槟榔花提取物活性成分研究进展

2014-08-07 10:56张明宋菲黄玉林陈卫军赵松林
热带农业科学 2014年6期
关键词:多酚

张明+宋菲+黄玉林+陈卫军+赵松林

摘要槟榔花为槟榔的雄花蕾,花期长,产量高,也是槟榔重要的副产物。本文综述了近年来槟榔花提取物活性成分的提取、检测和生理活性等的研究进展,并阐述了槟榔花的应用和发展前景。

关键词槟榔花提取物 ;多酚 ;槟榔碱 ;生理活性

分类号S567.1+9 ;TQ914

Review on the Bioactive Substances of Areca Inflorescence Extracts

ZHANG Ming1,2) SONG Fei1)HUANG Yulin1)CHEN Weijun1)ZHAO Songlin1)

(1 Coconut Research Institute, CATAS, Wenchang, Hainan 571339;

2 College of Food Science and Technology, Hainan University, Haikou, Hainan 570228)

AbstractThe areca inflorescence, which has a long period of flowering and a high yield, is the male flowers and one of the important by-products of Areca catechu L.. In this article, the extraction, identification and biological activity of areca inflorescence extracts were reviewed, as well as the application and developmental prospect of areca inflorescence.

Keywordsareca inflorescence extracts ; phenols ; arecoline ; biological activity

槟榔(Areca catechu L.)属棕榈科槟榔属常绿乔木,原产自北纬0.8~6°,东经109.5~119°的马来西亚群岛[1]。在我国槟榔主要种植在海南和云南两个热带地区,是海南省除橡胶之外的第二大经济作物,也是海南中、东、南部200多万农民收入的重要来源[2-3]。槟榔花为槟榔的雄花蕾,开花多,花期长,产量高,作为槟榔的副产物,素以“微型营养品”和“长寿食品”著称,富含多酚、生物碱等多种生理活性物质以及对人体有益的微量元素,具有独特的食疗和保健功效[4-6]。自古以来,槟榔花被人们用于治疗胃病、痢疾、痔疮等;在台湾,人们常用槟榔花煲汤,治疗咳嗽;在海南,以槟榔花为主要食材的“槟榔花鸡”已成为“三亚十大名菜”之一[7-8]。

目前,市场上出现了少量以槟榔花为原料生产的槟榔花茶、槟榔花酒、槟榔花口服液等新型食品和保健品,深受消费者青睐[9-11]。国内外对槟榔花中活性成分的提取和评价等研究较多。本文综述槟榔花活性成分的提取、检测和生理活性评价等研究进展,为开发槟榔高附加值产品提供理论依据,对促进整个槟榔产业的发展具有重要的意义。

1榔花提取物的活性成分

槟榔花含有多种活性成分,但目前的研究主要针对槟榔碱和多酚类物质。植物多酚以苯酚为基本骨架,以苯环的多羟基取代为特征,从低分子简单酚类到高分子单宁类,按结构可分为酚酸类、类黄酮类、1,2-二苯乙烯和木酚酸类,它是植物体内的次级代谢产物,主要存在于根、茎、叶、花和果实中。

张春梅[12]等采用高效液相色谱-二极管阵列检测法对3种槟榔花提取物中的多酚类物质进行了定性定量分析,依据福林酚测定结果,沸水提取物、冷水提取物和乙醇提取物中的总酚含量分别为0.623 6、0.589 3、0.314 6 mg/mL,且3种提取物均含有没食子酸、香豆酸、表儿茶素、阿魏酸、芦丁和柚皮素6种多酚类物质,其中儿茶素、没食子酸酸和香豆酸的含量相对较高。黄玉林[13]等比较了不同干燥方法对槟榔花沸水提取物总酚含量的影响,福林酚测定结果为炒干(25.97 mg/g)>微波干燥(19.07 mg/g)>真空冷冻干燥(12.37 mg/g)>热风干燥(11.37 mg/g)。程芳芳[14]等将槟榔花沸水提取液经旋转蒸发浓缩,再经聚酰胺树脂柱层析,采用35%~85%的乙醇对其进行洗脱,最后得到的槟榔花沸水提取物中多酚物质的纯度达到80%。

Lin[15]等测定出槟榔花沸水提取物的总酚含量为406.43 μg/mL,黄酮类物质含量为840.73 μg/mL;水/甲醇提取物的总酚含量为451.47 μg/mL,黄酮类物质含量为880.00 μg/mL。韩林[16]用分光光度法测定出槟榔花中总酚和总黄酮的含量分别为20.9和6.12 mg/g,这一结果与Zhang[17]的研究结果相似。Wang[18]等测定出槟榔穗状花序的总酚含量为4.72 mg/g,缩合单宁酸含量为 1.78 mg/g。何明月[10]等测定出槟榔花雄花和雌花中分别含有0.7%和0.59%的单宁酸。

