絲瓜多酚組成、提取分離、含量測定及生物活性的研究進(jìn)展

張強(qiáng) 尹麗 周旖璇 于琛琛 張純剛 程嵐

摘 要 目的：了解絲瓜多酚組成、提取分離、含量測定以及生物活性的研究進(jìn)展，為該類成分的進(jìn)一步開發(fā)利用提供參考。方法：以“絲瓜多酚”“組成”“提取分離”“生物活性”“Luffa cylindrica polyphenols”“Extraction and purification”“Determination me- thods”“Biological activity”等為關(guān)鍵詞，在中國知網(wǎng)、維普、萬方數(shù)據(jù)、PubMed、Web of Science等數(shù)據(jù)庫中組合查詢2006年1月-2020年6月發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)，對絲瓜多酚的組成、提取分離技術(shù)、含量測定方法以及生物活性等方面的研究進(jìn)行歸納總結(jié)。結(jié)果與結(jié)論：絲瓜多酚主要組成成分是類黃酮及酚酸。其提取方法以溶劑萃取法與超聲輔助法為主;分離純化選取制備性色譜法，如慢速旋轉(zhuǎn)逆流色譜法與大孔吸附樹脂法;含量測定方法主要為福林酚比色法以及分析性色譜法。絲瓜多酚在抗氧化、抗炎、抗菌、抗腫瘤、降血脂等方面具有顯著的功效，因而具有開發(fā)為保健品或藥品的潛力。此外，其優(yōu)秀的抗氧化能力也可使其作抗氧化劑用于食品加工以及化妝品行業(yè)。目前，我國關(guān)于絲瓜多酚抗菌活性方面的研究較少，其生物活性作用機(jī)制以及體內(nèi)代謝情況還需要加大研究力度。

關(guān)鍵詞 絲瓜多酚;組成;提取分離;含量測定;生物活性

絲瓜為葫蘆科絲瓜屬一年生攀緣性草本植物絲瓜Luffa cylindrica （L.）的果實(shí)，又名天羅、菜瓜、天絲瓜等，按有無棱溝可分為普通絲瓜L. roem.和有棱絲瓜L. roxb.兩個(gè)種[1]。研究表明，絲瓜中含有的豐富植物次生代謝產(chǎn)物——絲瓜多酚，具有抗氧化、抗炎、抗菌、降血脂、抗腫瘤等多種生物活性，使其在制藥、保健品、化妝品市場的應(yīng)用前景廣闊[2]。然而，國內(nèi)對于絲瓜多酚的研究有限，尚未研發(fā)出絲瓜多酚的功能性產(chǎn)品，因此研究該類成分的組成、提取分離技術(shù)、含量測定方法及生物活性對相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)具有重要意義?；诖?，筆者以“絲瓜多酚”“組成”“提取分離”“生物活性”“Luffa cylindrica polyphenols”“Extraction and purification”“Determination methods”“Biological activity”等為關(guān)鍵詞，在中國知網(wǎng)、維普、萬方數(shù)據(jù)、PubMed、Web of Science等數(shù)據(jù)庫中組合查詢2006年1月-2020年6月發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)。現(xiàn)對絲瓜多酚的組成、提取分離技術(shù)、含量測定方法及生物活性等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，旨在為該類成分的進(jìn)一步開發(fā)與研究提供參考。

1 絲瓜多酚的主要組成

果蔬多酚作為植物源食品的常見成分，具有一個(gè)或多個(gè)羥基的芳環(huán)化合物，結(jié)構(gòu)從簡單的酚類分子到復(fù)雜的高分子量聚合物，通常分為酚酸、類黃酮和單寧三大類[3]（見圖1），其中絲瓜多酚的主要由類黃酮類和酚酸類成分組成[4]。

類黃酮是一類具有抗氧化活性的酚類化合物，被認(rèn)為是促進(jìn)健康和預(yù)防疾病的膳食補(bǔ)充劑[5]。該類化合物通常具有一個(gè)共同的二苯丙烷碳骨架（C6-C3-C6體系），其基本骨架結(jié)構(gòu)見圖2[6]。根據(jù)中心吡喃環(huán)的氧化狀態(tài)，黃酮類化合物本身可分為6個(gè)亞類：黃酮醇、黃酮、黃烷酮、異黃酮、花青素和黃烷醇（兒茶素和原花青素）[7]。酚酸因含有羧酸官能團(tuán)可分為2類：苯甲酸衍生物和肉桂酸衍生物（基本骨架結(jié)構(gòu)見圖3）;除此之外，苯環(huán)上的取代基至少有1個(gè)羥基[8]。了解多酚的基本骨架組成，有益于提取分離及測定絲瓜多酚的成分。

