常山胡柚中类黄酮等功能性成分的功效和开发进展

2021-01-02姚周麟吴韶辉平新亮叶春勇

浙江柑橘 2021年4期

姚周麟吴韶辉平新亮叶春勇林媚

（浙江省柑橘研究所台州 318026）

常山胡柚（Citruschangshanensis）属于芸香科（RutaceaeJuss.）植物，为柚（CitrusgrandisL.Osbeck）与酸橙（CitrusaurantiumL.）的自然杂交品种，始产于常山县青石镇澄潭村胡家自然村，因果实似“小柚子”，又在胡家村始种，故称胡柚。胡柚具有丰产、抗冻、适应性强、果实耐贮藏及贮藏后品质更佳的特性，目前主要分布于浙江省衢州市各地，其中常山县为主产区[1]，也是常山县特有的地方柑橘品种[2]。据《本草纲目》记载，柚（气味）酸、寒、无毒、有消食、解酒、去肠胃恶气、疗妊不思食，营养物质丰富,不仅是美味的食用水果，还具有很高的药用价值[3]。常山胡柚的营养价值丰富，总糖、总可溶性固形物以及矿物质元素如钙、铁、锌和硒含量较高[4]，果实中的苦味物质（主要为柚皮苷和柠檬苦素类）和总酸含量略低于葡萄柚。胡柚果实中功能性成分如柚皮苷、柠檬苦素的含量比一般柑橘类品种高，能抑制人体血糖增加；有较高含量的SOD（超氧化物歧化酶），能延缓组织衰老[1]。随着常山胡柚产业的转型升级，逐渐形成从生产、产后商品化处理到深加工的全产业链，成为常山县的农业主导产业、农民收入的重要来源[5]。

1 胡柚提取物的生理活性

胡柚果实富含的类黄酮等物质具有较强的抗氧化活性，并在预防和治疗各种慢性和退行性疾病中的作用[17]，越来越受到人们的关注。

1.1 抗氧化活性

胡柚类黄酮等提取物具有良好的抗氧化作用[16]，如胡柚小青果和衢枳壳的黄酮类化合物绝大部分以黄烷酮糖苷形式存在，主要为柚皮苷、新橙皮苷、柚皮芸香苷、圣草次苷、新圣草次苷、六甲氧基黄酮、七甲氧基黄酮和橘皮素等，胡柚小青果中新橙皮苷、柚皮苷、柚皮芸香苷和新圣草次苷的含量较高[6]，其抗氧化活性显著高于衢枳壳[9]。胡柚皮提取物中柚皮苷含量与DPPH自由基的清除率呈正相关，新橙皮苷含量与DPPH自由基的清除率略呈正相关，是常山胡柚皮抗氧化作用的主要物质基础[7]。

1.2 降血糖、血脂作用

柚皮苷和新橙皮苷会增加人肝癌细胞（Hep G2）对葡萄糖的消耗，这可能与腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）磷酸化增加有关，可通过调节糖代谢而成为潜在的降血糖药[15]。胡柚提取的活性成分也具有较强的降血脂作用[20]。如黄酮类化合物（Flavonoids，FLS）能够显著减缓肥胖小鼠的体质量增长，降低血清中总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇浓度，增加高密度脂蛋白胆固醇浓度，减少肝脏组织的脂质沉积；还能显著提高肥胖小鼠肠道菌群的丰度和多样性，对高脂饮食诱导的肥胖小鼠肠道菌群具有积极的调节作用[18]。胡柚果肉中含有柚皮苷、橙皮苷等类黄酮和柠檬苦素、诺米林等柠檬苦素类化合物，会对3T3-L1脂肪细胞摄取葡萄糖发生拮抗作用[19]。

胡柚皮黄酮（PTFC）的降血脂的作用与其强抗氧化作用相关。如通过有效地调控与脂肪分解代谢有关的PPAR-α（过氧化物酶体增殖物激活受体-α）基因表达及PPAR-α、Lp（l脂蛋白酯酶）、Lipc（肝脂肪酶缺陷）的蛋白表达，降低氧化应激水平，提高机体抗氧化能力，实现对脂代谢的积极调控[23]；通过调节 SIRT1/PGC-1α信号通路，增强肝脏抗氧化能力，减少脂肪酸代谢过程中活性氧的损伤，防治小鼠非酒精性脂肪性肝炎（NASH）的发生发展[24]。

PTFC能通过预防小鼠肝组织中NLRP3炎症小体信号通路的激活，从而控制参与高脂高糖诱导的NASH发生发展[25]；对非酒精性脂肪性肝炎小鼠Th17/Treg平衡起到调节作用[27]；可通过抑制磷酸化的NF -κB 和MAPKs对大鼠非酒精性脂肪性肝病起到保肝抗炎作用[28]；可通过恢复肝脏中胆固醇7 α-羟化酶（CYP7A1）的含量，减轻氧化应激和自由基损伤，并通过提高血清和肝细胞中肿瘤坏死因子-α（TNF -α）和白细胞介素-6（IL-6）水平减轻炎症损伤；能显著增加高脂血症金黄地鼠（Mesocricetus auratus）肝脏、脂肪和骨骼肌中PPAR-α和PPAR-γ的RNA和蛋白质表达水平，降低血清胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-c）的水平，并改善与肝功能相关的丙氨酸转氨酶（ALT）、天冬氨酸转氨酶（AST）和碱性磷酸酶（ALP）的水平；可能通过抗氧化和抗炎作用改善高脂血症仓鼠的肝功能，从而发挥降血脂作用，其作用机制可能是通过激活PPARα和PPARγ[26]。

