體外發酵對柑橘黃酮的生物轉化及功能活性研究進展

陳嘉序，潘兆平，王雪,，郝丹丹,，李濤,*，付復華,*

（1.湖南大學生物學院隆平分院，湖南長沙 410125）

（2.湖南省農產品加工研究所，湖南長沙 410125）

柑橘（Citrus）是蕓香科柑橘屬木本植物，主要品種包括柑類（Citrus chachiensisHort.）、橙類（Citrus sinensis(L.) Osbeck）、橘類（Citrus reticulataBlanco）、金柑類（Fortunella margarita(Lour.) Swingle）、柚類（Citrus maxima(Burm.) Merr.）、檸檬類（Citrus limon(L.) Osbeck）等。我國是柑橘的主要原產國和重要起源地，種質資源十分豐富，擁有4 000 多年的種植史。柑橘是世界第一大水果，2021 年的全球柑橘產量達1.02 億t，其中我國產量為5 595.61 萬t，占全球產量的54.86%，穩居第一[1]。柑橘作為常用中藥材在我國已有上千年歷史，富含多種天然活性成分，包括類黃酮、酚酸、檸檬苦素、香豆內脂、類胡蘿卜素和果膠等。其中，柑橘黃酮作為一類植物次生代謝物，主要存在于柑橘屬植物果實的外皮中（平均含量為0.7%～2.0%），分為黃酮類、黃烷酮類、黃酮醇類、黃烷酮醇類、花青素類和異黃酮類6 個亞類[2,3]，具有抗氧化、抑菌、抗炎、抗癌等多種功能活性，對神經保護、免疫調節、心血管疾病預防等方面有顯著功效[4,5]。研究表明，除黃烷-3-醇外，大多數柑橘黃酮都以黃酮糖苷的形式存在，以游離型苷元存在的黃酮種類很少[6]。然而，糖苷型黃酮在人體內吸收和生物活性均遠低于游離型，因此柑橘黃酮的應用受到了較低的溶解性和生物利用度的限制[7,8]。

體外發酵技術能利用微生物或酶等生物催化劑，定向修飾外源化合物的特殊結構，從而獲得高溶解度、高吸收性和高活性的代謝產物。與傳統的生物轉化技術相比，體外發酵技術可根據黃酮類化合物的結構特征選擇特定的微生物或酶進行定向水解。同時，它還可以通過體外發酵模型評估黃酮類化合物在人體內的代謝途徑和潛在益生作用[9]。近年來，體外發酵技術已廣泛運用于提升黃酮類化合物的功能活性。例如，使用商業益生菌進行單一或混合發酵、在體外消化模型中進行糞菌發酵，或使用酶法轉化黃酮糖苷等[10-12]。微生物分泌的β-葡萄糖苷酶、β-鼠李糖苷酶、酯酶等，可以將黃酮苷轉化為苷元，并通過不同代謝途徑進一步降解為各類酚酸。如，黃酮醇通常在β-葡萄糖苷酶的作用下生成相應的糖苷配基，隨后在鄰苯二酚雙加氧酶的作用下發生環裂變反應，生成羥基苯乙酸和2,4-二羥基苯甲酸，繼而在兒茶酚-O-甲基轉移酶的作用下進一步甲基化，生成3-甲基-4-氧代槲皮素和3-甲基槲皮素等；黃烷酮經過去糖基化反應后在黃烷酮-3-羥化酶的作用下發生環裂變，生成二氫查耳酮，隨后通過CYP450 酶的去甲基化作用進一步代謝形成二氫山奈酚和二氫槲皮素等；花青素可以在花青素合成酶的作用下發生環裂變，生成槲皮素和山奈酚等黃酮醇；多甲氧基黃酮可以被雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）和乳酸菌屬（Lactobacillus）轉化為羥基-O-去甲基橘皮素、去甲基橘皮素和3,4,5,6-四甲氧基苯甲酸等[6,13-16]。這些小分子代謝產物能進一步提高柑橘黃酮在人體內的吸收、代謝和生物活性。本文擬就近年來食品商業用菌、腸道菌群和酶對柑橘黃酮的生物轉化途徑及其不同代謝物功能活性的相關研究進行梳理，以期為深入研究柑橘黃酮的生物轉化及新型功能食品開發提供理論依據。

