石榴皮多酚提取方法、活性及其應用研究進展

張寧 曹明浩 冶鵬輝 王銀平 吳美蓮 盧建雄

摘 要：石榴皮多酚是石榴內鞣質類、黃酮類等多酚類物質的總稱，因其具有抗氧化、抑菌等多種生物學功能而在醫藥、食品和飼料生產中受到廣泛關注。本文就近年來國內外學者在石榴皮多酚的提取及其抑菌、抗氧化活性和應用價值等方面的研究進行綜述，旨在為石榴皮多酚的進一步開發應用提供一定的參考依據。

關鍵詞：石榴皮多酚;抗氧化活性;抑菌活性;藥用價值

Abstract：Pomegranate peel polyphenols are the general name of polyphenols such as tannins and flavonoids contained in pomegranate， which have been widely concerned in medicine， food and feed production because of their biological functions such as antioxidation and bacteriostasis. In this paper， the research on extraction， antibacterial activity， antioxidant activity and application value of pomegranate peel polyphenols by domestic and foreign scholars in recent years was reviewed， aiming to provide some reference for further development and application of pomegranate peel polyphenols.

Key words：Pomegranate peel polyphenols; Antioxidant activity; Bacteriostatic activity; Medicinal value

中圖分類號：S665.4

石榴（Punica granatum L.）又名安石榴、若榴、天漿等，為石榴科石榴屬木本植物，在我國種植廣泛、種質資源豐富?！侗静菥V目》中記載“榴者，天漿也，止瀉、化瘀、清渴、祛火”，其果實不僅富含多種維生素、礦物質、有機酸、蛋白質[1]，還含有豐富的酚類和黃酮類活性成分。石榴多酚是石榴所含多酚羥基化合物的總和，其含量以石榴皮中最為豐富。石榴皮多酚類物質主要包括沒食子單寧、鞣花單寧、鞣花酸、綠原酸、沒食子酸、兒茶素、表兒茶素、花色素、阿魏酸和櫟精等多種化合物[2]，約為干重的10%～20%。研究表明，石榴皮多酚具有抗氧化[3-4]、抑菌[5-6]、抗腫瘤、預防癌癥[4，7]、抗動脈粥樣硬化、防治心血管疾病[8-9]等多種功能，被廣泛應用于醫藥、抗衰老化妝品[10]以及食品等領域。本文綜述了石榴皮中多酚類活性成分的研究進展、常用分離提取方法及其藥理作用，為石榴皮中多酚類物質的研究、開發應用提供參考。

1 石榴皮多酚的種類

多酚類化合物的化學結構復雜多樣，它是以苯環為基本骨架，苯環上有多羥基取代。分子量分布范圍廣，從低分子量的簡單酚類到分子量為數千道爾頓的聚合單寧類[11]。天然植物多酚的存在形式更加復雜，因此分類方法有很多種。最初，Haslam以單寧不同的化學結構將其分為水解單寧和縮合單寧兩類[12]。隨著植物多酚類物質的大量發現，研究者又將植物多酚分為水解單寧、縮合單寧和復雜單寧3類[13]。石榴中多酚的含量比較豐富，不同部位多酚的種類和含量不同，石榴皮中的多酚主要是類黃酮和單寧化合物。

1.1 鞣質類化合物

鞣質類化合物是最常見的石榴多酚，在石榴的不同部位具有不同程度的分布。與其他部位相比，石榴皮中鞣質類化合物的含量最高，約為10.4%[14]，安石榴苷和安石榴林是主要成分[15]，二者均為可水解鞣質，結構復雜多樣，主要由逆沒食子酸、沒食子酸及沒食子酰雙內酯組成。近年來，石榴皮多酚的應用價值被深入研究，并發現了鞣質類化合物的許多其他成分，如石榴皮亭A、石榴皮亭B、鞣花酸、鞣云實精、二鞣花酸鼠李糖基（1-4）以及吡喃葡萄糖苷等[16-17]。

1.2 黃酮類化合物

黃酮、黃酮醇、花色苷和黃烷-3-醇類等是目前從石榴中分離得到的主要黃酮類化合物[18]。石榴果皮和果汁因其所含花色素而呈黃、紅色。果皮中花色苷化合物的類型和含量隨果實的成熟而發生變化。石榴果實成熟初期，主要成分為天竺癸素、矢車菊素和飛燕草素的3，5-二葡萄糖苷，其中飛燕草素3，5-二葡萄糖苷所占比例較高;隨著果實成熟，單糖苷的含量不斷增加，最終超過二糖苷;矢車菊素衍生物為晚熟期的主要成分[11]。

