天然柠檬醛提取方法与生物活性研究进展

黄亚茹，高 芳，迟韵阳，廖圣良，刘新亮，杨海宽，华小菊，龚 岚，王宗德，高 伟*

（1江西省林业科学院，江西 南昌 330013；2江西农业大学，江西 南昌 330045；3永丰县自然资源局，江西 吉安 341500）

0 引言

柠檬醛（Citral）学名为3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛，分子式为C10H16O，是一类单萜化合物，室温下呈无色或淡黄色透明液体，具有浓郁的柠檬气味。柠檬醛化学性质极不稳定，易发生氧化还原反应，通常是由橙花醛（顺式柠檬醛）和香叶醛（反式柠檬醛）2种异构体组成，结构如图1所示。柠檬醛是一种植物次生代谢产物，主要存在于多种植物的叶片和果实中，包括山苍子、马鞭草、柠檬、垂叶香茅、酸橙、橘子和番茄等（Rabbani et al.，2004）。据报道，在山苍子油、柠檬草油、马鞭草油和垂叶香茅油等植物精油中，柠檬醛相对含量高达65%～80%（刘艳等，2013）。正是由于柠檬醛含量高，可释放出浓郁的柠檬香味，因此其在食品、香精、香料的制造和美容行业中被广泛应用。此外，柠檬醛还具有抗菌（钟佳，2015）、抗炎（张明发和沈雅琴，2014）、抗肿瘤（朱丽云等，2017）和抗氧化等生物活性（刘艳等，2013），被应用于杀虫、趋避，治疗糖尿病、心血管疾病和过敏，平喘镇咳等方面（Devi and Ashokkumar，2018）。为更好的开发利用柠檬醛，本文就国内外有关柠檬醛的提取方法、性质、代谢、生物活性及应用研究进行综述。

图1 柠檬醛的2种顺反异构体Fig.1 Two cis-trans isomers of citral

1 天然柠檬醛的提取方法

已报道的柠檬醛提取方法主要有蒸馏法、超临界CO2萃取法、微波技术法及化学方法，还有利用相转移催化剂法进行提取工艺的改进（表1），不同的提取方法影响柠檬醛的产率和纯度，提取时间和操作程度也因设备影响而不同。目前尚未有设备简单、操作易行、产率和纯度均较高的有效方法。

表1 柠檬醛的提取方法及优缺点对比Table 1 Citral extraction method and comparison of its advantages and disadvantages

1.1 蒸馏法

早期对柠檬醛的提取多采用蒸汽蒸馏法，该方法虽操作简单，但提取效率较低，且利用率低，也不环保（周玉慧等，2013）。随着科研人员的不断探索，利用2次减压精馏方法极大提高了柠檬醛的产率和纯度。王贤书等（2012）对山苍子油设计了两塔减压连续精馏系统分离柠檬醛的工艺，分离后柠檬醛质量分数达98.10%，产率达93.82%。曾宏等（2012）利用多段连续减压精馏山苍子油提取柠檬醛，使其纯度达95%，产率达95%。

此外，发展了对设备要求高的分子蒸馏技术提纯柠檬醛。郑秋霞和黄敏（2008）在蒸馏压力0.2 kPa、蒸馏温度45 ℃、物料流量1滴/s、刮膜蒸馏转速370～390 r/min、冷却水温度4～5 ℃的条件下可得到柠檬醛纯度95.08%，产率80.02%，二次蒸馏纯度高达100%。唐成志等（2011）利用分子蒸馏技术对山苍子油中的柠檬醛进行三级纯化蒸馏，将柠檬醛含量提高至92.71%，收率大于80%。但这种方法对仪器设备要求高，设备昂贵，难以在生产中普及。

