
杨梅黄酮是一种广泛存在于自然界中的黄酮醇物质。本文综述了杨梅黄酮不同的提取工艺,如普遍使用的有机溶剂萃取法、超临界萃取法、膜分离法和加压溶剂萃取法等多种提取方法。以及杨梅黄酮的生物活性,如通过清除自由基的方式发挥抗氧化和抗菌效应,抑制TNF-α、IL-12和COX-2等炎症因子的表达以及减少释放起到抗炎的作用。杨梅黄酮还具有一定的抗肿瘤活性,可以通过阻滞细胞周期下调Cyclin D1表达水平抑制肿瘤细胞的增殖;影响ERK信号通路引起细胞凋亡。除此之外,杨梅黄酮还可以增加胰岛素受体的表达,发挥降糖作用;同时还具有调血脂、降低神经毒性和抗纤维化等多种生物活性。
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杨梅为杨梅科杨梅属植物,属我国特产水果,广泛生长于我国长江以南地区[1]。其中发挥药理作用的主要化学成分是杨梅黄酮。杨梅黄酮(Myricetin,MYR)别名杨梅素,杨梅酮,杨梅苷,分子式为C15H10O8,化学名称为3,5,7,3’,4’,5’-六羟基黄酮,熔点为324.0~ 325.5 ℃,相对分子量318.24,溶于甲醇、乙醇、二甲基亚砜、乙酸乙酯,微溶于水,难溶于氯仿、石油醚等。本文综述了近15年关于杨梅黄酮在提取工艺和生物活性方面的相关文献。
超临界流体萃取是国际上最先进的物理萃取技术,将传统的蒸馏和有机溶剂萃取结合一体,过程主要是萃取和分离。在超临界状态下,待分离的物质与流体接触,依次有选择性地把沸点、极性和分子质量不同的成分萃取出来[2]。超临界流体是介于气体和液体之间的流体,然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体,被萃取物质则自动完全或基本析出,从而达到分离提纯的目的。
CO2→低温浴槽→高压泵→预热器→萃取器→分离器→产品
利用提取物在两种互不相溶的溶剂中溶解度或分配系数不同,经过反复多次萃取,使提取物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中,将绝大部分的提取物提取出来。例如黄酮类化合物与混入的杂质极性不同,可选用不同的溶剂进行萃取。目前甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等是提取黄酮类化合物的最常用溶剂,提取的次数一般为2~ 4次。
原料→烘干→粉碎→石油醚除杂→去除滤液→乙醇回流→浓缩→离心沉淀→黄酮
①黄酮类化合物在高温下容易分解。②由于提取溶剂中含水,易渗入杂质。③石油醚、乙酸乙酯等有机溶剂易燃易爆,存在安全隐患。
微波辅助提取技术是微波与传统的溶剂提取法相结合而形成的一种提取方法,当微波能作用于分子时,可促进分子的转动运动,具有一定极性的分子,可在微波场的作用下产生键的振动、撕裂,并迅速生成大量的热能,导致细胞破裂,使细胞液溢出并扩散至溶剂中。
①提取速度快。②流程简化,易控制。③提取率高,对提取物具有较高的选择性。④安全、节能、设备简单。
膜分离技术通过膜对混合物中各组分的选择渗透作用的差异将提取物分离出来的过程。根据溶质或溶剂透过膜种类和推动力不同,通常可以将膜分离法分为电渗析、微滤及超滤。对于大多数黄酮类化合物,多肽、大分子色素、淀粉等通过膜分离法能有效去除,从而达到除菌,提高有效成分含量等目的。
①能耗低、效率高。②条件适宜,操作简便。③没有化学变化,污染小。
