天然檸檬醛提取方法與生物活性研究進(jìn)展

黃亞茹，高 芳，遲韻陽(yáng)，廖圣良，劉新亮，楊海寬，華小菊，龔 嵐，王宗德，高 偉*

（1江西省林業(yè)科學(xué)院，江西 南昌 330013；2江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，江西 南昌 330045；3永豐縣自然資源局，江西 吉安 341500）

0 引言

檸檬醛（Citral）學(xué)名為3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛，分子式為C10H16O，是一類(lèi)單萜化合物，室溫下呈無(wú)色或淡黃色透明液體，具有濃郁的檸檬氣味。檸檬醛化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，易發(fā)生氧化還原反應(yīng)，通常是由橙花醛（順式檸檬醛）和香葉醛（反式檸檬醛）2種異構(gòu)體組成，結(jié)構(gòu)如圖1所示。檸檬醛是一種植物次生代謝產(chǎn)物，主要存在于多種植物的葉片和果實(shí)中，包括山蒼子、馬鞭草、檸檬、垂葉香茅、酸橙、橘子和番茄等（Rabbani et al.，2004）。據(jù)報(bào)道，在山蒼子油、檸檬草油、馬鞭草油和垂葉香茅油等植物精油中，檸檬醛相對(duì)含量高達(dá)65%～80%（劉艷等，2013）。正是由于檸檬醛含量高，可釋放出濃郁的檸檬香味，因此其在食品、香精、香料的制造和美容行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。此外，檸檬醛還具有抗菌（鐘佳，2015）、抗炎（張明發(fā)和沈雅琴，2014）、抗腫瘤（朱麗云等，2017）和抗氧化等生物活性（劉艷等，2013），被應(yīng)用于殺蟲(chóng)、趨避，治療糖尿病、心血管疾病和過(guò)敏，平喘鎮(zhèn)咳等方面（Devi and Ashokkumar，2018）。為更好的開(kāi)發(fā)利用檸檬醛，本文就國(guó)內(nèi)外有關(guān)檸檬醛的提取方法、性質(zhì)、代謝、生物活性及應(yīng)用研究進(jìn)行綜述。

圖1 檸檬醛的2種順?lè)串悩?gòu)體Fig.1 Two cis-trans isomers of citral

1 天然檸檬醛的提取方法

已報(bào)道的檸檬醛提取方法主要有蒸餾法、超臨界CO2萃取法、微波技術(shù)法及化學(xué)方法，還有利用相轉(zhuǎn)移催化劑法進(jìn)行提取工藝的改進(jìn)（表1），不同的提取方法影響檸檬醛的產(chǎn)率和純度，提取時(shí)間和操作程度也因設(shè)備影響而不同。目前尚未有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作易行、產(chǎn)率和純度均較高的有效方法。

表1 檸檬醛的提取方法及優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比Table 1 Citral extraction method and comparison of its advantages and disadvantages

1.1 蒸餾法

早期對(duì)檸檬醛的提取多采用蒸汽蒸餾法，該方法雖操作簡(jiǎn)單，但提取效率較低，且利用率低，也不環(huán)保（周玉慧等，2013）。隨著科研人員的不斷探索，利用2次減壓精餾方法極大提高了檸檬醛的產(chǎn)率和純度。王賢書(shū)等（2012）對(duì)山蒼子油設(shè)計(jì)了兩塔減壓連續(xù)精餾系統(tǒng)分離檸檬醛的工藝，分離后檸檬醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)98.10%，產(chǎn)率達(dá)93.82%。曾宏等（2012）利用多段連續(xù)減壓精餾山蒼子油提取檸檬醛，使其純度達(dá)95%，產(chǎn)率達(dá)95%。

此外，發(fā)展了對(duì)設(shè)備要求高的分子蒸餾技術(shù)提純檸檬醛。鄭秋霞和黃敏（2008）在蒸餾壓力0.2 kPa、蒸餾溫度45 ℃、物料流量1滴/s、刮膜蒸餾轉(zhuǎn)速370～390 r/min、冷卻水溫度4～5 ℃的條件下可得到檸檬醛純度95.08%，產(chǎn)率80.02%，二次蒸餾純度高達(dá)100%。唐成志等（2011）利用分子蒸餾技術(shù)對(duì)山蒼子油中的檸檬醛進(jìn)行三級(jí)純化蒸餾，將檸檬醛含量提高至92.71%，收率大于80%。但這種方法對(duì)儀器設(shè)備要求高，設(shè)備昂貴，難以在生產(chǎn)中普及。

