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柑橘属植物类黄酮研究进展



全 文 :柑橘属植物类黄酮研究进展
张明霞 1,杨天佑 1,冯卫华 2
(1.河南科技学院,河南新乡453003;2.仲恺农业工程学院,广东广州510225)
摘要:类黄酮是柑橘属植物中一类重要的生物活性物质,柑橘属中发现的类黄酮多数是黄烷酮和黄酮类物质,
它们主要以糖苷形式存在于植物中.柑橘类黄酮的组成具有品种典型性和部位差异.对柑橘属植物类黄酮的种
类、分布和作用进行了详细综述,旨在为柑橘属植物的种质资源评价、开发利用提供借鉴和参考.
关键词:柑橘属;类黄酮;黄烷酮;黄酮;分布
中图分类号:S666 文献标志码:A 文章编号:1008-7516(2014)05-0011-05
Research progress on the flavonoids of Citrus plants
Zhang Mingixa1,Yang Tianyou1,Feng Weihua2
(1.HenanInstituteofScienceandTechnology,Xinxiang453003,China;2.ZhongkaiUniversityof
AgricultureandEngineering,Guangzhou510225,China)
Abstract:Flavonoids have been confirmed to play important roles in quality and bioactive functions for Citrus
plants.Flavanones and flavones are the main flavonoids in Citrus plants,which mainly exists in the form of glycoside.
Significant differences on flavonoids profiles were observed among Citrus plants.The distribution of flavonoids is
different in Citrus plants.The types,distribution and role of flavonoids in Citrus plants were reviewed in this paper.The
researches on the Citrus flavonoids provide information for the plant resource evaluation and utilization of Citrus
plants.
Key words:Citrus;flavonoid;flavanone;flavone;distribution
类黄酮(flavonoids)是植物中重要的一类次级代谢产物,以结合态或自由态形式存在于水果、蔬菜、
豆类和茶叶等许多食源性植物中[1-3].中国是世界上栽培柑橘历史最早的国家,柑橘资源非常丰富,国家柑
橘资源圃保存有1200多份种质材料.生产上主要的栽培品种有宽皮柑橘、橙金柑、柚、杂柑等[4].类黄酮
物质影响柑橘类植物果实和果汁的外观、口感、营养价值等方面的质量,比如果汁中橘皮苷含量过高容
易形成沉淀,引起雾浊等现象.许多研究者利用类黄酮的组成对柑橘属植物进行分类或品种鉴定,根据酚
类物质组成对不同品种之间的亲缘关系进行分析[5-8].自20世纪90年代初开始,柑橘属植物的类黄酮物
质引起了越来越多学者的关注.目前从柑橘属植物中鉴定出的类黄酮单体有60多种,主要包括黄烷酮、
黄酮、黄酮醇以及主要存在于血橙中的花色苷[9].近年来,随着分析技术的进步,柑橘属植物中生理活性物
质的研究也不断深入,使柑橘属植物类黄酮的研究和利用进入了一个新的阶段,为柑橘属植物的种质资
源评价、开发利用提供了借鉴和参考.
1 柑橘属植物类黄酮的种类
类黄酮是柑橘属植物中一类重要的生物活性物质,广泛存在于甜橙、酸橙、柠檬、枸橼、西柚和柚子
等各种柑橘的果实、树叶和花中[1-3].按照其化学结构可分为4大类:黄烷酮、黄酮、黄酮醇和花色苷,花色
收稿日期:2014-09-10
作者简介:张明霞(1973―),女,河南武陟人,博士,副教授.主要从事酒类风味物质与质量控制研究.
doi:10.3969/j.issn.1008-7516.2014.05.003
第 42 卷 第 5 期
42 5Vol. No.
河 南 科 技 学 院 学 报
Journal of Henan Institute of Science and Technology
2014 年 10 月
2014Oct.
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苷仅存在于血橙中.到目前为止,柑橘属植物中发现的类黄酮多数是黄烷酮和黄酮类物质,它们主要以糖
苷形式存在于植物中[9].
1.1 柑橘属植物的黄烷酮
黄烷酮苷元骨架结构见图1,柑橘属植物黄烷酮的常见苷元见表1.