1.2 超临界CO2萃取法

在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。超临界CO2萃取的特点决定其应用范围十分广阔。张德权等（2000）利用超临界CO2流体技术萃取山苍子油，其得率为30.19%，但山苍子粉粒大小及萃取的压力、时间、温度、CO2流量对山苍子油萃取率均有明显影响，且萃取得到的山苍子油不仅含有柠檬醛，还包含其他分子量相近成分，萃取产物中柠檬醛纯度较低。孙振江（2012）利用超临界CO2萃取法提取柠檬精油，萃取率为8.43%。王勇等（2012）利用超临界CO2萃取法提取柠檬草油，把柠檬醛含量作为评价指标，通过单因素试验和正交试验最终确定药材粉碎后过20目筛、萃取压力15 MPa、萃取温度45 ℃、萃取时间90 min是较优条件。赵雷蕾等（2017）采用响应面法优化超临界CO2萃取荜澄茄挥发油提取工艺，提取40 min，得到柠檬醛含量为66.26%，提取时间短，提取效率高，但硬件设备成本较高，产品需进一步纯化，以获得含量更高的柠檬醛。李祯等（2020）采用响应面法优化超临界CO2萃取柠檬精油，得到柠檬精油的收率为9.23%，但时间长，且其化学成分繁多。

1.3 微波技术法

微波萃取又称微波辅助提取（Microwave-assisted extraction，MAE），是指使用适当的溶剂在微波反应器中从植物、矿物、动物组织等中提取各种化学成分的技术和方法（张彩文，2008）。刘晓庚等（2001a）采用微波技术从山苍子精油中分离纯化出柠檬醛，此方法虽缩短时间，减少资源浪费，但成本过高，难以运用到实际生产。付红军（2016）采用微波辅助水蒸气蒸馏提取山苍子油速度快，但山苍子油中单萜类化合物含量发生变化，其中包括橙花醛和香叶醛，说明在微波作用下，这些单萜类化合物发生化学转变，但微波提取对其化学成分及活性影响缺乏系统研究。

1.4 化学方法

尹显洪等（1994）利用化学方法提取柠檬醛，将柠檬醛与亚硫酸钠以摩尔比1∶2.17混合，经一系列化学反应提取柠檬醛，此方法操作繁琐，且柠檬醛纯度较低。胡尽恒等（2008）利用柠檬醛与NaHSO3反应形成盐，该盐在60 ℃下能分解成柠檬醛和NaHSO3，然后用索氏提取将分解的柠檬醛从平衡体系中移走，使平衡反应不断进行，此方法收率高（＞65%），所得柠檬醛纯度高（＞98%）。但化学法的原料消耗大，产生的污染通常较严重，不适用于大规模工业生产。

1.5 相转移催化剂法

周艳林和黄文榜（1998）对传统化学法进行改进，采用二甲基亚砜（DMSO）作相转移催化剂，改善反应条件使得柠檬醛的产率和纯度均有极大提高。付红军等（2016）采用相转移技术，利用随意甲基化β-环糊精（RM-β-CD）作相转移催化剂，RM-β-CD用量为柠檬醛物质的量的0.65%（摩尔分数），15.0 ℃下反应3.33 h，得到较高产率的柠檬醛，且纯度较高。彭湘莲等（2018）以山苍子精油为原料，利用DMSO（用量为柠檬醛物质的量的5%）作相转移催化剂，与亚硫酸化学加成，10 ℃下反应3.5 h，分离纯化柠檬醛得率为73.47%，纯度为85.49%。

2 柠檬醛的降解

2.1 柠檬醛的降解过程

柠檬醛结构中存在碳碳双键、醛基，是一种不稳定分子，易发生氧化、环化和重排反应，导致产品质量下降，保质期缩短（Kimura et al.，1983；Ueno et al.，2004）。低pH（酸性条件）和氧化能迅速降解柠檬醛，在低pH降解过程中，香叶醛首先异构为橙花醛，然后转化为对薄荷二烯-8-醇和对薄荷二烯-4-醇等单萜醇，这些单萜醇进一步氧化为对伞花烃-8-醇，最后经脱水产生多种芳香化合物，如α-对二甲基苯乙烯、对伞花烃（苦杏仁味）和对甲酚（Kimura et al.，1983），α-对二甲基苯乙烯会进一步生成汽油类化合物对甲基苯乙酮（Peacock and Kuneman，2002），导致柠檬醛的气味和质量均明显降低。

