絲瓜多酚組成、提取分離、含量測定及生物活性的研究進展

張強 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展，為該類成分的進一步開發利用提供參考。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”等為關鍵詞，在中國知網、維普、萬方數據、PubMed、Web of Science等數據庫中組合查詢2006年1月-2020年6月發表的相關文獻，對絲瓜多酚的組成、提取分離技術、含量測定方法以及生物活性等方面的研究進行歸納總結。結果與結論：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，因而具有開發為保健品或藥品的潛力。此外，其優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。目前，我國關于絲瓜多酚抗菌活性方面的研究較少，其生物活性作用機制以及體內代謝情況還需要加大研究力度。

關鍵詞 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，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.兩個種[1]。研究表明，絲瓜中含有的豐富植物次生代謝產物——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、化妝品市場的應用前景廣闊[2]。然而，國內對于絲瓜多酚的研究有限，尚未研發出絲瓜多酚的功能性產品，因此研究該類成分的組成、提取分離技術、含量測定方法及生物活性對相關產品的研發具有重要意義。基于此，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”等為關鍵詞，在中國知網、維普、萬方數據、PubMed、Web of Science等數據庫中組合查詢2006年1月-2020年6月發表的相關文獻。現對絲瓜多酚的組成、提取分離技術、含量測定方法及生物活性等方面的研究進展進行綜述，旨在為該類成分的進一步開發與研究提供參考。

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，具有一個或多個羥基的芳環化合物，結構從簡單的酚類分子到復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，被認為是促進健康和預防疾病的膳食補充劑[5]。該類化合物通常具有一個共同的二苯丙烷碳骨架（C6-C3-C6體系），其基本骨架結構見圖2[6]。根據中心吡喃環的氧化狀態，黃酮類化合物本身可分為6個亞類：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可分為2類：苯甲酸衍生物和肉桂酸衍生物（基本骨架結構見圖3）;除此之外，苯環上的取代基至少有1個羥基[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-質譜法和高效液相色譜-質譜法對絲瓜多酚成分進行分析，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形成結合物的特性，導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具有挑戰性的工作[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溶劑作為提取劑進行優化，結果表明，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、提取時間長、溶劑毒性、目標化合物有可能降解等缺點。

2.2 超聲輔助法

超聲輔助法是利用超聲波細胞破碎儀發出的聲波產生高速、強烈的空化效應和攪拌效應，破壞植物藥材的細胞，使溶劑更易滲透進入，從而達到縮短提取時間、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溶劑，且具有回收率高、損耗小等優勢，被認為是一種綠色提取技術，使其廣泛應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行提取，結果表明，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可與響應面法相結合，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，即不同物質在兩相間的分配能力不同，從而達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]使用慢速旋轉逆流色譜法對絲瓜提取物進行酚類化合物的制備和分離，結果表明，該方法是一種制備大量天然產物（如絲瓜多酚）的有效方法，可應用于工業化分離多酚類物質。

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，適合于工業化生產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，并結合慢速旋轉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可與其他方法聯用，以達到有效分離的目的。

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生還原反應，生成藍色化合物，其顏色深淺與酚類化合物含量呈正相關[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行測定。結果顯示，在可見光波長750 nm、0.5 mol/L Na2CO3溶液環境、反應溫度30 ℃、反應時間60 min的條件下，絲瓜總多酚含量與吸光度成良好的線性關系。福林酚比色法具有穩定性高、操作便捷、可批量檢測等優點，適用于絲瓜總多酚的含量測定，但缺點是無法對單一成分進行測定。

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、靈敏度高等優點而廣泛用于多酚類成分的含量測定[25]，但其存在耗時長、消耗試劑多等缺點[26]。超高效液相色譜法相比于傳統高效液相色譜法具有更高的靈敏度及分離度，且分離時間短，可大大節約操作時間與溶劑損耗[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境影響下會產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致人體正常細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式反應，逐漸成為減少體內氧化應激反應發生的研究熱點[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有棱絲瓜多酚的抗氧化能力。結果表明，其抗氧化活性與含量呈正相關，且當絲瓜多酚質量濃度為0.15 mg/mL時，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行抗氧化能力測定，結果顯示，絲瓜多酚與常規抗氧化劑維生素C的抗氧化能力相當。絲瓜多酚的抗氧化能力與其化學結構密切相關，酚羥基是其產生抗氧化作用的必要基團;酚羥基具有較強的還原性，可通過自氧化來保護其他物質不被氧化，因此絲瓜多酚的抗氧化性不僅可用于抑制體內氧化應激反應，還可應用于食品貯藏等領域[32]。

5.2 抗炎

慢性炎癥是引起人體多種健康問題的內在原因，包括退行性疾病和代謝綜合征[33]。免疫炎癥反應是防止創傷或微生物入侵引起感染的一種防御機制，然而，如果不能維持免疫平衡將導致慢性炎癥反應[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胞的抗炎活性。結果顯示，絲瓜果皮水提液中含有豐富的多酚類化合物，該類物質能降低小鼠巨噬細胞中一氧化氮的生成及前列腺素的分泌，從而增強小鼠的抗炎能力。植物多酚類化合物的抗炎機制主要包括以下幾個方面：（1）作為抗氧化劑;（2）干擾氧化應激信號;（3）抑制促炎信號轉導[36]。因此，深入了解絲瓜多酚的抗炎機制，是制定有效預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，具有較強的抗菌活性，該類化合物可與微生物的細胞壁形成復合物，從而抑制微生物的生長，這是其抗菌作用的主要機制之一[37]。Onyegbule FA等[38]通過乙酸乙酯對絲瓜進行提取，經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，即脂肪代謝紊亂導致血液中脂質或脂蛋白水平異常升高[39]，它是由飲食、生活習慣、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。結果顯示，絲瓜多酚具有降血脂作用，其機制為通過抑制體內脂質的過氧化反應，降低高脂質過氧化物的含量，從而達到降血脂的目的。因此，加強絲瓜多酚降血脂生物活性的研究，對于開發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胞生長的同時也常給正常細胞帶來損傷，因此尋找殺滅腫瘤細胞且無嚴重不良反應的藥物尤為重要[42]。研究表明，多酚類化合物具有抗腫瘤作用，且對正常細胞無不良反應，適合開發為天然抗腫瘤藥物[43]。該類化合物雖具有抗腫瘤作用，但其機制復雜：既可以直接作用殺死腫瘤細胞，也可通過影響細胞周期干擾細胞分裂從而誘導細胞凋亡，還能通過提高機體免疫力及抗氧化酶活性來抑制腫瘤細胞的生長[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胞株的影響，通過高效液相色譜與質譜聯用鑒定出提取物的主要活性成分為酚類化合物。該研究對細胞周期、凋亡及增殖標志物的分析發現，絲瓜多酚對乳腺癌細胞株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研究，因此有必要明確其抗腫瘤的具體成分及機制，為開發絲瓜多酚相關抗腫瘤的天然藥物打基礎。

6 結語

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，尚無液相色譜與質譜聯用測定絲瓜多酚含量的報道，其中液相色譜法優秀的分離能力以及質譜的高專屬性、高靈敏度可能為絲瓜多酚的分析檢測帶來更加高效、準確的結果。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，因而具有開發為保健品或藥品的潛力;此外，其優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。目前，我國關于絲瓜多酚抗菌活性方面的研究較少，關于其生物活性作用機制以及體內代謝情況還需要進一步加大研究力度。

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