苹果多酚的组成和功能特性研究现状与展望

李 旋 毕金峰 刘 璇 吴昕烨 易建勇

（中国农业科学院农产品加工研究所 农业部农产品加工综合性重点实验室 北京100193）

苹果（Malus domestica）是蔷薇科落叶乔木的果实，居四大水果之首，在我国乃至世界果业中占据重要的地位。苹果种植面积广，种类多，产量高，消费量大，是主要消费的膳食水果。多酚是广泛存在的次级代谢产物，所具有的酚羟基、还原酮及部分的缩合结构赋予其较强的抗氧化力，清除自由基，抗菌、抗虫、抗病毒，并有预防和治疗糖尿病、心脑血管疾病、各类癌症、脏器损伤等氧化应激引起的退行性疾病的潜力。苹果多酚是苹果发挥功能活性的主要物质基础，与苹果制品及其加工食品中风味、色泽、质地等感官品质形成密切相关。苹果多酚是苹果中酚类化合物的总称，包括了多种酚酸、黄酮醇、黄烷三醇、二氢查尔酮、花青素等。不同品种苹果的多酚含量和组成与调控多酚代谢合成和积累的基因表达水平及其所调控的酶的活力直接相关，同时受到种植方式、地域环境、成熟度、贮藏方式等一系列因素的影响而呈现较大范围的变异性，这对苹果多酚的高效制备及精准应用提出了挑战。在食品加工及贮藏过程中苹果多酚通过发生氧化聚合，催化裂解，参与美拉德反应，干预呈色物质及呈味物质的产生，并与大分子物质相互作用产生胶合或絮凝影响体系质构的形成，从而影响制品的色、香、味、形以及包装、贮藏。在生理功效发挥方面，苹果多酚因其分子质量小，结构多样，相对溶解性高而具有较强的生物可利用度，并通过在机体中直接发挥抗氧化性，或者间接作用于细胞抗氧化酶表达及活力水平提升，激活/抑制特定活性相关的细胞核因子，影响DNA翻译和相关蛋白的转录，从而干预并调控相应的生理和病理症状。苹果多酚的生理活性研究从体外化学模拟、细胞培养分析、病理模型动物研究，到临床干预、人群实验以及流行病学调查等多个层面得到初步的验证。

本文通过梳理苹果多酚组成、含量、合成及分布相关研究的进展，阐明苹果多酚组成和含量的特征及规律，分析苹果多酚的食品加工应用及生理生化功能，为苹果多酚资源的充分发掘及其在食品、保健品、药品及化妆品方面的应用提供借鉴。

1 苹果多酚的组成及分布

苹果中多酚组成和含量因品类种属、栽培方式、地域环境、成熟度、贮藏条件等的不同存在很大差异。在苹果多酚定性分析方面，借助仪器分辨率和精密度水平的提高，越来越多多酚组分得以鉴定。苹果中多酚主要有5 类，包括酚酸、黄烷醇、黄酮醇、二氢查尔酮类、及花青素类[1]。近年来，Lee等[2]采用高分辨质谱研究了美国加利福尼亚市售4 个品种苹果果肉和果皮中结合态和游离态酚类，鉴定了25 种酚酸，包括8 种羟基苯甲酸、11种羟基肉桂酸、5 种羟基苯乙酸、1 种羟基苯丙酸。其中，除肉桂酰奎尼酸、原儿茶素、4-羟基苯甲酸、香草酸、阿魏酸以及绿原酸外，所有其它酚酸均以结合态存在。Navarro 等[3]采用超高压液相色谱耦联高分辨质谱研究了哥斯达黎加当地两个主要苹果品种果皮和果肉的多酚组成，共鉴定出52 个化合物，其中包括21 种原花青素类，15 种黄酮醇，9种酚酸，5 种羟基查尔酮和两种类异戊二烯苷。原花青素类包括儿茶素和表儿茶素等黄烷三醇单体、5 种原花青素B 型二聚体、2 种原花青素A 型二聚体、5 种原花青素B 型三聚体、2 种原花青素A 型三聚体、1 种原花青素B 型四聚体、2 种原花青素B 型5 聚体及2 种没食子酰黄烷三醇；黄酮醇包括槲皮素、堪非醇、柚皮素及其衍生物；酚酸包括原儿茶素、咖啡酰奎尼酸、羟基肉桂酸及其衍生物；羟基查尔酮类包括根皮素及3-羟基根皮素衍生物；而类异戊二烯糖苷主要为吐叶醇。聂继云等[4]研究了中国22 种苹果种质资源，鉴定出类黄酮34 种，包括5 种黄烷醇、6 种二氢查尔酮、15 种黄酮醇和8 种花青苷。

