核桃青皮活性成分及抗肿瘤作用研究新进展

曾 桥

（陕西科技大学食品与生物工程学院，陕西西安 710021）

核桃（Juglans regin L.）系胡桃科核桃属植物，《汉书》言，张骞使西域还，始得此种，故又名胡桃、羌果。核桃是世界四大干果之一，有“抗氧化之王”的美誉[1]。我国是核桃种植和生产大国，据统计，截至2016年，我国核桃种植面积达300×104hm2，核桃（干果） 产量约365×104t，核桃加工量达52.7×104t。核桃青皮是核桃生产加工过程中的主要副产品，为核桃未成熟的外果皮，其产量高于干果产量[2]。核桃青皮又称为青龙衣，在我国有很长的药用历史，《本草纲目》记载，胡桃青皮苦、涩、无毒，乌髭发，还可治疗疡风、白癜风、嵌甲等。现代研究表明，核桃青皮含有丰富的活性成分，包括黄酮、多糖、多酚、醌、色素等，具有抗氧化、抗肿瘤、抑菌、消炎等多种生理功能，其加工提取物可广泛应用于医药、食品、染整等领域。

随着我国经济的发展和农业发展方式转变的需要，农业生产废弃物的资源化利用是农业发展中的重点，受到了研究者的广泛关注。近年来，我国核桃产业发展迅速，每年产生的青皮多达数百万吨，然而对于核桃青皮的开发利用并未得到重视，绝大多数被随意丢弃在田间和路边，对环境造成了极大的污染。为了进一步利用核桃青皮这一丰富的资源，许多学者对核桃青皮进行了广泛的研究，并取得了较为丰富的成果。现就核桃青皮的主要活性成分和生理功能进行综述，并对未来发展方向进行展望，为推动核桃青皮资源化利用提供理论依据。

1 核桃青皮活性成分

1.1 胡桃醌

核桃青皮中含有丰富的醌类化合物，主要为苯醌、萘醌和蒽醌。目前，通过研究从核桃青皮中分离鉴定的醌类化合物有胡桃醌、5,8-二羟基-1,4-萘醌、1,3-二羟基-2-甲氧基蒽醌、1-羟基-2-甲基-4-甲氧基蒽醌、2,6-二甲氧基对苯醌、1-甲基-3,8-二羟基-6-甲氧基蒽醌、1,3-二羟基蒽醌、2-羟基-3-甲基蒽醌[3]、3-甲氧基胡桃醌、3-乙氧基胡桃醌、1,8-二羟基蒽醌[4]、胡桃种萘醌[5]等，其中胡桃醌是核桃青皮中含量最高、研究最多、药理作用最突出的醌类化合物。

胡桃醌又称5-羟基-1,4-萘醌[6]或5-羟基-1,4-萘二酮，其对生物细胞具有一定的毒性，主要体现在DNA损伤诱导、抑制转录、降低p53蛋白水平和诱导细胞死亡[7]。由于具有生物毒性，使得胡桃醌具有优良的抗肿瘤效果，有研究表明，胡桃醌可诱导肿瘤细胞凋亡及引起细胞G2/M期阻滞[8]。此外，一定浓度胡桃醌作用于植物种子可以影响其萌发和幼苗生长[9]，对细菌等微生物有抑制作用。胡桃醌在核桃青皮中含量丰富，杨漓等人[10]采集了来自云南大理、广西凤山、山西运城、河南平顶山、江苏宿迁5个产地的新鲜核桃青皮，采用高效液相色谱法对其中的胡桃醌进行了测定。结果表明，核桃青皮中胡桃醌的含量为12.5～510.4 mg/100 g FW（核桃青皮鲜质量），其含量与采摘时间关系密切，7月下旬—8月初胡桃醌含量最高。核桃青皮中胡桃醌的提取方法有微波辅助法、超声辅助提取、索氏提取法、碱提酸沉淀等多种方法，徐敏慧等人[11]研究了微波辅助法提取核桃青皮中的胡桃醌工艺，当料液比1∶35（g∶mL），乙醇体积分数95%，微波时间25 s，胡桃醌的提取率为1.710 mg/g DW（核桃青皮干质量）。李秀凤等人[12]采用碱提酸沉淀法提取核桃青皮中的胡桃醌，提取率为52%，胡桃醌含量为0.062%。

