山竹作为一种药食同源的水果,其性寒,具有清热去火、排毒养颜、化痰止吐等功效。山竹以鲜食为主,食用后产生的大量果壳被丢弃,造成资源浪费以及环境污染。山竹壳质量约占山竹鲜果的60%,其含有丰富的氧杂蒽酮、黄酮类等活性物质。东南亚地区将山竹壳用于治疗腹痛、腹泻、痢疾、感染性伤口、化脓和慢性溃疡[1]。近年来,山竹壳中的多酚类物质及其生物学活性成为研究重点,已应用于功能食品、化妆品等领域,提高了山竹壳的经济效益,减少了山竹壳对环境的污染。本文综合国内外研究现状,从山竹壳多酚类物质提取、纯化方法及其生物活性方面进行综述,对山竹壳多酚类物质生物活性的相关研究与应用前景进行展望,以期为山竹壳多酚类物质相关功能性食品的开发利用提供参考。
目前,山竹壳多酚类物质提取方法较多,除传统溶剂浸提法外,还有一些利用其他技术如超声波、微波、酶、超临界技术等的辅助提取法,可以提高多酚类物质提取率。
溶剂提取法是最简单、应用范围最广的多酚提取方法,利用适当的溶剂将固体样品中的可溶性物质溶解于其中而实现分离。在提取过程中,温度、pH值、提取时间对酚类的提取均有一定的影响。孙冲霞[2]以山竹壳为原料,研究料液比、乙醇浓度、温度、提取时间和提取次数对水浴浸提山竹壳原花青素得率的影响,通过单因素和正交试验优化山竹壳原花青素提取工艺。结果表明,各因素对山竹壳多酚得率影响的顺序为料液比>乙醇浓度>提取时间>提取温度。最佳提取工艺条件为乙醇浓度70%、提取温度60℃、提取时间60 min、料液比1∶20(g/mL)、提取3次。在此工艺条件下,山竹壳原花青素含量为3.51%,纯度可达60%以上。刘妍等[3]以火龙果皮、山竹壳、黑布林皮为原料提取花青素,结果发现,花青素相对含量依次是山竹壳(53.40 mg/g)>火龙果(26.78 mg/g)>黑布林(6.51 mg/g),山竹壳花青素的最佳提取工艺条件为乙醇浓度60%、提取温度60 ℃、料液比 1 ∶19(g/mL)、pH3.7。Sungpud 等[4]以山竹壳为原料,利用丙二醇、初榨椰子油以及二者混合液作为溶剂提取多酚类物质。其中,利用丙二醇、初榨椰子油提取的多酚类物质的总酚含量分别为476、271 mg GAE/100 g,总黄酮含量分别为 99、49.3 mg GAE/100 g;利用二者混合液提取的多酚类物质的总酚及黄酮得率随丙二醇含量的增加而增加。可见,溶剂对多酚类物质的提取产生一定影响,利用植物油作溶剂提取天然产物多酚类等活性物质能够提高效益且绿色环保。反相高效液相色谱分析发现,初榨椰子油提取液的主要成分是氧杂蒽酮类、α-倒捻子素和γ-倒捻子素,丙二醇提取液的主要成分是α-倒捻子素、γ-倒捻子素、芦丁、香草酸、表儿茶素和反式阿魏酸,而二者混合液中的芦丁、α-倒捻子素和γ-倒捻子素含量随丙二醇比例的增加而增加。溶剂的选择对多酚类物质的含量和种类有明显影响,且溶剂pH值、提取温度、提取时间等因素能够影响提取得率。因此,对比溶剂提取,利用其他技术辅助提取在各个方面均有明显优势。
超声波辅助提取法是利用超声波的机械和空化作用使溶剂和悬浮体产生振动和摩擦,其巨大压力能够使细胞壁瞬间破碎,加速悬浮体中有效物质的释放及溶解。其特点是提取时间短、效率高、能耗低、对提取物的影响小。秦菲等[5]以山竹壳为原料,研究料液比、超声功率、乙醇浓度、温度和提取时间对提取原花青素得率的影响,通过单因素和正交试验优化山竹壳原花青素提取工艺,结果表明,各因素对山竹壳多酚得率的影响顺序为乙醇浓度>温度>料液比>提取时间。最佳提取工艺条件为超声波功率为200 W、乙醇浓度60%、提取温度50℃、提取时间45 min、料液比1∶30(g/mL)。