橙皮苷生物學(xué)活性及其改性技術(shù)的研究進(jìn)展

張風(fēng)亭，胡 坦，潘思軼

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖北武漢 430070）

黃酮類化合物是一類具有2-苯基色原酮結(jié)構(gòu)的化合物，在柑橘類水果中含量豐富。黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)特殊，多種羥基、多甲氧基和糖苷的存在使其具有廣泛的生物活性。柑橘類黃酮（如橙皮苷、柚皮苷）已被證明具有多項(xiàng)生理活性，包括抗氧化，抗炎，神經(jīng)保護(hù)，抗癌和抗肥胖活性等[1]。柑橘類黃酮根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為黃酮、黃烷酮、黃酮醇、黃烷醇和花青素（僅在血橙中發(fā)現(xiàn)），其中黃烷酮的含量最豐富[2]，橙皮苷屬于典型的黃烷酮，廣泛存在于橘子、橙子和檸檬等柑橘類水果中。我國(guó)橙子產(chǎn)量較大，主要以鮮食為主，少部分加工為罐頭和果汁等商品。橙皮為橙子加工的副產(chǎn)物，每年大約會(huì)產(chǎn)生1000多萬噸橙皮。其中，90%橙皮被廢棄，造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。橙皮苷在橙皮中的含量最高，極具提取和利用價(jià)值[3]。然而，橙皮苷因水溶性和吸收性較差，導(dǎo)致生物利用度較低，因此對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)苷元、低糖苷或其他產(chǎn)物可增加其利用價(jià)值[4]。迄今為止，化學(xué)法和生物法被廣泛應(yīng)用于橙皮苷的修飾和改性，兩者可明顯提高其生物利用度。

本文就近年來關(guān)于橙皮苷生物學(xué)活性的研究現(xiàn)狀和橙皮苷的改性技術(shù)、橙皮苷的改性衍生物進(jìn)行闡述，并比較不同技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)，以期為橙皮苷的高效利用及工業(yè)化發(fā)展提供參考依據(jù)。

1 橙皮苷的簡(jiǎn)介

1.1 橙皮苷的理化性質(zhì)

橙皮苷（Hesperidin）由橙皮素與一分子蕓香糖組合而成，屬二氫黃酮類衍生物，其母核為2-苯基色原酮類化合物，C7位連接蕓香糖，分子式為C28H34O15，密度為1.65 g/cm3，相對(duì)分子質(zhì)量為610.57[5]，結(jié)構(gòu)式見圖1。橙皮苷分子中的酚羥基與Fe3+配合可抑制自由基引發(fā)劑的產(chǎn)生，具有一定的抗氧化能力，C4=O和C5-OH較高的電荷密度，成為橙皮苷有效發(fā)揮抗菌能力的關(guān)鍵[6]。

圖1 橙皮苷的化學(xué)結(jié)構(gòu)式Fig.1 Chemical structure of hesperidin

橙皮苷在固體條件下呈白色或淡黃色，常溫下極難溶于水，幾乎不溶于丙酮、苯及氯仿，但微溶于甲醇或熱冰醋酸，易溶于二甲基甲酰胺、吡啶及稀堿溶液[7]。

1.2 橙皮苷的功能活性

1.2.1 抗氧化作用 適量的自由基是人體防御系統(tǒng)的重要組成部分，自由基過多或清除過慢時(shí)，它會(huì)通過攻擊生命大分子物質(zhì)及各種細(xì)胞器，造成機(jī)體在分子、細(xì)胞及組織器官水平的各種損傷，從而加速機(jī)體的老化[8]。有研究發(fā)現(xiàn)，在體外實(shí)驗(yàn)中橙皮苷能夠清除羥基自由基、單線態(tài)氧和氮氧化物等物質(zhì)，以防止自由基帶來的損傷，橙皮苷的抗氧化活性在20～140 mg/mL范圍內(nèi)，隨濃度的增加而增加[9]。另外，橙皮苷也可通過螯合金屬離子來降低自由基引發(fā)劑的產(chǎn)生和清除自由基[10?11]。王晶[12]對(duì)柑橘各部分進(jìn)行的總抗氧化活性評(píng)定表明，果皮的抗氧化能力最強(qiáng)，而橙皮苷是果皮中最主要的化合物。在此之前，曾有人發(fā)現(xiàn)橙皮苷的抗氧化活性機(jī)制不僅局限于其清除自由基的活性，還可通過ERK/Nrf2信號(hào)通路增強(qiáng)抗氧化細(xì)胞的防御能力[13]。Cao等[14]發(fā)現(xiàn)了橙皮苷能與殼聚糖（Chitooligosaccharide，COS）相互作用形成皮苷復(fù)合物（Hesp-COS），該復(fù)合物表現(xiàn)出較好的水溶性和更強(qiáng)的抗氧化性。

