拐棗活性成分及其提取技術(shù)研究進(jìn)展

楊子悅，林 潔，霍 蕾，劉丹陽(yáng)，朱新鵬

（安康學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生物科技學(xué)院，陜西 安康 725000）

拐棗（Hovenia acerba），又名枳椇、雞腳爪、萬(wàn)字果、萬(wàn)壽果、金鉤子、雞爪梨等，其可食部分是肉質(zhì)肥大的果柄（果梗）［1］。拐棗在中國(guó)分布廣泛，主要分布在陜西、四川、重慶、湖北、湖南、江西、江蘇、浙江、福建、廣東、安徽、河北、河南等地，以陜、川、渝量多質(zhì)佳［2］，生長(zhǎng)于海拔2 100 m 以下地區(qū)，喜溫暖濕潤(rùn)氣候，對(duì)土壤質(zhì)地要求不高，適應(yīng)性較強(qiáng)，產(chǎn)量高。拐棗雖然味甜，但因其形狀多分支且扭曲不規(guī)則、比表面積大、果皮多，不便鮮食，民間多用于釀酒、制醋，鮮食量很少。拐棗含有酚類、多糖、皂苷、生物堿等生物活性成分，具有抗氧化、解酒、保護(hù)肝臟、抗糖尿病、保護(hù)神經(jīng)、減肥降脂、抗衰老、抗疲勞、免疫調(diào)節(jié)和抗腫瘤等作用，是制備具有保健功效食品的良好原料［3，4］，因而具有很高的研究?jī)r(jià)值。

1 拐棗的主要活性成分

1.1 多酚類物質(zhì)

多酚類物質(zhì)是一類含有一種或多種羥基酚的酚類衍生物總稱，廣泛分布于植物界，具有抗氧化、抑制腫瘤、調(diào)節(jié)毛細(xì)血管、抗炎、增強(qiáng)免疫力、抗衰老等多樣生物活性作用，因而廣受關(guān)注。人體不能合成多酚類物質(zhì)，需要從食物中攝取。拐棗中多酚類物質(zhì)是其具有多種生物活性的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。倪星等［5，6］比較了不同樹齡拐棗果梗的多酚含量，以樹齡26～50年的拐棗多酚含量最高，達(dá)到15.88 mg/g；在比較不同采摘時(shí)間的研究中，以10 月下旬采收拐棗多酚含量最高，達(dá)到17.59 mg/g。向進(jìn)樂(lè)等［7］采用Folin-Ciocalteu 比色法測(cè)定枳椇果?？偡雍繛?.38%。Han 等［8］初步鑒定了拐棗中有41 種多酚類物質(zhì)，其中被定量的有5種酚酸和14種黃酮類物質(zhì)。

黃酮類物質(zhì)是拐棗多酚類物質(zhì)的重要組成成分。倪星等［5］采用分光光度法測(cè)定樹齡21～25 年的拐棗總黃酮含量最高，達(dá)到12.53 mg/g。楊航等［9］測(cè)定枳椇果梗（拐棗）總黃酮含量為0.871 mg/g。Ma等［10］在拐棗中分離出一種新的黃酮（1，3-二羥基-2-庚烯-4-異戊烯基-5-苯基-11，12-二甲基吡喃黃原酮-10-酮）及6 種已知的黃酮類物質(zhì)，并證實(shí)了其對(duì)HepG2 細(xì)胞的保肝活性。陳成龍等［11］報(bào)道了拐棗中含有柚皮素、芹菜素、槲皮素、山柰酚、楊梅素、沒(méi)食子兒茶素等黃酮類物質(zhì)，并闡述了其對(duì)糖尿病的核心靶點(diǎn)。杜瑞雪等［12］采用乙酸乙酯從拐棗中萃取4 種多酚物質(zhì)（柚皮素、楊梅素、二氫楊梅素和槲皮素），初步確證其具有解酒保肝作用的有效成分主要為二氫楊梅素和槲皮素。Yoshikawa 等［13］研究報(bào)道拐棗中分離出3 種新的黃酮類物質(zhì)，分別命名為HovenitinⅠ、HovenitinⅡ和HovenitinⅢ，以及4種已知的黃酮類化合物Ampelopsin、Laricetrin、楊梅素和沒(méi)食子兒茶素。

