枇杷花研究及开发进展
2011-08-15闫永芳孟天真叶兴乾
闫永芳,孙 钧,孟天真,叶兴乾,*
(1.浙江大学生物系统工程与食品科学学院,浙江杭州 310029; 2.浙江省农业厅经济作物管理局,浙江杭州 310020)
枇杷花研究及开发进展
闫永芳1,孙 钧2,孟天真1,叶兴乾1,*
(1.浙江大学生物系统工程与食品科学学院,浙江杭州 310029; 2.浙江省农业厅经济作物管理局,浙江杭州 310020)
我国枇杷产量占世界的70%,枇杷花资源非常丰富。枇杷花含有丰富的类黄酮、类胡萝卜素、齐墩果酸、熊果酸、苦杏仁苷等生物活性成分,具有十分重要的保健、营养价值和广阔的开发前景。从药理作用、生物活性成分研究等方面,综述了近年来枇杷花的研究进展,并对未来研究方向进行了分析评价。
枇杷花,枇杷,生物活性成分,开发
枇杷(Eriobotrya japonicaLindl.)为蔷薇科枇杷属植物,是一种具有很高药用价值的小型亚热带常绿果树。原产我国东南部,主要分布在长江以南各省,以浙江、江苏、福建、安徽、四川等地最多,台湾台中也是重要产区[1]。18世纪传入欧洲,目前世界范围内很多国家进行商业种植,包括日本、意大利、巴西、西班牙、印度北部等。近年我国枇杷鲜果产量约为20万t,且年产量呈逐年上升趋势。根据《本草纲目》记载,枇杷的果实、种子、花、叶子均可以入药,具有化痰止咳、和胃降气的功效[2]。枇杷花为干燥圆锥花序,花瓣有白色、绿白色或淡黄色,密被锈色绒毛[3],气味芳香独特。枇杷花生长量很大,正常花穗的花朵数一般为70~110朵,多的可达260多朵,然而商业种植过程中,为满足市场对大果实枇杷的需求,生产中采取的疏花保果措施使得枇杷花大量地被浪费[4]。随着枇杷花研究的深入展开,其价值备受人们关注。近年来,枇杷树生物活性物质的提取、鉴定研究主要集中在枇杷果实、叶片及枇杷核[5-9],关于枇杷花的研究相对较少。枇杷花的研究则主要针对一些功能性物质的提取、鉴定等方面。鉴于枇杷花丰富的资源及其广阔的开发前景,本文对枇杷花目前的研究进展做一个全面、深入的分析,以期为广大科研人员的进一步深入研究提供科学的依据及参考。
1 枇杷花药理作用研究
在我国民间,枇杷花用于治疗咳嗽、镇痰已有很多年的历史。《中华本草》收录,枇杷花能疏风止咳,通鼻窍,主治感冒咳嗽,鼻流清涕,虚劳久咳,痰中带血[10]。现代医学研究发现枇杷花有抑菌、止咳、祛痰和抗炎的作用。抑菌方面,枇杷花的提取物对革兰氏阳性菌、真菌的抑制效果优于革兰氏阴性菌[11],且提取溶剂极性不同,抑菌能力有一定差异。邓晶晶等人报道,枇杷花水提液高剂量有较好的镇痰、止咳和抗炎作用,而高剂量醇提液则有明显的祛痰效果和抑制小鼠耳肿胀作用[12]。类黄酮化合物属于次生代谢产物,普遍存在于植物界,对人体健康有重要作用,如通过减少氧化现象而降低各种疾病发生的风险[13]。天然产物中类黄酮化合物的研究是一个非常热门的课题。枇杷花含有丰富的类黄酮物质[14]。周春华等人利用不同的抗氧化检测体系,证明枇杷花有较强的抗氧化能力[15]。
2 枇杷花生物活性组分研究
2.1 精油组分
精油是指从植物的叶、花、茎等部位,经水蒸气蒸馏提取、溶剂萃取、超临界萃取或固相微萃取等技术得到的含量很少的挥发性物质,一般由一些小分子物质组成。水蒸气蒸馏法提取温度较高,可能导致一些热不稳定的物质分解或者形成一些非必需物质;有机溶剂萃取可能会存在溶剂残留的问题;超临界萃取技术是一种新的提取技术,因其具有提取效率高、无污染的优点[16],深受研究人员推崇,但其提取成本较高,目前尚未在工业化生产中使用;固相微萃取可以与气相色谱技术联合使用,可以将提取、分析步骤联合进行,操作简单,目前使用比较广泛。