槟榔碱是槟榔花的保健和药理活性成分之一,化学名N-甲基-1,2,5,6-四氢烟酸甲酯,是一种黄色油状液体,极易被氧化,化学合成困难,常被提取分离并合成性质稳定的氢溴酸槟榔碱。闫志英[19]等用高效液相色谱法对11批产自海南省兴隆、五指山、文昌、保定和万宁的槟榔花中槟榔碱含量进行了测定,其含量在2.8~5.0 mg/g,并拟定市售槟榔花药材产品中槟榔碱含量以氢溴酸槟榔碱计不得少于2.5 mg/g。战晴晴[20-21]等用高效液相色谱法测定出槟榔花初花期、盛花期和末花期的槟榔碱含量分别为4.96、4.26、2.02 mg /g,在最佳热回流提取工艺条件下,测定出槟榔花中槟榔碱含量为4.31 mg/g。

2酚和槟榔碱的提取分离与检测

槟榔中多酚和槟榔碱的提取方法有多种,但是对槟榔花而言,目前应用的多为溶剂提取法。溶剂提取法是根据有效成分与提取溶剂相似相溶的原理,将有效成分从固体原料表面或组织内部向溶剂中转移的传质过程,操作简单,能耗低,现已广泛用于天然产物的提取;其提取效果受溶剂种类、提取温度、提取时间、pH等多种因素的影响。提取槟榔碱通常使用的溶剂是乙醇、乙醚或氯仿,并加入适量的氨水,使槟榔花中与鞣酸结合在一起的槟榔碱更容易析出;提取多酚用的较多的溶剂是水、乙醇和乙醚。

目前,槟榔花中多酚和槟榔碱含量的测定,通常采用高效液相色谱法和分光光度法。高效液相色谱法以操作简单、准确度高、重复性好等优点,正逐渐代替分光光度法被广泛使用。

Zhang[17]用分光光度计在725 nm处测定了70%酒精提取物中总酚含量,并在510 nm 处测定了黄酮类物质的含量。Lin[15]等用分光光度法在725和510 nm处分别测定了槟榔花沸水提取物和水醇(50∶50)提取物中总酚和黄酮类物质的含量。张春梅[12]等采用沸水、冷水和乙醇3种溶剂提取槟榔花总酚类物质,分别用分光光度法(720 nm处测吸光值)和高效液相色谱-二极管阵列检测法(215 nm处测吸光值)测定提取物的总酚含量;其中,高效液相色谱法采用3%的冰醋酸和甲醇为流动相,能够将几种酚类物质完全分离,准确可靠,且重现性好。黄玉林[13]等用福林酚分光光度法在720 nm处测定槟榔花沸水提取物总酚的含量,并以此优化了沸水法提取工艺。

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战晴晴[20-21]等采用乙醚热回流法提取槟榔花中的槟榔碱,结合高效液相色谱法测定其含量,流动相为乙腈-十二基烷基硫酸钠溶液(0.1 mol/min,磷酸调节pH值3.2)(60∶40),检测波长215 nm,优化乙醚提取工艺后,还进一步以此方法测定了不同花期槟榔花中的槟榔碱含量。何明月[10]等采用反相液相色谱法测定了槟榔花雄花和雌花中单宁酸的含量。周亚奎[22]等用加速溶剂萃取技术和热回流法提取了市售槟榔花茶中的活性成分,使用的溶剂极性由小到大依次为石油醚,乙酸乙酯、甲醇、水。结果表明,当提取溶剂相同时,加速溶剂萃取优于热回流法,当提取方法相同时,极性高的溶剂更有助于活性成分的萃取。

3榔花提取物的生理活性

3.1抗氧化

生物氧化过程对于生命的繁衍具有非常重要的作用,但同时会对生物体造成一定的伤害。植物多酚是一种常见的抗氧化剂,它含有多个临位羟基基团,能与金属离子发生络合反应,把高价金属离子还原成低价态;且多酚的临位羟基极易被氧化,能够有效的清除过氧化氢(H2O2),活性氧自由基(ROS)、1,1-二苯基-2-苦基苯肼(DPPH)、羟基自由基(·OH)等,从而体现良好的抗氧化作用。

Lin[15]等实验表明,槟榔花提取物具有较好的超氧化物自由基清除能力及还原能力。Zhang[17]的实验结果表明,槟榔花提取物具有清除DPPH和·OH自由基,以及还原Fe3+的能力。周亚奎[22]等比较了用不同萃取方法和萃取溶剂的槟榔花提取物对DPPH自由基的清除能力,结果表明,这些槟榔花提取物均能较好的清除溶液中的DPPH自由基。

