枳椇果实活性成分的研究进展

何荣军,孙江亭,吴石金,孙培龙

(1.浙江工业大学 食品科学与工程学院,浙江 杭州 310014;2.浙江工业大学 生物工程学院,浙江 杭州 310014)

枳椇属植物有3种,分别为北枳椇HoveniadulcisThunb、枳椇HoveniaacerbaLindl和毛果枳椇HoveniatrichocarpaChun et Tsiang,另外还有2个变种,分别为光叶毛果枳椇Hoveniatrichocarpavar.robusta和俅江枳椇Hoveniaacerbavarkiukiangensis。其肉质果梗和种子合称枳椇果实Hoveniadulcis。《唐本草》最早记载了其药用价值,李时珍的《本草纲目》也记载枳椇肉质果梗属养阴、生津、润燥、止渴和凉血类药物,中医认为枳椇种子有清热利尿,解酒毒之功效[1]。笔者以枳椇果实为研究对象,对其主要有效成分及生物活性的研究成果进行综述,其中重点介绍了多糖、黄酮多酚类化合物的物质组成以及提取工艺,并指出多糖、黄酮多酚类化合物是枳椇果实发挥生物活性的重要物质基础。通过分析枳椇果实主要有效成分和生物活性的研究现状,为枳椇果实进一步的开发利用提供理论支持。

1 主要有效成分

枳椇果实的主要有效成分包括多糖、黄酮多酚类化合物、皂苷类化合物和有机酸,目前的研究主要集中在多糖、黄酮类化合物的组成分析及提取工艺、皂苷类化合物和有机酸的种类分析等方面。

1.1 枳椇果实多糖

1.1.1 组成分析

多糖是枳椇果实重要的生物活性物质之一,Liu等[2]采用碱法提取枳椇果实多糖,测得其平均分子质量约4.57×106u;汪名春[3]对枳椇果实多糖进一步分离得到3个均一多糖组分,分别命名为HDPS-1,HDPS-2和HDPS-3,并对3个均一多糖组分的组成进一步分析,发现这3种多糖主要由鼠李糖、阿拉伯糖和半乳糖组成,且不含蛋白质;强明亮[4]从组分HDPS-3中分离得到一种酸性多糖,其中糖醛酸的质量分数占45.9%,将其命名为HDP3A,研究发现该组分的分子质量约为3.65×105u,由鼠李糖、阿拉伯糖、岩藻糖、半乳糖、木糖、甘露糖和葡萄糖7种单糖组成,且不含蛋白质,并阐明其糖苷键的连接方式;蔡冰洁[5]通过碱提法对水提果渣进行处理获得的一种组分命名为SHDPs,分析发现该组分含有鼠李糖、岩藻糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖7种单糖以及蛋白质和糖醛酸,最后表征了SHDPs的初级结构。

1.1.2 提取工艺

强明亮[4]利用三因素三水平的BBD响应面法对超声辅助提取枳椇果实多糖工艺进行了优化,研究发现在超声温度60 ℃,超声功率362 W,提取时间65 min时多糖的提取率最高为2.512%;汪名春[3]研究发现在提取温度为96 ℃,时间为200 min,液料比为21 mL/g,提取3次时枳椇果实多糖的得率为10.47%;Liu等[6]基于单因素实验和响应面法对醇沉分级提取HDPS-1,HDPS-2和HDPS-3的条件进行优化,最终得到最佳乙醇的质量分数分别为40%,60%和80%;蔡冰洁[5]用Zn2+对碱提果渣获得的SHDPs组分进行修饰,制备出新型配合物SHDPs-Zn2+,研究发现在配合时间为24 h,Zn2+的初始质量浓度为1 mg/mL,m(SHDPs)∶m(ZnCl2)=3∶1时,配合率达到48.4%。