枇杷花气味香醇独特,其成分主要有醇、醛、酸、酯等,是秋冬季节难得的蜜源植物。目前,枇杷花精油组分及其含量已有较为全面的研究结果。枇杷花经固相微萃取,并用GC-MS分析组成成分及各组分的含量[17-18]。张丽华等人共检测出64种组分,并鉴定出其中的49种,相对含量最高的是苯乙醇(8.84%),其次为苯甲醛7.00%。宋艳丽等人研究了枇杷花两个不同部位的挥发性成分。从枇杷花花蕾中检测出了12种组分,鉴定出其中的10个,已鉴定成分占挥发油成分总峰面积的98.63%,其主要成分为苯甲醛、乙醇、4-甲氧基苯甲醛,其含量分别达到62.26%,9.74%和8.5%,其他组分小于2%;从枇杷花中分离出 17种组分,主要成分为苯甲醛(67.02%),其次为4-甲氧基苯甲醛(15.96%)和苯乙醇(5.33%),其他组分小于3%。不同研究者得到精油不同组分及含量可能是因产地、新鲜度及分析方法等原因造成的。
2.2 总酚和总黄酮提取
酚类物质是一类存在于植物中的次生代谢产物,广泛存在于很多植物中,在叶片、果仁、种子和花等部位都有存在,且不同发育阶段及不同组织部位,其含量有所不同[15]。其结构上的特点是在苯环上具有一个或多个羟基,通常以酯化或糖苷化的形式存在于植物组织中[19],正是这种特殊的结构,使其具有淬灭单线态氧和清除自由基的作用[20]。类黄酮化合物是酚类物质的一种,是一类具有C6—C3—C6结构的特殊化合物。类黄酮物质3,5,7,3’,5’端羟基的存在可以有效增加其生物活性。
枇杷花不同品种总酚和总黄酮含量分别为88.19mg/g和7.69mg/g干花[15]。郑美瑜等人所测的总黄酮含量为160mg/g干花[13]。不同研究者得到不同结果,这可能是由于枇杷花富含绿原酸,绿原酸的存在对总黄酮测定有显著影响。周春华等人采用差示分析法测定,可有效避免绿原酸的干扰[21]。不同极性溶剂对枇杷花中类黄酮和总酚的提取,有显著影响,极性越高,提取率越大。不同发育阶段、不同组织部位的枇杷花总酚、总黄酮含量及抗氧化活性有显著差异。盛花期、花瓣中类黄酮、总酚含量和抗氧化活性均最高,花苞期、雌雄蕊次之[22]。此外,不同品种、不同生长年份的枇杷花总黄酮含量有存在一定的差异[15,23]。另外,纵伟等[24]、周春华等[15]发现,与其他干燥方法相比,冷冻干燥处理枇杷花,总黄酮含量最高。这可能是由于烘箱干燥温度较高时,会造成黄酮化合物的破坏;室温干燥虽然温度较低,但长时间暴露在空气中,类黄酮物质也会被空气中的氧气氧化破坏。
2.3 三萜类
成丽等人首次从枇杷花中分离出4种三萜皂甙元类成分,并确定它们的化学结构分别为:齐墩果酸(Oleanolic Acid,OA),熊果酸(又叫乌索酸,Ursolic Acid,UA),2α,3α,19α-三羟基熊果-5,12-二烯-28-酸,2β,3β,23α-三羟基齐墩果-12-烯-28-酸[25]。UA和OA互为同分异构体,常以皂苷形式存在于植物体中。UA毒性很低,具有多种生物活性:抗病毒、消炎、增强免疫和免疫调解、抑制血小板凝集、降血脂、降糖、保肝、护肾、抗艾滋病毒等作用,对恶性肿瘤化疗造成的免疫功能下降的恢复和对抗结核药物的肝损害的保护意义重大[26]。OA在抗肿瘤、抗氧化、保肝、降血脂方面作用显著[27]。Chunhua Zhou等人应用HPLC-UV,建立了枇杷花OA、UA和苦杏仁甙检测体系,并对枇杷花不同发育阶段、不同组织中OA、UA和苦杏仁甙的含量进行了比较分析。末花期和萼片组织中OA和UA含量最高,苦杏仁甙含量则在盛花期和花瓣组织中最高[22]。另外,产地不同,枇杷花三萜类化合物含量也有显著差异[17]。
2.4 类胡萝卜素
类胡萝卜素广泛存在于植物叶片、果实、花朵中,具有光损伤保护作用,并且作为辅助色素[28],参与光合作用。生理活性方面,类胡萝卜色素在预防各种由衰老引发得疾病、提高免疫力[29]以及间接保护视力[30]等方面有非常重要的作用。人类自身不能合成类胡萝卜素,需依赖膳食补充。