芸香糖基 新橙皮糖
图1 黄烷酮苷元骨架结构 图2 芸香糖和新橙皮糖结构
Fig.1 Thestructureofflavanoneaglycones Fig.2 Thestructuresofrutinoseandneohesperidose
表1 柑橘属植物黄烷酮苷元
Tab.1 FlavanoneaglyconesinCitrus
化合物
橘皮素hesperetin
柚皮素naringenin
二氢槲皮素taxifolin
异樱花素isosakuranetin
圣草酚eriodictyol
R1
H
H
OH
H
H
R2
OH
H
OH
H
OH
R3
OMe
OH
OH
OMe
OH
由图1和表1可知,柑橘属植物黄烷酮常见苷元的共同特点是5-、7 位碳原子上的基团是-OH,二
氢槲皮素的3-位碳原子上结合的是-OH,它及其衍生物有时被划分为黄烷醇,是柑橘果汁中检测到的
唯一的黄烷醇[10].D-葡萄糖和L-鼠李糖是柑橘属植物黄烷酮中最常见的糖基,黄烷酮的单糖或双糖基
通过O-C键结合在类黄酮的7-位或3-位碳原子上,结合的双糖主要是新橙皮糖(neohesperidose)和芸
香糖(rutinose)(见图 2)[10].新橙皮糖苷有柚皮苷(naringin)、新橘皮苷(neohesperidin)、新圣草苷
(neoeriocitrin);芸香糖苷有橘皮苷(hesperidin)、柚皮芸香苷(narirutin)、香风草苷(didymin)[1,8,10-13].
1.2 柑橘属植物的黄酮
黄酮苷元骨架结构见图3,柑橘属植物黄烷酮的常见苷元见表2.
图3黄酮苷元骨架结构
Fig.3 Thestructureofflavoneaglycones
2014年 河南科技学院学报 (自然科学版 )
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表2柑橘属植物黄酮苷元
Tab.2 FlavoneaglyconesinCitrus
化合物
金合欢素acacetin
异高山黄芩素isoscutellarein
木犀草素luteolin
山奈酚kaempferol
槲皮素quercetin
芹菜素apigenin
香叶木素diosmetin
金圣草素chrysoeriol
R1
H
H
H
OH
OH
H
H
H
R2
H
OH
H
H
H
H
H
H
R3
H
H
OH
H
OH
H
OH
OMe
R4
OMe
OH
OH
OH
OH
OH
OMe
OH
由表2可知,柑橘属植物黄酮的常见苷元有8种,金合欢素和香叶木素的甲氧基出现在B环的4′-
碳原子上,金圣草素的甲氧基在3′-碳原子上,山奈酚和槲皮素的3-位碳原子上结合着-OH,二者属于
黄酮醇类.
黄酮苷的糖基以葡萄糖为主,通过O-C键结合在7-位或3-位碳原子上(称为氧苷黄酮),以及通
过C-C键结合在6-、8 的单糖苷或6,8-上的双糖苷[10,14],称为碳苷黄酮.柑橘属植物中常见的氧苷黄酮
有漆叶苷(rhoifolin)、香叶木苷(diosmin);碳苷黄酮有木樨草素6,8-C-双葡萄糖苷(leucenin-2)、芹菜素
6,8-C-双葡萄糖苷(vicenin-2)、香叶木素6 C-葡萄糖苷(diosmetin6-C-glucoside)[1,8,15].
1.3 柑橘属植物的多甲氧基黄酮
多甲氧基黄酮骨架结构见图4,柑橘属植物多甲氧基黄酮的常见苷元见表3.
图4多甲氧基黄酮骨架结构
Fig.4 Thestructureofpolymethoxyflavones
表3 柑橘属植物的多甲氧基黄酮
Tab.3 PolymethoxyflavonesinCitrus
化合物
六甲氧基黄酮quercetogetin
七甲氧基黄酮heptamethoxyflavone
柚皮黄素natsudaidain
川陈皮素nobiletin
橙黄酮sinensetin
橘皮素tangeretin
4,5,6,7-四甲氧基黄酮tetramethylscutellarein
R1
OMe
OMe
OH
H
H
H
H
R2
H
OMe
OMe
OMe
H
OMe
H
R3
OMe
OMe
OMe
OMe
OMe
H
H
柑橘类果皮中含有化合物多甲氧基黄酮(polymethoxyflavones,PMFs),特別是在甜桔和蜜桔的果皮中
含量最多,在果实的果汁和果肉中仅存在微量的多甲氧基黄酮,该类化合具有广泛的生物活性.从柑橘中
分离鉴定的多甲氧基黄酮已超过 20 种,其中以川陈皮素(nobiletin)、橘皮素(tangeretin)、橙黄酮
(sinensetin)较为常见.