1.2 超臨界CO2萃取法

在超臨界狀態(tài)下，將超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地把極性大小、沸點(diǎn)高低和分子量大小的成分依次萃取出來(lái)。超臨界CO2萃取的特點(diǎn)決定其應(yīng)用范圍十分廣闊。張德權(quán)等（2000）利用超臨界CO2流體技術(shù)萃取山蒼子油，其得率為30.19%，但山蒼子粉粒大小及萃取的壓力、時(shí)間、溫度、CO2流量對(duì)山蒼子油萃取率均有明顯影響，且萃取得到的山蒼子油不僅含有檸檬醛，還包含其他分子量相近成分，萃取產(chǎn)物中檸檬醛純度較低。孫振江（2012）利用超臨界CO2萃取法提取檸檬精油，萃取率為8.43%。王勇等（2012）利用超臨界CO2萃取法提取檸檬草油，把檸檬醛含量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)最終確定藥材粉碎后過(guò)20目篩、萃取壓力15 MPa、萃取溫度45 ℃、萃取時(shí)間90 min是較優(yōu)條件。趙雷蕾等（2017）采用響應(yīng)面法優(yōu)化超臨界CO2萃取蓽澄茄揮發(fā)油提取工藝，提取40 min，得到檸檬醛含量為66.26%，提取時(shí)間短，提取效率高，但硬件設(shè)備成本較高，產(chǎn)品需進(jìn)一步純化，以獲得含量更高的檸檬醛。李禎等（2020）采用響應(yīng)面法優(yōu)化超臨界CO2萃取檸檬精油，得到檸檬精油的收率為9.23%，但時(shí)間長(zhǎng)，且其化學(xué)成分繁多。

1.3 微波技術(shù)法

微波萃取又稱(chēng)微波輔助提取（Microwave-assisted extraction，MAE），是指使用適當(dāng)?shù)娜軇┰谖⒉ǚ磻?yīng)器中從植物、礦物、動(dòng)物組織等中提取各種化學(xué)成分的技術(shù)和方法（張彩文，2008）。劉曉庚等（2001a）采用微波技術(shù)從山蒼子精油中分離純化出檸檬醛，此方法雖縮短時(shí)間，減少資源浪費(fèi)，但成本過(guò)高，難以運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)。付紅軍（2016）采用微波輔助水蒸氣蒸餾提取山蒼子油速度快，但山蒼子油中單萜類(lèi)化合物含量發(fā)生變化，其中包括橙花醛和香葉醛，說(shuō)明在微波作用下，這些單萜類(lèi)化合物發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)變，但微波提取對(duì)其化學(xué)成分及活性影響缺乏系統(tǒng)研究。

1.4 化學(xué)方法

尹顯洪等（1994）利用化學(xué)方法提取檸檬醛，將檸檬醛與亞硫酸鈉以摩爾比1∶2.17混合，經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)提取檸檬醛，此方法操作繁瑣，且檸檬醛純度較低。胡盡恒等（2008）利用檸檬醛與NaHSO3反應(yīng)形成鹽，該鹽在60 ℃下能分解成檸檬醛和NaHSO3，然后用索氏提取將分解的檸檬醛從平衡體系中移走，使平衡反應(yīng)不斷進(jìn)行，此方法收率高（＞65%），所得檸檬醛純度高（＞98%）。但化學(xué)法的原料消耗大，產(chǎn)生的污染通常較嚴(yán)重，不適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

1.5 相轉(zhuǎn)移催化劑法

周艷林和黃文榜（1998）對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)法進(jìn)行改進(jìn)，采用二甲基亞砜（DMSO）作相轉(zhuǎn)移催化劑，改善反應(yīng)條件使得檸檬醛的產(chǎn)率和純度均有極大提高。付紅軍等（2016）采用相轉(zhuǎn)移技術(shù)，利用隨意甲基化β-環(huán)糊精（RM-β-CD）作相轉(zhuǎn)移催化劑，RM-β-CD用量為檸檬醛物質(zhì)的量的0.65%（摩爾分?jǐn)?shù)），15.0 ℃下反應(yīng)3.33 h，得到較高產(chǎn)率的檸檬醛，且純度較高。彭湘蓮等（2018）以山蒼子精油為原料，利用DMSO（用量為檸檬醛物質(zhì)的量的5%）作相轉(zhuǎn)移催化劑，與亞硫酸化學(xué)加成，10 ℃下反應(yīng)3.5 h，分離純化檸檬醛得率為73.47%，純度為85.49%。

2 檸檬醛的降解

2.1 檸檬醛的降解過(guò)程

檸檬醛結(jié)構(gòu)中存在碳碳雙鍵、醛基，是一種不穩(wěn)定分子，易發(fā)生氧化、環(huán)化和重排反應(yīng)，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降，保質(zhì)期縮短（Kimura et al.，1983；Ueno et al.，2004）。低pH（酸性條件）和氧化能迅速降解檸檬醛，在低pH降解過(guò)程中，香葉醛首先異構(gòu)為橙花醛，然后轉(zhuǎn)化為對(duì)薄荷二烯-8-醇和對(duì)薄荷二烯-4-醇等單萜醇，這些單萜醇進(jìn)一步氧化為對(duì)傘花烴-8-醇，最后經(jīng)脫水產(chǎn)生多種芳香化合物，如α-對(duì)二甲基苯乙烯、對(duì)傘花烴（苦杏仁味）和對(duì)甲酚（Kimura et al.，1983），α-對(duì)二甲基苯乙烯會(huì)進(jìn)一步生成汽油類(lèi)化合物對(duì)甲基苯乙酮（Peacock and Kuneman，2002），導(dǎo)致檸檬醛的氣味和質(zhì)量均明顯降低。

