柑橘属类黄酮生物活性的研究进展

第27卷第1期

Vol 127,No 11

西华大学学报・自然科学版Journal of Xihua University ・Natural Science

2008年1月Jan 12008

文章编号:16732159X (2008)0120032204

收稿日期:2007210228

作者简介:焦士蓉(19682),女,安徽安庆人,副教授,在读博士,主要从事食品生物方面的研究。

柑橘属类黄酮生物活性的研究进展

焦士蓉1,2,黄承钰2

(11西华大学生物工程学院,四川成都610039;21四川大学华西公共卫生学院,四川成都610041)

摘　要:文章对柑橘属类黄酮的分布、提取及纯化进行了综述,着重对类黄酮的抗氧化、抗炎症、抗凝血、抗血栓及预防动脉粥样硬化、预防癌症、抑菌作用等生理活性进行了梳理,阐明了柑橘属类黄酮具有较强的清除自由基、抑制自由基介导的细胞信号、炎症、变态反应、血小板凝聚,微生物、肿瘤和肝细胞毒等作用,从药物原料及保健食品角度指出了柑橘属类黄酮具有的应用前景,为黄酮类化合物在医药行业和食品行业的深入研究开发奠定基础。

关键词:柑橘属;黄酮类化合物;生物活性;研究进展 中图分类号:Q946184;S666

文献标识码:A

大量研究发现上千种植物化学物具有重要的生

理作用,增加水果和蔬菜的摄入,可保护身体避免退行性疾病如癌症、动脉粥样硬化。流行病学研究显示,心血管疾病的发病率与膳食黄酮的摄入量成反比[1]。柑橘属植物富含植物化学物类黄酮[2],目前国内外研究表明,柑橘属类黄酮具有抗氧化、抗病毒、抗炎症、抗癌活性、预防动脉粥样硬化和胆固醇的增加等作用,因此有必要对柑橘属类黄酮的分布、提取、纯化及生理活性进行综合阐述,为柑橘属类黄酮的进一步研究和开发提供参考。

1　柑橘属类黄酮的分布

目前从柑橘属中鉴定出的类黄酮单体有60多种,主要包括黄烷酮、黄酮、黄酮醇以及主要存在于血橙中的花青苷,其中以黄烷酮的含量最为丰富,但是后两者却表现出更重要的生物活性。黄烷酮类苷元及其糖苷包括橙皮素、柚皮素、橙皮苷、柚皮苷和新橙皮苷等,黄酮或黄酮醇苷元及糖苷形式包括槲皮素、山奈素、芦丁等,以及多甲氧基黄酮包括蜜橘黄酮、柑橘黄酮等。

类黄酮广泛存在于柑橘属果实的皮、果肉、种子中,通常皮含有更多的类黄酮。如酸橙、柠檬和佛手柑皮中含有新圣草次苷(Neoeriocitrin )、柚皮苷和新橙皮苷。香叶木素(Diosmetin )衍生物主要存在于脐橙、佛手柑和柠檬皮中。橙皮苷广泛存在于巴旦杏、脐橙、坦普尔、琥珀色甜橙皮中,柚皮苷广泛存在于葡萄柚皮中,羟基化肉桂酸含量在皮中比果汁中

含量高。新橙皮素和柚皮素来源于苦橘。

柑橘果实中,种子和皮中的类黄酮种类也不相同。如柠檬种子主要含圣草次苷和橙皮素,而皮富含新圣草次苷、柚皮素和新橙皮素。在种子中圣草次苷是柚皮素的40倍[3]。佛手柑的种子是糖苷化的类黄酮、新橙皮素、柚皮素最重要的来源。

文献[4]测定不同种类的柑橘属中柚皮苷、橙皮苷和新橙皮苷的含量,结果表明不同种类柑橘属其类黄酮含量不同,且未成熟果类黄酮含量高于成熟果,提示类黄酮的合成在果实生长的早期阶段,如‘Isaac ’葡萄柚(Citrus paradise Macf 1)未成熟果柚皮苷含量为88%,而成熟果为22%。

对于柑橘水果,皮和种子均为废弃的副产物,由上述阐述可知柑橘属类黄酮在皮和种子中含量较高,因此对柑橘副产物中类黄酮的提取、纯化显得尤为重要。

2　柑橘属类黄酮的提取及纯化

柑橘属类黄酮多以极性较大的糖苷形式存在,目前广泛采用极性较大的有机溶剂进行浸提。赵雪梅等对胡柚皮的提取工艺表明,在乙醇浓度90%,料液比1:5,提取2h ,提取温度40260℃时类黄酮提取率较高。韦英杰等研究化橘红用8倍量80%乙醇回流提取3次,115h/次,得到较大的提取率。刘文娟等研究枳实药材中总黄酮提取工艺,得到60%的乙醇,8倍量,回流提取2次,每次115h 。近年来微波、超声波辅助提取法应用于植物细胞的破壁,有

效地提高了有机物的吸收率,缩短提取时间,提高效率[5]。对于柑橘属类黄酮的分离纯化,目前应用最广的为HPLC、柱层析、薄层层析等方法[6]。近年来采用超临界CO2萃取也获得了纯度较高的类黄酮。同时采用树脂提取技术也得到了很好的应用,由于树脂稳定性好、再生简单等优点,也是一种有效的黄酮类物质分离纯化材料,柚皮黄酮经大孔树脂纯化后总黄酮含量达到39167%,回收率为62148%[7]。3　柑橘属类黄酮的生理活性

