免费文献传递   相关文献

金柑果实功能成分研究进展



全 文 :中 国 南 方 果 树 2014年 第43卷 第1期
櫨櫨櫨櫨櫨櫨
櫨櫨櫨櫨櫨櫨

毦毦

文献综述 ·柑桔类果树·
金 柑 果 实 功 能 成 分 研 究 进 展
陈 源,黄贤贵,余亚白,高慧颖,谢鸿根
(福建省农业科学院农业工程技术研究所,福州,350003)
 收稿日期:2013-08-19;修回日期:2013-11-11
基金项目:福建省公益类项目(2010R1017-5);福建省自然科学基金项目(2012J05048);福建省农业科学院双百项目
(2013sbmx1301-3);福建省农业科学院青年科技创新基金项目资助。
作者简介:陈源(1981-),女,助理研究员,从事果树生理生化研究。E-mail:katecy@163.com
摘 要:金柑果实不但有丰富的营养价值,而且具有重要的药用和保健功能,值得深入开发利用。
综述了有关金柑果实芳香化合物、黄酮类、柠檬苦素类、香豆素、类胡萝卜素、多糖等功能性成分及
其生理活性的研究进展。
关键词:金柑果实;功能成分;研究进展
中图分类号:S 666.1  文献标识码:A  文章编号:1007-1431(2014)01-0028-04
  金柑为芸香科(Rutaceae)金柑属(Fortunella)
常绿植物,在广西、福建、江西、湖南、浙江、广东、四
川等我国南方多个省份有商品化栽培。金柑果实含
有丰富的功能性成分,具有较高的药用和保健价
值[1-2]。笔者就有关金柑功能性成分的研究做一综
述,以期为金柑的进一步开发利用提供参考。
1 功能成分
1.1 芳香化合物
  芳香化合物属于果实的次生代谢产物,由氨基
酸、碳水化合物、脂肪酸等物质经过一系列酶促反应
形成。在果实成熟后期,芳香油富集于外果皮油胞
中。金柑果皮和种子中均含有油,其中种子含油
量高。
  近年来的研究,多利用传统溶剂提取、水蒸气蒸
馏法、薄层色谱、超临界CO2萃取和顶空-固相微萃
取技术来提取芳香油,同时结合气相色谱-质谱联用
(GC-MS)技术,从不同金柑品种果皮挥发性物质中
分离鉴定出40多个组分。大多数品种果皮均含有
δ-杜松烯、异石竹烯、顺-α-杜松烯、α-蒎烯、乙酸橙花
酯、β-榄香烯等组分。其中,阳朔圆金柑另含有2,6-
二叔丁基 -4-仲丁基苯酚、罗勒烯、2,6,10,14-四甲
基十七烷、柠檬烯、古巴烯、棕榈酸异丙酯等物质;罗
浮金柑另含有右旋大根香叶烯、芳樟醇、柏木烯;浏
阳金弹另含有4-蒈烯[3-7]。
  金柑果实含油率约为1%~2%,枝叶组织也含
有精油[8]。不同柑桔品种精油对自由基的清除能力
差异较大。Chio等人的研究表明,34种柑桔精油对
自由基的清除率范围为17.17%~64.10%[9]。金
柑籽油对·OH自由基的清除能力比维生素C强,
对·O2-的清除能力以及总抗氧化能力与维生素C
相当[10]。另一方面金柑精油油质温和,是食用精油
和化工重要原料,多用于调配高级香精。
1.2 黄酮类化合物
  柑桔果实中黄酮类化合物可以分为黄酮、黄烷
酮、黄酮醇等3类,现已从不同品种柑桔果实中分离
到60多种黄酮类化合物[11]。金柑中的黄酮类化合
物组成与含量随着果实的生长发育而变化[12]。Ku-
mamoto等从圆金柑中分离得到2-O-α-L-rhamno-
syl-4-O-methylvitexin、6,8-di-C-glucosylapigenin、2-
O-α-L-rhamnosyl-4-O-methylisovitexin、3,6-di-C-
glucosylacacetin、2-O-α-L-rhamnosylorientin、2-O-α-