1.3 其他作用

常山胡柚精油对单核细胞增生李斯特菌（Listeriamonocytogenes）具有显著的体外抗菌能力，Guo等[21]用扫描电镜和透射电镜观察证实了其物理损伤、显著的形态改变和细胞内成分的渗漏，胡柚环氧乙烷能够通过降低生物量和细胞活性来破坏预制生物膜。Sun等[22]利用体外消化和人肠道Hep G2细胞耦合模型，发现钙含量与柚皮素和β-胡萝卜素的吸收密切相关（p＜0.05）。

2 胡柚中功能性成分的检测方法

目前胡柚中功能性成分的检测方法主要为紫外分光光度法和液相色谱法（LC）。紫外分光光度法用于总黄酮和总酚含量的测定；液相色谱法用于黄酮类化合物[6]、橙皮苷、新橙皮苷、诺米林、柠檬苦素等单个或多个黄酮含量的测定[3]。方健等[7]利用高效液相色谱技术建立了常山胡柚皮黄酮类成分的指纹图谱；Sun等[8]测定了胡柚果实不同组织中柠檬苦素和诺米林的含量；郑雪良等[9]测定了胡柚中的黄酮类化合物；方波等[10]确定了柑橘果实中柚皮苷和新橙皮苷等类黄酮含量，并发现类黄酮含量丰富且各种类之间组分含量差异显著；冯敬骞等[11]建立了同时测定圣草次苷、芸香柚皮苷、柚皮苷、柚皮素、橙皮苷、新橙皮苷、水合橙皮内酯、木犀草素、橙皮内酯、川陈皮素、橘皮素、橙皮油内酯等12种黄酮类的方法[11]；郅景梅等[12]建立了胡柚皮中多甲氧基黄酮（橘皮素和甜橙素）的方法，可用于控制胡柚皮药材的质量。

利用超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS）技术，雷美康等[13]建立了一种同时检测胡柚中圣草次苷、芸香柚皮苷、柚皮苷、橙皮苷等9种功能性成分的方法；Li等结合核磁共振法（NMR）鉴定常山胡柚皮中的黄酮[14]，确定了两种黄烷酮的结构分别为5,4′-二羟基黄烷酮-7-O-α-葡萄糖苷（柚皮素-7-O-α-葡萄糖苷）和5,3′-二羟基-4′-甲氧基黄烷酮-7-O-α-葡萄糖苷（橙皮素-7-O-α-葡萄糖苷）；Zhang等[15]采用大孔D101树脂色谱和高速逆流色谱相结合的方法，建立了胡柚中柚皮苷和新橙皮苷的纯化方法，同时鉴定了纯化的柚皮苷和新橙皮苷。

3 胡柚中类黄酮的提取工艺

胡柚皮常作为加工过程中的废渣被丢弃，如果能以此为原料规模化生产黄酮类化合物，可提高其经济价值同时减少环境污染，具有较好的开发和利用价值。柑橘果皮黄酮类物质的提取一般采用热回流法和浸泡提取法，但得率均不理想。韩晓祥等[16]利用超声波产生的振动能量使细胞周围和细胞内产生环流，提高细胞壁和细胞膜的通透性，进而提取细胞内的有效成分。其在单因素试验的基础上，根据中心组合（Box-Benhnken）试验设计原理，采用三因素三水平的响应面分析法，优化胡柚皮中黄酮类化合物的超声波辅助提取工艺。最佳工艺条件为：料液比 1∶12，提取时间22 min，超声提取功率70 W，胡柚皮中黄酮平均含量为3.68 mg/g，与模型预测值基本相符。林敏等[20]以常山胡柚果皮果渣为原料，烘干后磨成粉末，用95%乙醇提取5 h，提取液经大孔树脂层析、蒸馏水去除多糖类物质、40%乙醇洗脱，洗脱液旋转蒸发蒸干，可得到纯化的黄酮类和柠檬苦素类物质，纯度为86%～99%，得率约为0.95%，为黄酮类和柠檬苦素类物质的提取与纯化工艺提供了借鉴。

曾惠明等[29]采用单因素法对比乙醇浸提、微波提取、超声波提取以及组合工艺提取胡柚皮中类黄酮，优化的提取条件为:70%乙醇溶液(V：V，浸提比1∶10)浸泡下，依次于40 kHz 200 W超声振荡9 min、400 W微波加热8 min、80°C加热回流3 h，可获得0.317%的提取率。从胡柚皮中提取类黄酮后，残渣可经化学改性成为离子吸附剂。刘钊等[2]以胡柚皮为原料，通过在超声波辅助提取的环境下，添加表面活性剂辅助提取，使总黄酮最高提取率达到1.97%。郑美瑜等[30]发现胡柚黄酮经酸催化水解后得到单糖苷和苷元，黄酮糖苷经水解后生物利用率显著提高。