1、2023 年 2 月 热 带 农 业 科 学热 带 农 业 科 学 第 43 卷第 2 期 Feb.2023 CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE Vol.43,No.2 收稿日期 2022-07-07;修回日期 2022-08-05 基金项目 海南省自然科学基金(No.322RC791);海南省重点研发计划(No.ZDYF2022XDNY205)。第一作者 于鑫(1999),女,学士,研究方向为槟榔加工,E-mail:。通讯作者 赵松林(1965),男,硕士,研究员,研究方向为农产品加工与贮藏,E-mail:。槟榔多酚生物活性研究进展 于鑫1,3 唐
2、敏敏1,2 赵松林1,2 宋菲1,2(1.中国热带农业科学院椰子研究所 海南文昌 571300;2.海南省槟榔工程技术研究中心 海南文昌 571339;3.华中农业大学食品科学与技术学院 湖北武汉 430070)摘 要 槟榔(Areca catechu L.)属棕榈科槟榔属常绿乔木。在中国,槟榔主要在海南、台湾、云南等地种植。槟榔果实既可食用又可入药。果实中的活性成分多酚作为发挥其药用价值的重要次生代谢物之一,具备多重生理活性,因此具有良好的综合利用价值和发展前景。文章对槟榔果实中多酚的萃取提纯工艺、含量、组成、活性功能 4 个方面的研究成果进行阐述,并展望其研究应用前景。关键词 槟榔;槟榔多
3、酚;酚酸;黄酮;生物活性 中图分类号 R284 文献标识码 A DOI:10.12008/j.issn.1009-2196.2023.02.009 Research Progress on the Biological Activity of Areca Nut Polyphenols YU Xin1,3 TANG Minmin1,2 ZHAO Songlin1,2 SONG Fei1,2(1.Coconut Research Institute,CATAS,Wenchang,Hainan 571300,China;2.Hainan Betel Nut Engineering Technolo
4、gy Research Center,Wenchang,Hainan 571339,China;3.College of Food Science and Technology,Huazhong Agricultural University,Wuhan,Hubei 430070,China)Abstract Areca catechu L.is a perennial evergreen tree of the Palm family.It is now mainly planted in Hainan,Taiwan,and Yunnan Province in China.The frui
5、t of Areca catechu L.,called areca nut,can be used as food and medicine.Polyphenols,one of the important secondary metabolites of areca nut,possess multiple physiological activities and have comprehensive utiliza-tion potential and prospects.In this study,the development of extraction,separation tec
6、hnologies,total content,composition,and biological activities of polyphenols in areca nut are briefly reviewed,and its research and application are prospected.Keywords areca nut;polyphenols;phenolic acids;flavonoids;biological activities 植物多酚是植物内以苯环加单羟基或多羟基为基本特征的次级代谢物1,根据基本结构不同分为酚酸类(C6-C3或 C6-C1)、黄酮