枇杷花总类胡萝卜素的平均含量为24.25μg/g·DW,其中以叶黄质含量最高,可达10.11μg/g·DW,β-隐黄质和β-胡萝卜素的平均含量分别为0.23、3.54μg/g·DW。此外,枇杷花不同组织中类胡萝卜素含量有所差异。花瓣中含量最低,雌雄蕊最高。干燥方式对枇杷花中类胡萝卜素含量有显著影响,冷冻干燥能有效保持枇杷花中类胡萝卜素,破坏率最低[15]。
2.5 蛋白质
蛋白质是一切生命的物质基础,广泛存在于动、植物中。动物蛋白如肉类蛋白,牛乳蛋白,鸡蛋蛋白等,植物来源的蛋白如谷类蛋白、大豆蛋白等。一般植物的叶、花瓣并不是蛋白质的主要来源,如白萝卜中蛋白含量为7mg/g[30],含量较低。
枇杷花中蛋白质含量较低,不同产地枇杷花蛋白质含量从6.60~13.59μg/g不等。黄春萍等人采用水溶液萃取法提取蛋白质,考马斯亮蓝测定蛋白质含量,比较了不同产地(福建莆田、四川仁寿、四川蒲江和重庆璧山)枇杷花蛋白质的含量[31]。
3 产品开发进展
3.1 枇杷花茶
制茶是枇杷花加工最常见的方法。为延长采后枇杷花保藏时间,保持其营养品质,确保产品有宜人的色泽、气味,采后的枇杷花挑选将要开放的花蕾或开放的花瓣,经去杂、精选、清洗,然后进行干燥。枇杷花干燥方法有多种:一种自然风干法,即在晴天,将枇杷花摊晾在通风、阳光温和处,进行晾干。一种微波干燥,微波干燥所需时间较短,效率高,便于自动化控制和产业化。
3.2 枇杷花蜜
枇杷花蜂蜜是蜜蜂采集开花的枇杷花露,经蜜蜂酿造而成。该蜜是冬季蜜种,性甘凉,香味数年不减,是蜜中上品。且有清肺、泄热、化痰、止咳平喘等保健功效,是伤风感冒、咳嗽痰多患者的理想选择。
口味及气味是鉴定各种蜂蜜品质最重要的因素。蜂蜜的甜味来源于糖类物质,大概占到蜂蜜总含量的80%,但酸味及苦味也同时存在;而香味则是由挥发性物质组成的复杂混合物共同作用所产生的[32]。De la Fuente E.等人研究了枇杷花蜜的挥发性成分及碳水化合物组成。枇杷花蜜中较为普遍的挥发性成分有二甲基硫醚(3.2%~25.9%)和苯甲醛(0.9%~28.0%),还存在二甲基二硫醚和优葛缕酮。值得注意的是,在两个枇杷花蜜样品中发现了含量较高的短链腈类化合物。其中一种的结构式为C4H5N,在两个样品中含量可达18.95%和27.2%。枇杷花蜜碳水化合物主要成分为果糖(248~380mg/ g)和葡萄糖(313-330mg/g),另外还有少量的麦芽糖(9.7~14.9mg/g)、海藻糖(9.7~18.2mg/g)、曲二糖(13.5~18.8mg/g)、松二糖(16.4~27.1mg/g)等糖类。多元醇组成以甘露醇(3mg/g)为主,还有少量的手性肌醇(0.3mg/g)、环己六醇(0.5mg/g)、栎醇(0.1mg/g)等多元醇[33]。
3.3 枇杷花茶饮料
枇杷花茶饮料近年来也有很大的发展。据《食品信息与技术》报道,福建农林大学的专家采用膜分离及超高温瞬时灭菌技术,以枇杷花为原料,成功研制了枇杷花茶饮料。该技术能有效地保持枇杷花原有风味,并且枇杷花的营养成分及功效损失较小。
4 结论与展望
枇杷花含有丰富的类黄酮、胡萝卜素[15]、齐墩果酸、熊果酸[25]等生物活性成分。据报道,这些生物活性成分可用于治疗多种疾病,包括慢性支气管炎[34]、咳嗽[35]、护肝[36]、抗炎、抗肿瘤[37]、糖尿病[38]等,因此具有较高的药用价值和保健功能,可用于开发新型药物、枇杷花蜜、花茶饮品及其他保健品。目前国内外学者虽然对枇杷花的生物活性成分进行了一定的研究,但关于其生物活性成分的研究还有许多方面等待深入探讨。如枇杷花抗氧化有效成分的鉴定、提取分离和纯化,不同的加工方法对有效成分含量的影响等;另外,枇杷花的其他生物活性也有待研究和重新认识。在产品开发方面,目前的产品主要为中低档产品,且产业化程度较低。
我国占有世界枇杷产量的70%以上[39],枇杷花资源非常丰富。如能有效的利用该自然资源,加大对枇杷花的研究开发力度,将创造非常大的经济效益。
[1]刘国强,林志清,林文忠,等.我国枇杷种质资源及选育种研究进展[J].亚热带植物通讯,2000,29(2):65-70.
