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槟榔多酚的研究进展

2022-08-18廖文靖赵志友

农产品加工 2022年14期
关键词:酚类儿茶素槟榔

廖文靖,袁 河,赵志友

(1.湖南省槟榔加工与食用安全工程技术研究中心,湖南湘潭 411100;2.湖南宾之郎食品科技有限公司检测中心,湖南湘潭 411100)

0 引言

槟榔属于棕榈科槟榔属[1],作为一种药用植物,其主要生长在南亚和东南亚地区,我国的台湾和海南是主要的槟榔种植地区[2]。槟榔除了作为药用,也能作为一种日常的食品,嚼食槟榔与古老的东方文化有着密切的联系[3]。

槟榔中含有多酚、生物碱和多糖等多种生物活性成分[4]。槟榔多酚作为槟榔中的重要生物活性成分之一,其组成有多种,其中黄酮类物质为其主要成分[5]。有研究表明,槟榔多酚具有抗氧化、抗疲劳、抗菌抑菌、缓解炎症及镇痛等药理作用[6]。目前,国内外对于槟榔多酚的研究取得了一定的进展,主要从槟榔多酚的化学组成与含量、提取与分离纯化、药理活性等方面对国内外槟榔多酚的研究进行总结,同时对槟榔多酚后续的研究与利用进行展望。

1 槟榔多酚的化学组成与含量

1.1 槟榔多酚的化学组成

槟榔中的酚类成分较多,包括儿茶素、花青素和简单酚酸等[7]。有研究表明,儿茶素类组分在槟榔多酚中的含量最高,Sari L M等人[8]将槟榔用96%的乙醇提取后,采用高效液相色谱法对槟榔提取物中的酚类化合物组分含量进行分析,结果表明儿茶素和槲皮素是主要的酚类化合物。同样,有研究发现槟榔仁中儿茶素的含量最高,其次是单宁酸、表没食子儿茶素和没食子酸[9]。另外,唐敏敏等人[10]以75%的乙醇对海南槟榔仁中的成分进行提取,分析得到乙酸乙酯萃取部位中多酚含量较高,并鉴定了76种类黄酮化合物,其中儿茶素的含量也是最高的。基于槟榔多酚的分离鉴定方法,Yuan M等人[11]分离鉴定了槟榔中2种新的黄酮类化合物,分别是Calquiquelignan M(1)和Calquiquelignan N(2),以及9种已知的化合物。此外,槟榔多酚的组成会随着槟榔成熟度的改变而发生变化。王明月等人[12]采用HPLC法对槟榔幼果和槟榔成熟果中的9种多酚类物质进行分析,结果表明槟榔幼果中的多酚种类与数量比槟榔成熟果中的低,但是成熟果果皮中的多酚种类及数量较果仁低。

1.2 槟榔多酚的含量

槟榔多酚的含量与槟榔的产地、品种及部位密切相关,另外使用不同的溶剂提取的槟榔多酚含量也存在差异。张春江等人[13]分别测定了不同产地、不同品种及不同部位的槟榔总酚含量,可知不同产地、不同品种及不同部位槟榔中的总酚含量存在较大的差异。槟榔仁中的总酚含量要明显高于槟榔果皮,经加工后的槟榔咀嚼品中的总酚含量降低。

槟榔中总酚含量的比较见表1。

表1 槟榔中总酚含量的比较

同样,Zhang WM等人[14]分析了槟榔不同部位的总酚与类黄酮含量,结果表明槟榔仁中的总酚与类黄酮含量要显著高于槟榔壳与槟榔花。

槟榔不同部位中的总酚和类黄酮含量见表2。

表2 槟榔不同部位中的总酚和类黄酮含量

不同溶剂提取得到的总酚含量也存在着差异,韩林[15]分别以乙酸乙酯、70%的乙醇和水作为溶剂提取槟榔仁中的总酚,不同溶剂提取得到的总酚含量各不相同,70%的乙醇提取得到的总酚含量最高,其次为水提取得到的总酚,含量最低的是乙酸乙酯提取的总酚。

不同溶剂槟榔提取物中的得率和总酚含量见表3。

表3 不同溶剂槟榔提取物中的得率和总酚含量

2 槟榔多酚的提取与分离纯化

2.1 槟榔多酚的提取

植物多酚是一类具有苯环并结合羟基的酚类化合物,作为植物体内的重要活性成分,通常与其他物质(蛋白质、糖类、生物碱)以混合形式存在,槟榔多酚也是如此。槟榔多酚的提取方法有多种,使用较多的主要为有机溶剂萃取法和超声波辅助提取法。提取的槟榔多酚含量因产地、品种、部位及提取溶剂的不同而存在明显差异,提取后的槟榔多酚,以福林酚法和酒石酸法来测定其含量[16-17]。邢建华等人[16]基于福林酚法对槟榔提取物中的总酚含量测定条件进行了优化,测定条件为福林酚试液5 mL,7.5%碳酸钠4 mL,反应时间60 min,于波长765 nm处测定吸光度。而宋晶燕[18]则是采用酒石酸亚铁法测定槟榔提取物中的总酚含量,这2种方法在测定槟榔中总酚含量均有应用,但福林酚法应用更多。