在此条件下,山竹壳原花青素提取率为15.61%。王晓波等[6]利用超声波辅助热水浸提山竹壳总黄酮,提取条件为乙醇浓度80%、超声温度70℃、超声时间25 min、料液比 1 ∶10(g/mL)、提取 2 次,总黄酮含量为0.021 18 mg/mL,纯度为42.36%。张艳霞[7]利用超声波辅助提取山竹壳总黄酮,通过单因素和正交试验优化山竹壳总黄酮提取工艺,各因素的影响顺序为超声时间>料液比>乙醇浓度>超声温度,最佳提取条件为乙醇浓度75%、超声温度80℃、超声时间15 min、料液比1∶40(g/mL),此条件下总黄酮得率为 10.45 mg/g。杜凤霞等[8]以山竹壳为原料,研究料液比、超声功率、超声时间和乙醇浓度对多酚得率的影响,通过单因素和响应面试验优化山竹壳多酚提取工艺。结果表明,各因素对山竹壳多酚得率的影响顺序为料液比>超声功率>超声时间>乙醇浓度,最佳工艺为乙醇浓度52%、超声功率 202 W、超声时间23 min、料液比 1∶35(g/mL),此条件下多酚得率为68.84 mg/g。
微波萃取法是将微波作为热源,使萃取原料中的化学成分快速溶出的一种提取方法,具有选择性加热、快速高效、加热均匀、节省溶剂、耗能低、污染小、操作简便等特点。杨青[9]以山竹壳为原料,研究料液比、乙醇浓度和浸提温度对提取原花青素得率的影响,通过单因素和响应面试验优化山竹壳原花青素提取工艺。结果表明,各因素对山竹壳原花青素得率的影响顺序为浸提温度>乙醇浓度>料液比,最佳工艺条件为乙醇浓度74%、料液比1∶15(g/mL)、浸提温度67℃,此条件下提取的原花青素纯度为27.26%。姚新鼎等[10]利用微波辅助提取山竹壳总黄酮,其最佳工艺条件为乙醇体积分数75%、料液比1∶35(g/mL)、微波功率300 W、微波提取时间3 min,所得总黄酮含量为12.02 mg/g,总黄酮提取率受各因素的影响顺序为乙醇体积分数>微波功率>微波提取时间>料液比。此外,不同提取方法对于提取多酚类物质的成分和含量有影响。Mohammad等[11]比较了微波辅助提取和乙醇浸提山竹壳总酚的2种方法,总酚含量分别为316.92、192.29 mg GAE/g,提取物中氧杂蒽酮类物质含量分别为100.48、93.56 mg α-mangostin/g,通过响应面试验优化微波萃取法的最佳条件为微波时间 2.24 min、料液比 1∶24(g/mL)、乙醇浓度71%、功率400 W、温度65℃,该条件下得到的总酚含量为320 mg GAE/g。
纤维素是细胞壁的重要组成成分,利用纤维素酶破坏和降解山竹壳中的细胞壁,使更多的细胞内容物溶出,能够提高多酚类化合物的提取率。龚玉石等[12]研究了纤维素酶用量、酶解时间、酶解温度、乙醇浓度、提取温度和提取时间对山竹壳原花青素提取率的影响,通过单因素及响应面试验优化山竹壳原花青素提取工艺。结果表明,最佳提取条件为纤维素酶添加量13.99%、提取时间30.14 min、提取温度70℃、酶解时间39.06 min、酶解温度59.57℃、乙醇浓度80%,此条件下原花青素的提取率达25.43%,比没有添加纤维素酶的提取率(17.38%)提高了约8%。唐强[13]利用复合酶辅助超声提取山竹壳总氧杂蒽酮,最佳工艺条件为蛋白酶0.5%、果胶酶0.5%、纤维素酶0.5%、漆酶0.5%、温度20℃、pH5.0、时间2 h,此条件下提取率可达10.55%,高于不加酶提取工艺[料液比 1 ∶17(g/mL)、乙醇浓度90%、超声时间74 min]的提取率(7.73%)。
