桃果实中酚类物质的提取及其抗氧化研究进展

王卉，刘庆菊，韩平*

1. 北京农业质量标准与检测技术研究中心（北京 100097）；2. 农业部农产品质量安全风险评估实验室（北京）（北京 100097）；3. 农产品产地环境监测北京市重点实验室（北京 100097）

桃为蔷薇科桃属植物，原产我国西北高原，已有3 000多年的栽培历史。桃果实细腻多汁，气味芳香，深受消费者喜爱。酚类物质是桃中一类重要的次级代谢产物，具有抗氧化活性[1-2]，可以保护细胞免受氧化损伤，预防由氧化引起的多种退行性疾病，如心血管疾病、糖尿病和骨质疏松等疾病[3-5]。

酚类物质是桃果实中具有抗氧化活性的主要成分[6]，它们是芳香族羟基衍生物的总称，多与烷基、糖、酰基结合成衍生物或者以苷的形式存在，并受到果实成熟度、品种和处理方式等多种因素的影响，主要采用有机溶剂萃取法提取，在此基础上，为减少污染和提高提取率开发了绿色提取技术。桃果实中的酚类物质主要通过清除自由基的方式起到抗氧化作用。

综述了近年来桃果实中酚类物质提取方法的研究进展，阐述了影响桃中酚类化合物抗氧化性的因素及两者之间的构效关系，以期为桃中酚类物质及其抗氧化性产生机理的相关研究提供参考。

1 桃多酚的提取

桃中酚类化合物主要来源于四类化合物：酚酸、黄烷-3-醇类、花青素类和黄酮醇类[7-8]。桃果皮中酚类物质的含量显著高于果肉中酚类物质含量[9]。目前，用于提取桃中酚类化合物的主要方法为有机溶剂萃取法，并不断开发环境友好的绿色提取方法。

1.1 有机溶剂萃取

通常用于酚类物质提取的有机溶剂有乙醇、甲醇和丙酮等[3,10]，如表1所示。酚类物质成分复杂，有机溶剂的极性是影响桃中酚类物质提取率的关键因素[11]，因此可采用单一有机溶剂[12-15]萃取，或多种有机溶剂配比，分级萃取极性不同的酚类化合物[16-18]。Liu等[19]用50%酸化甲醇水和70%丙酮水对桃果皮及果肉的冻干粉进行分级萃取，料液比为1︰20（g/mL），测得果肉提取液的总酚含量为24.83～86.33 mg没食子酸当量（GAE）·100 g-1FW，果皮的总酚含量为81.54～163.54 mg GAE·100 g-1FW。萃取溶剂及其与水的配比、酸度、萃取时间和萃取温度等因素都会影响酚类物质的提取，因此Mokrani等[7]研究了不同溶剂（乙醇、丙酮、甲醇和水）、提取温度（25～70℃）、提取时间（30～450 min）、酸度（0～2 N）等条件对桃中酚类物质提取效率的影响，发现上述提取条件显著（p＜0.05）影响提取液中的总酚含量，得到最佳提取条件：用未经酸化的60%丙酮水溶液，在室温下提取180 min，得到的最高总酚含量是363 mg GAE·100 g-1[3]。由于酚类物质成分复杂，因此桃中酚类物质的有机萃取有待于进一步根据酚类化合物的种类和性质，对萃取条件进行优化，尽管有机溶剂萃取法被广泛应用于桃中酚类化合物的提取[7,13,17,20]，但由于有机溶剂对人体健康有害，因此研究人员尝试用超声辅助提取和超临界CO2萃取等绿色方式提取桃中的酚类化合物[21-23]，以减少有机溶剂对环境和人体的污染和伤害。