1 柑橘黃酮的化學結構及分類

柑橘黃酮是一類廣泛存在于柑橘屬植物中的苯-γ-吡喃酮衍生物，其基本結構為“黃烷核”骨架（C6-C3-C6），由兩個芳香環（A 環和B 環）通過線性3-碳鏈（C 環）連接而成[17]。目前，已經鑒定出超過250 種柑橘黃酮，主要根據C 環的化學性質、取代方式、酚羥基位置和數量分為黃酮類（如野漆樹苷、木犀草苷和地奧司明等）、黃烷酮（如橙皮苷、橙皮素、柚皮苷和柚皮素等）、黃酮醇（如蘆丁、山奈酚和槲皮素等）、黃烷酮醇（二氫槲皮素和二氫山奈酚等）、花青素（如花翠素、矢車菊素-3-O-葡萄糖苷和飛燕草素葡萄糖苷等）和多甲氧基黃酮（川陳皮素、桔皮素和5-去甲川陳皮素等）（圖1）[18,19]。柑橘黃酮大多以結合型糖苷的形式存在，主要可分為新橙皮糖苷和蕓香糖苷類。根據糖基與苷元的連接方式可分為黃酮氧苷和黃酮碳苷，其中O-糖苷的含量較高而C-糖苷含量較低。此外，不同糖單元間的連接方式（如α-1,2 或α-1,6）能夠在一定程度上影響柑橘果實風味。例如，味苦的新橙皮糖苷（如柚皮苷和新圣草次苷）和不苦的蕓香糖苷（如橙皮苷和圣草次苷）糖基部分分別通過α-1,2 和α-1,6 糖苷鍵連接1 分子葡萄糖和1 分子鼠李糖[20]。

圖1 柑橘黃酮的化學結構及分類Fig.1 Chemical structures and classification of citrus flavonoids

柑橘中最主要的黃酮種類是黃烷酮和多甲氧基黃酮[21]。黃烷酮以2-苯基二氫色原酮為母核，在植物界中主要以配糖體形式存在，是柑橘黃酮中含量最豐富的一類，占比達95%[22]。柑橘中最常見的黃烷酮有橙皮苷、橙皮素-7-O-葡萄糖苷、柚皮苷和柚皮素等[23]。不同柑橘品種和部位中黃烷酮的含量也具有很大差異，如柚類中含量最豐富的是柚皮苷[24]；葡萄柚中除了主要含有柚皮苷外，還有一定量的橙皮苷、圣草次苷、新橙皮苷和新圣草次苷等[25]；酸橙中含量最豐富的黃烷酮是柚皮苷和新橙皮苷；甜橙中則是柚皮蕓香苷和橙皮苷；寬皮柑橘以橙皮苷和柚皮蕓香苷為主，其中前者的含量遠高于后者[26]；柑類中的‘甌柑’與其他品種略有不同，主要含新橙皮苷以及一定量的香蜂草苷[27]。多甲氧基黃酮同樣以苯色酮環為母核，其骨架上具有4 個或4 個以上甲氧基基團，是柑橘屬植物的標志性化合物。目前已分離鑒定出20 余種多甲氧基黃酮，其中以川陳皮素、橘皮素以及甜橙黃酮最為常見。它們大量存在于柑橘油胞層中，而果肉或其他組織中僅有微量[28]。寬皮柑橘和‘甌柑’果皮中含有較豐富的多甲氧基黃酮，而溫州蜜柑中的含量較少[29]。

2 柑橘黃酮的體外發酵

柑橘黃酮因其特殊的化學結構和代謝途徑在開發利用的過程中受到許多限制。近年來，體外發酵技術逐漸成為一種重要的解決方案，通過將生物催化劑（如微生物和酶等）應用于體外環境下，模擬自然界中微生物代謝過程來實現柑橘黃酮的生產和生物轉化，具有成本低、操作簡單、特異性強、轉化率高等諸多優勢[30]。采用體外發酵方式生物轉化柑橘黃酮不僅能夠選擇特定的微生物或酶進行定向水解，還可以探索黃酮類化合物在人體結構中可能的代謝途徑及其益生潛能，為柑橘黃酮的生物功能研究提供更多的思路和方法。目前有許多研究針對不同的柑橘黃酮，利用體外發酵方式，探究了其相應的代謝途徑和產物（見表1）。

表1 體外發酵對柑橘黃酮的轉化過程和代謝產物的影響Table 1 Effects of in vitro fermentation on the transformation process and metabolites of citrus flavonoids