目前,大部分研究采用较为简单的技术辅助提取山竹壳多酚类物质,仅有少数采用超临界技术或采用多种技术联合辅助提取山竹壳多酚类物质。于京[14]采用超临界萃取-快速制备色谱-质谱技术提取分离得到2种氧杂蒽酮类化合物——α-倒捻子素和1,3,5,8-四羟基-2,4-双(3-甲基-2-丁烯基)-9H-氧杂蒽-9-酮,根据峰面积归一化法计算其纯度分别为90%和95%,能够得到高纯度多酚单体。Kok等[15]采用初榨椰子油作为超临界CO2(1.08 kg/h)萃取的共萃取剂提取山竹壳中氧杂蒽酮类,其最佳工艺为压力430 bar、提取时间42 min、提取温度70℃、初榨椰子油浓度40%,结果发现,120 g山竹壳可以得到28.2 mg/g氧杂蒽酮,提取率为31%,同时得到32.2 mg/g α-倒捻子素和7.2 mg/g γ-倒捻子素。Ng等[16]采用黑曲霉纤维素酶辅助双相(aspergillus niger cellulase-assisted aqueous micellar biphasic system,AMBS)提取山竹壳中 α-倒捻子素和γ-倒捻子素,其最佳工艺为0.5%(质量分数)纤维素酶、酶解温度40℃、酶解时间2 h,α-倒捻子素和γ-倒捻子素的提取量分别为3.67、0.70 mg/mL。吕品等[17]采用超声波和纤维素酶结合提取山竹壳原花青素,研究酶量、酶解时间、酶解温度、超声功率、超声时间对山竹壳原花青素得率的影响,通过单因素和响应面试验优化提取条件。结果表明,各因素对原花青素得率的影响顺序为酶解时间>酶解温度>超声功率,最佳工艺条件为纤维素酶2%、酶解时间68 min、酶解温度58.5℃、超声功率320 W、超声时间20 min,此条件下原花青素得率为12.29%,高于超声波法(8.93%)、酶法(9.46%)提取的得率。
山竹壳粗提取物中除含有多酚类物质外,还含有苯甲酮类、甾体类[18]、多糖[19]、镁、钙、磷、锌等物质。因此,需要通过进一步纯化才能获得纯度较高的多酚类化学物质。
液液萃取法也称萃取法,即利用互不相溶或部分相溶的2个液相,使其中一个液相中的溶质在两相中重新分配,从而达到分离效果。陈海光等[20]利用乙酸乙酯和无水乙醚(1∶1,体积比)萃取水提液中山竹壳多酚类物质,得到水相中的总酚含量为20.4 mg GAE/g FW,有机相中的总酚含量为16.5 mg GAE/g FW,其中,水相多酚对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除能力和Fe3+还原能力比有机相多酚强。Mohamed等[21]利用正己烷、乙酸乙酯和蒸馏水(体积比5∶5∶2)萃取山竹壳醇提取液,乙酸乙酯馏分经Sephadex LH-20、硅胶柱和RP-18分离纯化,得到新的二苯甲酮衍生物和二氢黄烷醇。
柱层析法的原理是各组分之间的分子大小、所带电荷和极性等差异使流动相流过固定相时在固定相中的保留时间不同,进而将各组分分离出来。孙冲霞[2]通过乙酸乙酯对山竹壳提取液进行萃取,利用AB-8大孔树脂纯化得到纯度为60%以上的原花青素。魏琳等[22]采用AB-8大孔树脂纯化山竹壳原花青素粗提液,在最佳条件下其吸附率为32.9%,解吸率为74.3%。杨青等[23]比较极性不同的10种大孔吸附树脂后,采用XDA-7型弱极性大孔吸附树脂纯化山竹壳原花青素,其吸附条件为上样流速2 BV/h、吸附5 h达到饱和;解吸条件为浓度60%的乙醇以6 BV柱体积进行洗脱,流速为2 BV/h,得到的原花青素质量分数为66.20%。黄烷醇单体和低聚体原花青素是弱极性物质,弱极性树脂对原花青素具有较好吸附和解吸附效果,因此,XDA-7型弱极性大孔树脂适合纯化山竹壳原花青素。蔡彬新等[24]采用D101大孔树脂纯化山竹壳黄酮,其纯化后含量由57.8 mg/mL增加到174.2 mg/mL,是纯化前的3.01倍。