[2]全国中草药汇编编写组.全国中草药汇编[M].北京:人民卫生出版社,1996:504.
[3]兰志琼,邓晶晶,卢先明,等.枇杷花的生药学研究[J].时珍国医国药,2007,18(6):1475.
[4]黄福山,袁卫明,俞文生.枇杷大棚栽培疏花疏果技术[J].江西园艺,2003(6):10.
[5]Ito H,Kobayashi E,Li S H,et al.Megastigmane glycosides and an acylated triterpenoid fromEriobotrya japonica[J].Journal of Natural Products,2001,64(6):737-740.
[6]Godoy H T,Amaya D B.Carotenoid composition and vitamin A value of Brazilian loquat(Eriobotrya japonicaLindl.)[J].Archivos latinoamericanos de nutrición,1995,45(4):336-339.
[7]Ito H,Kobayashi E,Li S H,et al.Antitumor activity of compounds isolated from leaves ofEriobotrya japonica[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2002,50(8):2400-2403.
[8]Li E N,Luo J G,Kong L Y.Qualitative and quantitative determination of seven triterpene acids inEriobotrya japonicaLindl.by high-performance liquid chromatography with photodiode array detection and massspectrometry[J].Phytochemical Analysis,2009,20(4):338-343.
[9]陈发兴,刘星辉,陈立松.枇杷果肉有机酸组分及有机酸在果实内的分布[J].热带亚热带植物学报,2008,16(3): 236-243.
[10]国家中医药管理局《中华本草》编委会,中华本草[M].第四版.上海:上海科学技术出版社,1999:145.
[11]何莲,张宏,李琪,等.枇杷花系统溶剂提取物抑菌作用研究[J].食品科学,2007,28(12):109-111.
[12]邓晶晶,卢先明,蒋桂华,等.枇杷花镇咳祛痰和抗炎的药效学研究[J].时珍国医国药,2006,17(12):2469-2470.
[13]郑美瑜,陆胜民,陈剑兵,等.枇杷花总黄酮的提取工艺优化[J].食品与发酵科技,2009,45(4):52-54.
[14]Peluso M R.Flavonoids attenuate cardiovascular disease,inhibit phosphodiesterase,and modulate lipid homeostasis in adipose tissue and liver[J].Experimental Biology and Medicine,2006,231(8):1287-1299.
[15]周春华.枇杷花、果主要生物活性组分与抗氧化活性研究[D].浙江:浙江大学,2007.
[16]Ju H Y,Huang K C,Chen J H,et al.Optimization of the Extraction of Alpinia oxyphylla Essence Oil in Supercritical Carbon Dioxide[J].Journal of the American Oil Chemists’Society,2010:1-8.
[17]张丽华,杨生婷,徐怀德,等.枇杷花香气成分固相微萃取GC-MS分析研究[J].食品科技,2009(3):108-110.
[18]宋艳丽,于慧斌,姬志强,等.枇杷花挥发性成分分析[J].河南大学学报:医学版,2009,28(2):104-106.
[19]江萍.柑橘幼果中主要功能性成分分析及抗氧化作用的研究[D].浙江:浙江大学,2008.
[20]张宇环.杨梅汁中酚类物质及抗氧化性的研究[D].浙江:浙江大学,2008.
[21]周春华,孙崇德,李鲜.富含绿原酸的植物中类黄酮测定方法探讨[J].植物生理学通讯,2007,4(5):902-904.
