石榴皮中多酚类物质的组成提取及活性研究进展

李 猛，刘江涛，魏婉倩，周 婉，鲍妮娜，高贵珍

（宿州学院生物与食品工程学院，安徽 宿州 234000）

0 引言

石榴为一种药食两用水果，在我国种植较为普遍，资源十分丰富，不仅含有丰富的营养物质，还富含酚类等对人体保健有利的活性成分。安石榴苷、鞣花酸、没食子酸、表儿茶素等为石榴多酚物质的主要组成成分[1]，具有抗氧化[2-3]、抗肿瘤、抑菌[4-5]、抗动脉粥样硬化、防癌[3，6]、防治心血管疾病[7-8]等功效，适用于医药、食品和化妆品等领域[9]。众所周知，石榴多酚主要存在于石榴皮中，石榴皮是石榴加工过程的副产物，除少量被作为药材，大部分均被视为农业废弃物，既造成资源浪费，又会导致环境的污染。因此，对石榴皮的组分进行研究，对其活性成分进行进一步开发，在有效利用生物资源和保护环境方面具有一定的意义和作用。对石榴皮中主要活性成分、提取所用方法及生物生理活性加以综述，旨在为石榴皮的高值化综合利用提供参考。

1 石榴皮多酚的主要成分

石榴皮提取物复杂多样，其中含量最高的为鞣质类化合物，占石榴皮总质量的30%，以安石榴苷、鞣花酸等为主；而黄酮类化合物约占石榴皮总质量的6.65%，其主要有槲皮素、花青素、表儿茶素等，其中尤以花青素含量最高；除此之外，石榴皮中还含有没食子酸、咖啡酸、阿魏酸等有机酸类物质[10-11]。

1.1 安石榴苷

安石榴苷是石榴中独特的酚类成分，具有多种药理学功效，目前尚不能被人工合成，只能通过天然提取的方式得到。安石榴苷水解更多依赖于pH值的影响，而非酶促反应，最适水解pH值为8[12]，鞣花酸为其体内水解产物，可在肠道内进一步代谢成尿石素。有试验通过高效液相色谱法鉴定石榴皮多酚提取物中的酚类物质，其中安石榴苷的含量多达65.75%[13]。安石榴苷，因其良好的抗氧化性而被广泛应用于食品和化妆品中。

1.2 鞣花酸

鞣花酸具有降血脂、抗氧化、抗癌、抗炎等功效。王一子[14]通过信息生物学的方法研究发现，鞣花酸对子宫内膜癌具有一定的抑制功能，而其作用机理是通过调节PI3K信号通路实现的。同时，鞣花酸能改善因棕榈酸诱导而造成的H9c2心肌细胞脂的毒性损伤，其作用机理或与内质网应激-线粒体凋亡通路相关[15]。除此之外，鞣花酸还可以对SD大鼠因硫酸铍导致的脾脏病理组织损伤和脾淋巴细胞异常增殖等免疫损伤具有一定的保护作用，这主要依赖于其良好的抗氧化和抗凋亡作用[16]。因此，鞣花酸被广泛地应用于保健食品、药品和化妆品中。

2 石榴皮多酚的提取方法

植物体内多酚类物质的种类较多，随着研究不断的深入，在传统提取的基础和新技术的开发改造上，机械化学辅助提取、超声提取、微波辅助提取、超临界流体萃取法和酶解辅助提取等更加便捷、有效、经济的提取技术应运而生，其联合使用也被逐渐发掘并应用。

2.1 机械化学辅助提取

机械化学辅助提取是利用机械粉碎及固相化学助剂的使用。机械粉碎是指使植物材料微粉化，促进细胞结构破坏，以此使颗粒比表面积增加，而固相化学助剂则是与所要提取成分反应，使其在提取剂中的溶解度增加，从而使所要提取的成分暴露，而达到增加提取率的目的。Rincón E等人[17]利用机械化学法提取了地中海药用月桂中的多酚类物质。李大刚等人[18]分别使用3种提取方法对茶多酚进行了提取工艺的探究，发现机械化学法对茶多酚的提取率＞微波辅助提取＞超声辅助提取。机械化学辅助提取既可减少提取所有时间，又能很好地提高提取效率，且可利用水作为溶剂在常温下完成提取。