高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)的原理是物质在2个液相之间经多次分配达到平衡,利用各组分在两相中分配系数的差异进行分离制备和收集。黄文烨等[25]采用硫解衍生法和正相HPLC分离了3种不同聚合度的原花青素:B型原矢车菊素二聚体、B型原矢车菊素三聚体和B型原矢车菊素四聚体,总原花青素含量为(168.61±13.40)×103mg/kg(以原花青素B2计)。Sungpud等[4]利用反相HPLC分离鉴定了山竹壳中4种多酚类物质(表儿茶素、香草醛酸、反式阿魏酸和芦丁)。
高速逆流色谱(high-speed countercurrent chromatography,HSCCC)的原理是利用液-液分配色谱,因其没有固定相的固体支撑而不会使样品不可逆吸附造成损伤,其优点为通用性强、溶剂消耗低、分辨率高等。Fang等[26]以石油醚/乙酸乙酯/甲醇/水(体积比 0.8 ∶0.8 ∶1∶0.6)为两相溶剂系统,采用HSCCC从360 mg山竹壳乙醇提取物中分离得到75 mg α-倒捻子素(纯度为98.5%)和 16 mg γ-倒捻子素(纯度为 98.1%)。De Mello等[27]采用HSCCC从山竹壳中分离得到氧杂蒽酮类化合物——α-倒捻子素和γ-倒捻子素,纯度均在93%以上,由甲醇/水/乙醇/己烷/甲基叔丁基醚(体积比6∶3∶1∶6∶4)组成两相溶剂系统,采用尾-头洗脱模式,流动相流速为5 mL/min、转速为800 r/min。
液液萃取法、柱层析法被应用于山竹壳多酚组分及多酚单体的分离,如利用大孔吸附树脂分离原花青素,产率可达到66.20%[23],但是其分离过程操作繁琐,需要的试剂量大,且溶剂易残留。目前,山竹壳多酚单体制备主要使用色谱分离技术,如利用高速逆流色谱法分离纯化,纯度达到90%以上,但是其成本较高,产物分离量少,无法应用于工业化生产。
氧化应激是指自由基或活性氧(reactive oxygen species,ROS)的产生和清除之间的不平衡而造成的抗氧化防御机制紊乱[28]。抗氧化系统包括酶抗氧化系统和非酶抗氧化系统,其中非酶抗氧化系统是指通过食物供给抗氧化物质,为体内的自由基提供电子,中和并清除自由基进而保护重要的细胞成分。山竹壳中的多酚类物质如氧杂蒽酮类、黄酮类、花青素等具有酚羟基基团,其能够失去氢原子形成稳定的苯氧自由基结构,从而清除自由基达到抗氧化效果[29]。谭琳等[30]发现,山竹壳多酚对羟基自由基、DPPH自由基和2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐[2,2′-azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate),ABTS]阳离子自由基具有良好的清除活性,IC50值分别为37.39、41.34、41.37 μg/mL。祝思宇等[31]采用 DPPH、ABTS 和铁离子还原/抗氧化能力法(ferric ion reducing antioxidant power,FRAP)3种抗氧化试验对比了山竹壳与果肉中花色苷、黄酮和多酚的抗氧化能力,结果发现,山竹壳中的化学成分 α-倒捻子素、γ-倒捻子素、1,3,5,8-四羟基-2,4-双(3-甲基-2-丁烯基)-9H-氧杂蒽-9-酮、1,3,6-三羟基-8-(3-羟基-3-甲基丁基)-7-甲氧基-2-(3-甲基-2-丁烯-1-基)-9H-占吨-9-酮和 6-甲氧基-二吡喃山酮均具有较强的DPPH自由基清除能力,其 IC50值分别为 35.03、21.52、25.61、73.79、48.67 μg/mL。