1.2 枳椇果实黄酮多酚类化合物

1.2.1 组成分析

枳椇果实中含有丰富的黄酮多酚类化合物,黄酮类化合物被分离并进行定性分析,具体化合物见表1。

表1 黄酮类化合物Table 1 Flavonoids

黄酮多酚类化合物结构式分别为

1.2.2 提取工艺

Yoo等[10]利用生物提取、液-液提取、合成吸附剂处理和低压色谱的程序对枳椇果实中二氢杨梅素进行提取,提取率高达71.8%;梅鑫东[11]比较了常压微波辅助、正交实验加压微波辅助和响应面法加压微波辅助3种提取枳椇果实总黄酮方法,结果表明:采用微波功率700 W、乙醇水溶液质量分数51.2%、浸取压强131.733 kPa和液固比10.45的响应面法加压微波辅助提取时总黄酮提取率高达98.75%;Park等[12]研究发现在温度为277 K时枳椇果实中二氢杨梅素的提纯时间最短;Peng等[13]用甲醇、乙酸乙酯、正己烷和水4种溶剂提取枳椇果实中的酚类和鞣质,研究发现水和80%甲醇是最佳提取溶剂。

1.3 皂苷类化合物

枳椇果实(包括肉质果梗和种子)、叶以及根中均富含皂苷类化合物,具体的皂苷类化合物见表2。

表2 皂苷类化合物Table 2 Saponins

1.4 有 机 酸

枳椇果实中含有丰富的有机酸,其中酒石酸是特征酸,枳椇果实中分离出的有机酸种类见表3。

表3 有机酸Table 3 Organic acids

1.5 其他化合物

赵悦[21]在枳椇果实中发现了一种未知化合物,利用衍生化法分析发现其理化性质与氨基酸相似。首先运用NKA-2大孔树脂吸附和醇沉对其进行分离纯化,然后对其进行体外粪样混合的厌氧培养,结果发现这种未知物提取液和GABA可以被肠道所利用,生成短链脂肪酸,从而对肠道微生物菌群产生影响,最后通过单因素实验和三因素三水平的正交实验确定了该化合物的最佳提取工艺为提取时间62 min、液料比17 mL/g和提取2次;He等[22]利用乙醇提取枳椇果实中的生物碱,并基于响应面法对生物碱的提取工艺进行优化,得到优化条件为提取温度83 ℃、提取时间3 h和乙醇质量分数为84%。

2 主要有效成分的生物活性

2.1 解酒保肝功效

枳椇果实中具有解酒保肝功效的物质主要是多糖和二氢杨梅素。Du等[4-5,23-24]研究发现枳椇果实多糖通过调节乙醇脱氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶等酶的活性以及调节新陈代谢活动,从而能够抗急性酒精性肝损伤;二氢杨梅素通过抑制肝细胞死亡、调节脂质平衡失衡等途径来减轻肝损伤[25]。同时,大量实验表明了枳椇果实解酒保肝的功效与其调节炎症反应有关,主要通过抗炎、抗脂质过氧化和调节肠道通透性来保护肝脏[26]。

枳椇果实提取物对慢性酒精性肝损伤和非酒精性脂肪肝以及血脂异常均有良好的防治效果。枳椇果实提取物能够缓解慢性酒精性肝损伤和氧化应激作用[27];枳椇果实中分离出的7种甲醇溶性成分能够对酒精诱导的肌肉松弛有抑制作用,对D-半乳糖、脂多糖或四氯化碳诱导的肝损伤有保护作用[28];枳椇果实提取物能够显著下调肝内脂酶和恢复血清抗氧化酶活性,因此能够防治高脂饮食诱导的非酒精性脂肪肝和血脂异常[29]。