1.2 黄酮

黄酮类化合物广泛存在于胡桃科植物中，具有很好的抗氧化作用。目前，从胡桃科植物中分离出黄酮类化合物有23种，主要为黄酮醇和二氢黄酮醇及其苷[13]。研究表明，核桃树叶、树皮、内种皮、桃仁和青皮中均含有较为丰富的黄酮，其中内种皮黄酮含量最高，可达23.17%，树叶和青皮次之[14]。核桃树各不同部位黄酮含量随季节变化较大，核桃青皮中黄酮含量随果实生长不断发生变化，一般初伏前黄酮含量较低，随后逐渐增加，到入伏后达到峰值，伏天过后则缓慢下降，因此采摘青龙衣时间以伏天最佳[13]。

核桃树各部位黄酮成分复杂，包括槲皮素-3-O-α-L-鼠李糖苷、乔松酮、5-羟基-4′,7-二甲氧基黄烷酮、5-羟基-6,7-二甲氧基黄烷酮等[15]。Min B S等人[16]从核桃楸根和茎中分离得到4种黄酮，即 Toxifolin，Afzelin，Quercitrin，Myrieitrin。对于核桃青皮，目前研究较多的主要集中于含量和提取纯化方面，分离鉴定方面研究较少。陈向明等人[17]采用有机溶剂萃取法对山核桃外果皮黄酮化合物进行了提取，进一步采用硅胶色谱柱层析法对所提取的黄酮纯化。结果表明，采用体积分数70%的乙醇溶液，在料液比1∶15（g∶mL），于60℃下提取4 h，黄酮化合物提取率可达1.14%；经过纯化，黄酮纯度提高了34.6%，总黄酮回收率达89.46%。李红娟等人[18]采用响应面法对核桃青皮中黄酮超声提取工艺进行了优化研究，在最佳工艺条件下，黄酮提取率可达到1.080%。赵宏等人[19]采用闪式提取法提取青龙衣药材中的总黄酮，在最佳提取条件下提取率达11.73%，较常见中药材（如甘草、金莲花等） 含量更高。

1.3 多酚

多酚是核桃青皮中主要活性成分之一。朱霞等人[20]对干核桃青皮中多酚进行测定，含量可达55.473 mg/g；I Oliveira 等 人[21]对 Franquette， Mayette， Marbot，Mellanaise and Parisienne等5个品种核桃青皮中多酚含量进行测定，结果显示多酚含量在32.610 2～

74.080 2 mg/g。

目前，对于核桃青皮多酚的研究主要集中于多酚的提取和纯化。由于多酚易于氧化，因此选择合适的提取方法在核桃青皮多酚提取中非常重要。常见的提取方法有溶剂提取法、微波辅助提取法、超声波辅助提取法、酶法-超声波连续提取法、超高压提取法等。赵国建等人[22]较系统地研究了溶剂提取法、微波辅助提取法、超声波辅助提取法、六偏磷酸钠（SHMP） 辅助提取法提取核桃青皮多酚的效果。结果表明，SHMP辅助微波提取多酚得率最高，高于对照组（溶剂提取法） 73.4%。贾淑平等人[23]采用复合酶-超声波法提取核桃青皮中的植物多酚，其中复合酶由纤维素酶和果胶酶组成。结果表明，酶的配比是影响多酚得率的最主要因素，同时复合酶提取多酚的效果要优于单一酶。伏慧慧等人[24]采用酶法-超声波连续提取核桃青皮多酚，该方法与贾淑平等人的不同之处在于，核桃青皮干燥粉末先与酶液混合，在一定条件下酶解3 h后采用超声波辅助2次提取，经响应面优化最佳超声提取工艺为乙醇体积分数50%，超声时间45 min，超声温度50℃，超声功率100 W，此条件下多酚提取率达61.36%。多酚易于氧化的特性使其在干燥过程中大量损失而导致得率低下。张旭等人[25]直接将新鲜核桃青皮榨汁，然后使用大孔树脂对其中的多酚进行富集和分离，有效减少了多酚的氧化，而且能耗低，效果较好。

1.4 色素

核桃青皮色素作为一种水溶性天然混合色素，主要由生物碱、酚类、黄酮类、醌类等化合物组成。相同pH值条件下，核桃青皮色素的乙酸乙酯萃取物稳定性优于正丁醇萃取物，但正丁醇萃取物热稳定性相对乙酸乙酯萃取物高，黄原胶等增稠剂对该色素有一定增色作用，冷冻干燥所得色素色泽、溶解性均优于真空干燥和热风干燥[26]。