2.1.1 有机溶剂萃取法

有机溶剂萃取法是提取植物中多酚最常见的一种方法,由于多酚含有羟基,依据相似相溶的原理,其与水和有机溶剂互溶。因此,槟榔多酚的提取通常是以水、甲醇或乙醇等作为提取溶剂,目前研究中更多的是以水和有机溶剂混合提取。该方法的优点是提取工艺简单、不需要太高成本,缺点是提取耗费的时间较长。

槟榔多酚的提取效果受到提取时间、温度、溶剂种类和料液比等因素的影响[19]。

综合各方面因素如提取效果、难易程度及成本等,对于用有机溶剂萃取法提取槟榔多酚的适合工艺有干燥的中药饮片槟榔粉末以1∶30的料液比加入到80%的乙醇溶液中,温度65℃,时间120 min,槟榔多酚提取率33.25%[18];烘干的槟榔仁粉末以1∶38的料液比加入到50%的丙酮溶液中,浸提温度为68℃,浸提的时间为48 min,其多酚提取得率可达到40.43%[20]。

2.1.2 超声波辅助提取法

超声波辅助提取法是利用超声波的空化作用促进细胞的破裂,从而有利于目标成分的溶出,该方法通常与其他提取方式联合使用。超声波辅助提取法相较于有机溶剂萃取法,具有省时、效率高等特点,并且能够减少温度过高对于酚类物质的破坏,适合中草药及多酚、多糖等提取,缺点是提取过程中产生较大噪音。

宋菲等人[21]利用超声波辅助提取法提取槟榔壳和槟榔仁中的多酚,提取工艺为干燥的槟榔仁和槟榔壳粉末按料液比1∶10投入到75%的乙醇溶液中,超声波频率为40 kHz,温度为60℃,时间30 min,提取4次,槟榔仁和槟榔壳的多酚提取率分别为49.06%和16.74%。陈健等人[22]基于有机溶剂萃取与超声波协同辅助的槟榔原花青素提取方法,利用响应面分析法进行优化,确定了最佳工艺条件为槟榔干粉末以1∶40的料液比投入到81%的丙酮水溶液中,超声功率600 W,超声时间16 min,原花青素提取率约3.41%。同样,在槟榔花多酚的提取中,薛莉君等人[23]也采用了超声萃取的方法对槟榔雄花蕾中的多酚进行提取。

2.2 槟榔多酚的分离纯化

槟榔多酚经提取后,得到的粗提物中还含有其他杂质,如多糖和槟榔碱等。因此,为了更好地发挥其功效,需要将提取后的多酚进一步分离纯化。

2.2.1 大孔树脂吸附法

大孔树脂是一类高分子聚合物,与有机溶剂、酸和碱不相溶,具有稳定性高、吸附容量大、吸附速度快等特点,还具有使用周期长的优点,在天然产物的分离和纯化中广泛使用[24]。宋菲等人[21]用S-8型大孔树脂对槟榔壳和槟榔仁多酚粗提物进行分离纯化,槟榔仁和槟榔壳的多酚纯度分别提高了1.81倍,9.08倍。吴秋生等人[25]研究表明适合分离纯化槟榔花多酚的树脂为AB-8型大孔树脂,分离纯化后的槟榔花多酚纯度大约是纯化前的12倍。

2.2.2 硅胶柱层析法

硅胶柱层析法是利用不同物质在硅胶上的吸附力有差异而使物质分离的一种方法,该方法具有操作简单和经济实惠等特点[26]。韩林[15]利用硅胶柱层析法将经有机溶剂提取后的槟榔仁粗提物进行分离纯化,使用甲醇-氯仿溶液进行洗脱,最终得到了5个组分,其中表儿茶素是纯度较高的一种化合物。张兴等人[27]用工业乙醇浸提槟榔鲜果,之后依次用3种不同的有机溶剂进行萃取,再将浓缩后得到的浸膏通过硅胶柱层析后进行梯度洗脱,最终得到9个酚类成分。

3 槟榔多酚的药理活性

槟榔多酚是槟榔中的重要生理活性成分,研究表明,槟榔多酚具有多种生物活性,如抗氧化、抗菌、抗衰老、抗疲劳和抗过敏等,近年来还有研究发现槟榔多酚具有调节肠道菌群等健康功效。

3.1 抗氧化

槟榔所具有的抗氧化作用与其具有的多酚含量密切相关,且多酚的含量越高,抗氧化作用也逐渐增强[28]。多酚通过灭活脂质自由基或防止氢过氧化物分解成自由基来发挥抗氧化活性[29]。研究表明,在槟榔的不同部位抗氧化活性不同,槟榔仁中的多酚含量要高于槟榔壳和槟榔花,由槟榔仁提取的多酚其抗氧化活性也要强于槟榔壳和槟榔花,因此槟榔仁提取多酚具有高的抗氧化能力可以归结为其较高的多酚含量[30]。另外,在具体的抗氧化成分研究中,Sari L M等人[8]通过高效液相色谱法(HPLC)分离纯化槟榔的乙醇提取物,研究表明槟榔的抗氧化活性可能与儿茶素和槲皮素有关。Huang P L等人[5]研究认为,槟榔中的原花青素也具有抗氧化的能力,并且其抗氧化能力与聚合度密切相关。除此之外,在动物试验的研究中发现,槟榔多酚还能通过增强抗氧化能力保护急性高原缺氧大鼠的重要器官[31]。同样,槟榔多酚对于高原低氧所引起的高原肺水肿也具有预防保护作用[32]。