1.2 “绿色”提取

科研人员研究了超声辅助提取法和超临界CO2萃取法等绿色方法对桃中酚类物质的提取效果。超声产生的空化作用力能增加传质速率，存在于提取系统中的气泡能够破裂并产生局部压力使植物组织破损，从而促进细胞内容物释放到提取溶剂中。与未采用超声辅助提取的方法相比，超声辅助提取法对酚类化合物的提取率更高[24-25]。严娟等[26]对桃果肉中总酚的超声辅助提取条件进行了优化，发现固定超声波频率40 Hz，以60%乙醇水为提取溶剂，在40 ℃、料液比1︰10（g/mL）、超声提取60 min的条件下，提取效果最好，测得的不同桃品种中总酚含量为0.221 8～3.162 1 mg·g-1。超声波引起的涡流作用会影响酚类物质的溶出，Altemimi等[24,27]研究了超声波频率对桃中酚类物质提取率的影响，发现最佳提取条件为超声波频率37 kHz、提取温度41.53 ℃、料液比1︰10（g/mL）、超声27.49 min，此时提取效果最好，总酚含量＞50 mg GAE·100 g-1，超声波频率影响提取率，可能是频率低时，超声波的涡流作用不明显，多酚的溶出率低，而超声波频率高，共振气泡数变少，空穴作用降低导致酚类物质溶出率低。此外，Espinosa-Pardo等[28]尝试了应用超临界CO2萃取法提取桃中酚类物质，此方法是利用超临界CO2作为萃取剂，从液体或固体物料中萃取、分离和纯化有效成分的方法，具有无毒、不易燃、易获得，易于从材料中除去等优势[29-30]。该研究发现，与有机溶剂萃取法相比，超临界萃取法得到的提取液中类胡萝卜素的含量比溶剂法多，而用分光光度法未在提取液中检出酚类化合物。这可能是超临界CO2萃取法的CO2是非极性的，比较容易提取植物中的脂质类成分，而酚类化合物是极性的，不适合用这种方法来进行提取。随着绿色提取技术的不断发展，应结合桃中酚类物质提取的技术特点，开发出更多的绿色方法。

2 桃中酚类物质的抗氧化性

酚类物质是苯丙烷途径的重要次级代谢产物，其抗氧化能力与总酚含量和组成相关[1,31-36]，且受到果实成熟度、品种、成熟及贮藏期间果实处理条件等多种因素的影响。

2.1 影响桃中酚类化合物抗氧化性的因素

2.1.1 成熟阶段

桃果实在成熟期间，总酚含量和抗氧化性均呈下降趋势，Liu等[18]的研究发现，在桃果实成熟的最后一个月，酚类成分受成熟时间的显著（p＜0.05）影响，在此阶段，5个品种桃的绿原酸含量降低了67.9%～86.6%，新绿原酸的含量降低了63.6%～86.6%，（+）-儿茶素含量较少了59.9%～92.4%，且总酚含量与抗氧化能力呈显著正相关（p＜0.01）。朱明涛等[37]和阚娟等[38]的研究也得到了类似的结果。但是在这些酚类化合物中，具体是哪类化合物对桃果实的抗氧化性影响最明显还需要进一步的研究。

2.1.2 品种

桃果实中酚类化合物的含量与品种有关，抗氧化能力和总酚含量的相关关系表明，酚类化合物是总抗氧化力的主要来源[7]。在Bento等[14]的研究中，桃品种Royal Lu清除DPPH·自由基的能力是最强的，该品种的3-O-咖啡酰奎宁酸和5-O-咖啡酰奎宁酸的含量低，但是其羟基苯甲酸含量高达1 064.9 μg·g-1，显著（p＜0.05）高于其他品种桃果实。綦菁华等[39]发现，与晚熟桃品种绿化九号和冈山白相比，中熟品种久保和京玉清除超氧阴离子自由基（O2-）和羟基自由基（·OH）的能力更强，并且中熟品种桃的异黄酮含量较晚熟品种高，异黄酮含量高的品种，抗氧化性也更强。而Liu等[18]的研究发现，晚熟桃的总酚含量、总异黄酮含量及抗氧化能力比早熟品种高。以上的研究均认为异黄酮含量与抗氧化性呈正相关，而对早熟品种、中熟品种和晚熟品种桃中酚类物质及其抗氧化性的相关关系的进一步研究，可通过增加桃果实的种类，分析各品种中酚类物质的抗氧化活性。