[22]Zhou C H,Chen K S,Sun C D,et al.Determination of oleanolic acid,ursolic acid and amygdalin in the flower ofEriobotryajaponicaLindl.by HPLC [J] .Biomedical Chromatography,2007,21:755-761.
[23]李琪,杨必坤,张晓喻,等.枇杷花主要有效成分的含量[J].广西植物,2009,29(5):698-702.
[24]纵伟,彭雪萍,赵光远.不同干燥方法对枇杷叶化学成分和抗氧化活性的影响[J].食品科技,2006(7):128-130.
[25]成丽,刘燕,陈凌亚,等.枇杷花三萜皂甙成分的研究[J].华西医大学报,2001,32(2):283-285.
[26]王立新,韩广轩,刘文庸,等.齐墩果酸的化学及药理研究[J].药学实践杂志,2001,19(2):104-107.
[27]王鹏,张忠义,吴忠.熊果酸在药用植物中的分布及药理作用[J].中药材,2000,23(11):717-722.
[28]Hughes D A.Dietary carotenoids and human immune function[J].Nutrition,2001,17(10):823-827.
[29]Fraser P D,Bramley P M,The biosynthesis and nutritional uses of carotenoids[J].Progress in Lipid Research,2004,43(3): 228-265.
[30]杨月欣.中国食物成分表2004[M].北京:北京大学医学出版社,2004:92.
[31]黄春萍,罗群,刘刚.枇杷花蛋白提取条件初步研究[J].食品与发酵科技,2009,45(2):51-53.
[32]Kaškoniene V,Venskutonis P R,eksteryte V.Composition of volatile compounds of honey of various floral origin and beebread collected in Lithuania[J].Food Chemistry,2008,111(4):988-997.
[33]De la Fuente E,Sanz M L,Martínez-Castro I,et al.Volatile and carbohydrate composition of rare unifloral honeys from Spain[J].Food Chemistry,2007,105(1):84-93.
[34]Huang Y,Li J,Cao Q,et al.Anti-oxidative effect of triterpene acids ofEriobotrya japonica(Thunb.)Lindl.1eaf in chronic bronchitis rats[J].Life Science,2006,78:2749-2757.
[35]鞠建华,周亮,林耕,等.枇杷叶中三萜酸类成分及其抗炎、镇咳活性研究[J].中国药学杂志,2003,38(10):752-757.
[36]Banno N,Akihisa T,Tokuda H,et al.Anti-inflammatory and antitumor-promoting effects of the triterpene acids from the leaves ofEriobotrya japonica[J].Biological&pharmaceutical bulletin,2005,28:1995-1999.
[37]Harnada A,Yoshioka S,Takuma D,et al.The effect ofEriobotrya japonicaseed extract on oxidative stress in adriamycin-induced nephropathy in rats[J].Biological&pharmaceutical bulletin,2004,27:1961-1964.
[38]Noreen W,Wadood A,Hidayat H K,et al.Effect ofEriobotrya japonicaon blood glucose levels of normal and alloxan-diabetic rabbits[J].Planta Medica,1988,54:196-199.
[39]曹卫华,周建俭,周翠英.白沙枇杷保鲜研究分析夏红[J].食品研究与开发,2005,26(4):154-155.
Advances at the research on chemical composition and utilization of loquat flower
YAN Yong-fang1,SUN Jun2,MENG Tian-zhen1,YE Xing-qian1,*
(1.College of Biosystem Engineering and Food Science,Zhejiang University,Hangzhou 310029,China; 2.Industrial Crop Bureau,Agriculture Department of Zhejiang Province,Hangzhou 310020,China)
Loquat(Eriobotrya japonica Lindl.)was an evergreen fruit produced in subtropical region.China had about 70%of the world loquat yield,which provided a large quantity of loquat flowers.The flower had abundant bioactive constituents,such as flavonoid,carotenoid,oleanolic acid,ursolic acid,amygdalin etc.The recent research developments of the loquat flowers were reviewed.
Loquat flower;Eriobotrya japonica Lindl.;bioactive constitutes;utilization
TS255.1
A
1002-0306(2011)12-0544-04
2010-09-14 *通讯联系人
闫永芳(1987-),女,硕士研究生,研究方向:食品工艺、食品安全及控制技术。
教育部创新工程重大项目培育资金项目(707034);浙江省重大科技专项重点项目(2008C02005-2)。