易建华等人[27]研究了水提、醇提、碱提3种提取方法对核桃青皮色素理化性质的影响，结果表明，核桃青皮色素适于水提和醇提，碱提对色素理化性质影响较大。提取过程中色素溶液pH值越高，色泽越深；水提和醇提所得核桃青皮色素对光较稳定；温度对醇提色素稳定性基本无影响，对碱提影响较大。顾浩峰[28]采用响应面法对超声辅助-醇提核桃青皮色素工艺进行了优化研究，在最佳条件下，色素提取率为2.32 mg/g。韩海霞等人[29]首先采用溶剂法提取核桃青皮棕色素，进一步采用盐酸沉淀法和乙醇沉淀法进行纯化，分别得到色素Ⅰ和色素Ⅱ，提取率分别为6.2%和5.3%，且稳定性较好，是一种值得推广的天然色素。

1.5 多糖

植物多糖活性好、无毒，且与细胞相容性好而得到研究者的重视。核桃青皮中含有较丰富的多糖，具体含量因品种和收获时间而异。王红霞等人[30]研究了赞美、珍珠香、清脆、晋龙1号、绿波和艺核1号等6个品种的核桃在果实速长期、果壳硬化期、成熟期外皮中的多糖含量。结果表明，速长期赞美和清脆2个品种外皮多糖含量较高，硬化期赞美和珍珠香多糖含量最高，而在成熟期赞美和晋龙1号含量最高，所有核桃品种外皮多糖含量均在硬化期达到最高。任晓蕾等人[31]对核桃青皮多糖提取工艺优化研究结果表明，当提取温度88℃，料液比1∶22，提取时间72 min时，多糖提取量可达7.83 mg/g，且多糖类成分主要存在于果实和果皮中，叶和树皮中含量较少。张雪春等人[32]对云南省楚雄市大姚县所产核桃青皮中的多糖进行了提取，在最佳工艺条件下，多糖得率可达10.17%；抗氧化试验表明，核桃青皮多糖对·OH，DPPH·，ABTS+均有较好的还原能力，抗氧化活性较好，但较VC弱。

1.6 其他

此外，核桃青皮中还含有萜类、甾体、矿物质元素、挥发油、脂肪酸等，然而并未得到广泛的研究，后续应进一步研究，从而为更好地开发利用核桃青皮这一资源打下基础。

2 抗肿瘤作用

核桃青皮提取物具有较好的抗肿瘤活性，目前已有研究报道，核桃青皮提取物对肝癌、肺癌、胃癌、肠癌、食管癌等均有一定抑制作用。

2.1 肝癌

姬艳菊等人[33]将青龙衣活性成分胡桃醌作用于人肝癌细胞株SMMC-7721，结果发现，0.01 mg/mL胡桃醌作用于人肝癌细胞株后，电镜结果显示肝癌细胞染色质凝聚、核固缩、游离核糖体减少，出现大溶酶体颗粒、线粒体数量增多形成髓样变、部分细胞坏死，说明胡桃醌对人肝癌细胞株SMMC-7721具有抑制作用，可直接杀伤肿瘤细胞。

2.2 肺癌

曹志友等人[34]研究了核桃青皮提取物对小鼠Lewis肺癌细胞生长的抑制作用，结果表明，核桃青皮提取物对细胞生长的抑制作用随浓度增大而增强，呈现一定的剂量-效应关系，且抑制作用随时间的延长而增大。王爽等人[35]用0，2，4，8 μg/L核桃青皮提取物处理小鼠Lewis肺癌细胞24 h，肺癌细胞增殖率分别达100%，85.38%，71.43%和50.62%，作用48 h后，抑制率进一步增大，且呈现一定的剂量效应关系。流式细胞术检测结果显示，随着核桃青皮提取物浓度的增加，SubG1期细胞的比例增加，G0/G1期细胞所占比例先升高，S期与G2/M期细胞的比例减少。

2.3 胃癌

许庆瑞等人[36]将复方青龙衣胶囊制成不同浓度作用于胃癌细胞SGC-7901 24 h，结果表明，复方青龙衣胶囊对肿瘤细胞的生长抑制呈剂量-效应关系，对胃癌细胞SGC-7901的半数抑制浓度为1.27×10-3g/L，进一步芯片研究结果表明，复方青龙衣胶囊可通过影响细胞周期基因的表达，使肿瘤细胞停滞于G1/S期发挥抗肿瘤作用。张强等人[37]研究了复方青龙衣胶囊对人胃癌SGC-7901细胞凋亡的形态学影响，结果发现，经不同浓度复方青衣胶囊处理48 h后，细胞有较明显的凋亡特征，且药物浓度越高，特征越明显。结构上的变化包括微绒毛减少，细胞核内染色质固缩，凝集于核膜边界，呈境界分明块状或形成新月小体，线粒体减少，胞浆中的空泡增多等。形态上包括细胞皱缩，变圆并浮起，细胞核或细胞质内可见浓染的强荧光等。