2.2 減緩檸檬醛降解的方法

檸檬醛用途廣泛，其降解速率受pH、溫度和氧濃度等影響（Kimura et al.，1983）。為保存檸檬醛，已有不少研究報(bào)道如何減緩檸檬醛的降解，如采用微膠囊技術(shù)（St?ckmann et al.，2000）、抗氧化劑（Ueno et al.，2004）、水包油乳液（Losada-Barreiro et al.，2012）和加緩釋劑（夏詩(shī)琪等，2021a）等（圖2）?？寡趸瘎┓矫?，應(yīng)用合成抗氧化劑或天然抗氧化劑增強(qiáng)檸檬醛穩(wěn)定性。合成抗氧化劑主要有二丁基羥基甲苯（BHT）、丁基羥基茴香醚（BHA）、沒(méi)食子酸丙酯（PG）等（崔利輝等，2021）。天然抗氧化劑，如從葡萄籽和石榴籽提取的抗氧化酚類(lèi)化合物能減少對(duì)傘花烴-8-醇、對(duì)甲酚等物質(zhì)的形成（Liang et al.，2004），兒茶素能抑制檸檬醛在pH為3.0時(shí)的降解，從而減少生成對(duì)甲酚、對(duì)甲基苯乙酮等物質(zhì)（Ueno et al.，2004）。

圖2 減緩檸檬醛降解的方法Fig.2 Method of slowing down citral degradation

利用微膠囊技術(shù)和水包油乳液等方法可較好地保存檸檬醛。St?ckmann等（2000）采用噴霧干燥法制備微膠囊，用含有蔗糖或海藻糖的麥芽糖糊精或改性淀粉作壁材包埋檸檬醛，成本低、操作方便且易于控制；但這種方法存在動(dòng)力消耗大、熱效率低，所用干燥器體積大、操作彈性小，易發(fā)生粘壁現(xiàn)象等缺點(diǎn)（張彩虹和黃立新，2008）。水包油乳液也被用于抑制酸性條件下檸檬醛的降解。Losada-Barreiro等（2012）制得陰離子卵磷脂單層乳液，使得檸檬醛具有較好的物理穩(wěn)定性，2種陽(yáng)離子卵磷脂—?dú)ぞ厶呛吐蚜字?EPL乳液雙層乳液，添加陽(yáng)離子殼聚糖作為界面層使得水包油乳液具有更好的物理和化學(xué)穩(wěn)定性。馬磊和毛多斌（2019）用鷹嘴豆乳清蛋白乳化檸檬醛后能形成穩(wěn)定的水包油乳液。Arnon-Rips等（2020）利用羧甲基纖維素（CMC）與檸檬醛制備的包合物可抑制馬鈴薯塊莖發(fā)芽。李學(xué)紅等（2021）通過(guò)高壓均質(zhì)法制備檸檬醛的水包油乳液，在乳液中添加黃原膠改善膜的機(jī)械性能，使得檸檬醛的緩釋作用發(fā)揮更好，但同時(shí)導(dǎo)致檸檬醛乳液膜防潮能力降低。劉敏等（2021）采用高壓微射流技術(shù)制備檸檬醛納米乳液，并用于砂糖橘保鮮，結(jié)果發(fā)現(xiàn)檸檬醛納米乳液處理明顯抑制砂糖橘果實(shí)呼吸，減少腐爛，砂糖橘貯藏效果較好。彭銳（2021）采用無(wú)皂乳液聚合法制備溫敏性水凝膠/檸檬醛包合物在36 ℃下釋放1024 min，檸檬醛才基本完全釋放。夏詩(shī)琪等（2021b）采用乙醇注入法制備2種穩(wěn)定性能良好的檸檬醛緩釋制劑（檸檬醛脂質(zhì)體和檸檬醛—?dú)ぞ厶菑?fù)合脂質(zhì)體），這2種緩釋制劑能改變細(xì)胞通透性，使檸檬醛滲出從而長(zhǎng)時(shí)間具有抑菌能力。

微膠囊中加入抗氧化劑能顯著提高檸檬醛穩(wěn)定性。Yang等（2011）在檸檬醛的包封乳液中加入適量的紅茶提取物、胡蘿卜素或丹參酮，可減少甲基苯乙烯和對(duì)甲基苯乙酮的產(chǎn)生，抑制檸檬醛降解，顯著提高檸檬醛的化學(xué)穩(wěn)定性。李丹鳳（2017）研究異抗壞血酸、原花青素和（+）-兒茶精水化合物3種水溶性抗氧化劑，以及桔皮素、β-胡蘿卜素、柚皮素和槲皮素二水合物4種脂溶性抗氧化劑對(duì)固體脂質(zhì)納米顆粒體系（Citral-SLNs）中檸檬醛降解的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)原花青素和（+）-兒茶精水化合物制得的樣品分層嚴(yán)重，外觀不穩(wěn)定，其余5種抗氧化劑對(duì)檸檬醛降解的抑制效果排序?yàn)棣?胡蘿卜素＞槲皮素二水合物＞桔皮素＞柚皮素＞異抗壞血酸。

