柚果皮中生理活性成分研究进展

第 27 卷 第 11 期 贾冬英等: 柚果皮中生理活性成分研究 进展
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囊衣 30% ~ 40% 、外果皮 5% ~ 10% [ 6] 。 柚皮 苷( naringin) , 全称 为柚 皮素- 7- O-
新橙皮糖苷( 结构式见图 2) 。主要存在于柚 ( Citr us granisi ) 和酸橙( Cit rus aur antium ) 及其变种的果皮 及果实中, 是这些水果的苦味物质之一。在 食品工业上, 柚皮苷既可作为天然色素、风味 改良剂和苦味剂用于食品、饮料的生产, 又可 作为合成高甜度、无毒、低能量的新型甜味剂 二氢柚苷查耳酮和新橙皮苷二氢查耳酮的原 料[ 7] 。在医药工业上, 柚皮苷可用于生产防 治心脑血管疾病及消炎药物。此外, 柚皮苷 还能用于制备多种高附加值的有机物, 如鼠 李糖、柠檬 素( cit rin) 、酸性偶氮 染料和其他 植物染色剂以及具有更高活性和药用价值的 半合成黄酮类化合物[ 6] 。
从柑橘属植物中分离和鉴定的类柠檬苦 素约 50 余 种, 其 中 37 种 为 类柠 檬苦 素苷 元[ 35, 36] , 16 种 为 配 糖 体[ 37, 38] 。 1989 年 H asegaw a 首次从葡萄柚种子 中分离出类柠 檬苦素配糖体。常见的柠檬苦素类似物包括 柠檬苦素 ( limonin) 、诺米林( nom ilin) 、脱乙 酰诺 米林( deacet ylnomilin) 、奥 巴叩 酮( obacunone) 、诺米林酸( nomilinic acid) 及其配糖 体。据分析, 在干燥的柑橘种子中前 4 种类 柠檬苦素苷元总 量为 3. 28 mg/ g , 这 5 种配 糖体总量为 12. 74 mg/ g[ 39] 。
自由基氧化作用而产生的退行性病变如动脉 粥样硬化、肿瘤等有预防作用。
柚皮中存在的水溶性色素的组成也十分 复杂, 据分析为黄酮类色素, 包括黄酮、黄酮 醇、二氢黄酮、二氢黄酮醇及其配糖体, 主要 有柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷和柚皮素芸香苷 等, 它们对人体具有多方面的保健及药理作 用。因此, 柚皮色素既可作为一种天然色素 用于食品、制药、化妆品及染料工业, 具有极 高的安全性; 又可作为营养添加剂或功能性 食品基料用于特殊营养食品及功能性食品的 生产。由此可见, 柚皮色素具有较大的开发 利用价值。
甘 肽 S- 转 移 酶 ( glutat hione s- transferase, GST ) 的活性达到抑制实验动物肿瘤生长的 作用[ 44] , 它们对化学物质 诱导的肺癌、胃癌 和皮肤癌有抑制作用, 且诺米林的抗癌活性 明显高于柠檬苦素[ 45] 。利用其昆虫拒食性 可将类柠檬苦素开发成一种绿色农药, 即新 型生物安全杀虫剂用于农业上的虫害防治, 这既减少了对环境的污染, 符合可持续发展 战略; 又减少了有毒杀虫剂进入人和动物体 内的机会, 为人类健康带来福音。
3 天然色素
研究表明, 柚皮中含有两类性质不同的 天然色素物质, 一类为脂溶性的类胡萝卜素, 另一类为水溶性的黄色色素[ 46] 。它们不仅 安全性高, 而且还具有一定的营养价值和药 用价值。
类胡萝卜素( carotenoids) 是一类由 40 个 碳原子组成、含多个异戊二烯结构的多种脂 溶性植物色素的总称。它们不仅存在于植物 组织中, 是植物呈现红色或黄色的物质, 而且 在细菌、藻类、昆虫、鱼、鸟及食草动物体内也 有存在。动物自身不能合成类胡萝卜素, 但 可直接或间接来源于植物界。根据其组成和 溶解 性, 类 胡 萝 卜 素 又 分 为 胡 萝 卜 素 类 ( carot enes) 和叶黄素 类( xant hphylls) 。前者 为共轭多烯烃, 包括 A- 、B- 、C- 胡萝卜素和番 茄红素; 后者是共轭多烯烃的含氧衍生物, 主 要有叶黄素、玉米黄素、隐黄素、番茄黄素、辣 椒红素、柑橘黄素、虾黄素等。在这些类胡萝 卜素中, A- 、B- 、C- 胡萝卜素和玉米黄素是 VA 的前体物质, 它们在人和动物体内能转化成 具有生理活性的 V A , 其中 B- 胡萝卜素的转化 率最高。V A 是人体健康必需的一种维生素, 在人体内具有维持正常视觉、维护上皮组织 的完整与健康以及预防肿瘤等功能。研究发 现有些类胡萝卜素本身就是有效的自由基清 除剂及单线态氧的淬灭剂, 已证实番茄红素 对前列腺癌的发 生有明显 的抑制作 用。因 此, 具有抗氧化作用的类胡萝卜素对一些因
体内的吸收和代谢[ 28~ 32] 等。
2 类柠檬苦素( limonoids)