苹果多酚各组分的定量分析显示了高度的变异性，然而，各组分相对含量在特定品种苹果中具有一致性。Biedrzycka 等[5]综述了西欧苹果中总酚含量为0.662～2.119 mg/g，且苹果中4 类多酚组分黄烷醇、羟基肉桂酸、黄酮醇、二氢查尔酮类所占比例分别为71%～90%，4%～18%，1%～11%，2%～6%。Treutter 等[6]综述了苹果及苹果皮中各类多酚的含量，指出各类酚酸在苹果中的湿重含量最高可达1.37 mg/g；二氢查尔酮类的湿重含量为0.05～0.39 mg/g；黄酮醇类的湿重含量为0.15～0.69 mg/g；黄烷醇类湿重含量在0.22～1.01 mg/g。此外，多酚在苹果果实中呈现不均匀的分布，表现为绿原酸在果肉中的含量大于在果皮中的含量，而苹果皮中含有大部分的槲皮素配合物[7-8]。有研究表明苹果汁中总酚含量可达86～305 mg/L，其中酚酸类含量0.02～414.0 mg/L；二氢查尔酮类含量0.05～196.0 mg/L；二氢黄酮醇含量0.01～33.0 mg/L[9]。苹果多酚总量及组分的定量分析众多，数据变异范围较大，从宏观上给出了苹果果实作为多酚来源的大概的含量水平，为进一步的功效分析提供依据。

苹果多酚提取分离纯化与鉴定技术开发是影响其组成含量应用的关键。苹果中多酚物质的提取方法有不同溶剂提取、热回流提取、超声辅助溶剂提取、微波辅助溶剂提取、超临界提取等。近年来，为提高苹果多酚提取效能，新型及复合型的提取工艺受到研究者的关注。田莉等[10]利用真空耦合超声波提取技术提取苹果渣多酚。庞亚茹[11]优化了超声波-微波联合法提取苹果中酚类物质的工艺条件。高义霞等[12]采用酶解处理和微波辅助优化确立了提取花牛苹果幼果多酚的工艺。张迪等[13]采用复合酶辅助提取的方法优化苹果多酚提取工艺。苹果多酚的纯化技术研究主要集中在大孔吸附树脂分离纯化，葡聚糖凝胶精制。Zhang等[14]比较了不同种大孔树脂对苹果多酚的分离和纯化效果。涉及的大孔树脂包括AB-8、D-101、NKA-9、X-5 等。新的结合技术还涉及使用磁性大孔树脂对苹果渣多酚的吸附-解吸效能研究[15]。此外，苹果多酚的分析鉴定多采用高效液相色谱、超高压液相色谱偶联质谱、高分辨质谱、核磁共振及高效毛细管电泳（HPCE）[16]。目前，不同实验室苹果多酚组成和含量分析结果存在显著不同，主要是由于提取纯化方式，仪器、设备和分析鉴定方法的不统一。苹果多酚的分离、提取、纯化及分析鉴定方法的效率和效益的不足，是制约苹果多酚认知及有效利用的短板。