3 檸檬醛的代謝

天然檸檬醛屬單萜化合物，為橙花醛和香葉醛混合物，在生物合成過(guò)程中分別由橙花醇和香葉醇脫氫氧化而來(lái)。在植物中，單萜化合物由單萜類(lèi)合成酶（TPS）催化公共底物香葉基焦磷酸（GDP）而形成。在細(xì)毛樟中，香葉醇合成酶已被克隆，在體外催化反應(yīng)下可將GDP轉(zhuǎn)化為香葉醇（Yang et al.，2005）。香葉醇在異構(gòu)酶作用下可形成橙花醇。在大豆中也存在橙花醇合成酶，可將橙花基焦磷酸（NDP）轉(zhuǎn)化為橙花醇（Zhang et al.，2013）。單萜醇類(lèi)脫氫形成萜醛類(lèi)反應(yīng)由中鏈脫氫酶（MDR）介導(dǎo)完成，然而介導(dǎo)香葉醇和橙花醇轉(zhuǎn)化為檸檬醛的功能蛋白編碼基因尚未在植物中分離出。

目前關(guān)于檸檬醛在生物體內(nèi)的代謝路徑未有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。Diliberto等（1988）給雄性大鼠口服或靜脈注射放射性標(biāo)記檸檬醛（在C 1-2上標(biāo)記14C），標(biāo)記檸檬醛大部分通過(guò)尿液（51%）、糞便（12%）和呼出氣CO2（17%）排出，但皮膚暴露會(huì)導(dǎo)致檸檬醛在糞便中多，尿液中少，表明檸檬醛的首過(guò)代謝是皮膚。檸檬醛的代謝快速而廣泛，表明檸檬醛的物質(zhì)不會(huì)發(fā)生顯著的生物積累。Boyer和Petersen（1991）認(rèn)為檸檬醛在體內(nèi)代謝最主要的途徑可能是通過(guò)醛脫氫酶（ALDH）轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的酸，檸檬醛是乙醛氧化的有效抑制劑。檸檬醛易被醇脫氫酶（ADH）還原為相應(yīng)的醇，在還原型輔酶Ⅰ（NADH）存在的情況下，檸檬醛以2種不同的速率不斷減少，初始是快速率，然后是慢速率，ADH介導(dǎo)的檸檬醛還原率有差異可能是因?yàn)闄幟嗜?種異構(gòu)體香葉醛（反式）和橙花醛（順式）酶的親和力不同，檸檬醛可能在ALDH氧化之前通過(guò)其他途徑經(jīng)歷ADH介導(dǎo)還原到相應(yīng)的醇或代謝。吳子健等（2002）研究表明，經(jīng)檸檬醛處理過(guò)的黃曲霉菌，其體內(nèi)胞液中蘋(píng)果酸脫氫酶（MDH）活力降低，還原型輔酶Ⅱ（NADPH）的合成減少，影響到生物體的三羧酸循環(huán)。鄭世菊（2015）用檸檬醛處理指狀青霉過(guò)程中發(fā)現(xiàn)檸檬醛對(duì)檸檬酸合成酶（CS）、異檸檬酸脫氫酶（ICDH）、α-酮戊二酸脫氫酶（α-KGDH）和琥珀酸脫氫酶（SDH）活性有明顯抑制作用，對(duì)MDH活性有增加作用，能使檸檬酸含量降低，影響糖酵解途徑和三羧酸循環(huán)途徑。陳靜等（2021）在小鼠每日糧食中添加3.5%的檸檬醛可提高小鼠肌肉內(nèi)脂肪含量，降低脂肪酸分解代謝酶的表達(dá)水平，提高脂肪酸合成代謝酶的表達(dá)水平并進(jìn)行相關(guān)基因調(diào)控。蒲丹丹等（2021）歸納了木姜子中萜類(lèi)化合物的代謝路徑（圖3），一般分為2條：一條是2-C-甲基-D-赤蘚糖醇-4-磷酸（MEP）途徑，另一條是甲羥戊酸（MVA）途徑，單萜類(lèi)化合物通過(guò)胞質(zhì)MVA途徑形成。

