王豐 孫全樂 畢鐵琳
摘 ?要:根皮苷是根皮素的葡萄糖苷,屬于二氫查爾酮類物質(zhì),具有多種生物活性,因此在食品、藥品中廣泛應(yīng)用。該文首先介紹了根皮苷的應(yīng)用現(xiàn)狀,然后指出根皮苷的合成、提取、分離純化方法,最后總結(jié)了藥理學(xué)功能,以供臨床參考。
關(guān)鍵詞:根皮苷 ?合成 ?提取 ?分離純化 ?藥理功能
中圖分類號:R285 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2020)03(b)-0049-02
根皮苷可以從蘋果、蘋果樹的樹皮和樹葉中提取,是根皮素、配糖體結(jié)合而成,分子式是C21H24O10。外觀上看,根皮苷是淡黃色的針狀結(jié)晶,低含量時具有良好的水溶性,但高含量時水溶性變差。以下結(jié)合現(xiàn)有的研究成果,探討了根皮苷的分離純化和藥理學(xué)功能。
1 ?根皮苷的應(yīng)用現(xiàn)狀
1.1 食品
目前,根皮苷已經(jīng)成為食品添加劑,是一種特殊的酚類物質(zhì)[1]。但是,由于蘋果的產(chǎn)地、種類不同,根皮苷的含量也不同,具體應(yīng)用有:(1)根皮苷能促進染料木黃酮吸收,制作成食品可以預(yù)防癌癥。(2)根皮苷具有較高的甜度,可作為糖尿病患者的糖類替代品。(3)經(jīng)多酚氧化酶氧化,可生成亮黃色染料,作為人工染料使用,避免人工色素產(chǎn)生的毒害作用。
1.2 藥品
人體吸收根皮苷,能水解成根皮素,在小腸內(nèi)的吸收率低,可研發(fā)成高分子聚合物。以γ-谷氨酸根皮苷聚合物為例,具有較強的穩(wěn)定性,能抑制葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白的活性,阻止葡萄糖吸收,作為口服降糖藥使用。
1.3 美容品
隨著生活水平提高,人們的愛美需求也在增加。根皮素可以抑制酪氨酸酶的活性,避免形成黑色素,從而產(chǎn)生美白效果,且效果優(yōu)于許多美白產(chǎn)品。
2 ?根皮苷的合成和提取
2.1 合成
和其他二氫查爾酮類物質(zhì)相比,根皮苷的合成比較特殊。相關(guān)研究中,根皮苷在合成過程中,重要的前體物質(zhì)有2個[2]:一是丙二酸單酰輔酶A;二是P-香豆酰輔酶A。在合成路徑上,首先選擇適量的丙二酸單酰輔酶A、二氫香豆酰輔酶A;然后加入催化劑CHS,即可生成根皮素;最后使用糖基轉(zhuǎn)移酶,發(fā)生糖基化反應(yīng),就能得到根皮苷。合成時,P-香豆酰輔酶A和二氫香豆酰輔酶A,兩者可以相互轉(zhuǎn)化。也有研究稱,烯酰還原酶類似基因,是根皮苷合成的關(guān)鍵,合成過程必須有多種酶參與。
2.2 提取
由于根皮苷難溶于水,以往提取時多采用有機溶劑,現(xiàn)在則利用微波和超聲波進行輔助提取。原料選擇蘋果樹枝,溶劑選擇10倍量水,提取次數(shù)為2次,開放大孔樹脂層析,利用乙醇溶液進行梯度洗脫。然后選用ODS填料,按照3∶7的比例配置甲醇和水,進行洗脫、濃縮、結(jié)晶,即可得到根皮苷的純品,純度能達(dá)到98%。隨著技術(shù)的進步,提取方法不斷創(chuàng)新,例如[3]:(1)正交試驗篩選法,選擇紅富士蘋果為原料,提取溶劑是乙醇溶液(濃度為40%),回流提取60min,可以得到理想的提取效果。(2)超聲波輔助提取法,將溫度設(shè)置為45℃,溶劑是乙醇溶液(濃度為70%),加入30倍量的溶媒后,提取35min即可得到最佳效果。
3 ?根皮苷的分離純化
研究顯示,根皮苷的純度低,原因是含有諸多化合物,例如黃酮類、類黃酮類,而且衍生物眾多。以甜茶為例,含有的二輕茶爾酮類物質(zhì),按照從高到低排列分別是根皮苷、三葉苷、3-羥基根皮苷。要想對根皮苷進行分離,目前可用的方法有:萃取法、大孔樹脂吸附法、聚酰胺層析柱分離法、殼聚糖絮凝法等。
