的氧化應(yīng)激和脂質(zhì)過氧化損傷有抵抗作用，能有效地緩解肝部損傷。Xia等［30］研究暴發(fā)性肝衰竭（FHF）臨床綜合征，用NHDC預(yù)處理細(xì)胞后，發(fā)現(xiàn)NHDC顯著降低血清轉(zhuǎn)氨酶活性，抑制脂多糖誘導(dǎo)的TLR4向脂筏結(jié)構(gòu)域的易位，改善下游促炎因子的產(chǎn)生，從而改變TLR4誘導(dǎo)暴發(fā)性肝衰竭病癥的通道，保護(hù)肝臟的健康。

2.2.2 抗氧化性能 NHDC的抗氧化能力主要基于其結(jié)構(gòu)中的—OCH3基。Choi等［31］研究NHDC的抗氧化性能抑制次氯酸誘導(dǎo)的DNA鏈斷裂、蛋白質(zhì)降解和細(xì)胞死亡，發(fā)現(xiàn)NHDC可以有效清除次氯酸和過氧化氫，進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)NHDC能顯著抑制機(jī)體內(nèi)穩(wěn)定的活性氧和自由基，表明NHDC有強(qiáng)烈的抗氧化性能，而且NHDC還對DNA鏈斷裂、蛋白質(zhì)降解有抑制作用。Jiang等［32］研究3種類似查耳酮對與α-乳清蛋白相互作用的影響，發(fā)現(xiàn)NHDC對α-乳清蛋白的降解有抑制作用，由于NHDC的強(qiáng)抗氧化性對氧化物質(zhì)引起蛋白質(zhì)的降解、細(xì)胞的凋亡有抑制作用，所以NHDC可以添加到藥物中用于外界活性氧和自由基引起疾病的相關(guān)治療。Liu等［33］研究α-L-鼠李糖苷酶催化分解NHDC一步法合成黃酮單葡萄糖苷的抗氧化性，維生素C作為參照物，發(fā)現(xiàn)NHDC具有保護(hù)維生素C的作用，表現(xiàn)出強(qiáng)抗氧化性，所以NHDC可用作抗氧化性的藥物治療有關(guān)疾病。

2.2.3 降低血脂血糖功能 機(jī)體內(nèi)的血脂、血糖含量過高會導(dǎo)致心血管疾病、糖尿病，引起健康風(fēng)險，目前已有研究表明NHDC具有降低血糖及血脂的功效。Bok等［34］證實(shí)NHDC能有效抑制大鼠肝細(xì)胞合成膽固醇和游離膽固醇生成長鏈膽固醇酯的HMG-COA還原酶、ACAT酶的活性，發(fā)現(xiàn)大鼠體內(nèi)血漿內(nèi)高密度脂蛋白含量增加、膽固醇和中性酯質(zhì)含量明顯降低、動脈內(nèi)皮壁上脂質(zhì)復(fù)合物的積累減少，降低患者動脈硬化和心血管疾病的風(fēng)險。Takii等［35］研究酚苷可降低小鼠餐后葡萄糖升高，發(fā)現(xiàn)NHDC與胰島素的效果類似，可有效降低小鼠血漿內(nèi)葡萄糖含量。Zhu等［36］研究不同濃度的NHDC對蛋雞生產(chǎn)性能、蛋品質(zhì)和血清生化的影響，發(fā)現(xiàn)與對照組比較NHDC明顯降低了蛋雞血清中的膽固醇，提高了蛋雞產(chǎn)蛋量和品質(zhì)。因此NHDC能有效預(yù)防高血脂、高血糖引發(fā)的相關(guān)疾病。