圖3 萜類(lèi)化合物的合成途徑Fig.3 Synthesis pathway of terpenoids

4 檸檬醛的生物活性

4.1 抑菌活性

檸檬醛對(duì)不同細(xì)菌和真菌具有顯著的殺菌作用，包括大腸桿菌、黃曲霉、煙曲霉等真菌及白色念珠菌、沙腸桿菌等。Onawunmi（1989）研究發(fā)現(xiàn)，堿性pH能增強(qiáng)檸檬醛抗菌活性，濃度為0.08%～1.00%的檸檬醛具有快速殺菌作用，當(dāng)體積比≥0.01%時(shí)快速抑制大腸桿菌生長(zhǎng)，體積比≥0.03%則能進(jìn)一步抑制大腸桿菌再生。王發(fā)松等（2000）研究表明川桂葉揮發(fā)油（主要成分為檸檬醛）能抑制皮膚真菌和霉菌的生長(zhǎng)。謝小梅等（2005，2006，2007）研究發(fā)現(xiàn)檸檬醛作用于黃曲霉、煙曲霉等真菌，可破壞其細(xì)胞結(jié)構(gòu)，影響其細(xì)胞遺傳物質(zhì)的合成，從而抑制其生長(zhǎng)、繁殖。Silva等（2008）研究發(fā)現(xiàn)檸檬醛對(duì)白色念珠菌有強(qiáng)抑菌作用。Leite等（2014）也發(fā)現(xiàn)檸檬醛對(duì)白色念珠菌具有潛在的抗真菌活性，最低抑菌濃度（MIC）為64 μg/mL，最小殺菌濃度（MFC）為256 μg/mL。Shi等（2016）發(fā)現(xiàn)檸檬醛對(duì)沙腸桿菌病原體有抑制作用，對(duì)沙腸桿菌的細(xì)胞膜造成損傷，MIC在0.27～0.54 mg/mL抑制沙腸桿菌生長(zhǎng)。武延利（2017）以草莓灰霉病菌為受試菌，研究發(fā)現(xiàn)丁香酚、肉桂醛和檸檬醛對(duì)其均有較好的抑菌性能，排序?yàn)闄幟嗜救夤鹑径∠惴?，通過(guò)檸檬醛、肉桂醛和丁香酚進(jìn)行兩兩復(fù)配，對(duì)草莓灰霉病菌協(xié)同增效。彭銳（2021）研究發(fā)現(xiàn)溫敏性水凝膠/檸檬醛包合物對(duì)常見(jiàn)的竹材霉菌（桔青霉、綠色木霉、黑曲霉和混合霉菌）均有非常高的防治效力，且使竹林有檸檬香味，實(shí)現(xiàn)對(duì)竹林的綠色、環(huán)保高效防霉。夏詩(shī)琪等（2021b）研究表明檸檬醛對(duì)中藥材黃曲霉菌具有良好的抑制效果，并用孢子計(jì)數(shù)法對(duì)抑菌進(jìn)行定量分析，發(fā)現(xiàn)檸檬醛濃度越大，抑制效果越好。覆有檸檬醛的納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體對(duì)蠟?zāi)X芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌（革蘭氏陽(yáng)性桿菌）、大腸桿菌（革蘭氏陰性菌）和白念珠菌（真菌）表現(xiàn)出顯著的抗菌活性（Mokarizadeh et al.，2017）。余伯良等（2002a，2002b）研究發(fā)現(xiàn)檸檬醛對(duì)黃曲霉、黑曲霉、黑根霉等8種霉菌有抑制作用，Saddiq和Khayyat（2010）通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)檸檬醛對(duì)黑曲霉、意大利青霉菌有抑菌活性，張晶晶等（2020）也發(fā)現(xiàn)檸檬醛對(duì)曲霉菌、青霉菌、木霉菌等均具有較強(qiáng)的抑制作用。

檸檬醛的衍生物對(duì)植物病原菌也有一定的抑制作用。周玉慧等（2014）采用菌絲生長(zhǎng)速率法研究發(fā)現(xiàn)檸檬醛衍生物紫羅蘭酮、β-紫羅蘭酮、甲基紫羅蘭酮、異甲基紫羅蘭酮、鳶尾酮和檸檬腈對(duì)常見(jiàn)植物病原菌辣椒疫病菌、枇杷炭疽病菌、水稻紋枯病菌和萵苣菌核病菌有一定抑制作用；對(duì)萵苣菌核病菌、水稻紋枯病菌、枇杷炭疽病菌和辣椒疫病菌抑制作用最強(qiáng)的分別是檸檬腈、紫羅蘭酮、β-紫羅蘭酮和檸檬腈，半最大效應(yīng)濃度（EC50）分別為8.83、14.02、15.77和9.46 μg/mL。

4.2 消炎

檸檬醛具有一定的抗炎活性，對(duì)治療膽囊炎、膽管炎、膽石癥、腹膜炎和人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（HUVEC）中脂多糖（LPS）誘導(dǎo)的炎癥等均具有較好的療效，還具有解熱的功效。

張明發(fā)和沈雅琴（2014）研究發(fā)現(xiàn)檸檬醛能促進(jìn)膽汁分泌，降低膽汁中總膽固醇、膽紅素和黏液含量，將檸檬醛給小鼠灌胃給藥可抑制膽囊結(jié)石的形成，體外實(shí)驗(yàn)可溶解混合型膽石并鎮(zhèn)痛抗炎，認(rèn)為檸檬醛可作為治療膽囊炎、膽管炎、膽石癥的新藥。局部使用檸檬草精油（主要成分為檸檬醛）可抑制小鼠皮膚的炎癥反應(yīng)（Boukhatem et al.，2014）。檸檬醛抑制小鼠腹腔巨噬細(xì)胞細(xì)胞因子LPS的產(chǎn)生（Bachiega and Sforcin，2011），也抑制U937細(xì)胞中LPS 刺 激 的COX-2表 達(dá)（Katsukawa et al.，2010）。Song等（2016）研究發(fā)現(xiàn)檸檬醛對(duì)腹膜炎和HUVEC中LPS誘導(dǎo)的炎癥有一定影響，可抑制LPS誘導(dǎo)的腹膜組織中髓過(guò)氧化物酶活性，VCAM-1、ICAM-1、IL-8、TNF-α（促炎細(xì)胞因子）的表達(dá)和HUVEC細(xì)胞中NF-κB的激活，抗炎作用還可被PPAR-γ拮抗劑GW9662逆轉(zhuǎn)。