2.2 减缓柠檬醛降解的方法

柠檬醛用途广泛，其降解速率受pH、温度和氧浓度等影响（Kimura et al.，1983）。为保存柠檬醛，已有不少研究报道如何减缓柠檬醛的降解，如采用微胶囊技术（Stöckmann et al.，2000）、抗氧化剂（Ueno et al.，2004）、水包油乳液（Losada-Barreiro et al.，2012）和加缓释剂（夏诗琪等，2021a）等（图2）。抗氧化剂方面，应用合成抗氧化剂或天然抗氧化剂增强柠檬醛稳定性。合成抗氧化剂主要有二丁基羟基甲苯（BHT）、丁基羟基茴香醚（BHA）、没食子酸丙酯（PG）等（崔利辉等，2021）。天然抗氧化剂，如从葡萄籽和石榴籽提取的抗氧化酚类化合物能减少对伞花烃-8-醇、对甲酚等物质的形成（Liang et al.，2004），儿茶素能抑制柠檬醛在pH为3.0时的降解，从而减少生成对甲酚、对甲基苯乙酮等物质（Ueno et al.，2004）。

图2 减缓柠檬醛降解的方法Fig.2 Method of slowing down citral degradation

利用微胶囊技术和水包油乳液等方法可较好地保存柠檬醛。Stöckmann等（2000）采用喷雾干燥法制备微胶囊，用含有蔗糖或海藻糖的麦芽糖糊精或改性淀粉作壁材包埋柠檬醛，成本低、操作方便且易于控制；但这种方法存在动力消耗大、热效率低，所用干燥器体积大、操作弹性小，易发生粘壁现象等缺点（张彩虹和黄立新，2008）。水包油乳液也被用于抑制酸性条件下柠檬醛的降解。Losada-Barreiro等（2012）制得阴离子卵磷脂单层乳液，使得柠檬醛具有较好的物理稳定性，2种阳离子卵磷脂—壳聚糖和卵磷脂-EPL乳液双层乳液，添加阳离子壳聚糖作为界面层使得水包油乳液具有更好的物理和化学稳定性。马磊和毛多斌（2019）用鹰嘴豆乳清蛋白乳化柠檬醛后能形成稳定的水包油乳液。Arnon-Rips等（2020）利用羧甲基纤维素（CMC）与柠檬醛制备的包合物可抑制马铃薯块茎发芽。李学红等（2021）通过高压均质法制备柠檬醛的水包油乳液，在乳液中添加黄原胶改善膜的机械性能，使得柠檬醛的缓释作用发挥更好，但同时导致柠檬醛乳液膜防潮能力降低。刘敏等（2021）采用高压微射流技术制备柠檬醛纳米乳液，并用于砂糖橘保鲜，结果发现柠檬醛纳米乳液处理明显抑制砂糖橘果实呼吸，减少腐烂，砂糖橘贮藏效果较好。彭锐（2021）采用无皂乳液聚合法制备温敏性水凝胶/柠檬醛包合物在36 ℃下释放1024 min，柠檬醛才基本完全释放。夏诗琪等（2021b）采用乙醇注入法制备2种稳定性能良好的柠檬醛缓释制剂（柠檬醛脂质体和柠檬醛—壳聚糖复合脂质体），这2种缓释制剂能改变细胞通透性，使柠檬醛渗出从而长时间具有抑菌能力。

微胶囊中加入抗氧化剂能显著提高柠檬醛稳定性。Yang等（2011）在柠檬醛的包封乳液中加入适量的红茶提取物、胡萝卜素或丹参酮，可减少甲基苯乙烯和对甲基苯乙酮的产生，抑制柠檬醛降解，显著提高柠檬醛的化学稳定性。李丹凤（2017）研究异抗坏血酸、原花青素和（+）-儿茶精水化合物3种水溶性抗氧化剂，以及桔皮素、β-胡萝卜素、柚皮素和槲皮素二水合物4种脂溶性抗氧化剂对固体脂质纳米颗粒体系（Citral-SLNs）中柠檬醛降解的影响，结果发现原花青素和（+）-儿茶精水化合物制得的样品分层严重，外观不稳定，其余5种抗氧化剂对柠檬醛降解的抑制效果排序为β-胡萝卜素＞槲皮素二水合物＞桔皮素＞柚皮素＞异抗坏血酸。