2.4 肠癌

胡泽成[38]用浓度分别为10，20，50，100 mg/L青龙衣多糖处理处于对数生长期的结肠癌HCT-116细胞，发现其对HCT-116细胞的增殖有明显的抑制作用，且浓度越大抑制作用越强。处理48 h后，与空白组相比，各给药组G0/G1期细胞比例增加，S期和G2/M期细胞比例下降。此外，青龙衣多糖可以抑制PI3K/Akt信号通路的激活从而发挥抗肿瘤作用。

2.5 食管癌

李彩霞等人[39]研究结果表明，核桃青皮粗提物浓度为100 μg/mL时，在24，48，72 h对KYSE150细胞的增殖抑制率分别为43.69%±1.02%，88.73%±1.32%，93.06%±2.34%，原因是由于核桃青皮粗提物可以引发KYSE 150人食管癌细胞周期阻滞在G0/G1期，并且可以通过线粒体途径诱导。

3 展望

我国核桃种植广泛、产量巨大，核桃中核桃青皮质量占50%以上。每年产生大量的核桃青皮副产物中仅很少一部分药用，大部分被随意丢弃，不仅污染环境，同时也是一种资源浪费。核桃青皮中含有丰富的活性成分，其提取物具有很好的抗肿瘤作用，因此可以开发抗肿瘤药物。目前，临床上已有青龙衣胶囊用于治疗胃癌，下一步应继续对青龙衣抗肿瘤活性进行研究，进一步开辟新的治疗方法，同时开发更多的剂型，促进青龙衣提取物在癌症治疗方面的应用。核桃青皮色素作为天然色素，具有化学合成色素不可比拟的安全性，已有学者对该色素的理化性质进行了深入的研究，这为核桃青皮色素未来在食品中的应用打下了基础。除此之外，核桃青皮提取活性成分后的剩余残渣还可以进行堆肥处理后还田，从而彻底实现核桃青皮的资源化利用。

参考文献：

[1]陈永浩，李俊，郭雪霞，等.核桃抗氧化作用研究进展 [J].食品工业科技，2012，33（17）：409-416.

[2]张卫星，何开泽，蒲蔷.核桃青皮提取物的抗菌和抗氧化活性 [J].应用与环境生物学报，2014，20（1）：87-92.

[3]周媛媛，刘雨新，孟颖，等.青龙衣中的醌类成分研究 [J].中医药学报，2015，43（3）：8-10.

[4]周媛媛，孟颖，蒋艳秋，等.青龙衣化学成分研究 [J].中药材，2014，37（11）：1 998-2 001.

[5]邱继莹，王伟明，李军，等.青龙衣化学成分研究 [J].中草药，2017，48（12）：2 385-2 389.

[6]Aithal B K，Sunil Kumar M R，Rao B N，et al.Evaluation of harmacokinetic，biodistribution，pharmacodynamic，and toxicity profile of free juglone and its sterically stabilized liposomes[J].Journal of Pharmaceutical Sciences，2011 （8）：3 517-3 528.

[7]Michelle T.Paulsena，Mats Ljungman.The natural toxin juglone causes degradation of p53 and induces rapid H2AX phosphorylation and cell death in human fibroblasts[J].Toxicology Applied Pharmacology，2005 （1）：1-9.

[8]季宇彬，曲中原，邹翔，等.青龙衣中胡桃醌对S180肉瘤小鼠的抑瘤作用研究 [J].中国药学杂志，2009，44（3）：195-199.

[9]郝飞，翟梅枝，王元，等.胡桃醌对小麦种子萌发及幼苗生长的化感效应 [J].西北植物学报，2012，32（3）：518-524.

[10]杨漓，吴建文，杨素华，等.核桃青皮中胡桃醌的含量变化规律 [J].林业科技通讯，2017（5）：14-16.

[11]徐敏慧，陈庆敏，刘珂伟，等.微波辅助法提取核桃青皮中的胡桃醌 [J].食品工业，2016，37（1）：21-23.

[12]李秀凤，张艳舫，刘淑萍.碱提酸沉淀法提取核桃青皮中胡桃醌的研究 [J].食品科技，2014，39（3）：173-175.

[13]任晓蕾，曹贵阳，初东君，等.核桃楸不同药用部位总黄酮含量测定及变化规律 [J].中国实验方剂学杂志，2012，18（24）：104-106.

[14]刘基，赵宁，王小双，等.几种云南核桃不同部位总黄酮含量的测定 [J].山东农业科学，2017，49（12）：135-138.

[15]吴威，李巍，张易，等.胡桃科植物的化学成分与生物活性研究进展 [J].中草药，2014，44（17）：2 480-2 488.