Emílio-Silva等（2017）報(bào)道檸檬醛具有一定解熱作用，發(fā)現(xiàn)對(duì)大鼠全身給予LPS引起病態(tài)綜合征，灌服檸檬醛減緩血漿細(xì)胞因子TNF-α、IL-1β和IL-6釋放，并抑制下丘腦前列腺素E2（PGE2）的產(chǎn)生，從而有效解熱。Nordin等（2018）采用高壓均質(zhì)法將檸檬醛裝入納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體（NLC）中，NLC-檸檬醛處理的脾細(xì)胞CD4/CD3和CD8/CD3細(xì)胞群增加，小鼠的免疫調(diào)節(jié)作用增強(qiáng)，且NLC-檸檬醛處理對(duì)小鼠脾細(xì)胞的增殖無(wú)毒性作用，血清生化分析也無(wú)顯著變化，無(wú)毒性跡象，認(rèn)為檸檬醛作為藥物傳遞系統(tǒng)具有很好的發(fā)展前景。

4.3 抗腫瘤活性

檸檬醛具有抗腫瘤活性，且毒副作用小，對(duì)很多癌癥有一定防護(hù)效果，包括皮膚癌、結(jié)腸癌、乳腺癌、白血病和子宮頸癌等，研究?jī)r(jià)值較高。此外，檸檬醛聯(lián)合其他物質(zhì)，如視黃酸和姜黃素等，對(duì)于治療癌癥具有顯著效果。

Suaeyun等（1997）研究發(fā)現(xiàn)檸檬草（主要成分為檸檬醛）能在結(jié)腸肌肉層和黏膜中抑制DNA加和物形成，從而對(duì)由氮氧甲烷誘導(dǎo)的結(jié)腸癌大鼠起一定作用。Ogata等（2000）報(bào)道檸檬醛可誘導(dǎo)HL-60細(xì)胞凋亡。Dudai等（2005）研究發(fā)現(xiàn)44.5 μg/mL檸檬醛能激活半胱氨酸酶和增加DNA分裂，從而誘導(dǎo)造血癌細(xì)胞系（U937、JURKAT和BS-24-1）的凋亡。Zielińska等（2018）對(duì)檸檬醛（100 μg/mL）進(jìn)行24 h治療，能將腫瘤A431細(xì)胞及非腫瘤HaCaT細(xì)胞毒率降至10%。

Chaouki等（2009）報(bào)道檸檬醛可誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞系凋亡，從而抑制乳腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。Bidinotto等（2011）報(bào)道500 mg/kg檸檬草精油（主要成分為檸檬醛）可顯著降低N-甲基-N-硝基脲（MNU）和乳腺癌（包括肺泡和導(dǎo)管）引起的DNA損傷。Kapur等（2016）認(rèn)為可使用PEG-b-PCL納米顆粒配方中的檸檬醛治療乳腺癌或其他腫瘤，在p53表達(dá)的細(xì)胞中，檸檬醛增加p53的絲氨酸-15磷酸化水平和細(xì)胞內(nèi)的氧自由基，誘導(dǎo)caspase3和bax增加、Bcl-2減少及G1/S細(xì)胞周期停止與凋亡，但在p53缺乏的SKOV-3細(xì)胞中不凋亡，說(shuō)明需依賴(lài)p53誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，但在p53缺乏的SKOV-3細(xì)胞中可采用檸檬醛誘導(dǎo)ER應(yīng)激標(biāo)志物CHOP、GADD45、EDEM、ATF4、Hsp90、ATG5和磷酸化eIF2α來(lái)促進(jìn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。檸檬醛還通過(guò)抑制MDA-MB-231球體的自我更新能力、下調(diào)Wnt/β-catenin通路和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡來(lái)抑制耐藥性MDA-MB-231乳腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)（Nigjeh et al.，2018）。

研究發(fā)現(xiàn)，檸檬醛對(duì)白血病也有潛在治療作用。De Martino等（2009）從馬鞭草精油中分離出檸檬醛，能激活蛋白酶-3，誘導(dǎo)慢性淋巴細(xì)胞白血病患者的淋巴細(xì)胞凋亡。戴舒柳等（2011）研究檸檬醛對(duì)人白血病K562細(xì)胞株增殖和凋亡的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)6.9～444 mg/L檸檬醛可抑制K562細(xì)胞增殖，呈時(shí)效性及量效性，111和222 mg/L檸檬醛可誘導(dǎo)K562細(xì)胞凋亡，細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽（GSH）含量下降、檸檬醛高蓄積及谷胱甘肽-S轉(zhuǎn)移酶（GST）水平上升。Xia等（2013）研究發(fā)現(xiàn)檸檬醛對(duì)急性早幼粒細(xì)胞性白血病細(xì)胞系NB4有抗增殖作用，通過(guò)形態(tài)學(xué)、增殖試驗(yàn)、DNA電泳、膜聯(lián)蛋白V-FITC/PI染色和caspase-3的激活誘導(dǎo)NB4細(xì)胞系凋亡，還通過(guò)降低線粒體膜電位誘導(dǎo)該細(xì)胞系凋亡。檸檬醛對(duì)子宮頸癌細(xì)胞系有抗癌作用（Ghosh，2013），還可抑制B-淋巴瘤細(xì)胞、胰腺腫瘤細(xì)胞和MIA PaCa-2血細(xì)胞的增殖（Di Mola et al.，2017）。

