根皮苷研究进展_谭飔

抗氧化剂的研究一直是食品营养学研究的重点。 张泽生等［31］人研 究 表 明，根 皮 苷 对 于 高 脂 膳 食 导 致 的氧化损伤的果蝇具有明显保护作用，增强 SOD 和 CAT 活性，能够显著延长果蝇寿命，具有较强的抗氧 化作用。Vasantha Rupasinghe 表 明［32］，根 皮 素 的 抗 氧化活性强于根皮苷，但两者的活性均强于 VE，可以 抑制多元未饱和脂肪酸的氧化。正因为根皮苷的抗 氧化性，能够显著延长酵母的寿命，因此根皮苷在延 缓衰老及研究抗衰老药物方面引起了广泛关注［33］。 3. 4 其他活性
糖尿病是威胁人类健康的重大疾病，糖尿病的典 型症状是高血糖。目前治疗糖尿病的主要药物有传 统的磺酰脲类、双胍类和一些新型降糖类药物如罗格 列酮、吡格列酮等。其作用机制大多是促进胰岛素的 分泌或者增加胰岛素的敏感性［23］。现有大量研究表 明根皮苷具有降低空腹血糖的作用，根皮苷降低血糖 的机理在于竞争性的抑制了葡萄糖转运载体（ SGLTs 和 GLUTs） 对葡萄糖 分 子 的 运 输［2］。董 华 强［3，24］ 报 道，从多穗柯中分离纯化的根皮苷能降低糖尿病小鼠 的血糖、甘油三酯、总胆固醇等含量，对防治糖尿病有 积极作用，并且经水杨酸酰基修饰后的根皮苷的降血 糖能 力 和 清 除 自 由 基 能 力 比 根 皮 苷 强。 Zhao 报 道［25］，根皮苷能明显改善 2 型糖尿病小鼠高血糖症 状，但并未改善肝脏胰岛素状况。膳食中的根皮苷能 降低小鼠血糖，改善糖尿病小鼠的脂代谢状况，减少 胰岛素抵抗，提高高密度脂蛋白含量，降低低密度脂 蛋白含量，对 于 糖 尿 病 的 典 型“三 多 一 少 ”症 状 也 有
3 根皮苷的生物活性
3. 1 根皮苷与植物的生理相关性 根皮苷与植物的生长发育以及抗逆性等生理现
象有密切关系。根皮苷能抗多种病原菌，如苹果黑星 病，火疫病等。但是，根皮苷对某些植物的生长会有 抑制作用［1］。张 江 红［20］ 报 道，低 浓 度 的 根 皮 苷 能 促 进平邑甜茶幼苗的生长，但是根皮苷浓度过高会造成 植株 重 茬 障 碍。 Ascencio-Cabral 等 人 报 道［21］，3. 0 mg / L 的根皮苷能够促进番木瓜胚胎的再生，尤其能 够促进根的生长。因此，根皮苷作为植物生长调节剂 时，其用量是重点考虑因素。根皮苷还与植物的抗逆 性有关，Petkovsek［22］研究发现，感染疮痂病的苹果叶 片中根皮苷的含量明显升高。 3. 2 降血糖作用
根皮苷又名根皮甙（ phloridzin 或 phlorizin） ，是根 皮素的葡萄糖苷，化学名称为 1-（ 2-（ beta-D-吡喃葡 萄糖氧基） -4，6-二羟基苯基） -3-（ 4-羟基苯基） -丙酮， 分子式为 C21 H24 O10 ，相对分子质量为 436. 41，属于黄 酮类中的二氢查尔酮类物质［1］。从 1835 年根皮苷在 苹果树中分离至今，根皮苷的研究已有一百多年的历 史。根皮苷主要存在于苹果树的叶，茎，树皮中，在其 他植物中也有少量存在。根皮苷具有降低血糖、改善 记忆力、抗氧化、抗癌等多种重要的生物活性［2 － 4］，在 新型药物和天然保健食品开发中具有广泛的应用前 景。本文主要概述了根皮苷的合成分布，分析检测， 生物活性以及开发利用现状，并展望其应用前景。
2013 年第 39 卷第 8 期（ 总第 308 期） 183
食品与发酵工业 FOOD AND FERMENTATION INDUSTRIES