L-rhamnosylvitexin、2-O-α-L-rhamnosyl-4-O-methy-
lorientmand ponicilin[13]。Barreca等应用液-质联用
技术从未成熟和成熟罗纹金柑Fortunella japonica
果汁中均检测到13种黄酮类化合物:acacetin 3,6-
di-C-glucoside、vicenin-2、lucenin-2 4′-methyl ether、
narirutin 4′-O-glucoside、apigenin 8-C-neohesperido-
side、phloretin 3′,5′-di-C-glucoside、hesperidin、
rhoifolin、acacetin 8-C-neohesperidoside、acacetin 8-
82
DOI:10.13938/j.issn.1007-1431.2014.01.020
 2014年 第43卷 第1期 中 国 南 方 果 树
C-neohesperidoside、didymin、acacetin 7-O-neohes-
peridoside、poncirin,且在未成熟果实果汁中含量高
于成熟果果汁;其中,phloretin 3′,5′-di-C-glucoside
含量最高,在未成熟果实果汁中达(62.49±0.50)
mg/L,在成熟果实果汁中达(19.94±0.29)mg/
L[14]。田圣梅从金柑果实乙醇提取物中共分离得到
6个化合物,利用理化性质和波谱学分析等手段确
定了它们的结构,分别为金柑苷(fortunelin)、野漆
树苷、4′-甲氧基-牡荆素-2′-O-a-L-鼠李糖苷、4′-甲氧
基-异牡荆素-2′-O-a-L-鼠李糖苷、芦丁和根皮素-3′,
5′-二-C-β-葡萄糖苷
[15]。
陈源等利用超声波和酶法辅助提取金柑皮总黄
酮,最佳工艺分别为:乙醇浓度70%,料液比1∶35,
酶用量75U/mL,温度50℃,提取时间100分钟,
总黄酮得率为1.39%(干样);超声波功率为450
W,乙醇浓度为60%,料液比为1∶50,超声波作用
时间为25分钟,温度为30℃,总黄酮得率(干样)为
1.51%[12,16-17]。唐巧玉等利用 HPD300大孔树脂纯
化金柑总黄酮,最佳工艺条件为:pH值5.5的黄酮
溶液,树脂吸附4.5小时,并用体积25倍于树脂质
量(解吸液体积/树脂质量)、浓度为80%的乙醇解
吸2.5 小时,黄酮回收率可达 75.6%,纯度为
38.2%[18-19]。
  金柑黄酮有良好的抗氧化能力、提高免疫力、抑
菌、解酒、降血脂、降血糖等作用。相对于抗氧化剂
BHT和PG,金柑皮粗黄酮的还原能力很强,对羟基
自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(·O2-)均有
良好的清除作用,尤其对超氧阴离子自由基的清除
效果更好[19-22]。另外,金柑黄酮可协同增效维生素
C及维生素E的抗氧化作用[21]。金柑黄酮类提取
物有显著的抗油脂氧化活性,随着总黄酮浓度的增
加,抗氧化能力增强[21]。黎继烈等研究表明,金柑
黄酮通过修复胰岛β细胞以及提高胰岛β细胞分泌
胰岛素的能力来提高小鼠体内胰岛素的浓度,从而
调节血糖和改善糖耐量[23]。金柑黄酮还有促进小
鼠胃 排 空 的 功 能 和 增 强 小 肠 推 进、吸 收 的 功
能[20,23-24]。金柑黄酮对于免疫低下型小鼠的免疫
功能具有一定的恢复作用[24-25]。另外,金柑粗黄酮
具有一定的抑菌能力,对不同微生物的抑菌作用强
弱表现为金黄色葡萄球菌>枯草杆菌>大肠杆菌>
毛霉,对青霉、黑曲霉没有抑菌作用[26]。陈则夷等