类柠檬苦素, 又称柠檬苦素类似物, 是一 类具有呋喃环的三萜类化合物, 主要存在于 芸香科( Rutaceae) 、楝科( Mel iaceae) 和 Cneoraceae 科植物中, 尤以柑橘属中含量最为丰 富。迄 今 为 止 已 发 现 300 多 种 类 柠 檬 苦 素[ 33] 。与黄酮类化合物相同的是类柠檬苦 素也以游离苷元和配糖体 2 种形式存在于上 述三科植物组织中, 以种子中含量最高。类 柠檬苦素苷元主要存在于未成熟的种子和果 实中, 而其配糖体则主要分布于成熟的种子 和果实中[ 34] 。以游离苷元形式存在的类柠 檬苦素不仅水溶性差, 而且味苦, 是大多数柑 橘类水果苦味物质之一, 也是这类水果汁及 其他加工制成品产生/ 后苦味0的物质。类柠 檬素配糖体( limonoid g lucoside) 不仅水溶性 好、无苦味, 而且仍保留与其相应的苷元相似 的生理活性如抗肿瘤活性。从这一点来看, 类柠檬苦 素配糖体具有 更大的开 发利用价 值, 可作为功能性食品基料用于加工多种功 能性食品。
4 香精油
香 精 油 ( essent ial oils ) , 又 称 挥 发 油 ( volatile oils) 是植 物中一类 具芳香气 味、在 常温下能挥发的油状液体的总称。柑橘类水 果皮中含有丰富的香精油。提取果皮精油常 用的方法有冷榨法、冷磨法和蒸馏法。一般 来说, 冷磨油品质最佳, 蒸馏油品质较差。这 3 种方法的提油率均较低, 一般为果实的 012% ~ 015% 。采用超临界二氧化碳萃取技 术则可明显提高精油得率。研究发现, 应用 超临界二氧化碳萃取技术从柠檬皮中回收精 油, 精油产率可高达 0. 9% , 且其精油组成与 冷榨油有明显不同, 表现在用超临界二氧化 碳萃取的精油中含有较多的醇类和较少的柠 檬醛。与其他柑橘类水果不同的是柚子具有 独特的芳香, 且至今仍无法用化学法合成, 也 不能用其他柑橘香精代替。而采用冷榨法或 蒸馏法萃取其果皮精油, 很难保持其特有的 天然芳香。采用超临界二氧化碳的萃取不仅 香精油得率高, 而且能保持柚子特有的香气 构成[ 47] 。对葡萄柚皮精油化学组成进行的 分析表明, 葡萄柚皮精油中含有萜类化合物、 醇类、醛类、酮类、酯类、酸类及非挥发性组分 等约 40 余种, 尤以萜类的柠烯( limonene) 含 量最为丰富, 它占精油总量的 90% 以上, 其 次为 B- 月桂烯( B- mycrene) [ 48] 。
1 黄酮类化合物( flavonoids)
黄酮类化合 物是一类 具有 C6 ) C3 ) C6 结构的酚类化合物的总称, 是色原酮或色原 烷的衍生物, 其基本结构式如图 1 所示。据 统计, 迄今为止已分离和鉴定的黄酮类化合 物约4 000余种, 它们以游离苷元或配糖体的
第一作者: 博士研究生, 副教授。 收稿时间: 2001- 08- 13
柚是芸香料柑橘属水果, 不仅具有较高 的营养价值, 而且具有极高的药用价值。据 测定, 柚果实中除含有多种人体健康必需的 营养成 分如 多种 氨基酸、B- 胡 萝卜 素、硫胺 素、核黄素、抗坏血酸、烟酸、钙、铁、磷等外, 还含有多种对人体健康具有促进作用及对一 些疾病有 防治作用的非 营养性生理 活性成 分, 即 所 谓 的 植 物 化 学 成 分 ( phyt ochem-i cals) , 如柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷、柚皮素芸 香苷、类柠檬苦素、胰岛素 类似物、酚酸[ 1] 、 香精油等, 并且这些成分在柚果皮中的含量 明显高于柚果实。因此, 柚果皮具有更高的 保健及药用价值。传统中医认为, 柚皮具有 止咳、化痰、理气、抗炎、止痒等功效。现代医 学研究表明, 柚皮提 取物具 有抗氧化、抗衰 老、抗癌、抗微生物、抑酶、降血糖、降血压、预 防动脉粥样硬化等活性, 柚皮中富含的多种 植物化学成分是柚皮产生这些生理调节和药 理作用的主要成分。本文从其化学构成、分 布、药理作用及应用等方面对柚果皮中存在 的黄酮类化合物、类柠檬素、天然色素和香精 油进行介绍。
抗癌性[ 40, 41] 和昆虫拒食性[ 42] 是类柠檬 苦素具有主要生物活性, 有些类柠檬苦素还 具有抗菌 性和抗病毒性。Keiji 等人发现类 柠檬苦素对中枢神经系统具有刺激作用, 能 缩短小鼠麻醉后的睡眠时间[ 43] 。类柠檬苦 素是通过诱发动物体内一种解毒酶, 即谷胱
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形式广泛分布于植物界。根据其分子结构中 C 环上 C2 和 C3 原子之间的双键的有无、C3 位上羟基的有无、B 环在 C 环上连接的位点 的不同以及 C 环是否打开等, 天然黄酮类化 合物 可 分 为 黄 酮 类 ( flavone) 、黄 酮 醇 类 ( flavonol) 、二氢黄酮类( f lavanone) 、二氢黄酮 醇类( flavanol) 、异黄酮 类( isoflavone) 、异黄 酮醇类 ( isof lavonol) 、查耳 酮 及二 氢查 耳酮 类、花色素类、黄烷醇类、双苯吡酮类及橙酮 类[ 2] 。它们在人 和动物 体具 有多方 面的药 理作用, 如抗肿瘤、抗过敏、抗病毒、抗炎、降 低毛细血管脆性、抑制血小板凝聚等。产生 这些活性作用的机制是多方面的, 且与黄酮 类化合物的结构密切相关, 可能通过抑制多 种有关酶的活性、或作为自由基清除剂或金 属离子的络合剂等途径发挥上述作用[ 3] 。
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