1.2.2 抗炎作用 炎癥是免疫系統(tǒng)對(duì)一些有害物質(zhì)造成的機(jī)體損傷的自然防御過程，是組織恢復(fù)穩(wěn)態(tài)和功能的初始反應(yīng)。有研究表明，橙皮苷可通過調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫系統(tǒng)，即上調(diào)機(jī)體功能失調(diào)的T淋巴細(xì)胞，下調(diào)人體內(nèi)活化過度的巨噬細(xì)胞，達(dá)到抵抗炎癥的作用[15]。Tejada等[16]借助細(xì)胞模型和動(dòng)物模型以及少量臨床試驗(yàn)檢測(cè)了橙皮苷的抗炎作用，結(jié)果表明橙皮苷能夠顯著降低炎癥介質(zhì)，如細(xì)胞因子、酶和粘附分子，其抗炎作用的分子基礎(chǔ)似乎是通過信號(hào)通路，特別是核因子κβ通路介導(dǎo)的。然而，橙皮苷的作用機(jī)制尚不清楚，需要更深入的研究來闡明其分子抑制機(jī)制。

1.2.3 抗菌作用 抗菌作用是橙皮苷又一重要生理功能?？咕鷻C(jī)制研究中發(fā)現(xiàn)，橙皮苷可能通過改變細(xì)菌的細(xì)胞膜通透性，使得細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)和核酸大分子物質(zhì)穿過細(xì)胞膜泄漏到細(xì)胞外，從而影響細(xì)菌生長(zhǎng)，達(dá)到抑菌效果[17]。研究表明，橙皮苷可有效抑制金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌、銅綠假單胞菌和枯草芽孢桿菌的生長(zhǎng)，它對(duì)這4種菌的最小抑菌濃度（MIC）和最小殺菌濃度（MBC）分別是0.05和0.2 mg/mL[17]。另外，橙皮苷的抑菌活性和抗炎活性對(duì)于治療痤瘡有明顯效果，劉光榮等[18]利用紙片擴(kuò)散法檢測(cè)橙皮苷對(duì)痤瘡丙酸桿菌的影響，結(jié)果表明橙皮苷總量為5 nmol/disc時(shí)能夠形成抑菌圈，抑菌圈直徑為（13±0.4） mm，最低抑菌濃度（MIC）為4 μmol/L，因此橙皮苷有望開發(fā)成為抗痤瘡化妝品添加劑。

1.2.4 抗癌作用 橙皮苷的抗癌機(jī)制并非直接殺死腫瘤細(xì)胞，而是借助于抗氧化、保護(hù)基因、抗炎和誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡等途徑實(shí)現(xiàn)[19]。有研究表明，橙皮苷可與相關(guān)蛋白相互作用，如蛋白激酶B（PKB）（Akt）、Fyn、MEK1、JAK1-STAT3（JAK激酶–信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3），抑制癌細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化，抑制有絲分裂作用的靶向細(xì)胞周期素依賴性激酶1（CDK1）在癌細(xì)胞中的表達(dá)[20]。橙皮苷對(duì)人肝癌細(xì)胞（HepG2）的增殖具有濃度依賴的抑制作用，當(dāng)樣品質(zhì)量濃度≥150 mg/L時(shí)，抑制效果明顯增強(qiáng)[21]。近年來，癌中之王—乳腺癌的發(fā)病率逐年升高，有相關(guān)研究表明，橙皮苷對(duì)乳腺癌干細(xì)胞（Breast cancer stem cells，BCSCs）有一定的抑制作用，綜合生物信息學(xué)進(jìn)行的細(xì)胞毒性測(cè)試、乳腺球形成分析、集落形成實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞周期分析、凋亡檢測(cè)和定量實(shí)時(shí)逆轉(zhuǎn)錄酶-PCR六項(xiàng)體外實(shí)驗(yàn)表明，橙皮苷可抑制細(xì)胞增殖、乳腺球形成、集落形成以及在MCF-7 3D細(xì)胞上的遷移，并誘導(dǎo)MCF-7細(xì)胞G0/G1周期阻滯和凋亡[22]。同時(shí)，橙皮苷治療降低了乳腺球中p21的mRNA水平，但增加了周期蛋白D1和p53的mRNA水平，因此橙皮苷能抑制BCSCs的增殖。但是，橙皮苷抗癌作用仍需進(jìn)一步的分子機(jī)制研究，并開發(fā)橙皮苷作為BCSCs靶向藥物。