酚酸是多酚類物質(zhì)的另一重要類別，具有抗氧化、抗炎、清除自由基、抗紫外線輻射、抑菌及增強(qiáng)免疫力等生理活性。向進(jìn)樂(lè)等［14］采用酸堿水解、有機(jī)溶劑萃取的方法從拐棗中分離制備游離酚酸（SFPA）、酯型酚酸（SEPA）、糖苷型酚酸（SGPA）、不溶性結(jié)合型酚酸（ISPA）4 種不同類型酚酸，其中ISPA 含量顯著高于其他3 種酚酸，ISPA 也表現(xiàn)出最強(qiáng)的抗氧化活性。

1.2 多糖

多糖是植物中廣泛存在的重要活性物質(zhì)，具有抗氧化、抗菌抗病毒、降血脂、降血糖、增強(qiáng)機(jī)體免疫功能等作用。朱炯波等［15］采用蒽酮—硫酸比色法測(cè)定拐棗多糖含量為13.83%。倪星等［5，6］研究表明，隨著樹齡增加，拐棗多糖含量逐漸增多，樹齡達(dá)200～300 年多糖含量可達(dá)9.52%，而樹齡5～10 年則僅為3.4%，且在11 月初采收含量最高。Liu 等［16］用DETE-纖維素陰離子交換色譜和葡聚糖凝膠過(guò)濾色譜分離純化拐棗粗多糖，用高效凝膠色譜法鑒定分離出3 個(gè)多糖組分分子量，分別為234.75、69.72、52.50 kDa，均為酸性多糖，由阿拉伯糖、鼠李糖、葡萄糖和半乳糖組成。Wang 等［17］通過(guò)離子交換層析和凝膠過(guò)濾層析對(duì)提取的拐棗粗多糖進(jìn)行逐級(jí)純化，制備了3 個(gè)純化組分，均為雜多糖，主要由鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖和半乳糖醛酸組成，平均分子量分別為235、70、53 kDa；進(jìn)行體外免疫刺激活性評(píng)價(jià)表明，拐棗多糖具有較強(qiáng)的免疫刺激活性，可作為潛在的天然免疫調(diào)節(jié)劑。Liu 等［18］分離出的拐棗雜多糖平均分子量約為4 570 kDa，主要由鼠李糖、巖藻糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖組成，具有良好的抗氧化能力和增強(qiáng)乙醇脫氫酶活性的能力。Yang 等［19］對(duì)拐棗多糖進(jìn)行分離純化，采用DEAE-52 陰離子交換柱層析得到HDPs-1、HDPs-2、HDPs-3 3 個(gè)組分；HDPs-2 再用Sephadex G-100 柱層析，得到單一組分HDPs-2A，其平均分子量為372.91 kDa，單糖組成主要包括甘露糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖等，并證明了HDPs-2A 對(duì)2 型糖尿病有良好的治療作用。

1.3 皂苷類物質(zhì)

皂苷具有調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、降低膽固醇、抗菌、抗血栓、抗氧化、鎮(zhèn)痛、抑制腫瘤和免疫調(diào)節(jié)等作用，可分為甾體皂苷和三萜皂苷兩大類。已報(bào)道的拐棗皂苷主要是三萜皂苷，以拐棗的葉、根皮和種子報(bào)道較多。拐棗果梗中分離的有Hovenic acid、Hovetrichoside H、Hceanothetric acid 和Hovenidulciosides A1、A2、B1、B2，這些三萜皂苷類物質(zhì)具有抑制組胺釋放的作用［20-22］。蘭光等［23］報(bào)道枳椇果?？傇碥蘸繛?.975%，為拐棗葉子、枝干、果梗、果渣、種子、種殼中最高的部位。

1.4 生物堿

生物堿是一類含氮堿性有機(jī)化合物，在植物中分布廣泛。有的生物堿具有抗菌消炎、降血壓、解熱、鎮(zhèn)痛等作用。Makoto 等［24］從枳椇的根皮中，用制備薄層色譜法分離鑒定了異歐鼠李堿（Fangulonine）、枳椇堿A（Hovenine A）和枳椇堿B（Hovenine B）3 種肽類生物堿。倪星等［6］測(cè)定拐棗生物堿含量在第4 次（11 月上旬）采摘時(shí)最高，為0.22%，在第2次（10 月下旬）和第7 次（11 月下旬）采摘時(shí)最低，為0.17%，基本保持穩(wěn)定。蘭光等［23］報(bào)道枳椇果?？偵飰A含量為1.020%，是拐棗葉子、枝干、果梗、果渣、種子、種殼中最高的部位。