2.2.4 改善腸道功效 益生元是改善腸道中有益于宿主健康的菌群組成和活性抗生素［37］，活化后的微生物可以清理腸道內(nèi)食物殘?jiān)逊e，促進(jìn)腸道食物消化。Daly等［38-39］發(fā)現(xiàn)NHDC具有類似益生元的作用，可有效改善腸道微生物的生態(tài)平衡，促進(jìn)有益微生物的生長，且NHDC進(jìn)入人體后可以被消化利用，減少了在體內(nèi)富集的可能。Francisco等［40］探索了合成甜味劑影響腸道微生物菌落的影響，研究結(jié)果表明加入NHDC后增加了小豬腸道內(nèi)的乳酸菌，刺激豬體內(nèi)微生物活性增加，從而促進(jìn)食物消化。Daly等［41］研究人工甜味劑誘導(dǎo)小豬腸道細(xì)菌感應(yīng)促進(jìn)乳酸菌的生長，發(fā)現(xiàn)NHDC的存在顯著降低了乳酸菌生長的滯后期，增強(qiáng)了特定糖轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)，不依賴NHDC的代謝，表明細(xì)菌質(zhì)膜受體對NHDC的感知是促進(jìn)健康的腸道細(xì)菌生長的基礎(chǔ)。Chen等［42］研究高強(qiáng)度甜味劑對于農(nóng)場動物的影響，發(fā)現(xiàn)NHDC對豬和肉雞腸道的有益菌有促進(jìn)作用，有助于改善腸道健康，促進(jìn)動物的健康生長，因此NHDC有望成為促消化性藥物，用于治療細(xì)菌感染腸道炎癥、腹瀉等疾病。

2.2.5 抗炎作用 牙周疾病是最常見的口腔疾病，在世界范圍內(nèi)患病率和發(fā)病率很高，嚴(yán)重影響人體健康。牙齦炎是牙周炎發(fā)展的第一階段，始于游離的齦緣，缺乏口腔衛(wèi)生而積聚的牙菌斑具有可逆的炎癥免疫反應(yīng)。Schueller等［43］發(fā)現(xiàn)NHDC結(jié)構(gòu)上有多酚基團(tuán)，具有抗炎活性，此外，一些相關(guān)的二氫查耳酮和糖基化化合物橙皮苷已被測試具有抗炎潛力［44］，由此可見NHDC可有效緩解口腔牙齦炎癥，保護(hù)牙齦健康。Osman等［45］研究NHDC對化療后的甲氨蝶呤使用惡化引起腎損傷的影響，發(fā)現(xiàn)NHDC通過抑制腎組織炎癥介質(zhì)的增殖，抑制腎臟損傷產(chǎn)生的炎癥，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的抗炎性能。Osman等［46］研究甲氨蝶呤的不良反應(yīng)引發(fā)的肝毒性和炎癥反應(yīng)，以N-乙酰半胱氨酸為參考標(biāo)準(zhǔn)，比較發(fā)現(xiàn)NHDC加入后促炎細(xì)胞因子的表達(dá)水平顯著降低，抑制肝臟的炎癥反應(yīng)，所以NHDC可作為制作消炎藥物和口腔衛(wèi)生藥物的添加成分。

3 NHDC的檢測分析

NHDC常規(guī)的檢測方法有高效液相色譜法、高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、毛細(xì)管電泳法、電化學(xué)分析法等。

高效液相色譜法抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、重現(xiàn)性好，因此應(yīng)用比較廣泛。徐國波等［47］利用高效液相色譜法檢測NHDC時采用甲醇替代乙腈作為洗脫溶劑，降低了毒性和檢測成本，結(jié)果顯示檢測出NHDC加樣回收率達(dá)98.91%，精密度為1.29%（n=5），結(jié)果可靠性強(qiáng)。潘城等［48］采用固相萃取-高效液相色譜法檢測飼料中的NHDC含量，用純甲醇溶液進(jìn)行超聲輔助萃取樣品，經(jīng)HLB固相萃取柱凈化處理，檢測NHDC的濃度范圍為0.2～49.0 mg/L，檢測限為0.02 mg/kg，結(jié)果準(zhǔn)確、精密度高。高宇［49］建立了白酒中NHDC的高效液相色譜檢測方法，檢測濃度范圍為0.1～20 mg/L，定量限為0.029 1 mg/kg，結(jié)果靈敏度高、準(zhǔn)確性好。