的研究结果表明,随金柑总黄酮含量的增加,激活乙
醇脱氢酶活性的作用增强[27]。
1.3 柠檬苦素类化合物
  柠檬苦素类化合物属三萜类植物次生代谢物,
具有良好的抗癌和保健功能,以及高效的除虫效果,
近年来得到了深入研究。多种芸香科和楝科植物中
含有丰富的柠檬苦素类化合物。在柑桔果皮、种子
中含量丰富。金柑种子中柠檬苦素含量高。超临界
CO2萃取技术有利于柠檬苦素提取的工业化推广和
应用。孟鹏等优化金柑中柠檬苦素超临界CO2提取
工艺的结果表明,在萃取压力33MPa、萃取温度50
℃、萃取时间2.2小时的条件下,柠檬苦素提取率
(干重计)可达7.02g/kg[28-29]。孟鹏等采用超高效
液相色谱法建立金柑中柠檬苦素和诺米林的快速、
同时检测技术,可在3分钟内实现同时分离和
测定[30]。
  黎继烈等研究结果表明,金柑柠檬苦素浓度为
0.08%时表现出较好的抗氧化活性,但是与维生素
C和维生素E无显著协同增效作用,且稳定性不
好[21]。柑桔柠檬苦素类化合物具抗癌活性,柠檬苦
素结构中 A环的变化会导致其抗癌活性降低[31]。
Serit等研究表明,柠檬苦素类化合物不仅可作为大
多数农作物的拒食剂、杀虫剂和植物生长调节剂等,
还与其他杀虫剂有协同作用,可提高其他杀虫剂的
效果[32]。
1.4 香豆素
  香豆素是一类具有苯并α吡喃酮母核的天然产
物的总称,具有抗肿瘤、抗艾滋病、抗凝血、抗炎、抗
微生物、抗氧化等生物活性[32-33]。香豆素广泛存在
于芸香科、豆科、伞形科、茄科、菊科植物中,普遍存
在于植物的精油和挥发物中[34-35]。CYP3A是一种
重要的CYP450酶系,与肿瘤的发生密切相关。柑
桔果汁中呋喃香豆素含量越高,对CYP3A的抑制
作用越强[36]。吴龙火等系统介绍了天然香豆素通
过影响肿瘤的细胞周期、SAPK/JNK/p38MAP等
信号的传导通路、GST/NQO 体系和脂 氧 合 酶
(LOXs)等反应来诱导肿瘤细胞凋亡的机制[37]。
1.5 类胡萝卜素
  医学研究表明,类胡萝卜素不仅是合成维生素
A的前体,而且在防癌、抗癌、预防心血管疾病、淬灭
自由基和增强人体免疫力等方面起着重要作
用[38-44]。金柑的类胡萝卜素主要成分是玉米黄质、
叶黄素和β-隐黄素。玉米黄素可有效地阻断人体内
的链式自由基反应,抑制自由基的产生,阻止脂质过
氧化,延缓衰老和预防癌症,因而被认为是预防和治
92
中 国 南 方 果 树 2014年 第43卷 第1期
疗由自由基引起的疾病的理想药物[45]。β-隐黄素
抑制癌促进阶段的活性在所有类胡萝卜素中最
强[46]。另外,隐黄素是植物类胡萝卜素代谢主链上
的成员,被证明对预防消化道癌有重要意义[47]。
Wang等测定结果表明,金柑果皮中β-隐黄素含量
为37.0μg/g,玉米黄质和叶黄素均为36.4μg/g,
β-胡萝卜素为2.79μg/g
[48-49]。陶俊等测定分析结
果表明,圆金柑的叶黄素含量为0.51μg/g,玉米黄
素为0.30μg/g,β-隐黄素为1.59μg/g;长寿金柑的
β-隐黄素含量为2.21μg/g,叶黄素为0.79μg/g,玉
米黄素为0.27μg/g,未检测到α-胡萝卜素和β-胡萝
卜素[44]。白婕等以类胡萝卜素得率为优先工艺指
标,通过单因子试验及正交试验优化了罗浮金柑中
类胡萝卜素的提取工艺:原料为冷冻干燥的金柑粉
碎至60~80目,浸提溶剂为1∶1(V/V)的石油醚-
丙酮混合溶液,料液比为1∶20,浸提液pH 值为
7.5,在40℃提取2次,每次提取时间为60分钟,类
胡萝卜素得率为46.10μg/g
[50]。
1.6 多糖
  多糖是指由10个以上单糖分子通过脱水聚合
而成的、有直链或者分支的高分子聚合物。多糖是