3 柠檬醛的代谢

天然柠檬醛属单萜化合物，为橙花醛和香叶醛混合物，在生物合成过程中分别由橙花醇和香叶醇脱氢氧化而来。在植物中，单萜化合物由单萜类合成酶（TPS）催化公共底物香叶基焦磷酸（GDP）而形成。在细毛樟中，香叶醇合成酶已被克隆，在体外催化反应下可将GDP转化为香叶醇（Yang et al.，2005）。香叶醇在异构酶作用下可形成橙花醇。在大豆中也存在橙花醇合成酶，可将橙花基焦磷酸（NDP）转化为橙花醇（Zhang et al.，2013）。单萜醇类脱氢形成萜醛类反应由中链脱氢酶（MDR）介导完成，然而介导香叶醇和橙花醇转化为柠檬醛的功能蛋白编码基因尚未在植物中分离出。

目前关于柠檬醛在生物体内的代谢路径未有统一的认识。Diliberto等（1988）给雄性大鼠口服或静脉注射放射性标记柠檬醛（在C 1-2上标记14C），标记柠檬醛大部分通过尿液（51%）、粪便（12%）和呼出气CO2（17%）排出，但皮肤暴露会导致柠檬醛在粪便中多，尿液中少，表明柠檬醛的首过代谢是皮肤。柠檬醛的代谢快速而广泛，表明柠檬醛的物质不会发生显著的生物积累。Boyer和Petersen（1991）认为柠檬醛在体内代谢最主要的途径可能是通过醛脱氢酶（ALDH）转化为相应的酸，柠檬醛是乙醛氧化的有效抑制剂。柠檬醛易被醇脱氢酶（ADH）还原为相应的醇，在还原型辅酶Ⅰ（NADH）存在的情况下，柠檬醛以2种不同的速率不断减少，初始是快速率，然后是慢速率，ADH介导的柠檬醛还原率有差异可能是因为柠檬醛2种异构体香叶醛（反式）和橙花醛（顺式）酶的亲和力不同，柠檬醛可能在ALDH氧化之前通过其他途径经历ADH介导还原到相应的醇或代谢。吴子健等（2002）研究表明，经柠檬醛处理过的黄曲霉菌，其体内胞液中苹果酸脱氢酶（MDH）活力降低，还原型辅酶Ⅱ（NADPH）的合成减少，影响到生物体的三羧酸循环。郑世菊（2015）用柠檬醛处理指状青霉过程中发现柠檬醛对柠檬酸合成酶（CS）、异柠檬酸脱氢酶（ICDH）、α-酮戊二酸脱氢酶（α-KGDH）和琥珀酸脱氢酶（SDH）活性有明显抑制作用，对MDH活性有增加作用，能使柠檬酸含量降低，影响糖酵解途径和三羧酸循环途径。陈静等（2021）在小鼠每日粮食中添加3.5%的柠檬醛可提高小鼠肌肉内脂肪含量，降低脂肪酸分解代谢酶的表达水平，提高脂肪酸合成代谢酶的表达水平并进行相关基因调控。蒲丹丹等（2021）归纳了木姜子中萜类化合物的代谢路径（图3），一般分为2条：一条是2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸（MEP）途径，另一条是甲羟戊酸（MVA）途径，单萜类化合物通过胞质MVA途径形成。

