根皮苷的分离纯化及药理分析
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作者:王丰 孙全乐 毕铁琳
摘 要：根皮苷是根皮素的葡萄糖苷，属于二氢查尔酮类物质，具有多种生物活性，因此在食品、藥品中广泛应用。该文首先介绍了根皮苷的应用现状，然后指出根皮苷的合成、提取、分离纯化方法，最后总结了药理学功能，以供临床参考。
关键词：根皮苷 合成 提取 分离纯化 药理功能
中图分类号：R285 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）03（b）-0049-02
根皮苷可以从苹果、苹果树的树皮和树叶中提取，是根皮素、配糖体结合而成，分子式是C21H24O10。外观上看，根皮苷是淡黄色的针状结晶，低含量时具有良好的水溶性，但高含量时水溶性变差。以下结合现有的研究成果，探讨了根皮苷的分离纯化和药理学功能。
1 根皮苷的应用现状
1.1 食品
目前，根皮苷已经成为食品添加剂，是一种特殊的酚类物质[1]。但是，由于苹果的产地、种类不同，根皮苷的含量也不同，具体应用有：（1）根皮苷能促进染料木黄酮吸收，制作成食品可以预防癌症。（2）根皮苷具有较高的甜度，可作为糖尿病患者的糖类替代品。（3）经多酚氧化酶氧化，可生成亮黄色染料，作为人工染料使用，避免人工色素产生的毒害作用。
1.2 药品
人体吸收根皮苷，能水解成根皮素，在小肠内的吸收率低，可研发成高分子聚合物。以γ-谷氨酸根皮苷聚合物为例，具有较强的稳定性，能抑制葡萄糖转运蛋白的活性，阻止葡萄糖吸收，作为口服降糖药使用。
1.3 美容品
随着生活水平提高，人们的爱美需求也在增加。根皮素可以抑制酪氨酸酶的活性，避免形成黑色素，从而产生美白效果，且效果优于许多美白产品。
2 根皮苷的合成和提取
2.1 合成
和其他二氢查尔酮类物质相比，根皮苷的合成比较特殊。相关研究中，根皮苷在合成过程中，重要的前体物质有2个[2]：一是丙二酸单酰辅酶A;二是P-香豆酰辅酶A。在合成路径上，首先选择适量的丙二酸单酰辅酶A、二氢香豆酰辅酶A;然后加入催化剂CHS，即可生成根皮素;最后使用糖基转移酶，发生糖基化反应，就能得到根皮苷。合成时，P-香豆酰辅酶A和二氢香豆酰辅酶A，两者可以相互转化。也有研究称，烯酰还原酶类似基因，是根皮苷合成的关键，合成过程必须有多种酶参与。
2.2 提取
由于根皮苷难溶于水，以往提取时多采用有机溶剂，现在则利用微波和超声波进行辅助提取。原料选择苹果树枝，溶剂选择10倍量水，提取次数为2次，开放大孔树脂层析，利用乙醇溶液进行梯度洗脱。然后选用ODS填料，按照3∶7的比例配置甲醇和水，进行洗脱、浓缩、结晶，即可得到根皮苷的纯品，纯度能达到98%。随着技术的进步，提取方法不断创新，例如[3]：（1）正交试验筛选法，选择红富士苹果为原料，提取溶剂是乙醇溶液（浓度为40%），回流提取60min，可以得到理想的提取效果。（2）超声波辅助提取法，将温度设置为45℃，溶剂是乙醇溶液（浓度为70%），加入30倍量的溶媒后，提取35min即可得到最佳效果。
3 根皮苷的分离纯化
研究显示，根皮苷的纯度低，原因是含有诸多化合物，例如黄酮类、类黄酮类，而且衍生物众多。以甜茶为例，含有的二轻茶尔酮类物质，按照从高到低排列分别是根皮苷、三叶苷、3-羟基根皮苷。要想对根皮苷进行分离，目前可用的方法有：萃取法、大孔树脂吸附法、聚酰胺层析柱分离法、壳聚糖絮凝法等。