1.2.5 對(duì)心血管系統(tǒng)的作用 橙皮苷是一種新的維生素并被命名為維生素P，主要功能為保護(hù)血管，降低毛細(xì)血管通透性，提高壞血病患者的生存率。此外，它還具備強(qiáng)心、降脂、抗血栓、抗血小板凝聚、增強(qiáng)毛細(xì)血管韌性等多種生理功能[23]。李曉霞等[24]通過建立高果糖加高脂飼料飲食誘導(dǎo)的的非酒精性脂肪肝?。∟AFLD）模型發(fā)現(xiàn)，橙皮苷可明顯降低高果糖+高脂飲食誘導(dǎo)的NAFLD小鼠肝臟組織中SREBP-1c表達(dá)，同時(shí)升高PPARα表達(dá)，進(jìn)而調(diào)節(jié)血脂，保護(hù)肝臟。

1.3 橙皮苷應(yīng)用的局限性

橙皮苷是由兩個(gè)苯環(huán)通過中央三碳鏈相互連接而成的一種化合物，具有C3-C6-C3結(jié)構(gòu)，水溶性較差，導(dǎo)致生物利用度較低。橙皮苷以蕓香糖苷的形式存在，這種糖苷結(jié)構(gòu)會(huì)降低橙皮苷的溶解性，使它們不易透過生物膜而被腸道吸收利用。有研究表明，橙皮苷在小腸內(nèi)經(jīng)過脫糖基化后，水溶性和穩(wěn)定性會(huì)發(fā)生改變，并得到較好的吸收和利用[25]。所以，只有通過一定的技術(shù)手段對(duì)橙皮苷結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾才可提高其生物利用度，從而最大限度地發(fā)揮橙皮苷的作用。

關(guān)于法人是否可以作為交通肇事罪的責(zé)任主體[注]①我國(guó)刑法沒有規(guī)定“法人犯罪”，而規(guī)定了“單位犯罪”，《刑法》第30、31條規(guī)定了單位犯罪。問題，有學(xué)者持否定態(tài)度，依據(jù)是“法人只有故意犯罪，沒有過失犯罪”[25](P120)，而交通肇事罪只有“過失”才能構(gòu)成。但也有學(xué)者認(rèn)為法人過失也可構(gòu)成犯罪，“如果單位在集體研究或者負(fù)責(zé)人員決定實(shí)施某種行為時(shí)……因疏忽大意而沒有預(yù)見，或者已經(jīng)預(yù)見卻輕信可以避免，因而決定實(shí)施了該行為，并引起了嚴(yán)重危害社會(huì)的結(jié)果，則由此構(gòu)成的犯罪，是單位過失犯罪?！盵26]

2 橙皮苷的改性技術(shù)