Tran等[32]通过柱层析获得8种氧杂蒽酮类化合物,与维生素 C(IC50=48.03 μmol/L)相比,加西诺酮 U(IC50=68.55 μmol/L)、伽升沃 E(IC50=63.05 μmol/L)和降阿赛里奥(IC50=28.45 μmol/L)3种氧杂蒽酮类化合物均具有明显的DPPH自由基清除能力。El-Agamy等[33]研究发现,山竹壳中生育酚A能够使急性肺损伤小鼠的丙二醛和4-羟基壬烯醛水平降低,谷胱甘肽和超氧化物歧化酶水平增加,抑制核转录因子活化,降低肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1和白细胞介素-6的表达,即通过抑制氧化应激和炎症反应改善脂多糖诱导的急性肺损伤。
细菌生物被膜使细菌抵抗抗生素和机体免疫,而酚类化合物能够作为表面活性剂破坏脂质-蛋白质界面,抑制生物膜的形成,进而抑制或杀灭细菌。化合物在体外抑制或杀灭病原菌的能力通常用最低抑菌浓度(minimum inhibitory moncentration,MIC)和最低杀菌浓度(minimum bactericidal concentration,MBC)表示。山竹壳中多酚类物质对许多病原菌,如金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、结合分枝杆菌和痤疮丙酸杆菌等均表现出抑菌性。Phuong等[34]研究了山竹壳中分离出的α-倒捻子素对3种不同金黄色葡萄球菌菌株(NCTC 6571、MRSA 252和 MSSA 15981)的抗菌活性,其 MIC 分别为 4.58、4.58、9.15 μmol/L,其抑菌机制是α-倒捻子素抑制早期生物膜的形成。Tatiya-Aphiradee等[35]研究发现山竹壳乙醇提取物对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant staphylococcus aureus,MRSA)具有良好的体内抗菌活性,其MIC和MBC分别为17、30 μg/mL,浅表皮肤感染MRSA的小鼠在施用10%山竹壳乙醇提取物治疗后,第4天损伤皮肤恢复正常,第9天完全愈合,其效果优于红霉素。Tatiya-Aphiradee等[36]进一步研究了山竹壳乙醇提取物和α-倒捻子素对MRSA诱导的小鼠浅表皮肤感染的作用机制,结果表明,山竹壳乙醇提取物能够通过Toll样受体-2(Toll-like receptor-2,TLR-2)途径明显下调促炎因子肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1和白细胞介素-6的表达,促进皮肤愈合,其效果强于α-倒捻子素。
据世界卫生组织(World Health Organization,WHO)报告,直至2018年全球有1 810万人患癌、960万人死于癌症,预计至2040年人数将增加一倍,而在30岁~69岁成年人的非传染性疾病死亡中癌症约占30%。近年来研究表明,山竹壳提取物——氧杂蒽酮类化合物对多种癌细胞具有细胞毒性,如肺癌细胞、乳腺癌细胞、结肠癌细胞、鼻咽癌细胞等。Ibrahim等[37]从山竹壳中提取出2种新氧杂蒽酮类化合物——藤黄酮B和藤黄酮C,体外实验评估发现,其对MCF7人乳腺腺癌细胞的 IC50分别为 4.27、2.65 μmol/L,对 A549 肺癌细胞的 IC50分别为 3.08、3.91 μmol/L。