1.3 有機酸類化合物

咖啡酸、原兒茶酸、阿魏酸、鄰-香豆酸是石榴酚有機酸酸類化合物的主要成分。此外，還包括綠原酸、新綠原酸和對-香豆酸[19]。李國秀[19]在有機溶劑萃取法提取產物中檢測出多種酚酸化合物，如原兒茶酸、綠原酸、咖啡酸、阿魏酸和沒食子酸等。

2 石榴皮多酚的提取方法

植物多酚提取方法主要有熱提取法、溶劑提取法、超聲波輔助提取法、微波提取法和超臨界CO2提取法、生物酶解提取法以及超高壓提取法等。目前，石榴皮多酚最常用的提取方法有超聲波輔助提取、溶劑提取、超臨界CO2提取和微波提取。為了加快多酚的提取速度，提高多酚的提取率，應根據提取原料選擇提取方法。

2.1 超聲波輔助提取法

超聲波輔助方法是使用超聲波，使植物組織瞬間在溶劑中產生空穴效應，促進細胞破裂，并使溶劑滲透到植物細胞中以溶解其活性成分。超聲波輔助萃取的優點是萃取效率高，對活性成分的損害較小，并且可以防止由于長期暴露于高溫或空氣中而引起的萃取物降解或褪色。它已被廣泛用于提取生理活性成分，例如生物堿[20-22]。趙艷紅[23]結合響應面法優化了石榴皮中多酚的超聲提取工藝，在提取時間35 min、乙醇濃度59%和超聲功率90 W的優化條件下，提取量可達321 mg·g-1。另外，王華斌[24]、焦士蓉[25]通過優化超聲輔助提取方法的工藝條件，將石榴皮多酚的提取率分別提高到21.22%和25.45%。

2.2 溶劑提取法

溶劑萃取是一種根據各種活性成分在溶劑中的溶解度，選擇對活性成分具有高溶解度而對其他成分具有低溶解度的溶劑從植物組織中提取活性成分的方法[26]。植物多酚的溶劑提取方法簡便、穩定、可靠，同樣也適合從我國大多數中藥材中提取活性成分，但有機溶劑消耗量高，成本高，污染嚴重。在這種方法中，對多酚的溶解性良好的甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯常作為溶劑使用，沒有副反應，且易分離。賈冬英[26]使用20%的乙醇作為溶劑，固液比為1∶20，在50 ℃條件下萃取1 h，多酚的提取率達到22.86%。孫蘭萍[27]采用50%乙醇，液料比25∶1，在70 ℃下萃取1.5 h，多酚的提取率為16.28%。王曉瑜[28]分析了利用有機溶劑提取總多酚的效果，結果表明，多酚的得率為甲醇>乙醇>水>乙酸乙酯。

2.3 超臨界CO2提取法

超臨界流體萃取是利用待測物溶劑萃取和分離超臨界流體的方法。該方法在接近室溫條件下操作，特別適用于熱敏天然物的提取和揮發性物質的分離，也適用于固體物質的分離和提取。常用溶劑為CO2，具有低粘度、擴散系數大、高密度、強溶解性等優良特性。馮務群[29]比較了通過超臨界CO2萃取、超聲萃取、微波萃取和浸沒萃取從石榴皮中提取沒食子酸，提取物中沒食子酸分別為0.396%、0.311%、0.271%及0.498%。由以上可知，超臨界CO2萃取的萃取效率較高。

2.4 微波提取法

微波輔助提取法被譽為“綠色提取工藝”，具有節能、污染小、熱效率較高、且無需干燥等預處理等諸多優點，其簡化了提取工藝，減少投資，常用于從植物中提取茜素及對聚合物及其添加物進行過程監控和質量控制等，但其設備昂貴且維護保養較為繁瑣。陶明[30]比較了3種不同提取方法提取石榴皮中多酚的效率，依次為微波輔助提取法>超聲波輔助提取法>乙醇浸提法。宋薇薇[31]利用優化的微波輔助提取法工藝條件（乙醇40%、提取功率242 W、時間60 s、料液比1∶5）提取石榴皮多酚，得率為19.54 g/100 g;而劉洪[32]在乙醇濃度為30%的條件下，1∶20的固液比、萃取功率為300 W、萃取溫度為60 ℃、萃取時間為100 s，石榴皮多酚的提取率達到26.91%。由此法可見，微波輔助提取多酚的時間短，得率高。