2 苹果多酚的代谢、合成及积累机制

苹果果实含有丰富的初级和次级代谢产物，包括糖、氨基酸、蛋白质、有机酸及酚类物质等，且其含量和组成与苹果果实发育阶段、过程、组织部位及基因型等众多因素有关[17]。多酚是苹果中重要的次级代谢产物，虽然种类繁多，含量差别显著，但是具有严格且专一的合成路径（图1），且多酚合成的前体通常来源于基础代谢，包括糖酵解/合成、三羧酸循环、莽草酸途径。具体来说，糖合成产物赤藓糖-4-磷酸与磷酸烯醇式丙酮酸经脱氢酶等一系列酶催化生成莽草酸，然后以莽草酸为前体经一系列酶催化生成L-苯丙氨酸。L-苯丙酸经植物中特有的苯丙氨酸脱氨酶催化生成肉桂酸，再经羟化酶、裂解酶、合成酶转化为查尔酮。查尔酮在黄酮合成酶和异构酶的作用下生成黄酮类化合物，在还原酶作用下生成黄烷酮，进一步在羟化酶和合成酶的作用下生成二氢黄酮醇和黄酮醇。二氢黄酮醇在还原酶作用下生成无色花青素，经还原生成儿茶素/表儿茶素，进一步缩合形成不同聚合度的原花青素。而可水解单宁的合成由莽草酸经酶转化作用生成没食子酸盐，由葡萄糖转移酶引入糖苷，再由酰基转移酶和酚类氧化酶催化生成聚合程度不等的可水解单宁[6，18-20]。多酚经合成，早期分布于植物细胞的内质网、质粒、液泡及细胞核，在细胞质中合成后向内运输至液泡，向外运输至细胞壁。大多数酚类具有较高极性，易溶于水，游离于细胞液泡中，液泡是儿茶素、槲皮素，根皮苷等酚类物质的最终聚集地。而多酚聚合物及缩合单宁类主要与细胞液泡膜、质膜及细胞壁结合形式存在。

不同品种苹果多酚组成和含量决定于相关酶的含量和活力，而这又取决于不同植物基因组所编码的催化特定多酚合成的酶类的表达水平。解析苹果果实多酚积累的分子机制，对于选育功能营养苹果和加工苹果新品种具有重要的意义。目前已对调控类黄酮合成代谢的结构基因PAL，CHS，CHI，FHT，FLS，DFR，LAR，ANS，ANR 和XCH，以及这10 个基因表达进行了系统的研究，结果发现这些基因表达与苹果果实的发育有关[21]。研究表明，在所构建的苹果基因图谱中检测到79 个数量性状基因位点（QTL），这些基因位点编码了17个苹果多酚化合物在苹果果实中的相对含量，包括黄烷醇、黄酮醇、花青素及羟基肉桂酸，其中白花青素还原酶（LAR1）与果实中儿茶素、表儿茶素、原花青素二聚体及5 个未知原花青素寡聚体共定位于锁链群（LG16）顶部附近；而羟基肉桂酸和羟基奎尼酸转移酶（HCT/HQT）与绿原酸共定位于连锁群LG17 底部附近，因此LAR1 和HCT/HQT 可能是影响苹果中这些酚类化合物浓度的关键点[22]。具体来说，苹果果皮花色苷的代谢与合成是PAL、CHI、DFR 和ANS 4 个基因共同作用的结果，涉及苹果皮花青素合成的为基因组中MYB1，2 个bHLH3，3 个bHLH33 和4 个UFGT 基 因[23]，且这些单一基因被干扰后使其它类黄酮物质的合成受阻[24]。最新研究发现WRKY 家族转录因子所对应的基因MdWRKY11 的过表达，可以促进F3H、FLS、DFR、ANS 及UFGT 的表达，同时提高了苹果中花青素和黄酮醇的积累[25]。陈磊等[26]研究指出苹果贮藏期间CHI、F3H、DFR、ANR 基因的表达量升高与果皮着色及色差形成相关。而调控黄烷醇合成的基因 MsMYB12L 通过编码MsMYB12L 蛋白的表达对其含量和组成进行调控[27]。此外，苹果黄酮醇合成酶基因Md FLS1 的表达明显受高盐、低温、干旱和ABA 诱导[28]。苹果中主要二氢查尔酮类根皮素的合成，受根皮素糖基转移酶相关基因 UGT71A15、UGT71K1 和UGT88F1 的调控，且其表达随着果实的生长发育呈现显著变化[29]。

