新橙皮苷二氢查耳酮在食品及医药领域的应用及检测方法

张 亮，胡思前，，谢新春，黄冬云，黄 兵，王亚珍*，

（1.江汉大学 光电材料与技术学院，湖北 武汉 430056；2.湖北省健康代糖产品企校联合创新中心，武汉市华甜生物科技有限公司，湖北 鄂州 436070）

新橙皮苷二氢查耳酮（neohesperidin dihydrochalcone，NHDC）是从天然柑橘植物中提取得到的橙皮苷经过催化加氢而得到的黄酮类衍生物［1］，早在1963年Horowits等［2］首次合成出NHDC并发现其具有强烈甜味。随着研究工作的深入推进，科学工作者发现NHDC具有很高的甜度，其甜度是蔗糖的1 500～1 800倍［3］，还具有热量小、甜味作用时间长、稳定性好等特点［4］。已有毒性试验结果表明，NHDC没有明显的致癌性、诱变性、致龋性等毒性效应［5-7］，证实了该物质的安全性。目前NHDC作为一种食品添加剂，已被广泛用作甜味剂添加至糖尿病人及中老年人的健康代糖产品。欧盟在1994年允许NHDC作为一种食品成分，用作各种食品中的代糖产品，规定每日最大允许摄入量（ADI）为5 mg/kg［8］。我国在2014年也批准NHDC作为食品香料进入我国食品添加剂标椎（GB 2760—2014）［9］。另外，因NHDC具有抗氧化、降低血糖血脂、抗炎等生理功能，其在医药方面也将会有很大的应用发展前景。

本文查阅了近十年有关NHDC在食品、医药等方面的文献，详细综述了NHDC在食品、医药领域应用的研究进展及常见的分析检测方法。

1 NHDC的性质

NHDC的化学结构式如图1所示，CAS号为20702-77-6，分子式C28H36O15，相对分子质量为612.58。常温下NHDC呈微黄色粉末状，无味，熔点152～154℃，不易溶于水、乙醚和苯［10］，易溶于乙醇，也不易吸水至潮。常温下水溶液中，当pH＞2.0时NHDC不会水解，储存3年后颜色会稍变黄，甜味不会消失，NHDC具有良好的稳定性［11］。

图1 NHDC的结构式Fig.1 Structure of NHDC

2 NHDC的应用

2.1 食品领域的应用

NHDC在食品加工生产过程中的添加应用已被广泛认可。NHDC进入人体内后发生水解，生成的产物不参与机体的代谢过程［12］，也是NHDC低热量值的原因。此外，NHDC具有的甜味特性，使得其被广泛用作食品的甜味剂、矫味剂、增香剂等添加剂。

2.1.1 甜味剂 从不同甜味剂甜味作用时间对比（表1）可以看出NHDC的甜味持续作用时间较蔗糖与糖精更长［13］，到达甜味阈值的时间更久，具有甜味起效时间长、持久性强的特点，已经成为代替传统的蔗糖、糖精等甜味物质的新型甜味剂，被广泛添加至食品、饮料中［14］。不仅如此，NHDC还可与其他普通的甜味剂如阿斯巴甜等复配使用，起到共同增加食品甜度的协同效果，使其甜味更加纯正［15］。

表1 不同甜味剂甜味作用时间对比Tab.1 Comparison of sweet-taste effect time of different sweeteners

2.1.2 矫味剂 人类对于味道的感知是由C族G蛋白偶联受体（GPCRs）的味觉受体T 1Rs所介导的［16］，物质中有机化合物成分经过键合、偶联作用与苦味受体结合则可产生苦味感知。有研究［17-19］表明NHDC作用于T 1R3的跨膜区产生甜味，同时还能诱导不同甜味受体协同作用共同增加甜味。Huang等［20］研究柑橘类黄酮作为有效苦味抑制剂时发现NHDC对苦味成分与苦味受体键合有明显的抑制作用，在产生甜味的浓度以下NHDC优先与苦味受体发生键合，抑制了苦味的产生。张慧敏等［21］添加NHDC到苦瓜粉浸泡液中，采用感官评价分析矫正苦味的效果，结果表明NHDC能强烈地抑制苦味、后苦味、涩味，苦味的特有风味却能保存良好。因此在食品加工过程中，适量添加NHDC可以矫正食物原本产生的苦味。

2.1.3 风味修饰剂与增香剂 风味是人们对于进食的味感、触感、温度感及嗅感等综合起来的感觉现象。有研究发现NHDC具有修饰食品风味的功能，可改善食物的口感。Boghani等［22］将NHDC与其他甜味剂混合添加到口香糖中，食用甜味适口、风味久存。Schrader等［23］将NHDC与其他添加剂混合使用，制备成调味料和香料的组合物，用于食品的生产过程，增添了食物的香味。在低于甜味浓度阈值时，NHDC可用作食品的香料添加剂对食品起到增香效果［24］。

2.2 医药领域的应用

NHDC是橙皮苷的衍生物，属于黄酮类化合物之一，其结构中存在酚羟基具有抗炎活性［25］，—OCH3具有抗氧化作用［26］。NHDC具有降低血糖血脂、抑制脂肪肝、调节免疫力等重要的生理活性，被广泛地应用于医药领域。