在分离纯化效果上，从已有的研究成果来看，大孔树脂吸附法的效果最好，纯度能达到95.6%。国外学者利用X-5、聚酰胺树脂，对金丝桃苷、表儿茶素、根皮苷进行分离，纯度达到95%，且分离纯化的成本低。国内学者采用壳聚糖絮凝法，分离纯化根皮苷后，质量分数为21.7%，且壳聚糖不用加热，能节省原材料，适用于工业上大规模生产[4]。
4 根皮苷的药理学功能分析
4.1 降血糖
糖尿病的典型特征是血糖持续升高，而目前常用的药物，原理是促进胰岛素分泌。研究显示，根皮苷可以抑制钠葡萄糖协同转运蛋白的吸收作用，减少葡萄糖进入人体，加快葡萄糖的排泄速度，从而降低血糖水平。但是，根皮苷口服后，吸收效率低，受水解酶的影响还会分解为根皮素。因此，尚且没有使用根皮苷开发降糖药，在未来值得进一步研究。
4.2 抗氧化
人体衰老的本质原因，是体外循环时产生自由基，也是诱发退行性病变的因素，根皮苷可以抗氧化[5]。以不同种类的果蝇为研究对象，包括健康果蝇、高脂果蝇、紫外线损伤果蝇等，食用根皮苷后可以延长寿命，且和食用数量关系密切。分析其机制，是提高过氧化氢酶、超氧化物歧化酶的活性，增加CAT、SOD的表达。在肉制品保鲜上，相比于熊果酸、苹果多酚，根皮苷的抗氧化性更强，因此保鲜效果更好。
4.3 美容效果
根皮苷的美白、抗衰老功能，在护肤品中的应用更加广泛，而苹果、荔枝作为根皮苷的原料，在我国的种植面积广阔。分析根皮苷的美白作用，是水解产物根皮素，可以降低酪氨酸酶的活性。相关研究中，在培养基中加入根皮素，然后分别培养人上皮黑色素细胞、小鼠黑素瘤细胞，结果显示酪氨酸酶的活性明显降低。和曲酸、熊果酸等上市的美白产品相比，根皮苷的美白效果更佳。此外，根皮苷还能阻碍紫外线照射人体皮肤，减轻对皮肤造成的伤害。
4.4 保护心血管
心血管疾病的发生，主要是高血压、高血糖、高血脂的影响，具有较高的致残率和致死率[6]。研究表明，根皮苷可对胃肠、肾脏、脑血管产生调节作用。其中，胆固醇含量过高，是心脑血管疾病的高发因素，而HMG-CoA-R是合成胆固醇的关键酶，使用根皮苷，可以降低该酶的活性，减少蛋白质的表达，降低人体胆固醇的生成量。有学者以仓鼠为试验对象，使用根皮苷后，能提高肝脏内蛋白质、CYP7A1m RNA的水平，促使胆固醇转化为胆汁酸，实现加快排泄的目标。
4.5 其他功能
除了以上功能，根皮苷还可以保护视网膜，提高苹果的抗病害能力，在杀菌、保护神经、提高记忆力等方面，均有一定作用，是未来研究的重要方向。
5 结语
综上所述，根皮苷目前在食品、药品、美容品中的应用广泛。文中结合现有研究成果，介绍了根皮苷的合成、提取、分离纯化方法。药理学研究证实，根皮苷具有降血糖、抗氧化、美容、保护心血管的功能，值得未来深入研究。
参考文献
[1] 王娟，邓红，刘芸，等.根皮苷氧化物POP2的酶促反应体系及其结构表征[J].中国农业科学，2018，51（1）：182-190.
[2] 贺凌霜，付山，赵艳敏，等.特异青霉菌株对根皮苷的微生物转化研究[J].武警后勤学院学报：医学版，2018，27（8）：647-650.
[3] 秦昱，丰金玉，段继春，等.大孔吸附树脂分离纯化多穗石柯根皮苷[J].中国农学通报，2015，31（36）：269-275.
[4] 王睿，吴飞，赵春草，等.根皮苷的分离纯化及药理研究进展[J].中华中医药杂志，2019，34（4）：1605-1608.
[5] 邵耀东，姚依兰，冯阁，等.海棠叶根皮苷药理活性的研究[J].畜牧与兽医，2018，50（2）：56-60.
[6] 张瑞，曹庆伟，李爱平，等.基于网络药理学的黄芪抗疲劳作用机制研究[J].中草药，2019，50（8）：1880-1889.
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