图3 萜类化合物的合成途径Fig.3 Synthesis pathway of terpenoids

4 柠檬醛的生物活性

4.1 抑菌活性

柠檬醛对不同细菌和真菌具有显著的杀菌作用，包括大肠杆菌、黄曲霉、烟曲霉等真菌及白色念珠菌、沙肠杆菌等。Onawunmi（1989）研究发现，碱性pH能增强柠檬醛抗菌活性，浓度为0.08%～1.00%的柠檬醛具有快速杀菌作用，当体积比≥0.01%时快速抑制大肠杆菌生长，体积比≥0.03%则能进一步抑制大肠杆菌再生。王发松等（2000）研究表明川桂叶挥发油（主要成分为柠檬醛）能抑制皮肤真菌和霉菌的生长。谢小梅等（2005，2006，2007）研究发现柠檬醛作用于黄曲霉、烟曲霉等真菌，可破坏其细胞结构，影响其细胞遗传物质的合成，从而抑制其生长、繁殖。Silva等（2008）研究发现柠檬醛对白色念珠菌有强抑菌作用。Leite等（2014）也发现柠檬醛对白色念珠菌具有潜在的抗真菌活性，最低抑菌浓度（MIC）为64 µg/mL，最小杀菌浓度（MFC）为256 µg/mL。Shi等（2016）发现柠檬醛对沙肠杆菌病原体有抑制作用，对沙肠杆菌的细胞膜造成损伤，MIC在0.27～0.54 mg/mL抑制沙肠杆菌生长。武延利（2017）以草莓灰霉病菌为受试菌，研究发现丁香酚、肉桂醛和柠檬醛对其均有较好的抑菌性能，排序为柠檬醛＞肉桂醛＞丁香酚，通过柠檬醛、肉桂醛和丁香酚进行两两复配，对草莓灰霉病菌协同增效。彭锐（2021）研究发现温敏性水凝胶/柠檬醛包合物对常见的竹材霉菌（桔青霉、绿色木霉、黑曲霉和混合霉菌）均有非常高的防治效力，且使竹林有柠檬香味，实现对竹林的绿色、环保高效防霉。夏诗琪等（2021b）研究表明柠檬醛对中药材黄曲霉菌具有良好的抑制效果，并用孢子计数法对抑菌进行定量分析，发现柠檬醛浓度越大，抑制效果越好。覆有柠檬醛的纳米结构脂质载体对蜡脑芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌（革兰氏阳性杆菌）、大肠杆菌（革兰氏阴性菌）和白念珠菌（真菌）表现出显著的抗菌活性（Mokarizadeh et al.，2017）。余伯良等（2002a，2002b）研究发现柠檬醛对黄曲霉、黑曲霉、黑根霉等8种霉菌有抑制作用，Saddiq和Khayyat（2010）通过试验发现柠檬醛对黑曲霉、意大利青霉菌有抑菌活性，张晶晶等（2020）也发现柠檬醛对曲霉菌、青霉菌、木霉菌等均具有较强的抑制作用。

柠檬醛的衍生物对植物病原菌也有一定的抑制作用。周玉慧等（2014）采用菌丝生长速率法研究发现柠檬醛衍生物紫罗兰酮、β-紫罗兰酮、甲基紫罗兰酮、异甲基紫罗兰酮、鸢尾酮和柠檬腈对常见植物病原菌辣椒疫病菌、枇杷炭疽病菌、水稻纹枯病菌和莴苣菌核病菌有一定抑制作用；对莴苣菌核病菌、水稻纹枯病菌、枇杷炭疽病菌和辣椒疫病菌抑制作用最强的分别是柠檬腈、紫罗兰酮、β-紫罗兰酮和柠檬腈，半最大效应浓度（EC50）分别为8.83、14.02、15.77和9.46 µg/mL。

4.2 消炎

柠檬醛具有一定的抗炎活性，对治疗胆囊炎、胆管炎、胆石症、腹膜炎和人脐静脉内皮细胞（HUVEC）中脂多糖（LPS）诱导的炎症等均具有较好的疗效，还具有解热的功效。

张明发和沈雅琴（2014）研究发现柠檬醛能促进胆汁分泌，降低胆汁中总胆固醇、胆红素和黏液含量，将柠檬醛给小鼠灌胃给药可抑制胆囊结石的形成，体外实验可溶解混合型胆石并镇痛抗炎，认为柠檬醛可作为治疗胆囊炎、胆管炎、胆石症的新药。局部使用柠檬草精油（主要成分为柠檬醛）可抑制小鼠皮肤的炎症反应（Boukhatem et al.，2014）。柠檬醛抑制小鼠腹腔巨噬细胞细胞因子LPS的产生（Bachiega and Sforcin，2011），也抑制U937细胞中LPS 刺 激 的COX-2表 达（Katsukawa et al.，2010）。Song等（2016）研究发现柠檬醛对腹膜炎和HUVEC中LPS诱导的炎症有一定影响，可抑制LPS诱导的腹膜组织中髓过氧化物酶活性，VCAM-1、ICAM-1、IL-8、TNF-α（促炎细胞因子）的表达和HUVEC细胞中NF-κB的激活，抗炎作用还可被PPAR-γ拮抗剂GW9662逆转。