檸檬醛還可與其他物質(zhì)聯(lián)合抗癌。檸檬醛和視黃酸（濃度為0.624～0.625 μg/mL）聯(lián)合治療能下調(diào)細(xì)胞周期蛋白A，上調(diào)細(xì)胞周期蛋白D/p21，調(diào)節(jié)G1相并誘導(dǎo)A549細(xì)胞凋亡（Farah et al.，2010）。姜黃素與檸檬醛的聯(lián)合使用具有協(xié)同效果，增加活性氧生成，P53激活，多聚（ADP-核糖）聚合酶1激活，誘導(dǎo)G0/G1細(xì)胞周期分布，使MDA-MB-231和MCF7乳腺癌細(xì)胞凋亡卻不影響MCF10A正常乳腺細(xì)胞（Patel et al.，2015）。

4.4 抗氧化活性

檸檬醛不僅能抑菌殺菌、抗炎抗癌，在抗氧化活性和清除自由基方面也起著重要作用，但檸檬醛在使用時(shí)應(yīng)注意與其他藥物的相互作用，避免高劑量檸檬醛誘導(dǎo)氧化應(yīng)激反應(yīng)，對(duì)肝臟造成損傷。

余伯良和劉達(dá)玉（1998）、余伯良（1998）報(bào)道山蒼子精油及精油提取剩余物山蒼子樹(shù)皮渣均具有抗氧化作用，其中精油的抗氧化作用更強(qiáng)，山蒼子精油的抗氧化活性較一些合成抗氧化劑的活性高，是合成抗氧化劑BHA的2倍。Hwang等（2005）報(bào)道檸檬醛具有顯著的抗氧化活性。程超（2005）報(bào)道山蒼子油（主要成分為檸檬醛）具有較好的抗氧化作用，可有效清除羥基自由基（·OH）（清除率76.15%）和超氧陰離子自由基（清除率57.60%）。顧仁勇和劉瑩瑩（2006）的研究結(jié)果也表明山蒼子精油具有抗氧化作用，且用量越大，抗氧化性越強(qiáng)。楊欣等（2010）指出檸檬草精油具有良好的抗氧化作用，而檸檬草精油主要成分是檸檬醛，推測(cè)發(fā)揮抗氧化作用的是檸檬醛。李欣欣等（2015）研究表明山蒼子雌花和雄花精油均具有一定的抗氧化活性，表現(xiàn)在：測(cè)定還原力的IC50時(shí)，雄花和雌花分別為2.330和1.473 mg/mL；清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基的IC50，雄花為41.62 mg/mL，而雌花為9.663 mg/mL；清除·OH的IC50，雄花和雌花分別為56.95和77.98 mg/mL。

Bouzenna等（2017）發(fā)現(xiàn)檸檬醛在大鼠的小腸上皮細(xì)胞（IEC-6細(xì)胞）中表現(xiàn)出顯著的抗氧化活性，可抑制亞油酸氧化，中等DPPH具有鐵還原抗氧化能力（EC50為125±28.86 μg/mL），用阿司匹林和檸檬醛對(duì)IEC-6細(xì)胞聯(lián)合治療可顯著降低阿司匹林誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡和丙二醛水平，還能調(diào)節(jié)超氧化物歧化酶和谷胱甘肽活性，減弱有絲分裂原激活蛋白激酶（MAPKs）的激活，檸檬醛可保護(hù)IEC-6細(xì)胞免受阿司匹林誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激。然而，檸檬醛具有肝毒性，高劑量下誘導(dǎo)氧化應(yīng)激，對(duì)CYP450酶有負(fù)面影響并造成肝損傷。Tang等（2018）使用3種不同劑量（20、200和2000 mg/kg）檸檬醛對(duì)ICR小鼠處理3 d，結(jié)果發(fā)現(xiàn)檸檬醛劑量為2000 mg/kg的小鼠血清谷氨酸丙酮轉(zhuǎn)氨酶和谷氨酸草酰乙酸轉(zhuǎn)氨酶的水平增加，谷胱甘肽、旋氧自由基、丙二醛和總超氧化物歧化酶的含量也增加；劑量為20和200 mg/kg的小鼠NO含量顯著降低，但2000 mg/kg的小鼠肝損傷最嚴(yán)重；檸檬醛還誘導(dǎo)劑量為20 和200 mg/kg 的小鼠肝臟中CYP450（1A2、2D22和2E1）活性和mRNA表達(dá)。