从上述几种提取方法比较可以看出,溶剂萃取法适用性广泛,较易操作。但其所需溶剂乙酸乙酯、石油醚等易燃易爆,污染环境,危害人体,且操作过程中存在提取液过滤、浓缩操作因难,固体黄酮含量低等缺点。而采用超临界流体或微波辅助萃取的方法,可以改变上述情况的不足。又如微波可改变细胞的结构和细胞膜电位,有利于细胞中有效组分的浸出,但对氢键、范德华力等分子间作用力具有一定的破环作用。
Guo等[8]研究发现杨梅黄酮通过增加谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性、肝脏中超氧化物歧化酶(SOD)数量以及减少肝脏丙二醛(MDA)的含量而改善由摄入过量的胆碱引起的小鼠体内血管内皮功能障碍和肝损伤。李培培[9]的研究发现,杨梅黄酮能有效地清除自由基,且对红细胞膜、肝线粒体膜及肝组织的氧化损伤有保护作用,说明杨梅黄酮具有良好的抗氧化性。卢赛赛等[10]分析了杨梅黄酮的抗氧化能力、清除DPPH自由基能力及还原能力,结果显示杨梅黄酮清除DPPH自由基的IC50为5.62 g/L,清除率最高可达94.8%,具有较强的抗氧化能力。林建原等[11]检测了杨梅黄酮清除超氧阴离子的能力,结果显示杨梅黄酮的作用呈线性变化,即随着其浓度增加,还原力逐渐增强,对羟自由基的清除作用逐渐加强,对邻苯三酚自氧化速率的抑制作用越明显。综上所述杨梅黄酮具有较好的还原性以及清除羟自由基、超氧阴离子自由基的能力,体现了其抗氧化的生物活性。
炎症是当各种损伤因子作用于机体时,做出的以防御为主的反应,TNF-α(肿瘤坏死因子)和IL-12(白细胞介素)是目前公认的重要的炎症因子。研究[13]表明杨梅黄酮类化合物由三个环结构(A、B和C)组成,C环上的3-OH基团似乎对抗炎活性至关重要,C-末端的特定位点的磷酸化破坏了细胞表面和细胞骨架之间的蛋白质的三维结构,使得肌动蛋白结合位点可接近,C环与肌动蛋白在细胞骨架中交联阻止炎症介质的分泌。王明翠[14]通过角叉胶的方法诱导的足水肿模型来检测杨梅黄酮抗炎活性,分别在诱导之后2、4、6 h检查足垫肿胀程度,结果显示经杨梅黄酮处理的水肿明显减轻,它能减少IL-12和TNF-α的释放缓解由角叉胶诱导的急性炎症。Azevedo等[15]发现杨梅黄酮的抗炎作用与抑制一氧化氮(NO)的合成有关。Latief等[16]发现杨梅黄酮可减弱小鼠的水肿、前列腺素水平及血清中亚硝酸盐水平。Choi等[17]发现50 μmol/L的杨梅黄酮对诱导型一氧化氮合酶(NOS)的抑制作用约为40%,对环氧化酶(COX-2)蛋白的表达抑制率为80%,浓度为25 μmol/L的杨梅黄酮可抑制TNF-α、IL-1、IL-6、前列腺素E2 (PGE2)和炎症细胞因子的表达,因此,杨梅黄酮是通过抑制炎症因子的表达发挥抗炎作用。
张莉静等[18]将受试小鼠在感染预实验确定的染菌液(肺炎链球菌、A型溶血性链球菌、金黄色葡萄球菌)6 h后分别使用120、240 mg/kg的杨梅黄酮对小鼠进行灌胃给药,1次/d,连续观察7 d,对照组口服生理盐水,记录每组小鼠死亡数。实验结果显示,杨梅黄酮对感染肺炎链球菌、A型溶血性链球菌、金黄色葡萄球菌的小鼠起到的保护作用。Grenier等[19]发现杨梅黄酮能抑制牙龈卟啉单胞菌是通过抑制蛋白酶(rgpA,rgpB和KGP)和黏附素(FIMA),抑制炎症因子IL-8、IL-6的分泌及减少金属蛋白酶-3 (MMP-3)的蛋白表达,此外杨梅黄酮呈剂量依赖性地抑制单核细胞NF-κB的转录激活。有研究[20]认为杨梅黄酮抗菌机制可能与其抗氧自由基能力有关,发现其对牙龈卟啉单胞菌与宿主细胞的炎症反应具有双重作用;另外杨梅黄酮对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌(MSSA)表现出较高的抑制活性。