张明霞等:柑橘属植物类黄酮研究进展 第 5期
13
2 柑橘属植物类黄酮的分布
2.1 不同柑橘属植物中类黄酮的组成
不同品种的柑橘属植物类黄酮的组成存在差异[1,8,16-17].大翼橙类和柚类主要含柚皮苷,枸橼类、橙类
和宽皮柑橘类主要以橙皮苷为主[17].柚子、金桔、西柚、枳橙中柚皮苷的含量最高,香柠檬和酸桔子的主要
类黄酮物质是新圣草苷,枳实中的主要成分是枳实苷和新橘皮苷,橘皮苷是甜桔子、粗皮柠檬、酸橙和柠
檬的主要芸香糖黄烷酮[1].Xu等[18]研究表明,蜜柚和四季抛柚果汁中柚皮苷的含量分别为108.52mg/kg和
125.79mg/kg.张玉等[19]对5种柑橘果皮的分析结果表明,胡柚中总酚和柚皮苷的含量最高,其中柚皮苷的
量占总酚的53.7%,而蜜桔、宽皮橘、橙子中橘皮苷是主要的酚类物质,占总酚的18.5%~38.5%[20].红柚果
汁中的总酚含量显著比白柚高[21].张怡等[22]分析了福建省最具代表性的湖滨蜜柚、坪山柚、渡尾蜜柚、琯
溪蜜柚、四季柚5种新鲜柚子总黄酮、柚皮苷的含量,发现柚子品种间差异较大,综合比较它们在四季柚
中含量较高.因此,许多研究者利用类黄酮的组成对柑橘品种进行分类[4-7].
2.2 柑橘属植物不同部位中类黄酮的组成
柑橘属植物的叶、花、果实和种子中均含有类黄酮物质.柑橘的果皮和种子含有丰富的酚类物质,果
皮中类黄酮的含量比种子多[23].叶中黄酮/醇的含量最多,外果皮的含量略低于叶,而汁胞中的含量最少,
4个器官比较,柑橘海面层中的黄烷酮最高[1].柑橘果实中,种子和果皮中的类黄酮种类也存在差异,如柠
檬种子主要含圣草次苷和橘皮苷,而果皮富含新圣草次苷、柚皮苷和新橘皮苷,种子中圣草次苷是柚皮
素的40倍[24].佛手柑的种子是糖苷化的类黄酮、新橙皮素、柚皮素最重要的来源.柠檬的果皮和种子、桔
子的种子中有柚皮苷,而它们的果汁中没有检测到柚皮苷[5,7],甜桔子汁中也从来没有检测到柚皮苷,因此
该物质在果汁真伪鉴定方面起着重要作用[2,4].Pichaiyongvongdee分析了7个泰国柚子品种的柚皮苷在果
实中的分布,含量由高到低顺序依次为:海面层、外果皮、瓣膜、种子、果汁,不同品种中柚皮苷的含量有
显著的差异[25].
Menichini测定了枸橼类的一个变种“Diamante”不同组织(花、叶和果实)中的类黄酮变化,发现各组
织间类黄酮含量差异较大[26].李利改等分析了中国特有的柑橘属5大基本类型(大翼橙类、枸橼类、柚
类、橙类和宽皮柑橘类)不同组织中类黄酮的含量,结果表明:大翼橙类中花>叶>果皮,枸橼类中花>
果皮>叶,橙类中果皮>花>叶,柚类中花>果皮>叶,宽皮柑橘类中果皮>叶>花[17].不同类型柑橘各组
织中的类黄酮含量呈现不同变化模式,同一类型不同组织间只有丰度差异.柑橘果实中类黄酮的合成在
果实生长的早期阶段[27].如西柚未成熟果实柚皮苷含量为88%,而成熟果为22%,未成熟果实中类黄酮含
量高于成熟果.
3 小结
柑橘属植物类黄酮主要包括黄烷酮、黄酮和多甲氧基黄酮3类物质.黄烷酮类主要以新橙皮糖苷和
芸香糖苷存在于柑橘属植物中,黄酮类包括碳苷黄酮和氧苷黄酮两大类.柑橘属植物类黄酮的组成具有
品种典型性和部位分布特点.对柑橘属植物类黄酮物质的组成进行分析,可以为柑橘属植物的种质资源
评价和产品深加工业提供参考和指导.
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(责任编辑:邓天福)
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