苷能够促进染料木黄酮（ genistein，染料木素，抑制肿 瘤细胞的生长转移） 的吸收利用，开发富含根皮苷和 染料木黄酮的功能性食品在癌症预防和治疗上有广 阔的市场前景［41］。根皮苷是一种甜度非常高的天然 甜味剂，可以作为甜食爱好者的糖尿病人的糖类替代 食品［2］。根皮苷被多酚氧化酶氧化后生成的产物可 以转化生成亮黄色的染料，这种染料的水溶性强，可 用于食品加工业，替代人工染料，避免人工合成色素 带来的毒害作用［42］。根皮苷无论是作为食品添加剂 还是功能性食品的开发利用都有潜在的应用价值。 4. 2 医药
爱美之心，人皆有之。抗氧化，抗衰老，美白是美 容产品重点关注的问题。根皮苷的抗氧化活性和抗 衰老功能已经得到现代科学研究证实。根皮苷的水 解产物根皮素能竞争性地抑制酪氨酸酶活性，干扰黑 色素的合 成，其 美 白 效 果 优 于 市 面 上 的 许 多 美 白 产 品［44］。但要注意的是，根皮苷通过激活 cAMP 信号 通路，增加酪氨酸酶基因的表达，会导致黑色素的生 成［45］。
根皮苷除了降血糖，抗氧化等生物活性外，其抗 炎、抗癌等作 用 也 有 报 道。 冯 天 艳 报 道［34］ 根 皮 苷 对 CCL4 导致的小鼠急性肝损伤有保护作用，与对照组 相比，肝组织有明显的改善。此外，Chang 研究［35］发 现，根皮素具有较强的抗炎活性，通过阻碍 MAPK 和 NF- kB 来抑制促炎因子的表达。根皮苷对于由炎症 导致的骨质疏松症状有良好的预防作用［36］。根皮苷 还可以起到天然的植物雌激素的作用，双向调节雌激 素，预防疾 病 的 发 生［37］。 根 皮 苷 类 似 物 可 以 作 为 平 衡性核酸转运蛋白（ hCNTS） 抑制剂，这种抑制剂具有 抗癌，抗病毒和保护心血管等作用［38］。此外，根皮苷 还具有杀菌、保护神经系统、改善记忆等作用［4］。
由于根皮苷容易在人体内水解生成根皮素，并且 根皮苷在小肠内的吸收率低，因此根皮苷常和其他化 合物设计成为高分子聚合物用于药物的研发。Sakuma 等［27，43］设计的 γ-谷氨酸根皮苷聚合物，避免了根 皮苷水解产生的毒性，并且该化合物稳定，可以通过 抑制 Na + 葡萄糖转运蛋白（ SGLT1） 的活性来阻碍葡 萄糖的吸收，是安全的口服类降糖药物。 4. 3 美容
根皮苷主要存在于蔷薇科苹果属植物中，菊科、
第一作者： 硕士研究生（ 周志钦教授为通讯作者） 。 收稿日期： 2013 － 03 － 19，改回日期： 2013 － 07 － 13
杜鹃花科、豆科、壳斗科、百合科等植物中也报道有根 皮苷的存 在，但 含 量 较 少［1］。 近 年 来，在 荔 枝 果 皮、 杜梨叶、锁阳等植物中也发现有根皮苷的存在，其含 量都较少，但在甜茶多穗柯中有大量的根皮苷［7 － 10］。 总的说来，苹果属植物是根皮苷的主要来源，可以作 为提取根皮苷的原料加以利用。苹果树枝、叶、树皮 等中都含有大量的根皮苷。根皮苷在苹果果实中的 分布集中在种子和果皮上。根皮苷的含量主要受遗 传因素的影响，早在 1995 年，Jham［11］报道了根皮苷 在不同种类的苹果中含量差异较大。遗传因素是影 响根皮苷含量的最主要因素，外部生长环境如海拔、 光照等也会影响根皮苷的含量。根皮苷在植物体中 的含量随着生长发育的不同，在不同的物候期有显著 的差异。根皮苷的年周期动态变化与地上部和地下 部的交替生长动态有关［12］。