图1 植物多酚合成途径示意图Fig.1 The schematic diagram of polyphenol biosynthetic

苹果中多酚含量和组成的变异还受到地域，种植方式，生长季节及贮藏方式等多种因素的影响[30]。Guo S 等[34]研究了来自不同国家，同一种植地区的145 个苹果品种连续两年果皮多酚含量和组成的变异，单酚和总酚浓度受收获年份影响差异显著，然而，多酚组成分布在不同年份表现出高度相似性。考虑其遗传物质的变异，多酚总量及其中4 类单酚比例具有较大的变异范围，多酚及其组成并不能作为区分来自不同国家苹果品种的依据[9]。另外，对中国、俄罗斯、北美的20 个苹果野生及近缘种质资源果实多酚组成和含量差异的研究，得出5 类22 种多酚物质，主要成分为绿原酸和原花青素，其中北美苹果野生资源多酚含量特异性不强，中国和俄罗斯野生苹果资源各自聚类，呈现地域特异性和资源特异性[31]。对意大利4 个苹果品种多酚含量及组成分析显示：苹果品种、栽培方式、种植地域对多酚组成均存在显著的影响，且果皮多酚含量和组成的变异相对果肉更大[30]。Anastasiadi 等[32]首次尝试对英国的，包括鲜食、烹调、酿酒及观赏苹果在内的66 个品种的果皮、果肉及果核3 部分果实组织中化学组成进行分析，尝试采用多酚组成作为不同品种苹果的生物指纹标记物，采用数学学习算法进行苹果品种产地、用途等的预测。聂继云等[4]研究了中国22 种苹果种质资源，其多酚含量和组成呈现明显的多样性，这些研究对于改良的苹果品种，提高类黄酮累积，培育新品种有高的应用价值。在此基础上，王大江等[33]研究了河北省12 个苹果地方品种，经多酚组分间的相关性分析得出同类物质或者具有相同代谢途径的多酚物质相关性较强，基本聚为一类。新疆伊犁2 个野苹果种群的30 个实生株系的总酚、原花青素、表儿茶素、根皮苷、绿原酸、儿茶素含量与栽培苹果呈极显著差异，具有明显的高酚性状，表明筛选具有不同多酚物质的特异性状单株潜力很大[35]。陕西6 个地区，5 个品种，58 个苹果汁样品的多酚含量和组成分析表明：4 类23 个多酚组分，多酚含量的变异受栽培地域的不同呈现显著的种内和种间差别，表明品种、环境、成熟度、加工处理方式等，尤其是环境因素显著影响果汁的多酚组成和含量[9]。Zhou K 等[36]针对中国杨凌西北农林科技园艺实验站的80 个种植苹果品种和60个野生品种，共140 个品种苹果果肉和果皮中总酚、总黄酮、总抗氧化进行对比分析，着重研究了其中根皮素类的分布和含量，指出利用天然的苹果品种的高度多样性和广泛的变异性，通过独立合成途径可以提高苹果中根皮素类化合物的水平。对陕西白水和河南郑州35 个苹果品种多酚种类和含量进行主成分分析和聚类分析，综合评价不同苹果品种和多酚的关系，结果表明35 个苹果品种的多酚组成和含量差异明显，各单体酚之间既相互独立又密切相关，不同品种苹果多酚的差异主要在于金丝桃苷、根皮苷、鞣花酸、绿原酸等含量的变化，金丝桃苷、原花青素B2 和表儿茶素作为早熟和晚熟因子，根皮苷作为中熟因子，能够区分不同品种苹果的成熟时期[37]。

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3 苹果多酚的加工功能特性研究

多酚不仅是苹果中的重要次级代谢产物，与苹果的品种和地域归属显著相关，而且对苹果及其制品感官、营养及贮藏品质形成和提升有明显影响。多酚对苹果食用、鲜切、制汁、制干、制粉加工中色泽、风味和质构有显著的影响。苹果中多数酚酸、二氢查尔酮类、黄烷酮及黄酮醇在室温条件与多酚氧化酶作用发生酶促氧化生成醌类，并进一步反应产生黄色、褐色至棕色的聚合物，引起苹果及其制品表观色泽的改变。在加热加工过程中多酚通过参与美拉德反应形成一系列小分子挥发性的醛、醇、酯类物质，对制品风味形成起一定作用。特定条件下，多酚与蛋白等大分子反应，发生胶凝和结聚，对制品质地有重要的影响。另外，王明福等[38]指出多酚在食品热加工以热稳定为主，参与复杂食品体系的反应，发生一系列化学变化和生物活性变化，除了对食品色、香、味品质形成有重要作用外，还对加工过程中的有害物质形成产生重要影响。