目前，國內(nèi)溫文旭等[9]僅從絲瓜中檢測出13種多酚成分，分別是龍膽酸、L-酪氨酸、綠原酸、焦性沒食子酸、多巴胺、原兒茶酸、兒茶酚、香草酸、表兒茶酸、對羥基苯甲酸、4-甲基兒茶酚、丁香酸、對香豆酸。國外Hlel TB等[4]采用氣相色譜-質(zhì)譜法和高效液相色譜-質(zhì)譜法對絲瓜多酚成分進(jìn)行分析，共檢測出沒食子酸、龍膽酸、綠原酸、4-羥基苯甲酸、兒茶酚、香草酸、蘆丁、對香豆酸、阿魏酸、水楊酸、柚皮苷等11種多酚成分。

2 絲瓜多酚的提取方法

由于多酚類化合物的多樣性以及易與碳水化合物和蛋白質(zhì)形成結(jié)合物的特性，導(dǎo)致不同種類多酚類化合物的理化特性與溶解性不同，因此從絲瓜中高效提取多酚類化合物仍是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的工作[10]。目前，多酚類化合物常用的提取方法有溶劑萃取法、加壓液體萃取法、酶輔助法、微波輔助法、超聲輔助法、超臨界流體萃取法等，其中最常用的是溶劑萃取法和超聲輔助法[11]。

2.1 溶劑萃取法

溶劑萃取法是最常見的一種提取方法，它利用“相似相溶”原理將多酚類化合物萃取出來，通常使用不同極性的溶劑萃取不同成分[12]。溫文旭[13]選取乙醇等不同有機(jī)溶劑作為提取劑進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明，以乙醇為提取劑，在料液比為1 ∶ 20 （g/mL）、pH為3～4的條件下，絲瓜多酚類化合物的提取效率最好，所得總多酚含量可達(dá)約50 mg/kg。雖然溶劑萃取法對多酚類化合物有較好的回收率，但也存在溶劑用量大、提取時(shí)間長、溶劑毒性、目標(biāo)化合物有可能降解等缺點(diǎn)。

2.2 超聲輔助法

超聲輔助法是利用超聲波細(xì)胞破碎儀發(fā)出的聲波產(chǎn)生高速、強(qiáng)烈的空化效應(yīng)和攪拌效應(yīng)，破壞植物藥材的細(xì)胞，使溶劑更易滲透進(jìn)入，從而達(dá)到縮短提取時(shí)間、提高提取率的目的[14]。超聲輔助法因使用無毒溶劑替代有毒有機(jī)溶劑，且具有回收率高、損耗小等優(yōu)勢，被認(rèn)為是一種綠色提取技術(shù)，使其廣泛應(yīng)用于植物多酚類化合物的提取[15]。朱海生等[16]使用超聲輔助法對絲瓜總多酚化合物進(jìn)行提取，結(jié)果表明，絲瓜果肉與80%乙醇按1 ∶ 10（kg/L）的料液比混合，于40 ℃條件下經(jīng)超聲提取30 min后，提取絲瓜總多酚化合物的效果好。超聲輔助法提取效果主要受提取溶劑、提取劑濃度、料液比、超聲溫度、超聲時(shí)間等多方面的影響，這些因素相互作用影響提取物的含量及提取效率，因此使用超聲輔助法提取絲瓜多酚時(shí)可與響應(yīng)面法相結(jié)合，以篩選出最佳的提取條件[17]。

3 絲瓜多酚的分離純化方法

3.1 制備性色譜法

制備性色譜法是利用選擇性分配原理，即不同物質(zhì)在兩相間的分配能力不同，從而達(dá)到使混合物中不同組分在固定相上相互分離的目的[18]。Du QZ等[19]使用慢速旋轉(zhuǎn)逆流色譜法對絲瓜提取物進(jìn)行酚類化合物的制備和分離，結(jié)果表明，該方法是一種制備大量天然產(chǎn)物（如絲瓜多酚）的有效方法，可應(yīng)用于工業(yè)化分離多酚類物質(zhì)。

3.2 大孔吸附樹脂法

大孔吸附樹脂法因具有工藝簡單、操作便捷、吸附容量大等特點(diǎn)，適合于工業(yè)化生產(chǎn)中多酚類化合物的分離提純[20]。Du QZ等[21]采用大孔吸附樹脂法分離絲瓜乙醇提取物，并結(jié)合慢速旋轉(zhuǎn)逆流色譜法分析絲瓜多酚的抗氧化潛力。大孔樹脂的吸附作用取決于吸附物質(zhì)與吸附劑之間的氫鍵與范德華力[22]，更適用于從水溶液中提取低極性或非極性化合物，對于極性較強(qiáng)的多酚類化合物的分離則較為困難[23]，因此在對絲瓜多酚分離時(shí)可與其他方法聯(lián)用，以達(dá)到有效分離的目的。