2.2 超声提取

超声提取是利用高频波的引入导致溶质-溶剂混合物的扰动，以此使细胞结构破裂和溶剂扩散，从而有利于细胞内的活性成分溶解到溶剂中。与传统浸提技术相比其操作简单，不仅大大缩短了提取时间还具有很高的萃取率，同时对活性成分损伤小，且能够减少有效成分的降解或褪色，适用于植物多酚的提取中。邓永等人[19]利用超声提取石榴皮多酚，并与传统浸提法进行比较，证明了超声提取不仅大大减少了提取时间，且提取率也得到了提高。

2.3 微波辅助提取法

微波辅助提取是采用高频电磁波穿过萃取媒质，具有极强的细胞破壁能力，能使有效成分得到充分释放，微波提取与传统的提取方法和超声辅助提取相比，微波辅助提取可以在短时间内提取植物代谢物，且更环保节能。张丽君等人[20]利用4种提取方法（超声提取、酶辅助提取、微波提取和索氏提取）对石榴皮中黄酮类物质提取并进行比较，结果表明微波辅助法提取效率最高。

2.4 超临界流体萃取法

超临界流体萃取，是一种使用超临界流体（如CO2）作为提取溶剂以获取生物活性物质的技术。此外，鉴于其是在没有光和氧气的情况下进行的，超临界流体萃取可显著减少氧化，同时在其使用过程中温度较低，因此对热敏性天然产物的提取较为适用。该方法具有提取效率高、无氧化损失及纯天然、无化学污染等优点，但由于高压造成的工业化成本限制了其大规模应用。颜雪琴等人[21]采用超临界流体萃取法提取石榴皮中的原花青素，通过对提取工艺的优化，最终得原花青素的提取率达3.40%，且具有较高的纯度。

2.5 酶辅助提取

酶辅助提取是根据植物细胞的结构组成加入相应的酶降解细胞壁结构并促进内部物质的释放，与机械处理相比，其更有效地破坏了细胞壁，并且可以减少活性化合物的损失[22]。Mushtaq M等人[23]在pH值6.7和温度41℃下将3.8%的鸡尾酒酶引入石榴皮预处理85 min，提取效率比传统溶剂提取高3倍。

3 石榴皮多酚的生物学活性及其应用

石榴皮多酚具有很多生物学功效，已应用于食品、医药及化妆品等领域。

3.1 抗氧化性

抗氧化表现的作用具有较多可能，其主要表现为强还原性，更容易与氧反应，与过氧化物作用阻碍氧化过程，且对自由基的清除和一些金属离子发生螯合反应等作用，从而减少氧化损失，主要应用于保鲜和抗衰老化妆品方面。石榴皮多酚较强的抗氧化活性归因于其含有大量的酚羟基。曹云刚等人[24]考查了水解豌豆蛋白和石榴皮提取物协同作用于脂肪氧化，发现具有一定的抑制作用。Drini Z等人[25]研究了石榴皮提取物对石榴籽油氧化稳定性的影响发现，石榴皮提取物可以提高葵花籽油品质和稳定性；Turgut S S等人[26]将石榴皮提取物添加到牛肉丸中，证实在冷冻贮藏的过程中石榴皮提取物能有效减缓油脂和蛋白的氧化；李颖[27]研究发现石榴皮提取物可以清除自由基，而使肉制品中的脂肪和蛋白氧化得到抑制，达到改善肉制品品质的作用。有研究比较包括石榴皮多酚在内的3种天然抗氧化剂对棕榈油、菜籽油及大豆油的抗氧化效果，其中石榴皮多酚的效果最好，可作为新型的天然抗氧化剂应用于食用油加工行业[28]。随着对多酚类物质抗氧化性能的研究深入，石榴皮多酚已经被作为一种天然抗氧化逐渐应用于化妆品和食品品质改善及保藏方面。

3.2 抑菌

袁丽等人[29]研究表明，石榴皮多酚可治疗肠道疾病，尤其是由细菌感染所导致的，这主要取决于其良好的抑菌效果，如痢疾杆菌、葡萄球菌和大肠杆菌等。Yuan G和Wu A J等人[30-32]在研究其对虾和鱼保存和贮藏方面的应用时发现，石榴皮多酚可在一定程度上延长保质期，同时还能保持物质的营养和口感。Wu W F等人[33]利用石榴皮水提物对沙门氏菌和肠炎沙门菌进行研究发现，其对沙门氏菌具有良好抑制作用。同时，洪军等人[34]利用石榴皮提取物对5种食源性致病菌进行体外抑菌试验，结果均具有良好的抑制效果，表明石榴皮提取物可以用作食品保鲜剂，这为石榴皮在食品中用作潜在的防腐剂和保鲜剂奠定了一定的基础。