1.5 膳食纖維

膳食纖維是植物中不被人體消化的一大類碳水化合物，主要包括纖維素、木質(zhì)素、抗性低聚糖、抗性淀粉、果膠等。膳食纖維具有維護(hù)腸道健康、調(diào)節(jié)血糖、預(yù)防2 型糖尿病、增加飽腹感、調(diào)節(jié)體重、預(yù)防脂質(zhì)代謝紊亂、預(yù)防便秘、預(yù)防某些癌癥等作用，越來(lái)越受到關(guān)注。江慶中等［25］報(bào)道拐棗中粗纖維含量為4.88%，果膠含量為2.28%。Bampi 等［26］測(cè)定巴西拐棗的膳食纖維含量為12.56%。

2 拐棗活性成分提取技術(shù)

2.1 拐棗多酚類物質(zhì)的提取技術(shù)

2.1.1 拐棗黃酮類物質(zhì)的提取 黃酮類物質(zhì)因具有多種生物活性作用而被高度關(guān)注，黃酮類物質(zhì)分離提取是拐棗研究熱點(diǎn)之一。張存莉等［27］2008 年申請(qǐng)的專利，公開了采用溶劑提取法與溶劑萃取法、大孔吸附樹脂法、超臨界流體萃取法、柱色譜法和液-液逆流分配色譜法中任意一種方法或這些方法的任意組合，對(duì)北枳椇果柄、果實(shí)、種子、種殼、葉、花、根、莖、枝、皮和果渣等任一部位或其組合進(jìn)行提取、分離和純化的方法；制備的總黃酮為含兩種或兩種以上黃酮類活性成分的組合，其中最主要的活性成分是槲皮素、山萘酚、楊梅素、（+）-二氫楊梅衍生物等。其后，拐棗黃酮類物質(zhì)分離提取研究報(bào)道逐漸增多，從分離方法來(lái)看，主要以乙醇溶液為溶劑，再以微波或超聲波輔助提取分離。

采用乙醇溶液為溶劑提取拐棗總黃酮，乙醇濃度在50%～75%。許洪波等［28］優(yōu)化的拐棗總黃酮最佳提取條件為料液比1∶50（g/mL）、提取時(shí)間1.85 h、乙醇濃度53.0%，平均提取率可達(dá)2.56%。趙婷等［29］研究的提取工藝為拐棗12 倍量、60%乙醇回流提取2 h。楊航等［9］研究提出的總黃酮提取條件為乙醇濃度75%，料液比1∶50（g/mL），提取時(shí)間9 h。馬麗等［30］研究表明乙醇熱回流提取拐棗總黃酮后，中極和極性的大孔樹脂對(duì)拐棗總黃酮的富集優(yōu)于非極性及氫鍵吸附型的樹脂，其中HPD400 大孔樹脂對(duì)拐棗總黃酮的富集效果最好。

微波常被用于植物有效成分的輔助提取，具有選擇性高、溶劑用量少、提取時(shí)間短、得率高等優(yōu)點(diǎn)。梅鑫東等［31］的研究提出拐棗在微波功率840 W、乙醇水溶液濃度52%、萃取時(shí)間54 s、料液比1∶9.4（g/mL）、浸泡時(shí)間1 h 和顆粒粒徑2.5×10-4m時(shí)，總黃酮萃取率為98.05%。

超聲波具有機(jī)械效應(yīng)、空化效應(yīng)和熱效應(yīng)等作用，能促進(jìn)有效成分的溶解，是一種常用于有效成分提取的輔助方法。朱新鵬等［32］采用超聲波輔助提取拐棗總黃酮，提取的工藝條件是乙醇體積分?jǐn)?shù)50%、料液比1∶50（g/mL）、提取溫度55 ℃、超聲波功率300 W、提取時(shí)間60 min，總黃酮提取率為3.60%±0.03%。