苹果多酚加工方面的特性以对制品色泽品质的影响为主，这方面已有系统的研究。苹果中主要多酚组分绿原酸、儿茶素、表儿茶素和根皮苷酶促氧化褐变能力和效果存在较大差异，从大到小依次为：儿茶素＞表儿茶素＞绿原酸＞根皮苷。其中，pH 值、温度、金属离子、抗坏血酸（VC）、糖类和柠檬酸对其氧化物形成和积累的影响较大，且存在显著差异。苹果中的特征性多酚——根皮苷在苹果汁加工过程中经酶促氧化生成一种多酚氧化物POP2，根皮苷反应体系随时间的变化颜色也发生改变，体系初始颜色呈微黄色，随着反应的进行颜色逐渐从亮黄色变为橙黄色，最终产物的颜色为橙红色，根皮苷酶促氧化体系中的主要氧化产物为POP2，是苹果汁褐变和劣变的标志性检测指标[39]。苹果多酚作为活泼的抗氧化剂参与美拉德反应及其它食品体系的化学反应，如根皮素和根皮苷在食品美拉德水相反应模型葡萄糖-赖氨酸-多酚体系（140 ℃，30 min，pH 7.4）中，与C2，C3 和C6 糖裂解产物形成加合物，显著影响食品体系风味和色值[40]。董新玲[41]系统研究了苹果多酚酶促诱发的非酶反应对苹果汁加工中褐变形成的机理和产物，发现绿原酸氧化形成的对/邻醌化合物可诱发儿茶素、表儿茶素非酶褐变的速率低于多酚自身褐变的速率，而且根皮苷化学性质稳定，自身无聚合作用。同时，绿原酸邻醌对其无诱发作用，只能在多酚氧化酶诱发下发生褐变。另外，绿原酸氧化反应形成的醌类会通过耦合氧化作用加速黄烷醇单体分解，形成色度增强的新产物[42]。根皮苷与绿原酸及儿茶素的耦合氧化反应在呈色方面可能具有协同效应[43]。两种或两种以上酚类共存时发生的共耦合作用，与酚单体自身的氧化反应存在很大差异，可加速或降低反应形成褐变的速度。

苹果多酚对新鲜肉色泽稳定性及脂肪氧化的影响研究表明：苹果多酚与抗坏血酸/烟酰胺配合使用可明显提高透氧保鲜膜包装的鲜猪肉的色泽稳定性，达到较高和长时间的护色效果[44]。在腊肉处理方面的应用表明：苹果多酚使腊肉感官评价及色泽整体优于未处理样品组，而且苹果多酚处理的腊肉样品挥发性风味物质相对含量高，种类较多，腊肉样品风味好，经气相色谱-质谱联用仪分析，其中具有特征风味的酯类、酮类化合物的相对含量较高[45]。苹果幼果多酚可以延缓脂质氧化，可溶性肌原纤维蛋白降解，对草鱼肉质色泽的改变具有抑制作用，保护并提高其贮藏功能性，减缓成糜活性和稳定性，提高表面疏水性，降低草鱼肉质的胶体张力和质构的丧失，提高4℃冷藏草鱼贮藏性能[46]。另外，苹果多酚被用于鲜切火龙果保存，可显著保持色泽，延迟软化，减少可溶性糖、滴定酸、甜菜红素、多酚的损失，同时维持其抗氧化性，抑制微生物生长，提高制品安全性，是天然、安全、低成本地保持鲜切水果品质，延长货架期的制剂[47]。