311　抗氧化作用

柑橘属类黄酮具有自由基清除活性,其作用机制如下:(1)直接清除活性氧(・HO、O-2・、1O2等)及破坏自由基连锁反应。(2)来自于类黄酮酚性羟基等的供氢或供电子能力,通过再生其他抗氧化物从而抑制脂质过氧化作用(R・、ROO・、RO・),如类黄酮通过将H原子传递给α2生育酚而使其再生。(3)取决于他们的化学结构[8],如糖苷的存在和缺乏(糖苷或糖苷配基),游离羟基的有无或羟基最终酯化的数量和位置。(4)与变价金属离子(Cu2+、Fe2+)螯合,从而间接抑制脂质的过氧化。

体外实验证明类黄酮具有自由基抑制活性[9]。槲皮素对由偶氮类化合物AAPH(2,2’2azobis222 amidinopropane2dihydrochloride)诱发蛋黄卵磷脂的过氧化有强的抑制作用。用槲皮素、桑色素、芦丁等12种类黄酮,研究对・OH自由基的抑制作用,不同种类的类黄酮自由基清除作用不同,对・OH的抑制率在8173%250106%,IC50在0170237182μmol/L之间。体内试验表明类黄酮具有上调抗氧化性酶活性,增强机体的抗氧化能力[10]。如对富含胆固醇饲料饲喂兔的研究表明,柚皮苷通过增加超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CA T)活性,上调SOD、CA T、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)基因表达而起着一个重要的抗氧化作用。同时类黄酮浓度不同,表现出清除自由基的能力也不同,如山奈素,在10μM 时没有抗O-2・的活性,但在范围602100μM具有抗氧化活性。除了对纯的类黄酮进行抗氧化试验外,也对富含多种类黄酮的果汁、柑橘属果实的皮、种子提取物进行研究,结果表明其具有强的抗氧化作用。312　抗炎症作用

蛋白激酶C(P KC)、磷酸二酯酶、磷酸酯酶、脂肪氧合酶、环氧化酶等能调节炎症反应中内皮细胞和炎症细胞的活性。类黄酮对免疫和炎症的抑制作用与其对这些酶的抑制活性有关。研究表明柑桔属类黄酮能抑制P KC和磷酸二酯酶等主要的细胞信号的传导和活性,同时也影响因炎症而产生的免疫应答细胞(T、B淋巴细胞)的活性。

橙皮素抑制由角叉菜胶诱导的胸膜炎,减少渗出液体积,使白细胞迁移量由48%下降至34%。橙皮素可明显减轻由酵母菌引起的大鼠高热,表明橙皮素可作为温和的抗炎症药物或预防剂。用小鼠巨噬细胞进一步研究表明,橙皮素能抑制脂多糖诱导的环氧合酶22(cyclooxygenase22,COX22)的过量表达,诱生型一氧化氮合酶(iNOS)、前列腺素E2 (prostaglandin E2,P GE2)和NO的过量产生[11]。柚总黄酮可显著降低小鼠由二甲苯所致的耳肿胀度和大鼠角叉菜胶所致的足肿胀,表明对急性炎症有抑制作用,同时又能显著减轻大鼠棉球肉芽肿重量,表明对慢性炎症也有拮抗作用。从柑橘中提取的多甲氧基黄酮具有抑制肿瘤坏死因子2α(TN F2α)和其他随着炎症而释放的细胞因子的产生。

313　抗凝血、抗血栓及预防动脉粥样硬化

研究发现,柑橘属类黄酮能影响血管壁细胞、血小板和白细胞的功能、凝血过程、血液流变性以及血栓的形成,对心血管疾病具有一定的预防和治疗作用。

在血栓形成和动脉粥样硬化(atherosclerosis, AS)的发展过程中存在着血小板与血管之间的相互交织作用,柑橘属类黄酮可抑制血小板的团聚和黏附,如通过影响环单磷酸腺苷酸和环单磷酸鸟苷酸的生成而影响磷酸二酯酶的活性,通过抑制环氧合酶而抑制凝血恶烷胺A的合成,也可以抑制Ca2+在细胞内的流动和跨膜转移,从而抑制血小板的凝集。文献[12]研究蜜橘黄酮、柑橘黄酮等多甲氧基黄酮与乙酰水杨酸活性类似,都具有抗血小板凝聚和抗黏附活性。漆树黄酮、山奈素、槲皮素比杨梅黄酮能更有效的抑制由花生四烯酸诱导的血小板凝聚,对胶原诱导的血小板凝聚,槲皮素、漆树黄酮和杨梅黄酮显示高的抑制作用。槲皮素在体外试验可抑制血小板凝聚,在体内可降低凝血氧烷。

类黄酮具有抗血栓活性,是因为他们具有自由基清除作用,减少局部缺血造成的氧化损伤,干扰巨噬细胞中NOS的活性,从而维持合适的前列环素(prostacyclin)和内皮NO水平,减少血栓的形成。

研究表明血浆低密度脂蛋白(LDL)、极低密度脂蛋白(VLDL)水平的升高与AS的发病率呈正相关。大量试验表明[13]柑橘属类黄酮具有降低胆固醇,预防和治疗AS的作用。如柑橘类黄酮通过抑制β2羟基2β2甲基戊二酰CoA(HM G2CoA)还原酶和酰基CoA胆固醇酰基转移酶(ACA T)的活性而抑制胆固醇在体内的合成从而降低体内胆固醇含量。膳

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第1期焦士蓉等:柑橘属类黄酮生物活性的研究进展