2.1.2 拐棗其他多酚類物質(zhì)的提取 有關(guān)拐棗中其他多酚類物質(zhì)分離提取的報(bào)道較少，主要在進(jìn)行其他多酚研究目的中用到多酚的提取方法。李偉青等［33］在研究拐棗抗氧化活性時(shí)，采用85%的乙醇提取3 次，然后在減壓條件下回收至無(wú)乙醇味，所得乙醇提取物用水混懸后依次用石油醚、乙酸乙酯和正丁醇等體積萃取4 次，再測(cè)定其中的多酚含量。其中乙酸乙酯提取物中酚類物質(zhì)含量最高，相當(dāng)于45 μg/mL 一水合沒(méi)食子酸，正丁醇提取物次之，為29 μg/mL，石油醚提取物為21 μg/mL，而乙醇提取物僅為16 μg/mL，水層提取物最少，為13 μg/mL。鄭朋朋等［34］用體積分?jǐn)?shù)為80%的乙醇溶液浸提物對(duì)拐棗子、拐棗和拐棗枝進(jìn)行抗氧化性比較，并用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇、甲醇進(jìn)一步萃取拐棗的乙醇提取物，結(jié)果乙酸乙酯萃取物的抗氧化能力最強(qiáng)，其多酚含量達(dá)到202.8 mg/g。向進(jìn)樂(lè)等［7］在研究枳椇果梗多酚含量時(shí)，采用70%甲醇溶液，40 ℃超聲提取30 min，然后測(cè)定多酚含量。向進(jìn)樂(lè)等［35］在另一枳椇果梗不同極性多酚研究中，不同溶劑萃取枳椇果梗多酚含量和抗氧化活性強(qiáng)弱次序?yàn)樗?、正丁醇相、乙酸乙酯相、氯仿相，且多酚以極性酚為主。上述結(jié)果說(shuō)明，乙酸乙酯、正丁醇、石油醚、甲醇等均能用于拐棗多酚的提取。

向進(jìn)樂(lè)等［14］在拐棗中不同類型酚酸含量的測(cè)定研究中，采用80%甲醇在30 ℃下超聲提取30 min。提取液經(jīng)過(guò)不同處理，分別得到拐棗果梗游離酚酸、可溶性酯型酚酸、可溶性糖苷型酚酸和不溶性結(jié)合型酚酸。

2.2 拐棗多糖的提取技術(shù)

多糖是拐棗含量較高的一類活性物質(zhì)，提取分離的研究相對(duì)較多。報(bào)道的提取方法有水提取法、超聲波輔助提取法、酶提取法、反復(fù)凍融-回流提取法等。

水提取法需在提取前進(jìn)行脫脂、脫單糖處理，得到的水提取多糖，再用有機(jī)溶劑除去蛋白質(zhì)等雜質(zhì)。朱炯波等［15］較早采用脫脂和脫單糖后的拐棗粉，用沸水回流提取拐棗多糖，再用有機(jī)溶劑除去蛋白質(zhì)等雜質(zhì)，得率為13.08%。魏丕偉等［36］采用石油醚脫脂、80%乙醇除單糖后，優(yōu)化的提取條件為溫度80 ℃，料液比1∶15（g/mL），回流提取2 次，每次2 h，得到的拐棗多糖含量為10.288 mg/g。再經(jīng)除雜，冷凍干燥后得到精制多糖，得率為62.818%。劉旭東等［37］采用石油醚回流脫脂后，優(yōu)化得到的水提取條件為料液比1∶25（g/mL），提取溫度85 ℃，提取時(shí)間1 h，醇沉體積分?jǐn)?shù)80%，多糖得率為3.06%±0.181%。蔡冰潔等［38］用料液比1∶30 的沸水浸提2 h，紗布過(guò)濾收集上清液，連續(xù)提取2 次。上清液用8 000 r/min 離心除去不溶物，再減壓濃縮，用95%乙醇處理，再用Sevage 試劑除去蛋白質(zhì)得到拐棗多糖。汪名春［39］采用75%乙醇，在70 ℃條件下反復(fù)3次脫去單糖、色素等小分子物質(zhì)，優(yōu)化的水提取條件為料液比1∶21（g/mL），溫度96 ℃，時(shí)間200 min，提取3 次，拐棗多糖得率為10.47%。

超聲波也被用于拐棗多糖的輔助提取。Liu等［16］優(yōu)化的提取條件為提取溫度60 ℃，超聲波功率362 W，提取時(shí)間65 min，粗多糖的得率為（25.12±0.145）mg/g。楊海濤等［40］用優(yōu)化的超聲波輔助提取條件為提取溫度60 ℃，料液比1∶30（g/mL），提取時(shí)間20 min，超聲波功率320 W，pH 6 緩沖溶液，拐棗多糖的提取率為36.85%。魏丕偉等［41］以蒸餾水為提取溶劑，優(yōu)化的提取工藝為超聲波功率500 W，溫度70 ℃，料液比1∶35，提取時(shí)間0.5 h，提取2 次，得到的多糖含量為27. 949 mg/g，得率為30. 83%。魏丕偉等［42］還研究了超聲-微波聯(lián)合輔助提取拐棗多糖，優(yōu)化的工藝條件為超聲波功率500 W、微波功率300 W、提取時(shí)間15 min、料液比1∶15（g/mL），拐棗多糖得率為67%。Yang 等［43］比較了單頻（SF）、雙頻（DF）和三頻（TF）超聲波提取拐棗多糖的效果，SF超聲波具有更優(yōu)異的抗氧化活性，優(yōu)化的DF 超聲提取條件為溫度58 ℃，時(shí)間33 min，超聲頻率28 kHz和40 kHz，提取率為9.02%±0.29%。