Mohamed 等[21]评估了2种新苯甲酮类化合物和二氢黄烷醇衍生物对A549肺癌细胞、MCF7人乳腺腺癌细胞和HCT-116结直肠癌细胞的细胞毒性,苯甲酮类 2,4,6,3′,4′,6′-六羟基二苯甲酮(2,4,6,3′,4′,6′-hexahydroxybenzophenone)对A549细胞和HCT-116细胞的IC50分别为1.4、1.8 μmol/L。赖燕燕等[38]发现,山竹壳总氧杂蒽酮能够促进半胱氨酸蛋白酶3活化,提高其活性,进而加速CNE2鼻咽癌细胞凋亡,其24、48、72 h的半数抑制浓度分别为 427.672 6、371.536 7、287.597 5 μmol/L。陈素华等[39]研究发现,山竹壳中总氧杂蒽酮能够通过抑制B细胞淋巴瘤因子2、肝癌扩增因子1(amplified in liver cancer 1,ALC1)的表达,上调促凋亡基因BAX表达来调控SW480人结肠癌细胞的增殖和凋亡。
糖尿病是由于胰岛β细胞分泌胰岛素不足或外周组织细胞对胰岛素敏感性降低而诱发的一类代谢性疾病,其临床特征主要表现为糖代谢紊乱引起的持续高血糖症状,并伴有蛋白质、脂质、电解质等代谢紊乱以及体内酸碱比例失衡。而2型糖尿病的发病与持续性的餐后高血糖症密切相关,有效延缓餐后血糖浓度的上升已成为治疗糖尿病的重要举措。研究发现,山竹壳中氧杂蒽酮类、黄酮类和皂素等通过抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的活性进而降血糖[40]。Manaharan等[41]研究了山竹壳乙醇粗提物对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制作用并确定其作用物质为非单宁类物质,其 EC50分别为 41.7、200.0 mg/mL。Adnyana 等[42]比较了阿卡波糖、α-倒捻子素、总氧杂蒽酮和山竹壳乙醇粗提物对α-淀粉酶的抑制作用,其IC50分别为14.33、29.67、517.85、105.36 μg/mL,山竹壳乙醇粗提物对 α-淀粉酶的抑制活性明显低于阿卡波糖、α-倒捻子素,而高于总氧杂蒽酮。Ibrahim等[43]从山竹壳丙酮提取物中发现氧杂蒽酮类的C-2、C-4、C-8结构上有3条脂肪链,C-4、C-8结构上的侧链长度较长,C-5结构上的羟基取代与His-299形成氢键,这些均能够增强其对α-淀粉酶的抑制作用。Chen等[44]通过酶解法验证γ-倒捻子素对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制能力高于阿卡波糖。研究发现,连续40周给高脂饮食和链脲佐菌素(streptozocin,STZ)诱导的2型糖尿病小鼠喂食α-倒捻子素后,能够改善其空腹血糖水平以及提高糖基化终产物和糖化血红蛋白A1c的含量,提高血清胰岛素水平和糖耐量,其降血糖机制是抑制与肥胖诱导的巨噬细胞募集有关的C-C趋化因子受体2的信号,降低酮己糖激酶水平,抑制在肝脏磷酸腺苷活化蛋白激酶和苏氨酸蛋白激酶活性中起调节作用的分泌性酸性鞘磷脂酶,增强脂肪细胞中瘦素和葡萄糖转运蛋白4的表达[45-52]。而γ-倒捻子素能够在短时(2 h)和长期(28 d)均对糖尿病小鼠有降血糖[53]作用,且长期摄入4、8 mg/kg γ-倒捻子素均可以降低糖尿病小鼠的空腹血糖且无肝、肾毒性,其作用机制可能是磷酸腺苷活化蛋白激酶和过氧化物酶体增殖物激活受体γ介导的不同于胰岛素信号转导的易位。
