改善橙皮苷生物利用率的研究进展

郑美瑜，陆胜民，程绍南

改善橙皮苷生物利用率的研究进展

郑美瑜，陆胜民，程绍南*

(浙江省农业科学院食品加工研究所，浙江 杭州 310021)

橙皮苷是柑橘黄酮类中重要的一种。对近年来黄酮类糖苷与橙皮苷的生物利用率和通过酶法、酸法修饰橙皮苷的糖苷结构来改善生物利用率方面的研究，以及其衍生物的单葡萄糖苷的应用等进行综述，最后由中药生物转化的理念提出改善橙皮苷生物利用率的研究的未来发展趋势。

橙皮苷；生物利用率；橙皮素单葡萄糖苷

橙皮苷是柑橘中一种重要的黄酮类糖苷，在黄酮母核的第7位连着鼠李糖和葡萄糖基团，是构成维生素P (VP)的成分，能维持毛细血管的通透性，降低毛细血管的脆性，防止动脉粥样硬化、心肌梗塞等病症[1]，具有抗氧化[2-4]、抗癌[5-7]、抗炎[8-9]、抗病毒[10-11]等作用，具有重要的保健和药用价值。它来源丰富，大量存在于柑橘类水果中，在幼果中含量超过干质量的40%，在成熟果皮中含量超过干质量的2%，而在果汁中含量只有0.02%～0.06%[12-13]。浙江省在20世纪70年代已经从柑橘果皮中工业化提取橙皮苷，含量在96%以上。

黄酮类物质具有一些生理活性，并且在膳食中摄入量也较高[14-15]，近期其生物利用率也引起了关注。本文就近年来国内外关于黄酮类芦丁糖苷和橙皮苷的生物利用率方面的研究、改善橙皮苷生物利用率的方法及其单糖苷的应用等方面作一综述，旨在为橙皮苷后续的开发研究提供借鉴，也为更好地利用柑橘黄酮类物质提供参考。

1 黄酮糖苷和橙皮苷的生物利用率研究

在植物体内黄酮类物质一般都连着糖苷键，即使从植物提取后糖苷键也未断裂。具有糖苷键的黄酮能否被吸收是它发挥作用的先决条件。在槲皮素不同糖苷的生物利用研究中表明[16-17]，槲皮素的糖基部分决定了它们在体内的吸收程度。Hollman等[18]对比了几种含有槲皮素不同糖苷食物洋葱(含槲皮素葡萄糖苷)、苹果(含槲皮素葡萄糖苷和其他糖苷)以及槲皮素-3-芦丁糖苷单体的生物利用率，结果发现富含葡萄糖苷的洋葱的血浆峰值(0.74μmol/L)要比后两个(均为0.30μmol/L)要高，到达峰值的时间洋葱为0.70h，而苹果为2.5h，芦丁糖苷单体则为9h。这些数据表明，来自洋葱的槲皮素葡萄糖苷的吸收最快，芦丁糖苷最慢，而含有不同糖苷的苹果的糖苷吸收处于中间。所以槲皮素糖苷的糖基部分是影响它们的吸收和生物利用率的决定因素。Arts等[19]、Erlund等[20]、Morand等[21]和Olthof等[22]进一步的研究认为黄酮类物质的芦丁糖基部分(葡萄糖＋鼠李糖)阻碍了它在小肠中的吸收。Németh等[23]认为黄酮类糖苷完整地到达小肠，需要通过脱糖基化作用才能通过小肠被吸收。

Manach等[24]研究了在摄入柑橘汁后橙皮苷和柚皮苷在人体内的生物利用率，摄入0.5L和1L剂量的橘子汁后的药代动力学参数如表1所示。Erlund等[25]研究了在摄入柑橘汁后橙皮素和柚皮素在人体内的动力学，其药代动力学参数如表2所示。橙皮苷也是属于芦丁糖苷，在吸收之前也需要脱糖基化才能被吸收，如摄取未处理的橘子汁0.5～1L，其主要含完整结构的橙皮苷，从Erlund等[25]的研究看出，血浆中橙皮素苷元的最高浓度只有2μmol/L，而一般柑橘汁中柑橘黄酮以橙皮素来表示的浓度为300～1000μmol/L。因此，如果不对橙皮苷或富含橙皮苷的食物的生物利用率进行改善，则摄取后在体内它的实际吸收的部分是相对较少的。Gonzalez-Barrio等[26]最近也提出了相似的观点：如果从橙皮苷脱除鼠李糖苷得到其葡萄糖苷将会改善其生物利用率，但没有相关数据支持这一说法。