2.2.1 保护肝脏功能 肝脏是人体新陈代谢、生物转化的重要场所，但肝kupffer细胞易产生活性氧损害肝细胞，引发肝脏纤维化、肝硬化、肝细胞癌等疾病［27］。Hu等［28］研究了NHDC对使用CCl4诱导的小鼠体内肝脏氧化损伤的肝保护作用，结果表明NHDC预处理可以有效地缓解肝脏氧化损伤，且呈剂量依赖性，具有良好的抗氧化能力，可作为一种肝脏保护剂。Wu等［29］提到NHDC作为黄酮类的一种衍生物，对于外界诱导引起肝脏的氧化应激和脂质过氧化损伤有抵抗作用，能有效地缓解肝部损伤。Xia等［30］研究暴发性肝衰竭（FHF）临床综合征，用NHDC预处理细胞后，发现NHDC显著降低血清转氨酶活性，抑制脂多糖诱导的TLR4向脂筏结构域的易位，改善下游促炎因子的产生，从而改变TLR4诱导暴发性肝衰竭病症的通道，保护肝脏的健康。

2.2.2 抗氧化性能 NHDC的抗氧化能力主要基于其结构中的—OCH3基。Choi等［31］研究NHDC的抗氧化性能抑制次氯酸诱导的DNA链断裂、蛋白质降解和细胞死亡，发现NHDC可以有效清除次氯酸和过氧化氢，进一步的研究发现NHDC能显著抑制机体内稳定的活性氧和自由基，表明NHDC有强烈的抗氧化性能，而且NHDC还对DNA链断裂、蛋白质降解有抑制作用。Jiang等［32］研究3种类似查耳酮对与α-乳清蛋白相互作用的影响，发现NHDC对α-乳清蛋白的降解有抑制作用，由于NHDC的强抗氧化性对氧化物质引起蛋白质的降解、细胞的凋亡有抑制作用，所以NHDC可以添加到药物中用于外界活性氧和自由基引起疾病的相关治疗。Liu等［33］研究α-L-鼠李糖苷酶催化分解NHDC一步法合成黄酮单葡萄糖苷的抗氧化性，维生素C作为参照物，发现NHDC具有保护维生素C的作用，表现出强抗氧化性，所以NHDC可用作抗氧化性的药物治疗有关疾病。

2.2.3 降低血脂血糖功能 机体内的血脂、血糖含量过高会导致心血管疾病、糖尿病，引起健康风险，目前已有研究表明NHDC具有降低血糖及血脂的功效。Bok等［34］证实NHDC能有效抑制大鼠肝细胞合成胆固醇和游离胆固醇生成长链胆固醇酯的HMG-COA还原酶、ACAT酶的活性，发现大鼠体内血浆内高密度脂蛋白含量增加、胆固醇和中性酯质含量明显降低、动脉内皮壁上脂质复合物的积累减少，降低患者动脉硬化和心血管疾病的风险。Takii等［35］研究酚苷可降低小鼠餐后葡萄糖升高，发现NHDC与胰岛素的效果类似，可有效降低小鼠血浆内葡萄糖含量。Zhu等［36］研究不同浓度的NHDC对蛋鸡生产性能、蛋品质和血清生化的影响，发现与对照组比较NHDC明显降低了蛋鸡血清中的胆固醇，提高了蛋鸡产蛋量和品质。因此NHDC能有效预防高血脂、高血糖引发的相关疾病。

2.2.4 改善肠道功效 益生元是改善肠道中有益于宿主健康的菌群组成和活性抗生素［37］，活化后的微生物可以清理肠道内食物残渣堆积，促进肠道食物消化。Daly等［38-39］发现NHDC具有类似益生元的作用，可有效改善肠道微生物的生态平衡，促进有益微生物的生长，且NHDC进入人体后可以被消化利用，减少了在体内富集的可能。Francisco等［40］探索了合成甜味剂影响肠道微生物菌落的影响，研究结果表明加入NHDC后增加了小猪肠道内的乳酸菌，刺激猪体内微生物活性增加，从而促进食物消化。Daly等［41］研究人工甜味剂诱导小猪肠道细菌感应促进乳酸菌的生长，发现NHDC的存在显著降低了乳酸菌生长的滞后期，增强了特定糖转运体的表达，不依赖NHDC的代谢，表明细菌质膜受体对NHDC的感知是促进健康的肠道细菌生长的基础。Chen等［42］研究高强度甜味剂对于农场动物的影响，发现NHDC对猪和肉鸡肠道的有益菌有促进作用，有助于改善肠道健康，促进动物的健康生长，因此NHDC有望成为促消化性药物，用于治疗细菌感染肠道炎症、腹泻等疾病。