7、类(C6-C3-C6或(C6-C3-C6)n)、木酚素(C6-C3-C3-C6)、木质素(C6-C3)n、二苯乙烯衍生物(C6-C2-C6)等2。槟榔(Areca catechu L.)的果实槟榔既可食用也可药用。槟榔作为中国四大南药之首,具有利水,灭虫,截疟等功效3。槟榔中含有多种不同的活性成分,如槟榔多酚、生物碱、多糖、皂苷等3。其中槟榔果中多酚类含量丰富,可高达 29.8%4。在槟榔多酚类物质中属类黄酮化合物含量最高5,代表物质主要包括儿茶素、表儿茶素、原花青素6、柚皮素7、异鼠李素、木犀草素8、金圣草黄素、甘草素、槲皮素9等。另外,槟榔多酚中的酚酸类物质主要有没食子酸、原儿茶酸和奎宁酸
8、等。目前,槟榔中检测到的部分多酚类物质如图 1 所示。多酚作为槟榔重要的代谢产物,具有多重生物活性功能。因此,文章对目前的槟榔多酚研究进展进行阶段性综述,为槟榔多酚的开发利用提供一定的材料支持。1 槟榔多酚提取纯化技术 1.1 槟榔多酚提取技术 在功能成分的开发利用中,提取纯化技术至关重要。为了高效获取多酚成分,常见提取方法主要包括溶剂提取、超声波辅助及微波辅助提取、超临界流体萃取10-11等。当前应用于槟榔多酚的提取方法以有机溶剂提取法及超声辅助提取法为主,尤其以溶剂提取法较为普遍。1.1.1 溶剂提取法 多酚类物质含有酚羟基基 于鑫 等 槟榔多酚生物活性研究进展 -61-图 1 槟榔中的主
9、要多酚化合物及结构 团,极性较强,可利用相似相溶原理通过多酚类物质在不同有机溶剂中溶解度的不同来实现对多酚的提取12。有机溶剂提取法设备简单、操作简便、能耗低,因此有机溶剂提取法应用十分普遍。但该方法有机溶剂耗量多,提取时间长,对于热不稳定化合物的提取并不适用。目前,有机溶剂提取法在槟榔多酚的提取中使用较多。部分学者对槟榔整果的多酚提取进行了研究。普义鑫13利用甲醇提取海南产槟榔整果多酚,在甲醇浓度 86.2%、料液比 1:16、温度 62条件下提取 52 min 后提取率最高,提取率达17.82 mg/g。王燕等14采用乙醇溶液为提取溶剂,并优化提取温度和提取时间来提高海南产槟榔整果多酚的提
10、取率,结果表明,在温度 60、乙醇体积分数 64%、提取时间 70 min 条件下,槟榔整果多酚得率为(20.550.706)mg/g。在中国药典中,槟榔核和壳分别入药。因此,多数学者会将槟榔果分为核和壳,有针对性地进行研究。韩林15考察了乙醇对槟榔籽多酚的提取效率,发现乙醇提取物得率为(8.750.95)%,总酚含量为(114.143.41)mg/g 槟榔籽。成焕等16利用丙酮溶剂提取槟榔核即槟榔籽多酚,在 682023 年 2 月 热带农业科学 第 43 卷第 2 期 -62-利用 50%体积的丙酮按 1:38 的料液比提取 48 min后,实际总酚得率达到 40.43%,通过计算得到总酚
11、含量为 367.39 mg/g 槟榔籽,显著高于韩林的数据。CHAVAN 等17考察了多个溶剂对印度产槟榔核多酚的提取率,结果发现丙酮的多酚提取效率最高,最终得到的多酚含量为(218.290.68)mg GAE/g 槟榔核;其次为甲醇和乙醇,多酚含量分别为(198.530.43)和(170.670.07)mg GAE/g槟榔核;最低为三氯甲烷,多酚含量为(12.32 0.18)mg GAE/g 槟榔核。该研究通过优化工艺参数后,得到的最高多酚含量为 407.47 mg/g 槟榔核。除去产地和品种因素,振荡处理可能加强提取剂与槟榔粉末的接触,促进提取剂更大程度地渗透进槟榔的细胞组织,提高了多酚的