2.1.3 处理方式

在桃果实成熟期间及采后喷洒延缓桃果实代谢的化学试剂有助于果实中酚类物质的积累，和提高桃果实的抗氧化活性。Razavi等[41]在采摘果实前，采用喷洒草酸（OA）的方式来强化桃果实的营养和抗氧化活性，结果显示，喷洒OA样品的抗氧化活性比空白对照组强，OA使果实中酚类物质积累和抗氧化能力提高，可能是OA活化了苯丙氨酸氨裂解酶（PAL），PAL是苯丙烷途径的关键酶，催化苯基丙氨酸转化为肉桂酸，是连接初级代谢（莽草酸代谢）到次级代谢（苯丙烷途径）的关键酶，Martinez-Espla等[40]在樱桃的研究中也得到了相似的结果，都认为OA处理通过延缓果实衰老和增强抗氧化系统活性诱导抗病性来维持桃果实的采后品质，从而减少ROS积累。Liu等[17]对成熟期间的桃果实的研究中，采用1-甲基环丙烯（1-MCP）对采后桃果实进行处理，结果表明1-MCP延迟了总酚、花青素和酚类化合物在果实中的积累，推迟了抗氧化活性最高值的出现时间。这种现象与1-MCP推迟果实的呼吸作用、延缓果实内的代谢有关。

2.2 桃中酚类物质的构效关系

生物体内的含氧自由基有超氧阴离子自由基（O2-）、羟基自由基（·OH）、过氧化自由基（ROO·）等[42-44]，桃中酚类化合物具有清除自由基的能力。Liao等[8]对桃中酚类提取物的抗氧化能力研究发现，采用氧自由基亲和能力（H-ORACFL）方法测定时，所有品种的桃果实都表现出较强的抗氧化能力，而在采用铁还原抗氧化能力（FRAP）方法测定时，未得到类似结果，这种现象可能是H-ORACFL检测是通过氢原子的转移来稳定自由基，而FRAP检测还原能力是基于单电子转移机制，即Fe3+被还原为Fe2+后呈现的颜色变化进行测定。因此，研究认为桃中酚类成分可能通过氢原子实现抗氧化功能。由于酚类化合物芳香环上某些位置的官能团，不仅会影响自由基与酚羟基的二聚化，而且会影响羟基稳定性[45-47]，因此氢原子转移可能是桃子中酚类物质的主要途径。Liu等[19]的研究表明桃皮可能存在大量的氢供体分子，它们会将电子提供给活性自由基，将其还原为更稳定的物质。

桃果实提取物中酚类物质的抗氧化能力受其组成的影响。Amarowicz等[48]发现桃果实提取物及其高分子量组分的抗氧化性与总酚含量显著相关，但低分子量组分并不存在这种相关关系，说明高分子量组分中的酚类化合物对于抗氧化性的影响要高于低分子量的酚类化合物，Razavi等[41]研究也取得了类似的结果，说明酚类化合物的组成影响其抗氧化能力。桃中的酚类化合物包括花青素、黄烷-3-醇、黄酮醇和酚酸，其中花青素类化合物的羟基可与咖啡酸、阿魏酸、羟基苯甲酸等有机酸结合形成酯键，酰基化的花青素稳定性和抗氧化活性更好；黄烷-3-醇和黄酮醇都属于类黄酮类化合物，它们的结构中含有多个羟基，抗氧化能力与酚羟基的脱氢活性有关，若此类化合物在分子结构上具有相对独立的芳香环，且芳香环上有多个邻位酚羟基，则该化合物的抗氧化能力将增强，因为脱氢后形成的类醌超共轭结构和分子内键可以稳定脱氢的自由基[49]，如槲皮素是清除自由基能力最高的类黄酮类化合物之一，结构中有5个羟基，以及C2＝C3和C＝O取代基；酚酸在桃中的普遍存在形式是羟基肉桂酸，它们的抗氧化能力主要是来自于丙烯酸基团。此外，含有三个羟基的苯甲酸衍生物没食子酸也是一种重要的抗氧化剂[50]。这些酚酸通过共价键与细胞壁的纤维素分子结合在一起[51-52]。

表1 桃中酚类物质的有机溶剂提取参数

3 结语与展望

有机溶剂萃取法是提取桃中酚类物质的重要方法，对不同种类酚类化合物的提取，有待于进行进一步细化研究。另外，减少有机溶剂用量，采用绿色提取技术是酚类物质提取的发展趋势。在抗氧化性研究方面，抗氧化成分提取效率的提高会使更多的酚类化合物被提取出来，对其捕获自由基的反应过程的深入研究是未来酚类物质抗氧化活性研究的一个重要方向。此次综述旨在发现并控制影响抗氧化性的因素，揭示桃中酚类物质的抗氧化性产生机理。