苹果多酚在食品保鲜方面的应用研究还包括复合膜的制备。可食用多糖复合膜的研究以壳聚糖为多，苹果多酚可显著提高壳聚糖复合膜液抗氧化活性，同时影响膜液流变特性及稳定性，表现为明显的非牛顿假塑性流体特征，动态流变特性由黏性模量主导转变为弹性模量主导，苹果多酚中-OH 和壳聚糖分子中的-OH 以及-NH2形成明显的分子间弱作用力，使复合膜液部分吸收峰红移或轻微减弱，进而降低了壳聚糖的结晶度，提高了其热稳定性[48-49]。另外，苹果幼果多酚与壳聚糖制备的复合膜中多酚与壳聚糖以非共价键的方式结合，形成不定性状态的衍射峰，其厚度、密度、溶胀度、溶解度和透明度显著增加，而含水量、水蒸气透过系数和机械性能显著降低[50]。苹果多酚复合膜对细菌和霉菌有显著的抑制作用，而对酵母菌无显著的抑制作用。幼果多酚壳聚糖复合膜对细菌和霉菌的抑制顺序分别是大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、李斯特氏菌，果生刺盘孢葡萄座腔菌、链格孢菌[51]。另外，可食用蛋白复合膜制备方面，牛春艳等[52]尝试采用超声波-微波法开展苹果多酚-大豆蛋白可食性膜的制备，优化了工艺条件。苹果多酚作为食品辅剂具有较高的功效调整作用。苹果多酚与鱼油共同作用在高胆固醇膳食中可以提高血清和肝脏中的脂质，有助于预防高胆固醇膳食所引起的代谢综合症[53]。苹果皮多酚提取物作为辅剂还具有抑制煎烤牛肉中杂环胺的形成的作用[54]。另外，苹果中儿茶素及与花青素的A环亲电活性更强，表现出独特的结构反应性，对甲基、2-乙酰基-2-噻唑啉、2-乙酰基-1-吡咯啉等乳制品热加工中的异味标记物具有强烈的抑制作用[55]。苹果多酚提取物以其多羟基、还原酮、缩合结构为特征，以一类天然的抗氧化、抑菌制剂被应用于食品的保鲜、贮藏、抗虫、抗菌，以及对抗其它负面环境因素等方面，而相关的研究还有待进一步展开。

4 苹果多酚的生理功能研究

多酚的生理活性研究由来已久，在生理条件下多酚化合物的酚羟基作为氢供体可清除多种活性氧自由基。其还原性通常与还原酮结构的存在相关，该结构可提供氢原子引起的自由基链的断裂，且与特定过氧化物前体反应，阻止过氧化氢形成。酚类化合物的邻位二酚羟基具有鏊合金属离子能力，从而阻断金属离子催化的氧化反应。另有研究指出苹果多酚氧化物在体外抗氧化试验中也表现出较好的抗氧化能力，其抗氧化能力随浓度的增大而增强，对O-2自由基、·OH 自由基和DPPH·自由基的清除效果较好。高温下苹果多酚氧化物进一步反应，且随着时间延长，其总抗氧化能力（FRAP 值）增大[5]。此外，多酚对氧化相关的酶有显著的抑制能力，并作用于氧化酶存在的氧化体系。苹果多酚的生理活性研究已从体外的抗氧化能力、细胞代谢和活性干预，到特定模型动物功能指标改善以及人体/群实验和调查研究。涉及氧化引起的一系列退行性疾病，包括心血管病变、糖尿病、肿瘤和癌变、免疫力下降、脏器损伤等，并应用于药物活性组分筛选，功能食品制剂及化妆品研制等。

苹果多酚的生物可利用性及生物活性研究涉及体外模拟胃肠道中酚类的稳定性及活性变化，细胞膜透过率及动物和人群代谢研究。周志航[56]采用体外模拟苹果多酚胃肠消化，得出模拟胃消化主要促进酚酸的释放，模拟肠消化主要促进黄酮醇的释放。然而，苹果多酚代谢是人体内置消化吸收代谢活性及肠道微生物代谢活性共同作用的结果。Trost 等[57]采用急性单盲交叉实验，对25 个男、女志愿者摄食苹果汁及苹果多酚提取物一定时间后体液、血液、排泄物等代谢物分析，得出110 个代谢组分含量提高，同时存在较大的个体差异，而且摄食多酚浓度的升高不会影响其生物可利用性。