3 石榴皮多酚的功能及應用

多酚原本是在皮革制造中使用，隨著人們不斷對其化學結構和特性的深入研究，發現其具有很強的抗氧化和抗菌作用。對許多疾病具有明顯的預防效果，因此植物多酚在食品工業、生物醫學、日用化工等領域被廣泛研究和應用，如在一些民族傳統醫藥中，石榴果實被用于治療酸中毒、痢疾、微生物感染、腹瀉、蠕蟲病、出血和呼吸道疾病等，并將植物多酚稱之為繼第六營養素之后的“第7類營養素”[33]。

3.1 石榴皮多酚抗氧化活性

組織和器官老化等許多疾病與生物體內代謝產生的自由基有關。植物多酚含有大量的酚羥基，顯現出強烈的抗氧化活性。因此，石榴皮多酚類物質的抗氧化活性及應用研究成為熱點。周本宏等[34]研究表明，石榴果皮提取物可顯著減少自由基對人體的危害，主要抗氧化成分為單寧和黃酮。對1 000種中藥抗氧化活性的比較研究表明，石榴果皮提取物抗氧化能力排在前4位，證實多酚是石榴果皮抗氧化能力的主要有效物質[35]。張茜等[36]發現，分別用丙酮、甲醇、水和乙酸乙酯提取的石榴皮提取物具有很高的抗氧化活性，提取物中多酚含量與抗氧化活性密切相關，具有明顯的劑量效應關系。此外，周強等[37]分析了石榴皮多酚提取物的自由基清除能力及其對細胞增殖的影響，研究發現石榴皮多酚具有清除自由基的強大能力，可用作天然抗氧化劑清除正常機體代謝產生的自由基。此外，石榴皮多酚可在體外誘導PC12細胞凋亡，具有較好的抗腫瘤活性。

3.2 石榴皮多酚抗菌活性

多酚可以通過凝固原生質體和微生物中的一些酶來抑制大多數細菌和真菌的生長繁殖。石榴皮中豐富的多酚類物質，能抑制痢疾桿菌（志賀、施氏、福氏、宋氏）及傷寒桿菌、變形桿菌、結核分枝桿菌、金黃色葡萄球菌、銅綠色假單胞菌、大腸桿菌、腦膜炎雙球菌等多種細菌的生長繁殖[38]，并對多種皮膚真菌也有一定的抑制作用[39]。Martionol等[40]報道石榴皮甲醇提取液可抑制李斯特菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、小腸結腸炎耶爾森氏菌及腸炎沙門氏菌。陸雪瑩等[41]研究表明，石榴皮總多酚有效成分對臨床常見致病菌具有明顯的廣譜抑制作用，并且對一些臨床耐藥的病原菌也有顯著抑制作用。此外，多酚可以直接破壞病毒結構并間接抑制病毒復制，從而阻止病毒活動[41]。

3.3 石榴皮多酚抗癌活性

植物多酚也是一種抗誘變劑，能提高染色體的修復能力，減弱誘變劑的致癌作用，進而增強體細胞的免疫力，抑制腫瘤細胞的生長。從石榴皮中提取的逆沒食子鞣質及其水解產物鞣花酸具有抗乳腺癌作用[42]。楊濱等[43]用MTI和Transwel法研究了石榴皮多酚粗提物對人宮頸癌Hela細胞增殖和侵襲的影響，結果表明石榴皮多酚粗提物對Hela細胞的增殖和侵襲具有很強的抑制作用，抑制率隨石榴皮多酚粗提物濃度的增大而增強。陸雪瑩等[41]分別檢測了用不同方法提取的石榴皮總多酚提取物對胃癌細胞BGC-823、子宮頸癌細胞Hela和結腸癌細胞SW-480的生長抑制率，發現單寧含量較高的提取液對癌細胞具有更好的抑制作用。此外，從石榴中提取的果汁和分離的果皮提取物對前列腺癌細胞具有重要的抗癌作用[44]?？梢?，石榴皮多酚作為潛在的治療腫瘤的實驗性藥物具有廣闊的應用價值。