2 根剂，其提取方 法同其他酚类物质的提取方法类似，主要用有机溶剂 提 取 法，微 波 辅 助 提 取 法 和 超 声 波 辅 助 提 取 法 等［8 － 9］。粗提得到的根皮苷杂质含量高，需要分离纯 化以达到进一步利用的要求。目前，分离纯化根皮苷 的主要方法有： 大孔树脂吸附法、聚酰胺层析柱分离 法、化学萃取法、阴离子交换树脂法、高效离心分配色 谱法 （ HPCPC） 和 高 速 逆 流 色 谱 法 （ HSCCC ） ［13 － 15］。 李胜华等［16］利用大孔树脂 D － 101 纯化多穗柯中的 根皮苷效果好，纯度高达 95. 6% ； 董华强等［17］利用大 孔吸附树脂 ADS-7 分离纯化的根皮苷，纯度能够达 到 80% ，然后通过柱层析和乙醇水溶液结晶获得含 量高达 99. 8% 的高纯度根皮苷。李荣涛等［14］报道， HPCPC 方法能从苹果树枝根皮苷初提物中分离纯化 出高纯度的根皮苷，根皮苷的回收率高达 98. 1% 。
综述与专题评论
改善作用，并且改变与柠檬酸循环，糖异生作用、脂肪 酸代谢有关的肝脏基因的表达［26 － 27］。此外，根皮苷 对高血糖小鼠内肠中 sglt1，cyp2b10，ephx1 和肾脏中 glut2 基因的过表达有抑制作用［28］。但是，由于根皮 苷口服不易吸收，在小肠中容易被根皮苷水解酶水解 导致生物利用度降低，以及选择性差等问题，尚未被 开发成降糖类药物［29 － 30］。因此，根皮苷在体内的代 谢情况，降糖效率值得进一步深入研究。 3. 3 抗氧化作用
食品与发酵工业 FOOD AND FERMENTATION INDUSTRIES
根皮苷研究进展
谭飔1 ，周志钦1，2
1（ 西南大学园艺园林学院，重庆，400716） 2（ 南方山地园艺学教育部重点实验室，重庆，400715）
摘 要 根皮苷是主要存在于苹果属植物中的 1 种二氢查尔酮类物质，研究表明根皮苷具有降血糖、抗氧化、抗 癌等功效。文中对根皮苷的合成和分布、根皮苷的分析检测技术、根皮苷的生物活性以及在食品、医药方面的利 用情况进行了综述，对根皮苷未来研究方向进行了展望。 关键词 根皮苷，合成与分布，分析检测，生物活性，利用
4 根皮苷的利用
根皮苷主要从苹果树中提取获得。在工业中，苹 果加工后剩下的苹果渣中含有丰富的根皮苷，也可以 作为提取根 皮 苷 的 原 料［39］。 根 皮 苷 能 够 降 血 糖，具 有抗肿瘤、抗过敏、抗氧化活性，在食品、美容和保健 品行业都有潜在的利用价值。 4. 1 食品
根皮苷已经批准成为食品添加剂。根皮苷是苹 果中的特征性酚类物质，由于种类、产地等问题，不同 苹果中根皮苷的含量差异较大，因此，根皮苷的含量 可作为区分苹果汁产地和质量的一个指标［40］。根皮
1 根皮苷的合成、分布与含量变化
根皮苷的合成途径与一般的黄酮类化合物的合 成途径不同。Gosch 等人［1，5］详细报道了苹果中根皮 苷合成的主要途径，合成根皮苷的前体物质是丙二酸 单酰辅酶 A（ Malonyl-CoA） 和 p-香豆酰辅酶 A（ p-coumaroyl- CoA） 。首先，p-香 豆 酰 辅 酶 A 通 过 NADPH 途径生成 4- 氢化肉桂酰辅酶 A（ 4-hydroxydihydrocinnamoyl-CoA） ； 然后，丙二酸单酰辅酶 A 和 4-氢化肉 桂酰辅酶 A 在茶儿酮合成酶作用下生成根皮素； 最 后，根皮素葡糖基化生成根皮苷。根皮苷合成过程中 需要多种基因和酶的参与、调控。Dare 等［6］人的最 近研究 发 现 烯 酰 还 原 酶 类 似 基 因 （ enoyl reductaselike） ENRL-3 和 ENRL-5 很有可能是促成根皮苷合成 的关键基因。根皮苷的合成途径已经阐明，参与合成 根皮苷的同工酶和基因还有待于进一步分析明确。