苹果多酚及其活性单体具有显著降血糖作用。研究发现苹果多酚摄入使小鼠血清空腹血糖FBG、空腹胰岛素FINS、胰岛素抵抗指数HOMAIR 明显降低，其中根皮苷具有最显著降低血糖的功效[58]。另外，苹果多酚中咖啡酸、1-O-咖啡酰奎尼酸乙酯、根皮素-2'-木糖基葡萄糖苷、根皮素-2'-木糖基半乳糖苷、花旗松素、根皮苷对胰岛β细胞均有不同程度的促增殖作用，且化合物根皮素-2'-木糖基半乳糖苷、花旗松素对胰岛β 细胞增殖效果显著，从而发挥降血糖活性[59]。临床转化实验表明，苹果多酚对超重个体血管氧化应激尿酸血症和血管内皮功能有正向调控作用，通过抑制受试个体黄嘌呤氧化酶，对降低空腹血糖和尿酸水平具有明显作用[60]。苹果多酚及其主要活性组分原花青素服用可显著提高血糖偏高个体的血糖耐受力（n=65），然而应采用更大规模和更长时间的人群实验来验证苹果多酚潜在的血糖调节功能[61]。

在降血脂研究方面，苹果中主要的4 种多酚单体：绿原酸、儿茶素、根皮苷、槲皮素均显示了更好的降脂活性，均能有效降低糖尿病小鼠血总胆固醇、甘油三脂、低密度脂蛋白水平，增加血高密度脂蛋白水平。其中，根皮苷的降脂效果最好[62]。苹果多酚的降脂作用研究表明，其可显著降低粥样硬化病变和肝脂质变性，主要通过ROS/MAPK/NF-κB 信号途径，降低血清低密度脂蛋白、甘油三酯、CCL-2、VCAM-1 水平，同时提高血清中高密度脂蛋白和胆固醇水平，并显著提升肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶水平。通过上调包括PPARα 在内的肝相关基因的转录，下调SCAP 的转录及其相关的脂质合成下游基因调控脂质代谢，同时苹果多酚可以降低主动脉根斑块巨噬细胞浸润和肝组织炎性细胞浸润[63]。通过限制可吸收脂质氧化物，如4-HNE 的形成，对慢性西式膳食引起的模型大鼠血管内皮功能障碍和动脉粥样硬化发挥缓解作用[64]。另有研究表明：患高血压的志愿者口服富含表儿茶素及黄烷三醇寡聚体的苹果多酚，可显著提高内皮功能依赖型肱动脉流介导的血管舒张，而对硝酸盐介导的血管舒张没有显著作用[65]。

苹果多酚对组织和脏器损伤修复具有显著作用。苹果多酚对高剂量胆碱饮食诱导的肝脏损伤和血管内皮损伤具有营养干预作用，表现为对肝损伤的保护作用，且随着浓度升高保护作用增强。同时摄食苹果多酚可使动物血清中的谷丙转氨酶（ALT）和谷草转氨酶（AST）的活性降低，肝脏匀浆中的丙二醛（MDA）水平降低，而超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽活性酶（GSH-Px）活性增至与正常生化指标相同[66]。另外，苹果多酚对四氯化碳、D-氨基半乳糖、乙醇、顺铂等化学性肝损伤具有保护作用，可以控制肝比重增加，抑制血清中ALT、AST 活性的升高，MDA 生成的增加，SOD 活性的降低及GSH 的耗竭，提高肝组织中Ca2+-ATPase 的活力，对肝细胞DNA 损伤有剂量依赖性的保护作用，改善肝细胞线粒体膜电位，抑制肝细胞线粒体肿胀，明显改善肝组织的病理变化[67]。同时苹果多酚主要通过清除自由基，抑制脂质过氧化反应，提高机体抗氧化能力，促进肝细胞修复与再生，保护肝细胞膜及线粒体的功能。生守喜[68]采用Langendorff 技术研究苹果多酚通过降低氧化应激减轻离体大鼠心脏缺血再灌注损伤，可显著降低乳酸脱氢酶和丙二醛的含量，提高超氧化物歧化酶的活性，而且苹果多酚对心肌保护作用与其浓度并不具有剂量依赖关系。同时，苹果多酚可以抑制脂质过氧化，提高谷胱甘肽水平和氢过氧化物酶的活力，调节MAPK 信号途径，涉及一系列蛋白酶的调控，从而缓解胃黏膜损伤，保护胃黏膜避免消炎药物引起的病变[69]。