橙皮苷的產(chǎn)業(yè)化及高效利用的瓶頸在于其低水溶性和低生物利用度。因此，基于橙皮苷改性以增加其水溶性和生物利用度的課題已吸引越來越多學(xué)者的關(guān)注。迄今為止，橙皮苷改性的方法主要有兩種：一是化學(xué)法；二是生物轉(zhuǎn)化法（包括酶法和微生物發(fā)酵法）?；瘜W(xué)法水解橙皮苷的成本較高、試劑損耗和環(huán)境污染嚴(yán)重；而生物轉(zhuǎn)化法憑借其反應(yīng)效率高、特異性強(qiáng)和反應(yīng)條件溫和等優(yōu)勢(shì)在一定程度上取代了化學(xué)法[4]。生物轉(zhuǎn)化與化學(xué)轉(zhuǎn)化相比，前者無論在轉(zhuǎn)化速度還是轉(zhuǎn)化質(zhì)量等方面均表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于天然藥物成分的合成轉(zhuǎn)化和代謝機(jī)理研究[4]；與酶法相比，微生物發(fā)酵法成本低、工藝簡(jiǎn)單，獲得高活力酶的可能性更大。近年來，微生物發(fā)酵法因其易于培養(yǎng)、菌種資源豐富、產(chǎn)生的酶系強(qiáng)大等特點(diǎn)，在生物轉(zhuǎn)化領(lǐng)域備受關(guān)注。

2.1 化學(xué)改性技術(shù)

2.1.1 橙皮苷的酸水解反應(yīng) 橙皮苷的酸水解反應(yīng)是指對(duì)橙皮苷進(jìn)行脫糖基處理，即通過化學(xué)反應(yīng)去掉一分子或兩分子糖以增加其溶解度。

Grohmann等[26]將橙皮苷在稀硫酸的催化下高溫（140 ℃）部分水解制備橙皮素單葡萄糖苷（Hesperitin-7-O-glucoside，HMG），并通過無水丙酮和低濃度乙醇水溶液萃取分離橙皮素和HMG。結(jié)果表明，橙皮苷去除一分子鼠李糖后形成的HMG，其水溶性是橙皮苷的50倍；而去除整個(gè)糖苷結(jié)構(gòu)形成的橙皮素，其水溶性也明顯高于橙皮苷。馬麗萍[27]不僅研究了橙皮苷的水解工藝，對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物的分離純化方法也做了新的嘗試，在反應(yīng)溫度為75 ℃，體積分?jǐn)?shù)為1%和5%的酸性條件下反應(yīng)2 h后分別得到HMG和橙皮素，這兩種化合物先經(jīng)化學(xué)萃取法初步分離，然后經(jīng)硅膠柱色譜分離純化，二者的純度均可達(dá)到95%以上。

2.1.2 橙皮苷的甲基化反應(yīng) 將橙皮苷加到氫氧化鈉溶液中，再加入甲基化試劑進(jìn)行甲基化反應(yīng)，從而制得甲基化橙皮苷。甲基化之后的橙皮苷水溶性明顯增加，可改善毛細(xì)血管內(nèi)壁的通透性和完整性，通常與維生素C聯(lián)合使用以增強(qiáng)其作用，此外，它還具備抗酪氨酸酶，吸收UV-A、UV-B和SOD的作用,從而達(dá)到皮膚美白的效用[28]。甲基橙皮苷的主要來源就是通過橙皮苷甲基化的方法進(jìn)行制備，即采用硫酸二甲酯合成法、碳酸二甲酯合成法及三氟甲磺酸甲酯合成法這三種化學(xué)合成法和植物提取法達(dá)到此目的[29]。

2.1.3 橙皮苷的磺化反應(yīng) 橙皮苷的磺化反應(yīng)本質(zhì)上就是其苯環(huán)結(jié)構(gòu)與濃硫酸之間發(fā)生的親電取代反應(yīng)，陳平等[30]先將一定量的飽和NaCl溶液加至橙皮苷和濃硫酸的反應(yīng)體系中，然后用飽和HCl溶液洗脫沉淀至中性。結(jié)果顯示，橙皮苷磺化產(chǎn)物為5種橙皮苷磺化鈉的混合物，磺化反應(yīng)提高了其水溶性，但對(duì)磺化橙皮苷的其他功能未作評(píng)價(jià)?；腔蟮某绕ぼ毡粡V泛應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)中，相關(guān)研究表明，以濃硫酸作為磺化試劑，在30 ℃的反應(yīng)溫度下，1 g橙皮苷中加入6 mL濃硫酸，攪拌浸提2 h，產(chǎn)品收率可達(dá)72%[31]。

2.1.4 橙皮苷與金屬離子的絡(luò)合反應(yīng) 近年來，越來越多的學(xué)者發(fā)現(xiàn)將中藥中的有效成分（微量元素和化學(xué)成分）形成配合物，可顯著提高有效成分的綜合利用率，與此同時(shí)，產(chǎn)生的配合物或?qū)⒈憩F(xiàn)出新的生物活性[6]。