Emílio-Silva等（2017）报道柠檬醛具有一定解热作用，发现对大鼠全身给予LPS引起病态综合征，灌服柠檬醛减缓血浆细胞因子TNF-α、IL-1β和IL-6释放，并抑制下丘脑前列腺素E2（PGE2）的产生，从而有效解热。Nordin等（2018）采用高压均质法将柠檬醛装入纳米结构脂质载体（NLC）中，NLC-柠檬醛处理的脾细胞CD4/CD3和CD8/CD3细胞群增加，小鼠的免疫调节作用增强，且NLC-柠檬醛处理对小鼠脾细胞的增殖无毒性作用，血清生化分析也无显著变化，无毒性迹象，认为柠檬醛作为药物传递系统具有很好的发展前景。

4.3 抗肿瘤活性

柠檬醛具有抗肿瘤活性，且毒副作用小，对很多癌症有一定防护效果，包括皮肤癌、结肠癌、乳腺癌、白血病和子宫颈癌等，研究价值较高。此外，柠檬醛联合其他物质，如视黄酸和姜黄素等，对于治疗癌症具有显著效果。

Suaeyun等（1997）研究发现柠檬草（主要成分为柠檬醛）能在结肠肌肉层和黏膜中抑制DNA加和物形成，从而对由氮氧甲烷诱导的结肠癌大鼠起一定作用。Ogata等（2000）报道柠檬醛可诱导HL-60细胞凋亡。Dudai等（2005）研究发现44.5 μg/mL柠檬醛能激活半胱氨酸酶和增加DNA分裂，从而诱导造血癌细胞系（U937、JURKAT和BS-24-1）的凋亡。Zielińska等（2018）对柠檬醛（100 µg/mL）进行24 h治疗，能将肿瘤A431细胞及非肿瘤HaCaT细胞毒率降至10%。

Chaouki等（2009）报道柠檬醛可诱导乳腺癌细胞系凋亡，从而抑制乳腺癌细胞的生长。Bidinotto等（2011）报道500 mg/kg柠檬草精油（主要成分为柠檬醛）可显著降低N-甲基-N-硝基脲（MNU）和乳腺癌（包括肺泡和导管）引起的DNA损伤。Kapur等（2016）认为可使用PEG-b-PCL纳米颗粒配方中的柠檬醛治疗乳腺癌或其他肿瘤，在p53表达的细胞中，柠檬醛增加p53的丝氨酸-15磷酸化水平和细胞内的氧自由基，诱导caspase3和bax增加、Bcl-2减少及G1/S细胞周期停止与凋亡，但在p53缺乏的SKOV-3细胞中不凋亡，说明需依赖p53诱导细胞凋亡，但在p53缺乏的SKOV-3细胞中可采用柠檬醛诱导ER应激标志物CHOP、GADD45、EDEM、ATF4、Hsp90、ATG5和磷酸化eIF2α来促进内质网应激。柠檬醛还通过抑制MDA-MB-231球体的自我更新能力、下调Wnt/β-catenin通路和诱导细胞凋亡来抑制耐药性MDA-MB-231乳腺癌细胞的生长（Nigjeh et al.，2018）。