高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法是將高效液相色譜和質(zhì)譜結(jié)合使用，聯(lián)用后的檢測器可以同時檢測不同的樣品，具有分離效率高效、檢測時間縮短的優(yōu)勢。Agata等［50］利用高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法檢測各食品中9種甜味劑含量，其中檢測NHDC的濃度范圍為0.1～8.0μg/mL，檢測限為0.001μg/mL，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%，結(jié)果可靠性強(qiáng)、準(zhǔn)確性高。Arbeláez等［51］建立了一種基于固相萃取和液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜的方法，并驗(yàn)證了該方法對8種甜味劑在河水與污染水中的檢測效果，其中檢測NHDC的濃度范圍為0.04～3.20μg/L，檢測限為0.02μg/L，表觀回收率低于12%，結(jié)果令人滿意。Henschel等［52］采用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜方法檢測地表水中7種人工合成甜味劑含量，運(yùn)用大容量體積的進(jìn)樣方式替代樣品預(yù)濃縮處理，便于檢測極性范圍廣的分析物。在進(jìn)樣500μL時NHDC的檢出限達(dá)1.2 ng/L，檢測結(jié)果靈敏度高。Chang等［53］采用液相色譜/串聯(lián)質(zhì)譜法檢測各種食品中10種甜味劑，其中測得NHDC的線性度為Y=72.6CNHDC+2 240（R2=0.995 6），定量限為0.5μg/g，結(jié)果可靠性好、準(zhǔn)確率高。

毛細(xì)管電泳法與高效液相色譜法相比易于自動化，可滿足小體積分析物的要求，溶劑消耗低。由于其分離效率高、分析時間短、儀器成本相對較低，是食品工業(yè)中常用的分離技術(shù)。Pérez-Ruíz等［54］采用毛細(xì)管區(qū)帶電泳法對食品中NHDC進(jìn)行了定量分析，檢測出NHDC濃度范圍為2.9～42.0 mg/L，檢出限為1.75μg/L，檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度高、精密度好。

電化學(xué)分析法具有響應(yīng)快、操作簡單、省時、儀器成本低、靈敏度高、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，且還有助于識別化合物的氧化還原反應(yīng)并提供有關(guān)藥理作用的重要信息。Yang等［55］采用單壁碳納米管修飾玻碳電極檢測NHDC的含量，通過電化學(xué)測試推導(dǎo)出電極表面NHDC發(fā)生氧化還原機(jī)理，檢測NHDC的濃度范圍為5×10-8～8×10-6mol/L，檢出限為2×10-8mol/L，結(jié)果令人滿意。

根據(jù)現(xiàn)有的文獻(xiàn)報道，本文總結(jié)了幾種常用的不同分析方法檢測NHDC的線性范圍和檢測限/定量限（見表2），可為后期NHDC的檢測提供參考。

表2 用于NHDC檢測的部分方法的線性范圍和檢測限Tab.2 The linear range and detection/quantitation limit of some detection methods for NHDC

4 結(jié)語

本文對NHDC的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用及常見的分析檢測方法進(jìn)行了介紹，由于NHDC具有低熱量、高甜度、安全無毒等特點(diǎn)，廣泛添加于食品中。NHDC結(jié)構(gòu)中的多酚基團(tuán)、—OCH3基團(tuán)使其具有抗炎、抗氧化效果，可作為消炎藥、抗氧化劑等輔料使用在醫(yī)藥中，無論是作為食品添加劑還是醫(yī)藥輔料，都需要對NHDC的含量嚴(yán)格把控，但在NHDC的檢測方面的研究有待拓展。最受人們關(guān)注的是食品安全與醫(yī)療保障，NHDC具有許多的性質(zhì)決定了其在食品與醫(yī)藥領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，并且NHDC來源于天然的柑橘，綠色環(huán)保，未來將會受到許多行業(yè)的青睞。