橙皮苷化學(xué)性質(zhì)活潑，與Cu2+、Fe3+和Al3+等多種金屬離子均可發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，形成較穩(wěn)定的有色金屬絡(luò)合物，大大提高了其水溶性和生理活性[32]。橙皮苷和釩離子進(jìn)行配位反應(yīng)之后合成了橙皮苷-釩配合物（配位比1:1），結(jié)果表明配位作用并沒有提高橙皮苷的抗氧化能力，而且兩者還具有相似的固溶能力和類黃酮抗氧化能力，但在兩個(gè)腫瘤細(xì)胞系（大鼠骨肉瘤UMR106和人結(jié)腸腺癌Caco-2）上進(jìn)行的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，配合物能增強(qiáng)游離配體的抗腫瘤細(xì)胞增殖作用，并且該效應(yīng)與細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)改變相關(guān)[33]。

2.2 酶改性技術(shù)

通過特定的酶作用于底物橙皮苷，使橙皮苷分子脫掉糖或增加糖的方法稱為橙皮苷的酶法改性。酶法改性提高生物利用率的方法有兩種：一種是通過糖苷酶水解橙皮苷得到它的單糖苷和苷元（脫糖基化）；另一種是通過葡聚糖轉(zhuǎn)移酶將橙皮苷轉(zhuǎn)化為葡萄糖橙皮苷（糖基化）[34]。橙皮苷經(jīng)酶法改性之后，水溶性和穩(wěn)定性均有所提高，但糖基化作用還會(huì)使其抗氧化能力和疏水性等出現(xiàn)不同程度的下降[35]。Xiao等[36]開展的有關(guān)膳食黃酮糖基化降低血漿蛋白親和力的研究表明，吡喃葡萄糖基化產(chǎn)物 （如大豆苷和燃料木苷）與牛血清白蛋白（BSA）的親和力下降5～10倍，而鼠李糖糖基化產(chǎn)物（如櫟素）與BSA的親和力下降5600倍。與BSA結(jié)合的親和力越高，黃酮類化合物的抗氧化活性越高。與此同時(shí)，糖基化也降低了類黃酮的疏水性，疏水性相互作用可能在類黃酮與蛋白質(zhì)的結(jié)合中發(fā)揮重要作用。

2.2.1 橙皮苷酶和柚皮苷酶 橙皮苷酶是一種糖苷酶，它主要是由黑曲霉（Aspergillus niger）產(chǎn)生。橙皮苷酶是一種含有兩種酶活性的酶制劑，一種是α-L-鼠李糖苷酶（EC 3.2.1.40），它將橙皮苷分解成鼠李糖和HMG；一種是β-D-葡萄糖苷酶（EC 3.2.1.21），將橙皮苷分解成鼠李糖、葡萄糖和橙皮素。橙皮苷經(jīng)酶解之后得到兩個(gè)重要產(chǎn)物，即HMG和橙皮素，酶的作用位點(diǎn)為α-L-鼠李糖苷鍵和β-D-葡萄糖苷鍵[34]。有關(guān)橙皮苷酶選擇性水解蘆丁生成異槲皮苷的研究表明，在pH7.0的條件下，α-L-鼠李糖苷酶可保持較高活力，β-D-葡萄糖苷酶則發(fā)生失活[37]。另外，有研究表明，甘氨酸-氫氧化鈉（pH9.0）（10:90，v/v）和三乙酸甘油酯（1:1，v/v）組成的新型雙相體系可改變橙皮苷酶的三維結(jié)構(gòu)，可增強(qiáng)橙皮苷酶催化的HMG的合成[38]。

柚皮苷酶是一種水解酶，具有α-L-鼠李糖苷酶和β-D-葡萄糖苷酶的活性。一般來說，細(xì)菌柚皮酶在中性或堿性環(huán)境中活性最佳，也更適合柚皮苷、橙皮苷和蘆丁等黃酮類化合物的轉(zhuǎn)化[39]，因此，后續(xù)可進(jìn)行較為深入的研究。鄭美瑜等[40]研究柚皮苷酶的酶解作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，用一定量的柚皮苷酶處理橙皮苷，初期酶解速度很快，但一個(gè)小時(shí)之內(nèi)該反應(yīng)就達(dá)到了平衡，繼續(xù)酶解只會(huì)使反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，生成橙皮苷，弱化了酶解作用。