Feng等[21]研究发现,杨梅黄酮可能是通过结合RSK2的结构位点,导致Mad1的表达增加,抑制人胃癌细胞HGC-27和SGC7901的细胞增殖,从而可以将其开发为胃癌治疗药物。张晓宏等[22]利用人肺腺癌系H460细胞为离体实验对象,发现杨梅黄酮对H460细胞具有明显的抑制作用,对细胞的生长抑制率随杨梅黄酮浓度的增加而增加,其IC50为60 μg/ml,流式细胞术检测发现,杨梅黄酮可明显增加G0/G1和S期比例,降低G2/M期细胞比例,在60、90 μg/ml的杨梅黄酮处理下,人肺腺细胞肺癌H460细胞无法进入G2/M期。研究表明杨梅黄酮对体外培养的人肺腺细胞肺癌H460细胞具有明显的呈剂量依赖性的生长抑制作用。蛋白印迹(Westren blot)检测发现,使用杨梅黄酮处理H460细胞后,Cyclin D1蛋白表达下调,故认为杨梅黄酮将H460细胞阻滞在G0/G1期可能与下调Cyclin D1有关。研究发现,杨梅黄酮通过影响蛋白激酶C-α (PKC-α)的易位、细胞外信号调节激酶(ERK)的磷酸化和C-Jun的表达,诱导结肠直肠癌细胞凋亡,并且对结肠直肠癌中基质金属蛋白酶-2 (MMP-2)的表达有抑制作用[23]。另据报道[24],人乳腺癌MCF-7细胞中的PI3K/AKT/ERK信号通路在肿瘤的生存与耐药过程中起着关键作用,而杨梅黄酮能够激活此信号通路。综上所述,杨梅黄酮的抗肿瘤活性主要表现在通过下调Cyclin D1表达水平等使细胞周期阻滞于G1期从而抑制肿瘤细胞的增殖,以及调节ERK的磷酸化,引起细胞凋亡,从而达到抗肿瘤的效果。
梁铁等[25]通过喂食高脂饲料建造高脂模型小鼠,灌胃杨梅黄酮0.5 g/kg,每天1次,连续12 d后,测定总胆固醇(TC )、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)的浓度,发现杨梅黄酮有降血脂作用,杨梅黄酮组与高脂组相比,TG、TC、LDL均有明显的下降,且差异显著。韩敏[26]发现杨梅黄酮类药物可降低胆固醇的吸收。低密度脂蛋白是胆固醇的主要载体,杨梅黄酮还通过清除自由基,保护内源性维生素E等抗氧化物质来抑制低密度脂蛋白的氧化,从而达到降血脂作用。有研究发现[27],杨梅黄酮可以通过增加脂肪酸氧化来达到降脂作用,实验表明杨梅黄酮通过上调大鼠肝脏PPARα和下调SREBP1/2的表达来增加脂肪酸氧化作用。Choi等[28]将实验动物组给予含杨梅黄酮的饲料7周,与对照组相比杨梅黄酮降低了血清中三酰甘油和总胆固醇水平,体现了杨梅黄酮降血脂的生物活性。
Shimmyo Y等[29]研究表明,杨梅黄酮通过多种途径抑制由谷氨酸引起的神经毒性来保护神经元。首先杨梅黄酮可抑制谷氨酸引起的一系列活性氧簇(ROS)的产生。其次调节N-甲基-D-天冬氨酸受体NMDAR磷酸化,降低谷氨酸引起的胞内Ca2+过载,此外杨梅黄酮还通过3氢键与caspase-3活性位点结合抑制caspase-3活性,所以杨梅黄酮可以通过不同的途径来阻止由谷氨酸引起的神经毒性。