3.2 抗菌

槟榔多酚有抑制细菌生长的作用。在体内试验中,Li S等人[33]研究发现,以50 mg/kg/d的槟榔甲醇提取物干预7 d后,与对照组相比,接种金黄色葡萄球菌小鼠的存活率要显著提高(存活率70%vs.10%)。同样,在体外试验中,张兴等人[27]研究表明,槟榔多酚能够抑制金黄色葡萄球菌的活性。结果进一步说明槟榔多酚具有抗细菌活性。

Jam N等人[34]使用琼脂圆盘扩散技术测定了槟榔果提取物(分别以甲醇、乙醇和水作为提取溶剂)的抗菌活性,结果表明槟榔甲醇提取物对大肠杆菌具有较强的抗菌活性,最低抑制浓度(MIC)为1.56 mg/mL。另外,槟榔多酚还能抑制结核分枝杆菌的活性[35]。

3.3 抗衰老、抗疲劳

槟榔多酚具有的抗衰老活性主要体现在其具有抑制弹性蛋白酶的作用。Lee K K等人[36]研究发现,槟榔多酚可通过抑制弹性蛋白酶活性,从而保护结缔组织蛋白,对皮肤组织的老化和炎症有明显的抑制作用。槟榔多酚还具有抗疲劳的作用。祁静[37]研究了槟榔多酚的抗疲劳活性,以不同剂量的槟榔多酚灌胃小鼠,测定了小鼠血清中尿素氮和乳酸含量,并分析肝糖原与肌糖原含量,结果表明槟榔多酚能够有效缓解小鼠因运动产生的疲劳。

3.4 抗过敏

槟榔多酚还具有抗过敏的作用,Wang C C等人[38]研究发现,以富含多酚的槟榔核提取物通过饮用水的方式干预小鼠可以减少卵清蛋白引起的过敏反应(包括腹泻和十二指肠肥大细胞的浸润和脱粒),且多酚干预后减少了十二指肠中白细胞介素4(IL-4)和血清卵清蛋白特异性IgE水平。

3.5 其他

槟榔多酚在降血脂和抗炎症等方面也具有较好的功效。在降血脂方面,Park Y B等人[39]研究发现,以0.5%的槟榔提取物干预胆固醇饮食(1%)大鼠可显著降低血浆胆固醇水平,同时显著降低了小肠胰胆固醇酯酶的活性。同样,Byun S J和Jeon S M等人[40-41]研究表明,槟榔多酚类物质也能明显降低血脂水平以及甘油三酯(TG)的吸收。此外,在抗炎症方面,槟榔多酚能够抑制炎症因子的分泌,具有抗炎活性,发挥抗炎活性的物质可能主要为儿茶素和表儿茶素等[10]。

槟榔多酚在调节肠道菌群方面也有相关报道。国内最新的一项研究表明,槟榔仁多酚还可通过调节肠道菌群和免疫系统改善雌激素缺乏大鼠的骨质疏松症[28]。另外,有研究报道了槟榔与其他物质具有协同作用,Zhou MX等人[42]研究了茯砖茶添加不同含量的槟榔对高脂饮食小鼠肠道菌群的影响,结果表明茯砖茶添加槟榔能够有效降低高脂饮食小鼠的体重及血脂水平,并能调节肠道菌群组成。

4 结语

槟榔作为我国的一种重要食品,其含有的多酚具有抗氧化、抗菌、抗衰老和抗过敏等药理活性。虽然槟榔多酚的应用前景广阔,但是目前对于槟榔多酚的研究应用还处在初级阶段。一方面,槟榔多酚的化学成分仍不明确,尤其是不同产地及不同品种间酚类物质差异较大,因此有必要进一步结合质谱等技术对不同产地、不同品种间槟榔的多酚类物质做进一步鉴定,为槟榔优质品种筛选作参考;另一方面,槟榔多酚类物质的药理活性还有待进一步挖掘,对于具体药理活性的发挥起关键作用的组分研究较少。此外,槟榔多酚类物质的利用体系还不够完善,目前很少有槟榔多酚相关的产品,对于槟榔多酚产品从理论到应用方面有待进一步加强。

综合分析,目前对槟榔多酚的研究较少,并且对槟榔多酚相关产品的开发力度不够,所以在后续的研究中,一是要进一步加强对槟榔多酚类物质的分离纯化及鉴定,明确发挥健康功效的具体成分及作用机制;二是要加大开展槟榔多酚相关产品的研究及利用,拓展槟榔多酚类物质的用途,完善槟榔多酚利用体系,从而提高槟榔的综合利用程度。

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