4 絲瓜多酚含量測定方法

4.1 福林酚比色法

測定絲瓜多酚含量的方法主要有福林酚比色法和色譜分析法，其中福林酚比色法通常被用來測定絲瓜總多酚的含量，其原理為酚類化合物在堿性溶液中可與鎢鉬酸發(fā)生還原反應(yīng)，生成藍(lán)色化合物，其顏色深淺與酚類化合物含量呈正相關(guān)[24]。朱海生等[16]將絲瓜多酚提取分離后，使用福林酚比色法對絲瓜總多酚的含量進(jìn)行測定。結(jié)果顯示，在可見光波長750 nm、0.5 mol/L Na2CO3溶液環(huán)境、反應(yīng)溫度30 ℃、反應(yīng)時(shí)間60 min的條件下，絲瓜總多酚含量與吸光度成良好的線性關(guān)系。福林酚比色法具有穩(wěn)定性高、操作便捷、可批量檢測等優(yōu)點(diǎn)，適用于絲瓜總多酚的含量測定，但缺點(diǎn)是無法對單一成分進(jìn)行測定。

4.2 色譜分析法

色譜分析法是除比色法之外最常用的一類測定方法，包括目前常用的液相色譜法、超高效液相色譜法等，可用于測定絲瓜多酚的含量。液相色譜法因使用便捷、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)而廣泛用于多酚類成分的含量測定[25]，但其存在耗時(shí)長、消耗試劑多等缺點(diǎn)[26]。超高效液相色譜法相比于傳統(tǒng)高效液相色譜法具有更高的靈敏度及分離度，且分離時(shí)間短，可大大節(jié)約操作時(shí)間與溶劑損耗[27]。溫文旭等[9]利用超高效液相色譜快速測定絲瓜中酚類化合物的組分及含量，在樣品中共檢測出13種酚酸，為絲瓜酶促褐變底物的后續(xù)研究提供了測定方法。

5 絲瓜多酚的生物活性

5.1 抗氧化

生物體在自身代謝以及外界環(huán)境影響下會產(chǎn)生大量的活性氧自由基，其中超氧陰離子自由基與羥基自由基最具代表性，活性氧自由基過多會導(dǎo)致人體正常細(xì)胞和組織的破壞而引起各種疾病[28]。絲瓜中多酚化合物可作為抗氧化劑來終止自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，逐漸成為減少體內(nèi)氧化應(yīng)激反應(yīng)發(fā)生的研究熱點(diǎn)[29]。

許澤文等[30]采用丙酮提取絲瓜多酚，通過對1，1-二苯基-2-苦肼基自由基的清除能力來評價(jià)有棱絲瓜多酚的抗氧化能力。結(jié)果表明，其抗氧化活性與含量呈正相關(guān)，且當(dāng)絲瓜多酚質(zhì)量濃度為0.15 mg/mL時(shí)，其對自由基的清除率為78.13%，說明絲瓜多酚對羥基自由基與超氧離子自由基有較強(qiáng)的清除作用。Tripathi A等[31]通過自由基清除法以及超氧化物清除法對絲瓜多酚提取物進(jìn)行抗氧化能力測定，結(jié)果顯示，絲瓜多酚與常規(guī)抗氧化劑維生素C的抗氧化能力相當(dāng)。絲瓜多酚的抗氧化能力與其化學(xué)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，酚羥基是其產(chǎn)生抗氧化作用的必要基團(tuán);酚羥基具有較強(qiáng)的還原性，可通過自氧化來保護(hù)其他物質(zhì)不被氧化，因此絲瓜多酚的抗氧化性不僅可用于抑制體內(nèi)氧化應(yīng)激反應(yīng)，還可應(yīng)用于食品貯藏等領(lǐng)域[32]。

5.2 抗炎

慢性炎癥是引起人體多種健康問題的內(nèi)在原因，包括退行性疾病和代謝綜合征[33]。免疫炎癥反應(yīng)是防止創(chuàng)傷或微生物入侵引起感染的一種防御機(jī)制，然而，如果不能維持免疫平衡將導(dǎo)致慢性炎癥反應(yīng)[34]。Kao TH等[35]測定絲瓜果皮和果肉中功能成分的分布，并評定其對小鼠巨噬細(xì)胞的抗炎活性。結(jié)果顯示，絲瓜果皮水提液中含有豐富的多酚類化合物，該類物質(zhì)能降低小鼠巨噬細(xì)胞中一氧化氮的生成及前列腺素的分泌，從而增強(qiáng)小鼠的抗炎能力。植物多酚類化合物的抗炎機(jī)制主要包括以下幾個(gè)方面：（1）作為抗氧化劑;（2）干擾氧化應(yīng)激信號;（3）抑制促炎信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[36]。因此，深入了解絲瓜多酚的抗炎機(jī)制，是制定有效預(yù)防炎癥性疾病措施的前提。