橙皮苷酶和柚皮苷酶對(duì)兩種黃酮（橙皮苷和柚皮苷）結(jié)構(gòu)中的糖苷鍵具有較好的酶解作用，特別是柚皮苷酶，除了可以酶解柚皮苷外，還可快速酶解橙皮苷。

2.2.2 糖轉(zhuǎn)移酶 糖轉(zhuǎn)移酶的作用就是在橙皮苷母體或糖基部分添加一個(gè)或多個(gè)糖基以達(dá)到修飾的目的。以糊精為底物，在1000 IU/g 的葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶的作用下反應(yīng)24 h后得到純度為92.3%的葡萄糖基橙皮苷，改性得到的葡萄糖基橙皮苷的水溶性和穩(wěn)定性均有明顯提高[41]。有研究表明，在堿性條件下，環(huán)麥芽糊精葡聚糖轉(zhuǎn)移酶使橙皮苷接上一分子的葡萄糖之后得到“α-G橙皮苷H”[42]。隨后，又有人采用糖苷轉(zhuǎn)移酶在橙皮苷上連接多個(gè)分子葡萄糖，制備α-糖基橙皮苷[43]。

酶法改性是橙皮苷通過完成脫糖基化或糖基化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，脫糖基化反應(yīng)可明顯改善橙皮苷的生物活性，而糖基化反應(yīng)則削弱了其抗氧化能力等某些生物活性[35]。

2.3 微生物發(fā)酵技術(shù)

微生物進(jìn)行自身生長(zhǎng)繁殖等生理活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生豐富而強(qiáng)大的酶系，這些生物酶正是微生物發(fā)酵過程中造成苷類化合物發(fā)生結(jié)構(gòu)改變的物質(zhì)基礎(chǔ)，其中通過合適的酶催化反應(yīng)苷類物質(zhì)分解形成新成分的技術(shù)，就是近年來研究較熱的微生物發(fā)酵技術(shù)[44?45]。目前有關(guān)微生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化橙皮苷的研究報(bào)道并不多，大多是一些曲霉屬和青霉屬等類別的真菌[46]。微生物發(fā)酵技術(shù)的核心問題是高產(chǎn)菌株的獲得，一旦篩選出合適的菌株，它們?cè)谶m宜的生長(zhǎng)環(huán)境下便可快速大量繁殖，并產(chǎn)生功能強(qiáng)大的酶系，從而獲得多種代謝產(chǎn)物，微生物為橙皮苷的發(fā)展提供了新的機(jī)遇。

2.3.1 曲霉屬（Aspergillus） 黑曲霉（Aspergillus niger）是曲霉屬真菌的一個(gè)常見種，是廣泛分布于糧食、植物性產(chǎn)品和土壤中的絲狀子囊真菌，可生產(chǎn)淀粉酶、纖維素酶和果膠酶等多種酶，豐富的酶系及高度的安全性使其在發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并一度成為重要的發(fā)酵工業(yè)菌種[47?49]。黑曲霉WP124（Aspergillus nigerWP124）搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)72 h后，產(chǎn)生橙皮苷酶的酶活能夠達(dá)到1398 U/mL，該結(jié)果表明了該菌株發(fā)酵過程具有較好的工業(yè)化應(yīng)用的前景[50]。齋藤曲霉（Aspergillus saitoi）可通過固體發(fā)酵的方式將橙皮苷轉(zhuǎn)化為HMG和苷元，同時(shí)還產(chǎn)生了一些低分子量的化合物（鼠李糖、葡萄糖），這些發(fā)酵產(chǎn)物可用于開發(fā)醫(yī)藥和食品領(lǐng)域的高價(jià)值生物活性化合物[51]。從韓國(guó)傳統(tǒng)大豆發(fā)酵產(chǎn)品中分離得到的醬油曲霉（Aspergillus sojae）具有較強(qiáng)的柚皮苷酶活性（α-L-鼠李糖苷酶活性在pH6.0時(shí)最優(yōu)）[52?53]，該酶作用于橙皮苷之后得到了溶解度較高的HMG，它能夠體外抑制人腸道麥芽糖酶、HMG-CoA還原酶和幽門螺桿菌的生長(zhǎng)，被認(rèn)為是一種生物利用度更高、溶解度更高的功能性黃酮[54]。