苹果多酚对各类癌症的干预和调控方面也具有明显的活性，涉及肝癌、乳腺癌、膀胱癌、食道癌及结肠癌等。Zhou Z H.等[70]研究显示苹果胃肠消化物对肝癌细胞HepG2 具有较强的抗增殖活性。对抗乳腺癌细胞的研究中，苹果多酚被证明通过下调泛素样含PHD 和环指域1（UHRF1）及基质金属蛋白酶2（MMP2）的表达，抑制乳腺癌细胞MDA-MB-231 的活力、增殖和迁移。宋春丽等[71]在对人恶性三阴性乳腺癌细胞的研究中发现：苹果根皮苷以p53 突变体依赖方式抑制细胞生长和细胞周期，同时通过抑制paxillin/FAK，Src，α-sMA及激活E 黏附蛋白抑制癌细胞的迁移活性。Wu等[72]和Kao 等[73]在细胞层面和实验动物层面研究了苹果多酚对膀胱癌的作用，发现苹果多酚可在体外研究中调控膀胱癌细胞周期并刺激癌细胞凋亡；在体内研究中对亚硝胺诱导的膀胱癌大鼠可降低其Bcl2，环蛋白B1 和PCNA，提高p-Chk2，Bax 及Cip1/p21 调控癌细胞周期及凋亡，从而抑制肿瘤发展。

苹果多酚还在细胞及细胞核因子的水平上作为调节免疫力的潜在物质。脂多糖刺激的小鼠单核细胞RAW264.7 的COX-2/PGE2 和iNOS/NO表达的研究表明：苹果多酚可以通过下调NF-κB的活性而显著抑制RAW264.7 细胞中NO、PGE2的含量升高，下调iNOS 及COX-2 的表达及NFκB 的磷酸化，通过调节免疫相关分子途径发挥抗炎作用[74]。另外，苹果多酚在体能改善及高强度耐力运动中对体力维持、补充和恢复具有一定促进作用。人群实验结果表明：与对照组相比，摄食多酚个体，平均耐力显著升高，可达到最大自感用力度[75]。此外，苹果多酚对铝、铂、铅等的金属毒性具有一定的抑制作用[76-77]。

苹果多酚作为潜在的化妆品组分，在生发和抗皱方面得到初步研究。Badolati 等[78]研究了苹果多酚提取物治疗斑秃的分子机制。其主要采用意大利北部一个富含原花青素B2 的苹果品种（Malus pumila Miller cv.Annurca），摄食其多酚提取物可以刺激健康个体的头发生长，头发数量、质量及角蛋白含量，并探究了分子机制，结果发现苹果多酚提取物抑制毛囊中NADPH 相关的反应，使谷氨酰胺水解，戊糖磷酸途径、谷胱甘肽、瓜氨酸和核苷酸合成发生停滞，而刺激线粒体呼吸，β-氧化及角蛋白的生成，代谢发生改变，使氨基酸不被氧化，最终保持角蛋白的正常生物合成。此外，苹果多酚对紫外线引起的进行性皱纹形成有抑制作用[79]。

5 小结与展望

苹果多酚作为苹果的次级代谢产物，是一类结构多样且活性完全不同的化合物的集合。关于苹果酚类组分积累及变化的分子机制研究已有很大进展，然而仍需更大范围的数据整合。苹果多酚是苹果中的主要活性成分，在食品加工中对制品色、香、味、形均有一定的作用，研究以对制品色泽和保鲜材料品质提升为主。苹果多酚具有广泛的生理功能，围绕其抗氧化性，涉及降血糖、降血脂，修复脏器损伤，预防各类癌症，调节免疫水平等方面。

目前苹果多酚的食品加工功能性及生理生化功能性研究还流于现象的描述和解释，需要着眼于单体组分和混合物的关系，设计功能性方面的研究。苹果作为种植面积最广，产量最高，经济效应最大的林果作物，其多酚资源独特性及应用潜力的充分挖掘与研究，将为苹果多酚应用提供方向，对食品、药品和化妆品的基础研究和新产品开发产生深远影响。