马泽刚[30]通过研究杨梅黄酮对6-羟基多巴胺(6-OHDA)损伤大鼠黑质多巴胺能神经元的作用,对雌性大鼠一侧脑室注射6-OHDA,7 d后,在每天的同一时间注射5 μl杨梅黄酮(0.5 mg/ml ),黑质SN区酪氨酸羟化酶TH对多巴胺(DA)能神经元具有直接的保护作用,实验显示杨梅黄酮能够显著增加黑质SN区酪氨酸羟化酶TH的阳性细胞数,研究还发现铁离子螯合剂能够抑制大鼠黑质多巴胺能神经元的退变,而杨梅黄酮能通过降低氧化还原性及对铁的消除来实现对神经的保护。Ma等[31]利用高效液相电化学检测杨梅黄酮可以减少纹状体中多巴胺的含量。利用免疫组织化学染色和半定量RT-PCR实验,发现杨梅黄酮可以阻止6-OHDA诱导的黑质-纹状体中酪氨酸羟化酶阳性神经元和降低酪氨酸羟化酶的mRNA水平,说明了杨梅黄酮可以减轻6-OHDA诱导的小鼠多巴胺神经损伤,所以杨梅黄酮对睡眠调节有帮助。越来越多有关杨梅黄酮对调节神经递质系统作用的实验研究,为杨梅黄酮参与睡眠调节作用提供了新实验依据,对将其开发成一种安全、高效的新型助眠药物提供了新的思路。
戴承恩[32]发现杨梅黄酮组大鼠与糖尿病大鼠相比,其胰岛素受体(InsR)基因表达水平明显提高,说明杨梅黄酮能够促进胰岛素受体基因的表达。研究还发现杨梅黄酮可通过减少MDA含量,提高T-SOD酶活力,抑制凋亡基因(Bax基因)的表达;其次,杨梅黄酮上调InsR基因和GLUT4基因的表达水平,来提高胰岛素敏感性,减轻组织对胰岛素的抵抗;此外,杨梅黄酮能够减慢糖原的降解,减少葡萄糖的产生,同时还能促进胰岛素的分泌,增加葡萄糖的利用,增加肝糖原和肌糖原储备量,从而发挥降血糖的作用。Zhong等[33]采用肾上腺素和葡萄糖引起的高血糖小鼠模型和四氧嘧啶所致糖尿病模型,在口服杨梅黄酮后,结果显示各组小鼠的血糖水平明显下降,且对正常小鼠血糖无明显影响。因杨梅黄酮具有较好的降血糖作用,有望将其开发成降血糖药物。
谢璟[34]等进行原代人皮肤成纤维细胞的培养,用不同浓度杨梅黄酮组处理成纤维细胞24 h、48 h、72 h后,结果显示浓度大于50 μmol/L的杨梅黄酮使人皮肤成纤维细胞增殖活力降低,细胞培养上清液中羟脯氨酸、人I型胶原含量随加药物浓度升高而逐渐减少,还可通过抑制静止状态下的细胞的G1期向S期转变,减少DNA合成,从而抑制成纤维细胞的增殖,表明杨梅黄酮通过抑制成纤维细胞羟脯氨酸分泌,从而使细胞Ⅰ型胶原蛋白的合成下降,来干预纤维化进程。Geng[35]等利用四氯化碳(CCl4)诱导的小鼠模型,研究杨梅黄酮对纤维化的作用,结果表明杨梅黄酮通过抑制α平滑肌肌动蛋白、Ⅰ型胶原沉积、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)实现对纤维化的拮抗作用。众多研究发现杨梅黄酮主要通过抑制Ⅰ型胶原蛋白的合成、细胞的增殖、MAPK等相关酶的活性来达到抗纤维化的作用。
杨梅黄酮的性质不稳定,易受温度、提取溶剂和pH值等因素的影响。现如今随着对杨梅黄酮研究的逐渐深入,其提取方法越来越多样化。众多研究发现,杨梅黄酮传统的提取方法主要有有机溶剂萃取法、超临界流体萃取、微波辅助萃取法、膜分离法等方法。还发现杨梅黄酮具有多方面的生物学活性,如抗氧化、抗炎、抗菌、抗肿瘤、调血脂、降低神经毒性、降血糖、抗纤维化等,除此之外还含有保肝护肝、抗突变、预防龋齿等生物活性。但杨梅黄酮对于生殖方面的研究国内外少见相关报道。目前杨梅黄酮被广泛应用于新的保健食品、药品[36]等多个领域,但仍需要通过严格的科学试验来证明杨梅黄酮的活性原理;加强对杨梅黄酮的吸收、活性、代谢机制、功能基团等方面的研究,从而更清楚杨梅黄酮的功效,为其更加广阔的应用做好准备。
