2.3.2 雪腐鐮刀菌（Fusarium nivale） 雪腐鐮刀菌（Fusarium nivale）是一種減毒、弱毒或低致病性的微生物菌種，基本對(duì)人體不致病。除曲霉屬外，國(guó)內(nèi)報(bào)道較多的有關(guān)發(fā)酵橙皮苷的微生物就是雪腐鐮刀菌，它在25 ℃左右生長(zhǎng)，氣生菌絲氈狀，白色到淡桔黃色，培養(yǎng)基底面無色到淡桔黃色。雪腐鐮刀菌產(chǎn)生橙皮苷酶的周期短，不易形成菌絲球，更利于產(chǎn)酶。李小莉[55]采用發(fā)酵-酶解-提取耦合的方法轉(zhuǎn)化橙皮苷制備HMG，解決了HMG得率較低的問題。隨后，有人探究了補(bǔ)料分批發(fā)酵工藝對(duì)雪腐鐮刀菌產(chǎn)生橙皮苷酶的影響，為提高HMG得率提供又一途徑[56]。

綜上所述，橙皮苷在微生物發(fā)酵（黑曲霉、醬油曲霉和雪腐鐮刀菌等）產(chǎn)生的強(qiáng)大酶系的催化作用下可被分解形成生物活性較高的新成分，該酶決定了橙皮苷是否能被微生物成功改性。微生物發(fā)酵技術(shù)已被廣泛應(yīng)用到橙皮苷的改性中，但大多數(shù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)橙皮苷的發(fā)酵研究?jī)H圍繞單一微生物轉(zhuǎn)化橙皮苷展開，目前還未有人探究過不同微生物共同發(fā)酵橙皮苷的效果，而菌種類型的組合、不同菌種的比例以及發(fā)酵工藝的選擇等因素均會(huì)造成不同的發(fā)酵結(jié)果?；谇叭艘呀?jīng)完成的有關(guān)單一菌種發(fā)酵橙皮苷的研究報(bào)道，設(shè)計(jì)不同菌種共同發(fā)酵橙皮苷的工藝流程，然后比較單一菌種與混合菌種分別對(duì)橙皮苷發(fā)酵效果的影響，或許能夠?yàn)樯锓ǜ男猿绕ぼ仗峁└嗟倪x擇。此外，改性之后的橙皮苷，其生物活性表現(xiàn)力更強(qiáng)，適用范圍更廣。

3 橙皮苷的改性衍生物

利用各種技術(shù)手段對(duì)橙皮苷結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾后得到的一類化合物，稱為橙皮苷的改性衍生物?；瘜W(xué)法改性橙皮苷可以得到多種衍生物，例如：HMG、橙皮素等；酶法改性主要是橙皮苷在不同酶類的作用下通過脫糖或加糖的方式提高了水溶性，脫掉糖基之后形成的HMG、橙皮素，其生物活性有所提高，但增加糖基后形成的α-G橙皮苷H和α-糖基橙皮苷，它們的某些生物活性（如抗氧化能力、疏水性）會(huì)出現(xiàn)不同程度的下降；而微生物法發(fā)酵橙皮苷則是直接通過脫糖途徑獲取HMG和橙皮素這兩種重要的化合物?？傊?，這些化合物相較于橙皮苷而言，水溶性和穩(wěn)定性均得到明顯改善。下面將重點(diǎn)闡述三種改性方法均可得到的HMG和橙皮素。

3.1 橙皮素單葡萄糖苷

3.1.1 橙皮素單葡萄糖苷的物化性質(zhì) 橙皮素單葡萄糖苷（Hesperitin-7-O-glucoside，HMG）是一種典型的黃酮類單葡萄糖苷，分子式C22H24O11，相對(duì)分子質(zhì)量為464.42，化學(xué)結(jié)構(gòu)與橙皮苷相似，其結(jié)構(gòu)式見圖2。作為橙皮苷去除鼠李糖分子的產(chǎn)物，HMG的水溶性得到較大改善。