生物体的贮能物质和结构物质,并参与调节植物体
多种重要的生命活动[51]。柑桔皮中果胶多糖含量
可达10%~30%[52]。曾红亮等优化金柑多糖的最
佳提取工艺条件为:液料比(mL∶g)38∶1、提取温
度88℃、提取2.5小时、乙醇含量70%和提取3次,
实际测得的多糖提取率为1.81%[53-54]。张怡等对
金柑粗多糖进行脱蛋白工艺研究,最佳工艺条件为
木瓜蛋白酶添加量120U/mL、酶解时间80分钟和
酶解温度40℃,蛋白质脱除率达75.88%,多糖损
失率为5.45%;再用Sevag试剂处理3次,蛋白质脱
除率和多糖损失率分别为85.18%和14.16%[55]。
白婕等研究认为,在金柑果渣中提取水溶性膳食纤
维的最佳工艺为pH值1.0、提取温度85℃、提取时
间80分钟、加水量25mL/g,水溶性膳食纤维提取
率为20.76%,用该工艺剩余残渣提取水不溶性膳
食纤维的提取率为15.42%[56]。
2 展望
  金柑果实富含芳香化合物、黄酮类、柠檬苦素
类、香豆素、类胡萝卜素、多糖等生物活性成分,具有
抑菌、抗氧化、抗癌、调节免疫、降脂及防治心脑血管
疾病等多种功效。金柑果实从结构上可以分为果
皮、果肉、囊衣、桔络和种子等5部分,各部分所含的
功能性成分不同。金柑黄酮类、柠檬苦素类等活性
成分的提取、分离、纯化已有初步研究。然而,金柑
活性成分与活性之间的关系缺乏系统研究,相关抗
肿瘤、抗氧化的产品开发也未见报道。因此,应该结
合我国金柑资源,研究不同产地及品种金柑的差异,
筛选出金柑优良品种进行种植,建立金柑指纹图谱
和cDNA文库,研究其功能性活性的同时提取相关
功能基因,研究活性成分代谢机制,为金柑的开发利
用提供借鉴和参考[57]。在对金柑进行活性研究和
化学成分分析的基础上,应针对金柑特有功能性成
分进行科学研制,开发出系列保健食品和功能性食
品添加剂,为金柑资源的深加工提供帮助。
参 考 文 献
[1] Barreca D,Belocco E,Caristi C,et al.Kumquat
(Fortunella japonica Swingle)juice:Flavonoid dis-
tribution and antioxidant properties[J].Food Re-
search International,2011,44(7):2190-2197
[2] 张连峰.金柑属(FortunellaSwingle)及其近缘属植
物的ISSR及SSR分析[D].重庆:西南大学,2006
[3] 白 婕,李忠海,庞国歌,等.湖南金弹挥发性化学成分
的气相色谱-质谱分析[J].饮料工业,2006,11(9):31-33
[4] 陈 萍,娄东华,王建刚.金桔挥发性成分的SPME-
GC/MS分析[J].食品研究与开发,2011,32(12):
140-142
[5] 李忠海,白 婕,黎继烈,等.HS-SPME/GC-MS法分
析三种金桔中的挥发油成分[J].中国粮油学报,
2009,24(9):153-156
[6] 刘顺珍,刘红星,张丽霞,等.金桔叶和金桔果皮挥发
油成分的分析[J].安徽农业科学,2011,39(26):
15968-15970
[7] 杨燕军.金桔挥发油成分的 GC-MS分析[J].中药
材,1998,21(2):87-88
[8] 曾晓峰,章元日,李忠海,等.金桔应用研究的现状与
前景[J].经济林研究,2007,25(3):90-92
[9] Choi H-S.Characteristic odor components of kum-
quat(Fortunella japonica Swingle)peel oil[J].