[16]Min B S，Lee S Y，Kim J H，et al.Anti-complement activity of constituents from the stem-bark of Juglans mandshurica[J].Biol Pharm Bull，2003，26 （7）：1 042-1 044.

[17]陈向明，徐涛，查甫本.山核桃外果皮黄酮提取与纯化 [J].农业机械学报，2011，42（12）：177-181.

[18]李红娟，樊金拴，郑涛，等.响应面法优化核桃青皮黄酮的超声提取工艺研究 [J].北方园艺，2013（14）：132-136.

[19]赵宏，王宇亮，唐雨薇，等.正交试验法优选青龙衣总黄酮闪式提取工艺 [J].辽宁中医杂志，2013，40（7）：1 435-1 437.

[20]朱霞，刘育聪，吴振琳，等.响应面法优化超声波提取核桃青皮多酚的工艺研究 [J].食品科技，2014，39（11）：207-211.

[21]I Oliveira，Anabela Sousa，Isabel C.F.R.Ferreira，et al.Total phenols，antioxidant potential and antimicrobial activity of walnut（Juglans regia L）.green husks[J].Food and Chemical Toxicology，2008，46 （7）：2 326-2 331.

[22]赵国建，王向东，王焕，等.提取方法对核桃青皮多酚提取效果的影响 [J].农业工程学报，2012，28（Z1）：351-355.

[23]贾淑平，燕子红，买买提吐尔逊，等.响应面法优化核桃青皮多酚复合酶-超声波提取工艺 [J].河南工业大学学报（自然科学版），2016，37（6）：75-80.

[24]伏慧慧，谭梅，郭艳秋，等.响应面法优化“酶法-超声波”连续提取核桃青皮多酚 [J].食品研究与开发，2015，36 （7）：42-47.

[25]张旭，陈丹，曹丽娟，等.5种大孔树脂纯化鲜核桃青皮汁多酚工艺的比较 [J].中成药，2016，38（8）：1 852-1 855.

[26]张雪春，王振兴，金波，等.核桃外果皮色素的特性分析 [J].南方农业学报，2014，45（8）：1 461-1 465.

[27]易建华，路佳，朱振宝.提取方法对核桃青皮色素理化性质的影响 [J].食品与机械，2014，30（4）：174-178.

[28]顾浩峰.响应曲面法优化核桃青皮色素提取工艺的研究 [J].保鲜与加工，2015，15（5）：37-46.

[29]韩海霞，包晓玮，傅力，等.核桃外果皮棕色素的提取纯化及其稳定性研究 [J].中国农学通报，2009，25（22）：83-87.

[30]王红霞，文菁，谢小玉，等.不同品种、不同时期核桃青皮多糖含量的比较 [J].河北林果研究，2016，31（3）：245-247.

[31]任晓蕾，杨洪霞，霍金海，等.Box-Behnken响应面法优化北青龙衣总多糖提取工艺 [J].中华中医药学刊，2015，33 （10）：2 341-2 343.

[32]张雪春，田智宇，王振兴，等.核桃青皮多糖微波辅助提取工艺及抗氧化活性研究 [J].食品与机械，2016，32 （7）：146-151.

[33]姬艳菊，徐巍.青龙衣提取物对人肝癌细胞株抑制作用的实验研究 [J].中医药学报，2014，42（5）：30-34.

[34]曹志友，欧阳瑾，温娜，等.核桃青皮提取物对小鼠Lewis肺癌细胞生长的抑制作用 [J].中国实验诊断学，2012，16（2）：232-233.

[35]王爽，王树鹏，杨淑艳，等.核桃青皮提取物抑制小鼠Lewis肺癌细胞增殖的作用 [J].中国农村卫生事业管理，2017，37（4）：483-484.

[36]许庆瑞，张树明，张俊威，等.复方青龙衣胶囊对胃癌细胞SGC-7901基因芯片表达的影响 [J].中国实验方剂学杂志，2011，17（8）：180-183.

[37]张强，段玉敏，王伟明，等.复方青龙衣胶囊对人胃癌SGC-7901细胞凋亡的形态学影响 [J].中国实验方剂学杂志，2012，18（16）：181-183.

[38]胡泽成.青龙衣多糖对结肠癌HCT-116细胞增殖、凋亡及PI3K/Akt信号通路的影响 [J].中国实验方剂学杂志，2016，22（18）：136-139.

[39]李彩霞，张淑坤，李志刚，等.核桃青皮粗提物诱导KYSE150食管癌细胞周期阻滞及凋亡 [J].中国中西医结合外科杂志，2017，23（2）：151-155.◇