3.3 消炎

石榴皮提取物具有良好抗炎功效。Gonzalez-Trujano M E等人[35]研究表明，石榴皮提取物不仅可以降低疼痛感，还对因酒精引起的胃损伤有一定的缓解作用；Du L等人[36]考查石榴皮多酚对RAW264.7巨噬细胞抗炎作用研究显示，其具有一定的抗炎症的作用，且其作用机理或与抑制MAPKs的活化有关；杜琳[37]研究还表明，石榴皮多酚可以降低和抑制促炎细胞因子的分泌和基因表达；此外，石榴皮多酚还具有抗痤疮的作用[38]。可见，石榴皮多酚在抗炎方面及相关疾病的治疗上具有巨大的潜力。

3.4 预防癌症及抗肿瘤作用

有研究表明，石榴中的果汁和分离的果皮提取物对前列腺癌细胞系的增殖、分布和集落形成具有抑制作用，且石榴皮中的水提取物具有更强的抗癌作用[39]。Shukla S等人[40]研究发现，石榴皮多酚能够具有改变前列腺癌细胞DU145的细胞周期的作用；Song B等人[41]研究发现，抑制肝癌细胞HepG2生长的机理为石榴皮多酚可阻断细胞周期并诱导线粒体凋亡；除此之外，石榴皮提取物还可有效地抑制乳腺癌细胞、卵巢癌细胞和肺腺癌细胞等[42]。以上研究表明，石榴皮多酚在抑制肿瘤及抗癌方面的具有巨大的潜力。

3.5 保护心脑血管

动脉粥样硬化易引起心脑血管疾病，而高血脂症是其主要诱因。石榴皮中富含的有效成分，可以调节如动脉粥样硬化等代谢紊乱疾病中的脂质代谢，从而起到缓解疾病的发展，而其作用机理或与氧化应激和炎症反应的改善有关，以此通过降血脂而最终达到保护心血管的作用[43-44]。赵芮琪[45]对高脂饲料喂养的SD大鼠研究发现，其具有一定的降血脂和减低体重的功效；Aviram M等人[8]研究发现，石榴皮提取物具有抗动脉粥样硬化的作用；同时石榴皮提取物还具有改善高血脂症的作用[46]。除此之外，石榴皮多酚还可有效调节血液中与引起心脑血管疾病有关的各项指标水平，从而能有效抑制心血管疾病的发生。

3.6 其他作用

石榴皮多酚除了具有上述生理功能外，许多研究还发现其具有减肥、降血糖、保护神经等功能。

3.6.1 减肥

肥胖是由于体内脂肪积累过多所导致，不仅造成身体上的不便，且多种疾病的发生与其有关，所以降脂减肥是当今社会比较关注的问题。研究表明，石榴皮多酚具有良好的降脂效果，王周[47]研究发现其对α-淀粉酶具有明显的抑制效果；Hosseini B等人[48]研究发现，其可明显降低血清葡萄糖和总胆固醇的表达水平，并且使高密度脂蛋白胆固醇的表达得到增加，说明了石榴皮提取物有一定的降脂减肥作用，并可减少与肥胖相关疾病的发生；这些研究发现不仅表明石榴皮对减脂瘦身有一定作用[49-50]，或有可能对高脂血症的临床治疗具有较大的帮助。

3.6.2 降血糖

研究发现，石榴皮多酚对糖尿病大鼠模型肾脏病变有一定的保护作用，或可用于糖尿病及其并发病的治疗[51]。此外，石榴皮提取物对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的活性抑制[52]，可为石榴皮多酚用作管理Ⅱ型糖尿病和边缘患者血糖水平奠定一定的基础。

3.6.3 改善记忆

杨成武[53]研究认为，安石榴苷可以有效调节阿尔茨海默病小鼠的肠道菌群，从而显著改善其认知功能，这表明安石榴苷或可作为一种改善阿尔茨海默病患者认知功能的潜在中成药。

4 结语

石榴皮富含丰富的多酚物质，具有良好的生理活性及药用价值，通过现阶段的研究结果，石榴皮多酚在食品等众多领域展现出巨大的发展潜力，而在石榴的生产加工过程中，石榴皮尚未得到很好的利用。而石榴中的多酚类物质主要存在于石榴皮中，若能够有效地利用石榴皮中的多酚物质，既可提高资源的利用和环境的保护，又能提高石榴产业的附加值。因此，对石榴皮高活性多酚类物质的研究具有重要的经济价值和社会效益。