研究发现，柠檬醛对白血病也有潜在治疗作用。De Martino等（2009）从马鞭草精油中分离出柠檬醛，能激活蛋白酶-3，诱导慢性淋巴细胞白血病患者的淋巴细胞凋亡。戴舒柳等（2011）研究柠檬醛对人白血病K562细胞株增殖和凋亡的影响，结果发现6.9～444 mg/L柠檬醛可抑制K562细胞增殖，呈时效性及量效性，111和222 mg/L柠檬醛可诱导K562细胞凋亡，细胞内谷胱甘肽（GSH）含量下降、柠檬醛高蓄积及谷胱甘肽-S转移酶（GST）水平上升。Xia等（2013）研究发现柠檬醛对急性早幼粒细胞性白血病细胞系NB4有抗增殖作用，通过形态学、增殖试验、DNA电泳、膜联蛋白V-FITC/PI染色和caspase-3的激活诱导NB4细胞系凋亡，还通过降低线粒体膜电位诱导该细胞系凋亡。柠檬醛对子宫颈癌细胞系有抗癌作用（Ghosh，2013），还可抑制B-淋巴瘤细胞、胰腺肿瘤细胞和MIA PaCa-2血细胞的增殖（Di Mola et al.，2017）。

柠檬醛还可与其他物质联合抗癌。柠檬醛和视黄酸（浓度为0.624～0.625 μg/mL）联合治疗能下调细胞周期蛋白A，上调细胞周期蛋白D/p21，调节G1相并诱导A549细胞凋亡（Farah et al.，2010）。姜黄素与柠檬醛的联合使用具有协同效果，增加活性氧生成，P53激活，多聚（ADP-核糖）聚合酶1激活，诱导G0/G1细胞周期分布，使MDA-MB-231和MCF7乳腺癌细胞凋亡却不影响MCF10A正常乳腺细胞（Patel et al.，2015）。

4.4 抗氧化活性

柠檬醛不仅能抑菌杀菌、抗炎抗癌，在抗氧化活性和清除自由基方面也起着重要作用，但柠檬醛在使用时应注意与其他药物的相互作用，避免高剂量柠檬醛诱导氧化应激反应，对肝脏造成损伤。

余伯良和刘达玉（1998）、余伯良（1998）报道山苍子精油及精油提取剩余物山苍子树皮渣均具有抗氧化作用，其中精油的抗氧化作用更强，山苍子精油的抗氧化活性较一些合成抗氧化剂的活性高，是合成抗氧化剂BHA的2倍。Hwang等（2005）报道柠檬醛具有显著的抗氧化活性。程超（2005）报道山苍子油（主要成分为柠檬醛）具有较好的抗氧化作用，可有效清除羟基自由基（·OH）（清除率76.15%）和超氧阴离子自由基（清除率57.60%）。顾仁勇和刘莹莹（2006）的研究结果也表明山苍子精油具有抗氧化作用，且用量越大，抗氧化性越强。杨欣等（2010）指出柠檬草精油具有良好的抗氧化作用，而柠檬草精油主要成分是柠檬醛，推测发挥抗氧化作用的是柠檬醛。李欣欣等（2015）研究表明山苍子雌花和雄花精油均具有一定的抗氧化活性，表现在：测定还原力的IC50时，雄花和雌花分别为2.330和1.473 mg/mL；清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基的IC50，雄花为41.62 mg/mL，而雌花为9.663 mg/mL；清除·OH的IC50，雄花和雌花分别为56.95和77.98 mg/mL。

Bouzenna等（2017）发现柠檬醛在大鼠的小肠上皮细胞（IEC-6细胞）中表现出显著的抗氧化活性，可抑制亚油酸氧化，中等DPPH具有铁还原抗氧化能力（EC50为125±28.86 μg/mL），用阿司匹林和柠檬醛对IEC-6细胞联合治疗可显著降低阿司匹林诱导的细胞死亡和丙二醛水平，还能调节超氧化物歧化酶和谷胱甘肽活性，减弱有丝分裂原激活蛋白激酶（MAPKs）的激活，柠檬醛可保护IEC-6细胞免受阿司匹林诱导的氧化应激。然而，柠檬醛具有肝毒性，高剂量下诱导氧化应激，对CYP450酶有负面影响并造成肝损伤。Tang等（2018）使用3种不同剂量（20、200和2000 mg/kg）柠檬醛对ICR小鼠处理3 d，结果发现柠檬醛剂量为2000 mg/kg的小鼠血清谷氨酸丙酮转氨酶和谷氨酸草酰乙酸转氨酶的水平增加，谷胱甘肽、旋氧自由基、丙二醛和总超氧化物歧化酶的含量也增加；剂量为20和200 mg/kg的小鼠NO含量显著降低，但2000 mg/kg的小鼠肝损伤最严重；柠檬醛还诱导剂量为20 和200 mg/kg 的小鼠肝脏中CYP450（1A2、2D22和2E1）活性和mRNA表达。