Journal of Agricultural and Food Chemistry,2005,53
(5):1642-1647
[10]谢加凤.金柑籽油提取工艺及理化特性的研究[D].福
州:福建农林大学,2011
[11]陈 源,余亚白,潘东明,等.柑桔黄酮类化合物提取
纯化方法的研究进展[J].福建农业学报,2012,27
(2):211-215
[12]陈 源.金柑等柑桔类果实黄酮类化合物提取、纯化
及分离鉴定[D].福州:福建农林大学,2011
[13]Kumamoto H,Matsubara Y,Iizuka Y,et al.Structure
and hypotensive effect of flavonoid glycosides in kin-
kan(Fortunella japonica)peelings[J].Agricultural
and biological chemistry,1985,49(9):2613-2618
[14]Barreca D,Belocco E,Caristi C,et al.Kumquat(For-
tunella japonica Swingle)juice:Flavonoid distribu-
tion and antioxidant properties[J].Food Research In-
03
 2014年 第43卷 第1期 中 国 南 方 果 树
ternational,2011,44(7):2190-2197
[15]田圣梅.蕨菜和金桔果实化学成分的研究[D].合肥:
安徽大学,2011
[16]陈 源,潘东明,陈玲妹.超声波提取金柑黄酮类化合
物的工艺研究[J].热带作物学报,2011,32(2):345-348
[17]陈 源,潘东明,郭金鹏,等.酶法辅助提取金柑皮总
黄酮的工艺优化研究[J].中国农学通报,2011,27
(7):442-446
[18]唐巧玉,周毅峰,阎 婷.HPD300大孔树脂纯化金桔
皮黄酮类化合物的工艺研究[J].食品科学,2008,29
(8):355-358
[19]唐巧玉,周毅峰,朱玉昌,等.金桔皮中黄酮类物质的
提取及其体外抗氧化活性研究[J].农业工程学报,
2008,24(6):258-261
[20]黎继烈.金桔活性物质提取及生物活性研究[D].长
沙:中南林业科技大学,2007
[21]黎继烈,张 慧,王 卫,等.金桔提取物对油脂抗氧
化作用研究[J].中国粮油学报,2009,24(6):56-59
[22]刘宗敏.金柑总黄酮生理活性研究[D].长沙:中南林
业科技大学,2006
[23]黎继烈,李忠海,钟海雁,等.金柑黄酮对小鼠血糖的
影响[J].中药药理与临床,2007,23(3):42-44
[24]黎继烈,刘宗敏,钟海雁,等.金柑总黄酮对小鼠胃肠
吸收功能的影响[J].中南林业科技大学学报,2007,
27(2):79-82
[25]黎继烈,王 卫,刘忠敏,等.金桔黄酮对小鼠免疫功
能的影响[J].时珍国医国药,2009,20(7):1599-1600
[26]黎继烈,张 慧,王 卫,等.金桔黄酮抑菌作用研究
[J].食品与机械,2008,24(5):38-40
[27]陈则夷,王仁才,黄红芳,等.金柑总黄酮解酒功效的
体外活性试验初探[J].湖南农业科学,2012,33(7):
107-108
[28]孟 鹏.响应面法优化超临界CO2萃取金柑籽中柠檬
苦素工艺条件的研究[J].中国农学通报,2012,28
(30):289-295
[29]孟 鹏,郑宝东.超临界二氧化碳萃取金柑中柠檬苦
素工艺条件优化及数学模型研究[J].中国食品学报,
2012,12(7):80-87
[30]孟 鹏,郑宝东.超高效液相色谱法快速并同时检测
金柑中柠檬苦素和诺米林[J].中国食品学报,2013,
13(2):177-181
[31]周玉付,沈媛媛,周志钦,等.柑桔类柠檬苦素抗癌活
性研究进展[J].中国细胞生物学学报,2011,33(5):
548-553
[32]Serit M,Ishida M,Kim M,et al.Antifeedants from
Citrus natsudaidai Hayata against termite Reticuli-
termes speratus Kolbe[J].Agricultural and biological
chemistry,1991,55(9):2381-2385
[33]佐建锋,郭增军,李教社.香豆素类化合物的药理研究
进展[J].中药材,2003,26(9):686-689
[34]古淑仪,宋晓虹,苏薇薇.化州柚中香豆素成分的研究
[J].中草药,2005,36(3):341-343
[35]赵雪梅,费洪荣,王桂玲,等.柑桔属中柠檬苦素类化
合物 研 究 进 展 [J].中 国 药 房,2007,18(36):
2860-2862