植物多酚能够通过调节脂肪代谢、刺激机体产热以加速能量消耗、调节肠道微生物菌群等多个生理层面发挥降血脂作用[54]。Lin等[55]对比了18种天然产物对脂肪酶的抑制活性,发现山竹壳丙酮粗提物对脂肪酶的抑制效果较好,其IC50为0.75 mg/mL,其中起抑制作用的物质主要为正丁醇相组分,正丁醇相组分对脂肪酶抑制的IC50为0.918 mg/mL。Adnyana等[42]比较了奥利司他、α-倒捻子素、总氧杂蒽酮和山竹壳乙醇粗提物对胰脂肪酶的抑制作用,其IC50分别为9.32、47.32、36.67、26.50 μg/mL,山竹壳乙醇粗提物对胰脂肪酶的抑制活性低于奥利司他,高于α-倒捻子素和总氧杂蒽酮。Tsai等[56]发现从山竹壳提取的α-倒捻子素可通过提高抗氧化酶能力、改善线粒体功能和抑制线粒体依赖性凋亡等机制抑制高脂饮食喂养的大鼠肝脏脂肪变性。
神经元细胞死亡是神经退行性疾病的致病因素。神经退行性疾病通常包括阿尔茨海默病、帕金森病、痴呆和额叶退化等。天然产物具有抗氧化、抗炎和抗凋亡等活性,可以防止神经元细胞死亡、恢复认知能力。Wang 等[57]发现山竹壳中 α-倒捻子素、1,3,5,8-四羟基-2,4-双(3-甲基-2-丁烯基)-9H-氧杂蒽-9-酮(gartanin)、伽升沃 C(garcinone C)和 γ-倒捻子素能够上调HO-1蛋白水平、清除活性氧,对谷氨酸诱导的HT22细胞死亡具有神经保护作用,且gartanin、garcinone C和γ-倒捻子素在体外实验中能够穿透血脑屏障。Jaisin等[58]发现,γ-倒捻子素能够通过调节p38丝裂原活化蛋白激酶、凋亡基因Bax/Bcl-2比率和半胱氨酸蛋白酶-3活性来调控由6-羟多巴胺引起的SHSY5Y细胞损伤,从而防止氧化应激诱导的神经退行性疾病。Lee等[59]比较α-倒捻子素和γ-倒捻子素在大脑皮层细胞中的作用发现,γ-倒捻子素可以明显抑制活性氧(reactive oxygen species,ROS)的生成和半胱氨酸蛋白酶3、9的激活,且其抗凋亡活性强于α-倒捻子素。Baek等[60]进一步研究发现,γ-倒捻子素能够抑制过量谷氨酸诱导的ROS的产生、Ca2+内流、细胞凋亡以及氨基端激酶和p38信号通路的表达,增加HO-1蛋白表达,从而保护HT22细胞免受谷氨酸诱导的细胞毒性。
多酚类物质是山竹壳中重要的功能活性成分,尤其是氧杂蒽酮类,如α-倒捻子素和γ-倒捻子素等具有抗癌、抑菌和降血糖等功效。山竹壳多酚类物质的提取方法较为单一,如采用超声波辅助提取、微波辅助提取等,近年来开始采用多种辅助技术联用来提高提取率。提取、纯化方法的研究可以在传统技术上创新,如利用植物油等作为萃取剂提取,使山竹壳更具开发前景和应用价值。目前,研究集中于氧杂蒽酮类多酚,但山竹壳富含的多种非氧杂蒽酮类多酚类组分,如B型原矢车菊素二聚体、表儿茶素等也参与多种生理活性的发挥,对于山竹壳中酚类化合物的全面综合性研究依旧欠缺。山竹壳多酚类化合物具有多种生物活性,现有研究大部分集中在体外研究,如对癌细胞的细胞毒性、病菌的抑菌性、消化酶的活性抑制,较少采用体内实验。因此,需要继续探究山竹壳多酚类物质与已知生物活性之间的关系以及不同多酚类物质单体对于同一活性的作用机制,从分子水平进行深入研究。此外,山竹壳多酚类物质还具有治疗关节炎[61]、炎症性肠病[62]、预防高血压[63]等功效。因此,进一步探究山竹壳新的作用功效,将有助于山竹壳多酚在药品、保健产品和功能食品的开发利用。
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