在分離純化效果上,從已有的研究成果來看,大孔樹脂吸附法的效果最好,純度能達(dá)到95.6%。國外學(xué)者利用X-5、聚酰胺樹脂,對金絲桃苷、表兒茶素、根皮苷進行分離,純度達(dá)到95%,且分離純化的成本低。國內(nèi)學(xué)者采用殼聚糖絮凝法,分離純化根皮苷后,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21.7%,且殼聚糖不用加熱,能節(jié)省原材料,適用于工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)[4]。
4 ?根皮苷的藥理學(xué)功能分析
4.1 降血糖
糖尿病的典型特征是血糖持續(xù)升高,而目前常用的藥物,原理是促進胰島素分泌。研究顯示,根皮苷可以抑制鈉葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運蛋白的吸收作用,減少葡萄糖進入人體,加快葡萄糖的排泄速度,從而降低血糖水平。但是,根皮苷口服后,吸收效率低,受水解酶的影響還會分解為根皮素。因此,尚且沒有使用根皮苷開發(fā)降糖藥,在未來值得進一步研究。
4.2 抗氧化
人體衰老的本質(zhì)原因,是體外循環(huán)時產(chǎn)生自由基,也是誘發(fā)退行性病變的因素,根皮苷可以抗氧化[5]。以不同種類的果蠅為研究對象,包括健康果蠅、高脂果蠅、紫外線損傷果蠅等,食用根皮苷后可以延長壽命,且和食用數(shù)量關(guān)系密切。分析其機制,是提高過氧化氫酶、超氧化物歧化酶的活性,增加CAT、SOD的表達(dá)。在肉制品保鮮上,相比于熊果酸、蘋果多酚,根皮苷的抗氧化性更強,因此保鮮效果更好。
4.3 美容效果
根皮苷的美白、抗衰老功能,在護膚品中的應(yīng)用更加廣泛,而蘋果、荔枝作為根皮苷的原料,在我國的種植面積廣闊。分析根皮苷的美白作用,是水解產(chǎn)物根皮素,可以降低酪氨酸酶的活性。相關(guān)研究中,在培養(yǎng)基中加入根皮素,然后分別培養(yǎng)人上皮黑色素細(xì)胞、小鼠黑素瘤細(xì)胞,結(jié)果顯示酪氨酸酶的活性明顯降低。和曲酸、熊果酸等上市的美白產(chǎn)品相比,根皮苷的美白效果更佳。此外,根皮苷還能阻礙紫外線照射人體皮膚,減輕對皮膚造成的傷害。
4.4 保護心血管
心血管疾病的發(fā)生,主要是高血壓、高血糖、高血脂的影響,具有較高的致殘率和致死率[6]。研究表明,根皮苷可對胃腸、腎臟、腦血管產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用。其中,膽固醇含量過高,是心腦血管疾病的高發(fā)因素,而HMG-CoA-R是合成膽固醇的關(guān)鍵酶,使用根皮苷,可以降低該酶的活性,減少蛋白質(zhì)的表達(dá),降低人體膽固醇的生成量。有學(xué)者以倉鼠為試驗對象,使用根皮苷后,能提高肝臟內(nèi)蛋白質(zhì)、CYP7A1m RNA的水平,促使膽固醇轉(zhuǎn)化為膽汁酸,實現(xiàn)加快排泄的目標(biāo)。
4.5 其他功能
除了以上功能,根皮苷還可以保護視網(wǎng)膜,提高蘋果的抗病害能力,在殺菌、保護神經(jīng)、提高記憶力等方面,均有一定作用,是未來研究的重要方向。
5 ?結(jié)語
綜上所述,根皮苷目前在食品、藥品、美容品中的應(yīng)用廣泛。文中結(jié)合現(xiàn)有研究成果,介紹了根皮苷的合成、提取、分離純化方法。藥理學(xué)研究證實,根皮苷具有降血糖、抗氧化、美容、保護心血管的功能,值得未來深入研究。
參考文獻(xiàn)
[1] 王娟,鄧紅,劉蕓,等.根皮苷氧化物POP2的酶促反應(yīng)體系及其結(jié)構(gòu)表征[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2018,51(1):182-190.
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[6] 張瑞,曹慶偉,李愛平,等.基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的黃芪抗疲勞作用機制研究[J].中草藥,2019,50(8):1880-1889.