5.3 抗菌

黃酮類化合物屬于類黃酮的一種，具有較強(qiáng)的抗菌活性，該類化合物可與微生物的細(xì)胞壁形成復(fù)合物，從而抑制微生物的生長，這是其抗菌作用的主要機(jī)制之一[37]。Onyegbule FA等[38]通過乙酸乙酯對絲瓜進(jìn)行提取，經(jīng)高效液相色譜法分析表明，絲瓜乙酸乙酯提取物的主要成分為木犀草素、芹菜素兩種黃酮類化合物，該提取物對金黃色葡萄球菌、傷寒沙門氏菌和枯草芽孢桿菌均表現(xiàn)出中等抑菌活性。由此可知，絲瓜黃酮類化合物有望成為未來新型的抗菌藥物。

5.4 降血脂

高血脂一般指高脂血癥，即脂肪代謝紊亂導(dǎo)致血液中脂質(zhì)或脂蛋白水平異常升高[39]，它是由飲食、生活習(xí)慣、年齡、遺傳或其他疾病等諸多因素所引起[40]。潘永勤等[41]使用高脂飼料喂養(yǎng)昆明小鼠建立高脂血癥模型，并觀察絲瓜多酚對該模型小鼠的影響。結(jié)果顯示，絲瓜多酚具有降血脂作用，其機(jī)制為通過抑制體內(nèi)脂質(zhì)的過氧化反應(yīng)，降低高脂質(zhì)過氧化物的含量，從而達(dá)到降血脂的目的。因此，加強(qiáng)絲瓜多酚降血脂生物活性的研究，對于開發(fā)治療心血管疾病的天然藥物具有重要意義。

5.5 抗腫瘤

癌癥已成為人類死亡的主要原因之一，目前治療腫瘤的手段在抑制腫瘤細(xì)胞生長的同時(shí)也常給正常細(xì)胞帶來損傷，因此尋找殺滅腫瘤細(xì)胞且無嚴(yán)重不良反應(yīng)的藥物尤為重要[42]。研究表明，多酚類化合物具有抗腫瘤作用，且對正常細(xì)胞無不良反應(yīng)，適合開發(fā)為天然抗腫瘤藥物[43]。該類化合物雖具有抗腫瘤作用，但其機(jī)制復(fù)雜：既可以直接作用殺死腫瘤細(xì)胞，也可通過影響細(xì)胞周期干擾細(xì)胞分裂從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，還能通過提高機(jī)體免疫力及抗氧化酶活性來抑制腫瘤細(xì)胞的生長[44]。Abdel-Salam IM等[45]篩選絲瓜乙醇提取物，研究其對不同類型乳腺癌細(xì)胞株的影響，通過高效液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用鑒定出提取物的主要活性成分為酚類化合物。該研究對細(xì)胞周期、凋亡及增殖標(biāo)志物的分析發(fā)現(xiàn)，絲瓜多酚對乳腺癌細(xì)胞株MCF-7、BT-474和MDA-MB-231均有明顯的抗腫瘤活性。絲瓜多酚化合物種類復(fù)雜，具有抗腫瘤潛力，但目前缺少絲瓜多酚單體化合物抗腫瘤的相關(guān)研究，因此有必要明確其抗腫瘤的具體成分及機(jī)制，為開發(fā)絲瓜多酚相關(guān)抗腫瘤的天然藥物打基礎(chǔ)。

6 結(jié)語

絲瓜中最常見的多酚類成分是類黃酮與酚酸類化合物，提取分離技術(shù)是探究絲瓜多酚具體組成的前提。福林酚比色法僅能測定絲瓜總多酚的含量，相比之下，分析性色譜法更適合于絲瓜多酚的定性、定量研究。目前，尚無液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用測定絲瓜多酚含量的報(bào)道，其中液相色譜法優(yōu)秀的分離能力以及質(zhì)譜的高專屬性、高靈敏度可能為絲瓜多酚的分析檢測帶來更加高效、準(zhǔn)確的結(jié)果。絲瓜多酚在抗氧化、抗炎、抗菌、抗腫瘤、降血脂等方面具有顯著功效，因而具有開發(fā)為保健品或藥品的潛力;此外，其優(yōu)秀的抗氧化能力也使其可作抗氧化劑用于食品加工以及化妝品行業(yè)。目前，我國關(guān)于絲瓜多酚抗菌活性方面的研究較少，關(guān)于其生物活性作用機(jī)制以及體內(nèi)代謝情況還需要進(jìn)一步加大研究力度。

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