张春梅[23]等研究表明,槟榔花提取物能够很好的络合Fe2+,还原Fe3+和清除DPPH自由基,进而间接的保护了由·OH诱导的2-脱氧核糖的降解。Chen[24]等实验证明,槟榔花提取物能够很好络合Cu2+,抑制由Cu2+诱导的人体低密度脂蛋白LDL的过氧化,从而对LDL的氧化起到了很好的保护作用。Cheng[25]等研究了槟榔花提取物对H2O2诱导的人体血清蛋白HSA氧化损伤的保护作用,结果表明,槟榔花提取物能够有效的清除HSA溶液中的H2O2和DPPH自由基,降低了有H2O2存在条件下的HSA溶液中蛋白质羰基和氢过氧化物的含量,进而对蛋白质结构起到了很好的保护作用,降低了H2O2引起的蛋白质氧化损伤。

3.2抗衰老

衰老是机体由于体内外各种因素综合作用,机体的各种组织和器官发生退化性变化,致使体内自由基增加,新陈代谢和免疫力下降,使健康的细胞组织受损,进而引发一些相关疾病,如癌症,动脉粥样硬化,心血管疾病,免疫能力下降,老年痴呆等。据研究结果表明[26-27],槟榔花提取物具有较强的抗氧化作用,而这些氧化过程又对衰老相关作用因子蛋白的正常表达具有抑制效果,进而影响相关作用因子蛋白的正常表达,达到抗衰老的疗效。

Chen[26]等将槟榔花提取物与水溶性维生素E(Trolox)相互类比,结果表明,槟榔花提取物对·OH和过氧亚硝基(ONOO-)阴离子引起的DNA断链有较好的保护作用,与Trolox相互作用后,这种能力明显增强。张春梅[27]等用小鼠D-半乳糖致衰模型,研究了槟榔花沸水提取物的抗衰老作用,发现槟榔花沸水提取物能够显著提高衰老小鼠肝组织中内超氧化物歧化酶(SOD酶)和过氧化氢酶活性,降低丙二醛(MDA)含量,保护膜脂免受过氧化;并且,它还能够缩短小鼠肝组织细胞的端粒长度,降低线粒体呼吸链酶复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的蛋白表达,提高肝中Ⅱ相解毒酶NAD(P)H醌氧化还原酶1(NQO1)和血红素加氧酶1(HO1)的蛋白表达,增强转录因子NF-E2相关因子2(逆转录因子Nrf2)和沉默信息调节因子2相关酶1(Sirt 1)的蛋白表达,这说明槟榔花沸水提取物有较强的延缓衰老的作用。

3.3美白

程芳芳[28]等研究了槟榔花沸水提取物对酪氨酸酶活性的影响,实验表明,随着槟榔花提取物浓度的增加,溶液的酪氨酸转化物多巴色素在475 nm波长处的吸光度(OD475)不断的降低,即酪氨酸酶的活性受到了抑制,且随着提取物浓度的增大,对酪氨酸酶的相对抑制率升高;依据Lineweaver-Bufk双倒数图和Dixon图,这种抑制为非竞争性可逆抑制。酪氨酸酶的活性与黑色素的形成有密切的关系,是其合成的关键酶和限速酶[29]。目前,氢醌、果酸、维生素C、曲酸和熊果甙等酪氨酸酶抑制剂已经作为美白剂广泛应用于化妆品中[30-31],因此,槟榔花有望成为一种新型的天然植物美白剂,在护肤、抗衰老和祛斑等药用和化妆品行业中具有良好的开发前景。

3.4抗疲劳

程芳芳[14]等以纯化得到的槟榔花沸水提取物分低剂量(10 mg/kg)、中剂量(50 mg/kg)和高剂量(100 mg/kg)三组连续灌胃小鼠,结果表明随着槟榔花沸水提取物的饲喂剂量的增加,小鼠的负重游泳力竭时间增加,肌糖原和肝糖原的含量显著提高,酶类抗氧化剂SOD的活性亦增强,血乳酸和血清尿素氮的水平则显著降低。血清尿素氮和血乳酸均可评价机体运动后的恢复状况,能源物质肝糖原和肌糖原的量与运动持续时间及机体恢复速率相关;而SOD又是清除生物体内自由基的首要物质。由此推测,槟榔花沸水提取物在一定程度上提高了机体疲劳恢复的速度,具有一定的抗氧化疲劳作用。

4展望

目前,已有很多对槟榔花提取物的相关研究,市场上也出现了备受消费者喜爱的相关产品。在槟榔花提取物中,多酚和槟榔碱是重要的活性成分,但是,其中是否还含有其它功效成分,具体是哪一种或哪几种成分相互作用,以及对功效成分的性质和在槟榔花生长发育中积累规律还需要深入研究。槟榔花是槟榔的重要副产物,对其提取物进一步提取、鉴定和纯化,以及加工生产,可以将其作为一种纯天然无公害的绿色保健品,具有良好的开发利用前景和商业价值。

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