4.5 抗糖尿病

柠檬醛对于治疗糖尿病、心血管疾病、过敏和平喘镇咳等方面均具有极佳的效果。Subramaniyan和Natarajan（2017）研究发现肝细胞（HepG2）加入柠檬醛（30 μm）可显著降低高糖（50 mm）诱导肝癌细胞的细胞毒性、活性氧生成、DNA损伤和脂质过氧化，还抑制细胞外信号调节蛋白激酶-1（ERK-1）、c-Jun N-端激酶（JNK）和p38的表达，从而通过抑制丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号来保护HepG2细胞免受高葡萄糖诱导损伤。柠檬醛对3T3-L1脂肪细胞中成脂基因有抑制作用，在前脂肪细胞分化为脂肪细胞的过程中，柠檬醛通过改变成脂肪转录因子（PPARγ、SREBP-1c、FAS和CPD）和炎症生物标志物（TNF-α、IL-6和MCP-1）的表达从而抑制3T3-L1脂肪细胞脂肪的生成（Devi and Ashokkumar，2018）。柠檬醛抑制3T3-L1脂肪细胞脂肪的生成，在药物传递系统中具有较好的发展前景。此外，研究发现柠檬醛对平喘、镇咳和祛痰的治疗也具有显著效果（殷志勇等，2006）。

4.6 杀虫、趋避作用

柠檬醛在杀虫方面表现出较强的能力。Kirchert等（2001）报道，添加柠檬醛的制剂对小卷蛾的交配能力具有较大影响。Hierro等（2004）对海兽胃线虫幼虫进行体外试验，发现3.12 μg/mL柠檬醛在24 h内能使其幼虫全部死亡，致死率高达100%。

日本脑炎、黄热病、登革热等疾病的主要传播途径是蚊虫叮咬，对于蚊虫的治理早期多以杀虫剂为主，但由于杀虫剂具有毒性，对人体的健康产生威胁，因此驱避剂的研发备受关注。Oyedele等（2002）研究表明柠檬醛对于驱避埃及伊蚊具有显著效果。Hao等（2014）将剃毛小鼠作为吸引白纹伊蚊的对象，释放不同空间浓度（0.013、0.025、0.050、0.100和0.250 μg/cm3）的柠檬醛测试白纹伊蚊寻找宿主的能力，结果表明，在24和48 h内白纹伊蚊寻找宿主的能力均呈不同程度降低。因此，柠檬醛有望在天然驱避剂的利用中发挥重要作用。

5 结论与展望

柠檬醛是天然植物资源山苍子油、柠檬草油、马鞭草油、垂叶香茅油等植物精油的主要成分，既是一种天然香料，又具有特有的生物活性，能抗菌、抗炎、抗肿瘤和抗氧化，还可应用于杀虫、趋避，治疗糖尿病和心血管疾病、平喘镇咳、治疗过敏等，应用前景广阔。但柠檬醛不稳定，易发生氧化等化学反应，柠檬醛的很多特性及应用有待进一步开发。为实现柠檬醛的综合利用，建议可从以下几方面展开研究：

（1）优化天然柠檬醛的提取工艺。柠檬醛的各种物理化学性质、特点及特有的生物活性值得进行更深入地研究，实现天然柠檬醛的提取工艺简单易行、设备简易、提取效率高。

（2）增加柠檬醛的稳定性。柠檬醛的稳定性对柠檬醛产品有重要影响，需研究减缓柠檬醛降解的方法，如微胶囊、缓释剂等，并评估其有效性。

（3）开发柠檬醛新型药物和产品。开发更多柠檬醛药物和产品，并开展药物毒理分析，评估其安全性。

（4）开发柠檬醛衍生物产品。以柠檬醛为原料导向合成柠檬醛衍生物，开发更多更好的柠檬醛衍生物产品和柠檬醛替代产品，有望在将来更广泛地运用于美容、医疗、卫生等各个领域，更好地造福人类。