圖2 橙皮素單葡萄糖苷的化學(xué)結(jié)構(gòu)式Fig.2 Chemical structure of hesperetin-7-O-glucoside

3.1.2 橙皮素單葡萄糖苷的應(yīng)用研究 HMG和橙皮苷均具有抗氧化、抗菌消炎和抗癌等作用。但由于HMG的水溶性更好（幾乎是橙皮苷的50倍），因此，它的藥理作用相對(duì)更加突出，可利用度比橙皮苷高。對(duì)橙皮苷和HMG的胃腸道吸收進(jìn)行比較研究，發(fā)現(xiàn)HMG的生物利用度比橙皮苷高3倍[57]。HMG在體外可以抑制人腸道的麥芽糖酶和膽固醇合成的關(guān)鍵酶，抑制幽門螺桿菌的生長(zhǎng)，減少十二指腸潰瘍、胃癌等一些胃病的發(fā)生[58]。HMG還是多種新型甜味劑的前體物質(zhì)，由HMG生成的一些甜味劑，具有高甜度、低熱值、無毒無害等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和日化工業(yè)等，同時(shí)，它還具有較強(qiáng)的抗感冒病毒的活性和抗氧化性[56]。Wan等[59]還深入探究了HMG與金屬離子的配位反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)采用離子交換柱法合成的橙皮素單糖苷-銅（Ⅱ）配合物（HMG-Cu（Ⅱ）配合物）（配位比1:2），進(jìn)一步提高了HMG的生物活性。

3.2 橙皮素

3.2.1 橙皮素的物化性質(zhì) 橙皮素是橙皮苷的苷元，結(jié)構(gòu)中含有酮羰基、醚基、甲氧基以及多個(gè)酚羥基，其分子式C16H14O6，相對(duì)分子質(zhì)量302.279，結(jié)構(gòu)式見圖3。橙皮素在固體狀態(tài)下呈淡黃色針狀結(jié)晶或粉末，易溶于乙醇，溶于稀堿溶液，部分溶于乙醚，微溶于水、氯仿和苯。

圖3 橙皮素的化學(xué)結(jié)構(gòu)式Fig.3 Chemical structure of hesperetin

3.2.2 橙皮素的應(yīng)用研究 以往研究表明，橙皮苷、橙皮素和HMG由于糖的組成、吸收部位和代謝的不同而具有很大的生物利用度差異。橙皮素作為一種無糖基化合物，其藥理及生物活性較高，具有降低膽固醇、改善糖尿病腎病、治療痤瘡、保護(hù)神經(jīng)等多種生物功能，并可通過下調(diào)mi R-182-5p表達(dá)而抑制口腔鱗癌細(xì)胞增殖、遷移、侵襲、EMT和分泌IL-6、IL-8，為橙皮素治療口腔鱗癌的臨床應(yīng)用提供了理論資料，為研究橙皮素抗腫瘤分子機(jī)制奠定了基礎(chǔ)[60]。此外，橙皮素還是一種重要的食品級(jí)黃酮，其水溶性高于橙皮苷，在食品、醫(yī)藥和化妝品的應(yīng)用更加廣泛，而且隨著橙皮素藥效學(xué)研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)其對(duì)心血管疾病有著更好的預(yù)防和治療的作用。

4 結(jié)語與展望

本文主要講述了橙皮苷的生物學(xué)活性、橙皮苷的改性技術(shù)及其衍生物。橙皮苷具有抗氧化、抗炎、抑菌以及抗癌等生物學(xué)活性，但因其水溶性和吸收性較差，只有通過一定的技術(shù)手段對(duì)橙皮苷結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾，才可提高其生物利用度?；瘜W(xué)法工藝復(fù)雜、污染環(huán)境和資源浪費(fèi)等現(xiàn)象嚴(yán)重，酶法帶來的成本較高，唯有微生物發(fā)酵法以其低成本、綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)吸引了眾多學(xué)者的關(guān)注。未來將致力于探索微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)，選育高效的菌種，保持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)化體系，尋找最佳的產(chǎn)物分離手段，推動(dòng)微生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化苷類物質(zhì)的技術(shù)走向工業(yè)化進(jìn)程。