12、溶出率。祁静1采用乙醇溶液提取槟榔壳中的多酚,经优化后,得到的多酚提取率为 14.96 mg/g 壳干重。何瑞平等18利用 5 种传统溶剂及环保型低共熔溶剂(DESs)提取槟榔壳中多酚。结果显示:提取效率最佳的为 50%丙酮,提取液中多酚含量为15.36 mg,其次是 3 种 DESs 即 L-脯氨酸:丙三醇、甜菜碱:乳酸和 L-脯氨酸:乙二醇提取液中多酚含量分别为 12.14、12.46、11.78 mg GAE/g DW,乙酸乙酯提取液中多酚含量最低。除有机溶剂外,也有学者采用蒸馏水做浸提剂,提取槟榔多酚。ZHANG 等19对海南产槟榔核多酚进行了最佳提取工艺的优化,最终得到80提取 45
13、 min 时,最高总多酚含量为(2.76 0.19)%,此数据显著低于有机溶剂对槟榔多酚的提取率。由此可见,不同的有机溶剂对槟榔中多酚的提取效率差异较大,这可能是溶剂的极性和溶解性差异导致20。因此,对不同的槟榔部位,可以采用不同的溶剂和提取条件,进而得到较高的提取效率。1.1.2 超声/微波等辅助提取法 超声辅助提取法通常是利用超声装置同有机溶剂提取相结合的一种提取方式,其操作过程简单,成本低廉。作用原理是利用超声波所产生的强烈震动及其空化效应严重破坏原料粉末的微观结构和细胞,促进溶剂向细胞内浸透,使得多酚等活性成分迅速、充分溶出,提高提取效率,是目前应用广泛且效率较高的多酚提取方法21。陈
14、思卿等22利用超声辅助乙醇溶液提取槟榔籽多酚发现,在 80利用 40%体积的乙醇按 1:60的料液比提取 40 min 后,多酚提取效果最优,提取量为 111.47 mg/g。宋菲等23以 75%乙醇为提取溶剂,超声波辅助法制备槟榔籽和壳多酚提取物,通过测定和计算,槟榔籽多酚提取率为(49.06 1.34)%、槟榔壳多酚提取率为(16.742.47)%,槟榔籽、槟榔壳提取物的多酚含量分别为(43.83 2.48)%、(3.000.08)%。有研究比较了常规溶剂法和超声微波辅助法对槟榔多酚提取率的影响24。分别采用常规液-固萃取法和超声-微波协同辅助萃取法提取槟榔核中的酚类化合物,测定并比较了
15、4 种样品的总酚得率,其中辅助萃取法获得的槟榔核提取物具有优异的总酚得率:270.92 mg GAE/g 槟榔核、纯度达到 42.84%,显著高于常规液-固萃取槟榔核总酚得率 190.00 mg GAE/g,证明超声-微波辅助萃取法能够更有效地提取槟榔核多酚。1.2 槟榔多酚分离纯化 经初步提取的槟榔多酚粗提物中仍然存在蛋白质、脂质、多糖等杂质,因此需对粗提物进行进一步的纯化,提高槟榔多酚的纯度进而有助于下一步的研究。层析是多种分离纯化中操作简便的技术,其中大孔树脂是植物多酚分离纯化的常用填料。该填料具有特殊的大孔结构,可利用孔的结构、孔径大小、孔面积等物理性能,通过树脂对所纯化物质的吸附力差
16、异,有选择性地洗脱分离,从而实现对化学物质的纯化25。普义鑫13考察了 5 种大孔树脂(S-8、D-3520、ADS-8、DM-0301 和 AB-8)对槟榔果多酚提取物的纯化效果,结果发现,S-8 型大孔树脂对槟榔果多酚的吸附性和解析性最好,经优化得到了 S-8 动态吸附与解析槟榔果多酚的最佳条件为解析液浓度77.4%,解析液体积为 6.5,最佳解析率为 92.52%。也有人比较了 3 种粒径一致但孔径不同的大孔树脂(S-8、AB-8 和 D101)对中药饮片槟榔即槟榔核多酚的纯化效果。最终结果显示:采用 AB-8型的弱极性大孔树脂为填料,95%乙醇溶液作为洗脱液,上样浓度在 40 mg/L 时,槟榔核多酚粗提物中多酚含量由 33.25%提高至 45.03%,可达到较好的多酚纯化目的25。以上 2 个研究结果差异较大,这可能是由于二者的多酚提取物化学组 于鑫 等 槟榔多酚生物活性研究进展 -63-成区别较大。成焕26采用 XAD-7HP 大孔树脂对槟榔籽多酚进行分离纯化,槟榔籽多酚的纯度可由 44.03%提高到 85.96%。祁静1对槟榔壳多酚粗提物进行纯化分离,选用聚酰胺树脂柱,以