[36]郭联庆,鲍 浩,杨 娟,等.柑桔类果汁对大鼠细胞色
素P450 3A的抑制与果汁中呋喃香豆素组成的相关性
[J].中国临床药理学与治疗学,2004,9(9):970-977
[37]吴龙火,李 培,刁 勇,等.天然香豆素的抗癌机制
研究进展[J].中国临床药理学与治疗学,2009,14
(10):1174-1177
[38]Krinsky N I.Antioxidant functions of carotenoids
[C]//Proceedings of the eigth International Symposi-
um on Carotenoids,1987:617-635
[39]Bartley G E,Scolnik P A.Plant carotenoids:pigments
for photoprotection,visual attraction,and human
health[J].The Plant Cel,1995,7(7):1027
[40]Bieri J G,Brown E D,Smith Jr J C.Determination of
individual carotenoids in human plasma by high per-
formance liquid chromatography[J].Journal of liquid
chromatography,1985,8(3):473-484
[41]Jyonouchi H,Hil R J,Tomita Y,et al.Studies of im-
munomodulating actions of carotenoids.I.Effects of
β-carotene and astaxanthin on murine lymphocyte
functions and cel surface marker expression in in
vitro culture system[J].Nutrition and Cancer,1991,
16(2):93-105
[42]Matsuno T.Xanthophyls as precursors of retinoids
[J].Pure Appl Chem,1991,63(1):81-88
[43]Miki W.Biological functions and activities of animal ca-
rotenoids[J].Pure Appl Chem,1991,63(1):141-146
[44]陶 俊,张上隆,徐建国,等.柑桔果实主要类胡萝卜
素成分及含量分析[J].中国农业科学,2003,36(10):
1202-1208
[45]邱涛涛,黄明发,陈颜虹,等.玉米黄素提取及应用研
究进展[J].中国调味品,2008(11):18-23
[46]唐传核,彭志英.柑桔类的功能性成分研究概况[J].
四川食品与发酵,2000(4):1-7
[47]方正茂.柑桔的防癌作用评述[J].浙江柑桔,2010
(3):42-44
[48]Wang Y C,Chuang Y C,Hsu H W.The flavonoid,carot-
enoid and pectin content in peels of citrus cultivated in
Taiwan[J].Food chemistry,2008,106(1):277-284
[49]Wang Y C,Chuang Y C,Ku Y H.Quantitation of bio-
active compounds in citrus fruits cultivated in Taiwan
[J].Food chemistry,2007,102(4):1163-1171
[50]白 婕,韦燕春.金桔类胡萝卜素提取研究[J].大众
商务,2009(9):289-290
[51]梁绍兰,覃 冬,黄连秋,等.柑桔皮多糖抗氧化性研
究[J].安徽农业科学,2012,40(5):2624-2625
[52]臧玉红,郭丽梅.柑桔皮中提取果胶条件的研究与探
讨[J].氨基酸和生物资源,2004,26(1):24-26
[53]曾红亮.金柑多糖提取,分离纯化及抑菌抗氧化活性
的研究[D].福州:福建农林大学,2012
[54]曾红亮,卢 旭,卞贞玉,等.响应面分析法优化金柑
多糖的提取工艺[J].福建农林大学学报 (自然科学
版),2012,41(3):315-319
[55]张 怡,曾红亮,曾 绍,等.金柑多糖酶法脱蛋白工
艺的研究[J].热带作物学报,2012,33(1):166-170
[56]白 婕,李 娟,张 靖.金桔果渣膳食纤维制备工艺
研究[J].中南林业科技大学学报,2009,29(3):118-120
[57]孟 鹏.金柑的研究现状及其开发前景[J].农产品加
工·学刊,2009(11):35-37
(责任编辑:李治飞)
13