4.5 抗糖尿病

檸檬醛對(duì)于治療糖尿病、心血管疾病、過(guò)敏和平喘鎮(zhèn)咳等方面均具有極佳的效果。Subramaniyan和Natarajan（2017）研究發(fā)現(xiàn)肝細(xì)胞（HepG2）加入檸檬醛（30 μm）可顯著降低高糖（50 mm）誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞的細(xì)胞毒性、活性氧生成、DNA損傷和脂質(zhì)過(guò)氧化，還抑制細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶-1（ERK-1）、c-Jun N-端激酶（JNK）和p38的表達(dá)，從而通過(guò)抑制絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號(hào)來(lái)保護(hù)HepG2細(xì)胞免受高葡萄糖誘導(dǎo)損傷。檸檬醛對(duì)3T3-L1脂肪細(xì)胞中成脂基因有抑制作用，在前脂肪細(xì)胞分化為脂肪細(xì)胞的過(guò)程中，檸檬醛通過(guò)改變成脂肪轉(zhuǎn)錄因子（PPARγ、SREBP-1c、FAS和CPD）和炎癥生物標(biāo)志物（TNF-α、IL-6和MCP-1）的表達(dá)從而抑制3T3-L1脂肪細(xì)胞脂肪的生成（Devi and Ashokkumar，2018）。檸檬醛抑制3T3-L1脂肪細(xì)胞脂肪的生成，在藥物傳遞系統(tǒng)中具有較好的發(fā)展前景。此外，研究發(fā)現(xiàn)檸檬醛對(duì)平喘、鎮(zhèn)咳和祛痰的治療也具有顯著效果（殷志勇等，2006）。

4.6 殺蟲(chóng)、趨避作用

檸檬醛在殺蟲(chóng)方面表現(xiàn)出較強(qiáng)的能力。Kirchert等（2001）報(bào)道，添加檸檬醛的制劑對(duì)小卷蛾的交配能力具有較大影響。Hierro等（2004）對(duì)海獸胃線蟲(chóng)幼蟲(chóng)進(jìn)行體外試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)3.12 μg/mL檸檬醛在24 h內(nèi)能使其幼蟲(chóng)全部死亡，致死率高達(dá)100%。

日本腦炎、黃熱病、登革熱等疾病的主要傳播途徑是蚊蟲(chóng)叮咬，對(duì)于蚊蟲(chóng)的治理早期多以殺蟲(chóng)劑為主，但由于殺蟲(chóng)劑具有毒性，對(duì)人體的健康產(chǎn)生威脅，因此驅(qū)避劑的研發(fā)備受關(guān)注。Oyedele等（2002）研究表明檸檬醛對(duì)于驅(qū)避埃及伊蚊具有顯著效果。Hao等（2014）將剃毛小鼠作為吸引白紋伊蚊的對(duì)象，釋放不同空間濃度（0.013、0.025、0.050、0.100和0.250 μg/cm3）的檸檬醛測(cè)試白紋伊蚊尋找宿主的能力，結(jié)果表明，在24和48 h內(nèi)白紋伊蚊尋找宿主的能力均呈不同程度降低。因此，檸檬醛有望在天然驅(qū)避劑的利用中發(fā)揮重要作用。

5 結(jié)論與展望

檸檬醛是天然植物資源山蒼子油、檸檬草油、馬鞭草油、垂葉香茅油等植物精油的主要成分，既是一種天然香料，又具有特有的生物活性，能抗菌、抗炎、抗腫瘤和抗氧化，還可應(yīng)用于殺蟲(chóng)、趨避，治療糖尿病和心血管疾病、平喘鎮(zhèn)咳、治療過(guò)敏等，應(yīng)用前景廣闊。但檸檬醛不穩(wěn)定，易發(fā)生氧化等化學(xué)反應(yīng)，檸檬醛的很多特性及應(yīng)用有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。為實(shí)現(xiàn)檸檬醛的綜合利用，建議可從以下幾方面展開(kāi)研究：

（1）優(yōu)化天然檸檬醛的提取工藝。檸檬醛的各種物理化學(xué)性質(zhì)、特點(diǎn)及特有的生物活性值得進(jìn)行更深入地研究，實(shí)現(xiàn)天然檸檬醛的提取工藝簡(jiǎn)單易行、設(shè)備簡(jiǎn)易、提取效率高。

（2）增加檸檬醛的穩(wěn)定性。檸檬醛的穩(wěn)定性對(duì)檸檬醛產(chǎn)品有重要影響，需研究減緩檸檬醛降解的方法，如微膠囊、緩釋劑等，并評(píng)估其有效性。

（3）開(kāi)發(fā)檸檬醛新型藥物和產(chǎn)品。開(kāi)發(fā)更多檸檬醛藥物和產(chǎn)品，并開(kāi)展藥物毒理分析，評(píng)估其安全性。

（4）開(kāi)發(fā)檸檬醛衍生物產(chǎn)品。以檸檬醛為原料導(dǎo)向合成檸檬醛衍生物，開(kāi)發(fā)更多更好的檸檬醛衍生物產(chǎn)品和檸檬醛替代產(chǎn)品，有望在將來(lái)更廣泛地運(yùn)用于美容、醫(yī)療、衛(wèi)生等各個(gè)領(lǐng)域，更好地造福人類(lèi)。