3.4 石榴皮多酚的其他藥用價值

3.4.1 石榴皮多酚在心血管疾病預防中的作用

石榴皮提取物富含多酚，類黃酮和植物雌激素，具有清除自由基的功能，因此具有很強的抗氧化活性，可以防止血栓形成，抑制動脈壁上平滑肌細胞的增殖并降低低血脂的發生概率。密度脂蛋白被氧化，高密度脂蛋白增加，從而促進膽固醇代謝，降低體內膽固醇的合成率，減少人體血脂和肝脂肪，改善血液流變學并保護心血管系統，因此，它可以有效預防中風，動脈硬化，冠心病等[45]。此外，石榴皮多酚還具有抗炎和抗動脈粥樣硬化的作用[46]。

3.4.2 石榴皮多酚在胃腸道疾病防治中的作用

石榴皮含有大量單寧，與蛋白質結合后，可凝固或沉淀蛋白質，以促進局部創面愈合，避免受刺激。因此，石榴皮提取物可以止血，澀腸、治療腹瀉[41]。同時，石榴皮提取物也可在腸道寄生蟲的排出中發揮作用。此外，動物實驗表明，石榴皮提取物中的多酚對胃粘膜有一定的保護作用，減少了胃黏膜病變的發生以及藥物和酒精等對胃黏膜的刺激，從而減少胃潰瘍的發生[47]。

3.4.3 石榴皮多酚可治療扁平疣

扁平疣是人乳頭瘤病毒感染引起的良性皮膚贅生物，是皮膚科常見的慢性難治性疾病，該病有兩種主要的治療方法：內治和外治。西藥治療中有某些不良反應和禁忌癥。目前，尚無專門針對扁平疣的藥物，且有些藥物價格昂貴，患者難以堅持口服中藥。因此，外部治療的效果逐漸突出。石榴皮多酚含有多種生物堿?？咕鷮嶒灡砻?，石榴皮具有廣泛的抗菌譜，對金黃色葡萄球菌，溶血性鏈球菌，霍亂弧菌，志賀氏菌痢疾和變形桿菌有明顯的抑制作用[48]。扁平疣的病灶較淺，大部分暴露在扁平部位，為熱敷和濕敷提供了方便的條件。濕熱敷法是將石榴皮液直接涂在皮膚疣上，可直接吸收，容易發揮功效。與口服相比，它可以避免加重患者的胃腸道負擔，并避免惡心和嘔吐等不良反應[49]。王立榮[50]用新鮮石榴皮的濕熱敷治療扁平疣，取得了明顯的愈合效果。

3.4.4 石榴皮多酚治療滌蟲寄生蟲病

犬帶絳蟲病是一種由多種絳蟲寄生于大腸和小腸引起的慢性寄生蟲病，嚴重危害犬的健康。張代芬[51]的實驗研究表明，石榴皮對絳蟲有很強的殺滅作用，并能作用于蠕蟲的肌肉，使之不斷收縮。用1∶10 000

濃度的石榴堿鹽酸鹽可在5～10 min內殺死絳蟲。臨床上，已經證明生物堿和單寧酸的組合具有更好的驅蟲效果，因為單寧酸可以使生物堿變成不可溶且難以吸收的化合物，從而可以充分發揮抑制腸道寄生蟲的作用[52]。石榴皮價格低廉，毒副作用小，富含多種生物堿，不僅能抗菌抗病毒，增強動物免疫力，還能抑制腫瘤細胞生長或促使其凋亡。

4 結語

石榴是可用于治療和預防許多疾病的食藥同源水果之一，在世界各地都有廣泛的栽培，特別是在歷史悠久、種質資源豐富的中國。石榴皮多酚具有多種藥用價值，可有效治療內分泌系統、消化系統、生殖系統、心血管系統疾病，在抗菌、抗病毒、抗腫瘤等方面具有良好的研究價值和廣闊的發展前景。但其藥理研究尚不明確，并有一定的局限性，因此尚未得到廣泛的應用。因此，有必要加強對石榴植物化學成分及其臨床應用的研究，不僅要進一步闡明其藥理活性成分，為開發新藥打下良好基礎，而且要提高其質量和確保臨床藥物的安全性。

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