表1 摄入0.5L或1L橘子汁后橙皮素和柚皮素的药代动力学参数Table 1 Pharmacokinetic parameters of hesperetin and naringenin after single administration of 0.5 or 1 L of orange juice

表2 摄入橘子汁和8mL/kg葡萄柚汁后橙皮素和柚皮素的药代动力学参数Table 2 Pharmacokinetic parameters of hesperetin and naringenin after single administration of orange juice and grapefruit juice at the dose of 8 mL/kg

2 改善橙皮苷生物利用率的研究

2.1 酶法改善橙皮苷的生物利用率

酶法改善橙皮苷的生物利用率有两种方法：一种是通过糖苷酶水解橙皮苷得到它的单糖苷和苷元；另一种是通过葡聚糖转移酶转化为G-橙皮苷。前一种方法所采用的酶由鼠李糖酶和葡萄糖苷酶组成的混合酶系，是由黑曲霉或真菌中分离纯化得到。Nielsen等[27]研究发现通过橙皮苷酶可以改善橙皮苷的生物利用率。被实验者分别摄入天然柑橘汁(橙皮苷含量属低剂量)、用橙皮苷酶处理过的天然柑橘汁和橙皮苷含量比低剂量高3倍的柑橘汁，随后分析了被实验者血浆中和尿中的橙皮素含量。服用这3种柑橘汁样品后总的橙皮素在人体中的药代动力学参数值如表3所示，摄入酶处理柑橘汁(含橙皮素-7-葡萄糖苷)的AUC(是指血浆中总橙皮素的浓度-时间曲线与时间轴围成的面积)比摄入低剂量柑橘汁高两倍，而与摄入高剂量的柑橘汁的AUC差异不大(P=0.12)。这说明摄入酶处理柑橘汁(含橙皮素-7-葡萄糖苷)，其生物利用率得到了提高。摄入酶处理柑橘汁(含橙皮素-7-葡萄糖苷)后橙皮素的最大浓度(cmax)是低剂量柑橘汁的5倍，是高剂量柑橘汁的2.5倍；相应的到达cmax的最大时间(tmax)也要快得多，而后两者的tmax几乎相同。这表明，摄入酶处理柑橘汁(含橙皮素-7-葡萄糖苷)后，橙皮苷的吸收速度加快了。

表3 服用3种柑橘汁样品后总的橙皮素在人体中的动力学参数Table 3 Pharmacokinetic parameters of hesperetin after the consumption of 3 kinds of orange juice

但是由于橙皮苷结构的特殊性，研究发现[28]，在橙皮苷的葡萄糖基团的第4位上再接入一个葡萄糖基，得到G-橙皮苷，可以使溶解度增加104倍以上。Mika等[29]研究了G-橙皮苷在大鼠体内的生物利用率，G-橙皮苷是一种水溶性的橙皮苷的衍生物，它是橙皮苷在葡聚糖转移酶作用下在其鼠李糖基的位置上再连接上一个葡萄糖得到的化合物。他们对比了G-橙皮苷和橙皮苷的生物利用率，结果如表4所示，可以看出，G-橙皮苷比橙皮苷的生物利用高。

表4 大鼠口服G-橙皮苷和橙皮苷后的血清中橙皮素-葡萄糖苷酸的浓度-时间曲线以下的总面积Table 4 Total area under concentration-time curve of serum hesperetinglucuronide in rats administered with G-hesperidin of hesperidin

Gonzalez-barrio等[26]通过由真菌产生的鼠李糖酶处理果汁和绿茶，从而制得含有黄酮类葡萄糖苷的饮料。就柑橘汁而言，实验表明，而经过鼠李糖酶处理后，柑橘汁中主要含有的3种黄酮类芦丁糖苷即柚皮苷、橙皮苷、香风草苷都转化为葡萄糖苷形式，这个结果也显示，通过鼠李糖酶处理，可以生产富含可被生物利用的黄酮类葡萄糖苷的功能性饮料。

2.2 酸促水解橙皮苷转化为了葡萄糖苷形式的研究

酸法水解是在酸性条件下对橙皮苷进行水解。Miyake等[30]研究了通过酸促水解制备橙皮素单葡萄糖苷。研究考察了添加有机溶剂的种类和添加量、酸浓度、水解时间对水解的影响。实验得到水解工艺条件为：添加异丙醇20%、盐酸浓度1.5mol/L、水解15min。制备的橙皮苷水解粗制品在水中的溶解度是橙皮苷的42.5倍，橙皮素单葡萄糖苷在水解粗制品中的含量为58.0%。