楊兵［44］將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的拐棗分別采用水提取法（料液比1∶25 g/mL，溫度95 ℃，時(shí)間2 h）、超聲波輔助提取法（料液比1∶20 g/mL，溫度50 ℃，超聲波功率300 W，時(shí)間35 min）、快速溶劑萃取法（樣品與硅藻土以1∶5 質(zhì)量比混合，置于快速溶劑萃取儀的萃取池，以蒸餾水為溶劑，氮?dú)鉃榧訅汉臀泊禋猓崛r(shí)間23 min，溫度130 ℃，提取2 次）進(jìn)行對(duì)比。試驗(yàn)結(jié)果表明，熱水提取拐棗多糖得率為6.89%±0.21%，快速溶劑萃取拐棗多糖得率為8.62%±0.29%，超聲波輔助提取拐棗多糖得率為7.94%±0.13%，快速溶劑萃取拐棗多糖得率顯著高于熱水提取和超聲波輔助提取多糖得率（P＜0.05）。

葉文斌等［45］采用復(fù)合酶（β-葡聚糖酶、纖維素酶、木聚糖酶和果膠酶）法提取拐棗多糖，提出的提取工藝條件為酶解溫度50 ℃，酶解濃度0.06 g 和pH 5.0，拐棗多糖的最高含量為19.79%。

楊靜等［46］將反復(fù)凍融技術(shù)整合到回流提取方法中，提出的拐棗多糖提取工藝條件為溶脹加水量40 mL/100 g，凍結(jié)時(shí)間4 h，凍融2 次，解凍溫度60 ℃，此時(shí)拐棗中的多糖含量為1.68%±0.03%。

2.3 拐棗皂苷的提取技術(shù)

蘭光等［47］以純水為溶劑，采用熱回流提取法優(yōu)化拐棗總皂苷的提取工藝為提取溫度60 ℃、料液比1∶15（mg/L），提取時(shí)間4 h（回流1 次，每次2 h），總皂苷的提取量為16.5 mg/g。其后，又進(jìn)一步研究拐棗總皂苷的純化方法，優(yōu)選LSA-21 大孔樹脂，總皂苷的純度可由原樣的6%提升到45%，總皂苷的純度大幅提升，效果很好［48］。

2.4 拐棗生物堿的提取技術(shù)

蘭光等［49］用鹽酸提取拐棗總生物堿的方法，優(yōu)化的提取工藝條件為浸漬溫度75 ℃，鹽酸體積分?jǐn)?shù)6%，時(shí)間10 h，固液比1∶15，總生物堿得率為13.8 mg/g。

2.5 拐棗膳食纖維的提取

趙蓓等［50］以磷酸作萃取劑，優(yōu)化的提取工藝條件為pH 1.0，溫度95 ℃，時(shí)間3 h，料液比1∶15，果膠得率為2.48%，所得果膠純度達(dá)85.67%。盧忠英等［51］采用纖維素酶法對(duì)可溶性膳食纖維進(jìn)行提取，提取工藝條件為酶解溫度60 ℃，酶解時(shí)間70 min，pH 5.0，酶用量0.6%，可溶性膳食纖維得率可達(dá)14.22%。

3 結(jié)語(yǔ)

拐棗在中國(guó)有2 000 余年的利用歷史，《唐本草》始載拐棗的藥用，《本草綱目》《本草衍義補(bǔ)遺》《救荒本草》等均有拐棗的記載。拐棗果梗含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和活性物質(zhì)，兼有食藥價(jià)值，加之拐棗呈野生狀態(tài)生長(zhǎng)，契合人們對(duì)食物天然無(wú)污染的要求，具有非常好的開發(fā)利用潛力。開展拐棗活性成分提取及利用研究，是高值化開發(fā)利用拐棗的前提。因此，進(jìn)一步研究拐棗活性成分的組成、結(jié)構(gòu)和生物活性作用；開發(fā)新型提取與分離純化技術(shù)，選擇更為綠色友好、無(wú)毒高效的提取分離方法［52］，以及多種活性成分的聯(lián)合提取是未來(lái)拐棗活性成分研究與利用的重點(diǎn)。