2.2 抗氧化活性

多糖、黄酮多酚类化合物是枳椇果实抗氧化的主要物质基础。枳椇果实多糖能够清除DPPH和ABTS自由基、清除超氧阴离子、抑制脂质过氧化、螯合亚铁离子以及较强的还原性,因此具有较好的抗氧化活性[5,24];王玲[30]以总还原能力、自由基清除能力和亚硝酸盐清除能力作为指标,分析发现枳椇果实中的黄酮类化合物具有较强的抗氧化性;枳椇果实提取物中的槲皮素苷类化合物抗氧化能力高于其他化合物[31],而且枳椇果实提取物的体外抗氧化活性呈剂量依赖性[2];枳椇果实体外抗氧化能力与多酚的质量分数成正相关关系,与多酚的极性大小无关[19];Peng等[13]用甲醇、乙酸乙酯、正己烷和水4种溶剂对枳椇果实进行提取,结果发现4种提取物的抗氧化活性均与其酚类和鞣质的质量分数呈正相关。

2.3 免疫调节活性

动物实验表明:枳椇果实中的多糖、二氢杨梅素以及其他提取物具有抗炎、抑菌和抗过敏等免疫调节活性。枳椇果实多糖能刺激巨噬细胞RAW264.7发生不同程度的增殖并促进其释放NO,而且对巨噬细胞的中性红也具有不同程度的吞噬活性,因此具有良好的免疫调节活性[4];二氢杨梅素与其生物转化酶之间相互作用,从而减少外源性化合物对人体的刺激[32]。枳椇果实提取物对脂多糖刺激的炎症反应具有抑制效果[33],尤其是枳椇果实提取物中的甲醇溶性部分对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有抗菌活性[34],枳椇果实提取物可抑制过敏反应[35]。

2.4 抗肿瘤活性

枳椇果实中多糖、二氢杨梅素以及酚类化合物等均具有良好的抗肿瘤生物活性。枳椇果实多糖具有良好的抗肿瘤活性[5],Geng等[36]通过建立四氯化碳诱导小鼠模型发现枳椇果实中的二氢杨梅素在体内具有抗纤维化作用,在未成熟阶段时枳椇果实中的酚类化合物抗肿瘤活性最高[37],枳椇果实中的氨加压素能抑制血管内皮生长因子受体Ⅱ和缺氧诱导因子的表达,从而能够防治包括肿瘤在内的血管生成相关疾病[38]。

2.5 抗疲劳作用

枳椇果实提取物尤其是黄酮类化合物具有明显的抗疲劳功效,而且提取方式会影响其抗疲劳作用的大小。郑悦[39]通过动物实验研究发现,枳椇果实水提醇沉提取物和乙酸乙酯提取物均能够改善能量代谢、自由基代谢和体内酶活性,从而具有抗疲劳作用,且乙酸乙酯提取物的抗疲劳效果好于水提醇沉提取物,最后通过体外细胞学实验证实黄酮类成分(二氢杨梅素、槲皮素)是枳椇果实提取物中起抗疲劳作用的主要成分。

2.6 其他生物活性

枳椇果实的主要有效成分除具有以上生物活性外,还具有防便秘、抗糖以及降低胆固醇的生物活性。枳椇果实提取物尤其是枳椇果实多糖、黄酮类化合物具有良好的降低血糖的功效。Choi等[20]通过动物实验研究发现枳椇果实热水浸提物不仅能够增强肠道转运,而且还能提高结肠收缩能力,从而改善低纤维饮食引起的便秘;Yoshikawa等[16]从枳椇果实叶子中检测出的5种皂苷类化合物均有抗糖活性。枳椇果实提取物能够预防饮食型肥胖和高脂血症,同时对动脉粥样硬化也有一定的预防效果[19]。

3 结 论

枳椇树具有较强的适应性,在国内部分地区都有栽种,其果实不仅具有较高的药用价值,而且是一种可供开发的果品资源,已经被列入国家药食同源名单。目前,国内在枳椇的开发利用方面还没有形成规模,产业状况整体科技含量偏低,大多数枳椇的开发利用还处于枳椇酒、枳椇粗提物等较初级的阶段。此外,枳椇有效成分相当复杂,许多活性成分尚待进一步确定。因此,应进一步加强对枳椇的活性成分及其生物活性的深入研究,找到其生物活性的物质基础,针对枳椇不同活性成分、不同部位来开发对应的产品,从而为枳椇资源的开发利用打下坚实的基础。