2.2.5 抗炎作用 牙周疾病是最常见的口腔疾病，在世界范围内患病率和发病率很高，严重影响人体健康。牙龈炎是牙周炎发展的第一阶段，始于游离的龈缘，缺乏口腔卫生而积聚的牙菌斑具有可逆的炎症免疫反应。Schueller等［43］发现NHDC结构上有多酚基团，具有抗炎活性，此外，一些相关的二氢查耳酮和糖基化化合物橙皮苷已被测试具有抗炎潜力［44］，由此可见NHDC可有效缓解口腔牙龈炎症，保护牙龈健康。Osman等［45］研究NHDC对化疗后的甲氨蝶呤使用恶化引起肾损伤的影响，发现NHDC通过抑制肾组织炎症介质的增殖，抑制肾脏损伤产生的炎症，表现出强烈的抗炎性能。Osman等［46］研究甲氨蝶呤的不良反应引发的肝毒性和炎症反应，以N-乙酰半胱氨酸为参考标准，比较发现NHDC加入后促炎细胞因子的表达水平显著降低，抑制肝脏的炎症反应，所以NHDC可作为制作消炎药物和口腔卫生药物的添加成分。

3 NHDC的检测分析

NHDC常规的检测方法有高效液相色谱法、高效液相色谱-质谱联用法、毛细管电泳法、电化学分析法等。

高效液相色谱法抗干扰能力强、灵敏度高、重现性好，因此应用比较广泛。徐国波等［47］利用高效液相色谱法检测NHDC时采用甲醇替代乙腈作为洗脱溶剂，降低了毒性和检测成本，结果显示检测出NHDC加样回收率达98.91%，精密度为1.29%（n=5），结果可靠性强。潘城等［48］采用固相萃取-高效液相色谱法检测饲料中的NHDC含量，用纯甲醇溶液进行超声辅助萃取样品，经HLB固相萃取柱净化处理，检测NHDC的浓度范围为0.2～49.0 mg/L，检测限为0.02 mg/kg，结果准确、精密度高。高宇［49］建立了白酒中NHDC的高效液相色谱检测方法，检测浓度范围为0.1～20 mg/L，定量限为0.029 1 mg/kg，结果灵敏度高、准确性好。

高效液相色谱-质谱联用法是将高效液相色谱和质谱结合使用，联用后的检测器可以同时检测不同的样品，具有分离效率高效、检测时间缩短的优势。Agata等［50］利用高效液相色谱-质谱联用法检测各食品中9种甜味剂含量，其中检测NHDC的浓度范围为0.1～8.0μg/mL，检测限为0.001μg/mL，相对标准偏差小于10%，结果可靠性强、准确性高。Arbeláez等［51］建立了一种基于固相萃取和液相色谱串联质谱的方法，并验证了该方法对8种甜味剂在河水与污染水中的检测效果，其中检测NHDC的浓度范围为0.04～3.20μg/L，检测限为0.02μg/L，表观回收率低于12%，结果令人满意。Henschel等［52］采用液相色谱串联质谱方法检测地表水中7种人工合成甜味剂含量，运用大容量体积的进样方式替代样品预浓缩处理，便于检测极性范围广的分析物。在进样500μL时NHDC的检出限达1.2 ng/L，检测结果灵敏度高。Chang等［53］采用液相色谱/串联质谱法检测各种食品中10种甜味剂，其中测得NHDC的线性度为Y=72.6CNHDC+2 240（R2=0.995 6），定量限为0.5μg/g，结果可靠性好、准确率高。

毛细管电泳法与高效液相色谱法相比易于自动化，可满足小体积分析物的要求，溶剂消耗低。由于其分离效率高、分析时间短、仪器成本相对较低，是食品工业中常用的分离技术。Pérez-Ruíz等［54］采用毛细管区带电泳法对食品中NHDC进行了定量分析，检测出NHDC浓度范围为2.9～42.0 mg/L，检出限为1.75μg/L，检测结果的准确度高、精密度好。

电化学分析法具有响应快、操作简单、省时、仪器成本低、灵敏度高、选择性好等优点，且还有助于识别化合物的氧化还原反应并提供有关药理作用的重要信息。Yang等［55］采用单壁碳纳米管修饰玻碳电极检测NHDC的含量，通过电化学测试推导出电极表面NHDC发生氧化还原机理，检测NHDC的浓度范围为5×10-8～8×10-6mol/L，检出限为2×10-8mol/L，结果令人满意。

根据现有的文献报道，本文总结了几种常用的不同分析方法检测NHDC的线性范围和检测限/定量限（见表2），可为后期NHDC的检测提供参考。

表2 用于NHDC检测的部分方法的线性范围和检测限Tab.2 The linear range and detection/quantitation limit of some detection methods for NHDC

4 结语

本文对NHDC的特点结构、应用及常见的分析检测方法进行了介绍，由于NHDC具有低热量、高甜度、安全无毒等特点，广泛添加于食品中。NHDC结构中的多酚基团、—OCH3基团使其具有抗炎、抗氧化效果，可作为消炎药、抗氧化剂等辅料使用在医药中，无论是作为食品添加剂还是医药辅料，都需要对NHDC的含量严格把控，但在NHDC的检测方面的研究有待拓展。最受人们关注的是食品安全与医疗保障，NHDC具有许多的性质决定了其在食品与医药领域的广泛应用，并且NHDC来源于天然的柑橘，绿色环保，未来将会受到许多行业的青睐。