Grohmann等[31]研究了在较高的温度下橙皮苷的酸促水解。橙皮苷由于溶解度太低阻碍了它的酸促水解反应，为了克服这个缺点，他们在100℃以上进行了酸促水解实验，结果发现，水解温度在60～100℃时，水解反应非常缓慢；当温度在120℃以上时，水解反应迅速；当温度在100～180℃，硫酸用量为体积分数0.5%水解10min时，温度为100～140℃时，水解液中鼠李糖和葡萄糖的得率迅速增加，鼠李糖在140℃时得率最高，葡萄糖在160℃时得率最高；当温度在160℃以上两个糖的得率都下降较快，并且影响了水解后产物的色泽，这是由于单糖的分解引起的。他们还实验了酸的用量对水解的反应的影响。最后得到的水解条件是140～160℃水解温度和体积分数0.05%～0.5%的硫酸，通过丙酮的两次提纯，得到橙皮素单葡萄糖苷的纯度为95%，理论得率为26%～42%。

3 橙皮素单葡萄糖苷的应用

橙皮素单葡萄糖苷是橙皮苷的水解产物之一，除了生物利用率比橙皮苷高，溶解性提高之外，还有其他方面的用途，如用于高倍甜味剂的合成和作为抗氧化剂。在碱性条件下，橙皮素单葡萄糖苷通过简单的氢化作用，就可以得到葡萄糖橙皮素二氢查耳酮，它的甜度比糖精甜7倍，而橙皮苷二氢查耳酮是无味的。杭丽君[32]以橙皮苷为原料进行了这种甜味剂的制取，并经结构鉴定，证明产物是葡萄糖橙皮素二氢查耳酮，制取的得率可达95%。Komal[33]在他的专利中报道了橙皮素单葡萄糖苷可以显著地提高蔬菜、水果、西红柿、水稻的产量。因其具有抗氧化性，与一些黄酮类物质一样，橙皮素单葡萄糖苷也可以作为抗氧化剂。因为其具有抗氧化性，侯曼玲等[34]曾利用柑橘黄酮类物质进行了果蔬的保鲜研究，表明其具有防腐保鲜双重作用。

4 展 望

目前国内对改善橙皮苷的生物利用率方面的研究并不多，仅见有关一些药代动力学的研究[35-36]，未见有关提高橙皮苷的生物利用率的研究。杨红亚等[37]提出开展中药生物转化的理念，就是利用酶或有机体(细胞、细胞器)作为催化剂，对中药中的化学成分进行处理，修饰它们的结构或活性位点，获得新的活性化合物。因此，对于橙皮苷也将要研究通过生物转化来进行结构修饰，未来的发展趋势将是对酶法的影响因子进行探讨，或者通过微生物直接转化为可被生物利用的形式[38]。我国的柑橘资源丰富，产量居世界第二位，从柑橘中提取橙皮苷的工艺已较成熟，并已产业化生产，所以橙皮苷的来源也很丰富。因此，深入开展橙皮苷的生物利用率的研究将具有重要的经济效益和社会价值。

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Research Progress of Bioavailability Improvement of Hesperidin

ZHENG Mei-yu，LU Sheng-min，CHENG Shao-nan*
(Institute of Food Processing, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310021, China)

Hesperidin is an important flavonoid in citrus. This paper summarizes current research progress of the strategies for improving the bioavailability of flavnoids and hesperidin. The common strategies such as enzymatic and acidic modifications of hesperidin structure for improving its bioavailability have been discussed. The applications of hesperetin-7-glucoside in food and pharmacy have also been reviewed. Finally, the future development trend for improving the bioavailability of hesperidin has been pointed out according to biotransformation principle of Chinese herbs.

hesperidin；bioavailability；hesperetin-7-glucoside

TS255.1

A

1002-6630(2011)03-0310-04

2010-06-12

浙江省自然科学基金项目(Y307079)

郑美瑜(1972—)，女，助理研究员，硕士，主要从事果蔬深加工及功能性物质提取研究。E-mail：zhenmey@sina.com

*通信作者：程绍南(1944—)，男，研究员，本科，主要从事农产品加工研究。E-mail：shaonancheng@yahoo.com.cn