2.1 商用益生菌對柑橘黃酮的生物轉化

柑橘黃酮的生物活性主要是通過腸道菌群的代謝轉化發揮作用。事實上，超過90%的天然黃酮都以糖苷的形式存在，且僅有攝入劑量的30%能夠從人體胃腸道吸收并進入循環系統[31]。盡管經腸道菌群轉化后的生物利用率和功能活性得到了提高，但仍存在含量低、體內轉化不充分、個體差異大等問題，極大地限制了其臨床應用[32]。微生物轉化可通過羥基化、脫氫、O-甲基化、去甲基化、環裂變和雙鍵還原等反應產生一系列柑橘黃酮代謝產物，使其在血漿中的濃度達到母體化合物的2～5 倍以上[33]。因此，利用商用益生菌對黃酮類化合物進行修飾改性并探究其生物轉化途徑成為近年來的研究熱點[34,35]。相較于傳統化學合成法或酶法發酵，商業用菌有更高的選擇性、更優的產量和純度、更易操作和實現大規模生產。常用于轉化柑橘黃酮的商用細菌包括乳桿菌屬（Lactobacillus）、雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）和芽孢桿菌屬（Bacillus）等，真菌主要包括鏈霉菌屬（Streptomyces）、曲霉屬（Aspergillus）和小克銀漢霉屬（Cunninghamella）等[34-37]。Guo 等[34]通過體外實驗評估了5 種乳酸菌對橙皮苷和蕓香柚皮苷的代謝能力。結果表明，L.brevisLB01 可將橙皮苷降解為橙皮素、對羥基肉桂酸、3-(3’-羥基-4’-甲氧基苯基)羥丙酸和對羥基苯丙酸。唐溶雪[10]利用商業乳酸菌粉（包括Streptococcus thermophilus、B.lactis和L.acidophilus等10 種乳酸菌）進行了蜜柚、金桔和臍橙的厭氧發酵。液相色譜-飛行時間質譜分析顯示，酚類化合物會經歷環裂變、去甲基、脫羥基及側鏈縮短等多種化學反應，近一步轉化為二氫咖啡酸、對羥基苯丙酸、3,3-羥基苯基丙酸和4-羥基苯甲酸等小分子酚類化合物。Gema 等[36]通過體外實驗檢測了L.rhamnosus和B.longum對橙皮素和柚皮素的代謝能力。結果表明，這兩種商用益生菌均能使橙皮素和柚皮素發生環裂變、去甲基化和去羥基化反應，進一步轉化為生物利用率、極性和生物活性更高的苯丙酸。橘皮素和甜橙素是蜜桔或其他種類柑橘皮中目前發現的主要的兩種多甲氧基黃酮，它們在A.niger轉化下能夠生成含量較高的4’-羥基-5,6,7,3’-四甲氧基黃酮和4’-羥基橘皮素[37]。雖然商業微生物菌株的生物轉化能力受到多種外界條件限制，但通過優化發酵條件、菌種篩選和代謝工程等手段，可以提高代謝物的產量和純度，實現大規模生產，具有較高的經濟效益。此外，商用微生物發酵具有環保和可持續發展的優勢，可以有效避免天然資源枯竭和環境污染等問題，具有良好的應用前景[33-35]。

2.2 腸道菌群對柑橘黃酮的生物轉化

柑橘黃酮在人體內發揮作用與腸道菌群的生物轉化密切相關[2,3,36,38]。傳統研究腸道菌群對柑橘黃酮的生物轉化主要通過動物或人體模型，雖然該方法能提供精準的結果，但存在價格昂貴、操作復雜，同時還涉及倫理道德等問題。近年來，利用微生物體外轉化模型模擬體內代謝過程、預測食物基質的釋放等已經廣泛應用到柑橘黃酮的研究中[34,39,40]。腸道菌群對柑橘黃酮的轉化類型一般包括去糖基化、去甲基化、脫羥基化、還原以及環裂變等，其中參與O-去糖基化反應的菌群主要有雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）及乳桿菌屬（Lactobacillus）等；參與黃酮-C-糖苷的分解的菌群包括毛螺菌科（Lachnospiraceae）、腸球菌科（Enterococcaceae）和鏈球菌科（Streptococcaceae）等；參與去甲基或脫羥基化的菌群有真桿菌屬（Eubacterium）、伊格爾茲氏屬（Eggerthella）、乳桿菌屬（Lactobacillus）、鏈球菌屬（Streptococcus） 和梭狀芽胞菌屬（Clostridium）等[41-46]。

研究表明，柑橘黃酮的體外生物轉化模型主要包括直接使用糞便勻漿或從中分離的微生物來分批試驗[36]，以及采用更具綜合性的體外模型，如第二代無溢出腸道模型（TIM-2）和人腸道菌群生態系統模擬體系[47]。借助這些模型研究發現，在腸道菌群發酵過程中，橙皮苷和柚皮苷首先被轉化為相應的苷元（橙皮素和柚皮素）。隨后，苷元型黃酮代謝為多種酚類物質，包括異阿魏酸、二氫咖啡酸、氫基肉桂酸、對羥基苯丙酸、4-羥基苯乙酸、橙皮素、間苯二酚、間苯三酚、2,4-二羥基苯乙酸、柚皮素、4-羥基苯甲酸、間苯三酚、間苯三甲酸、原兒茶酸、香蘭素酸、咖啡酸、異芥酸、馬尿酸等[36,47,48]。Chen 等通過體外發酵實驗發現，柚皮苷在腸道菌群的作用下同時發生去甲基化、C 環裂解和去羥基化反應，生成5-乙酰氧基柚皮苷、柚皮素、新圣草苷、芹菜素、圣草酚、3-(4’-羥基苯基)乳酸、3-苯丙酸。大量研究表明，體外腸道菌群發酵柚皮素很可能通過環裂變反應產生3-(4’-羥苯基)丙酸，該酸被脫羥基并主要轉化為3-苯丙酸。橙皮素的轉化途徑可能為：先經環裂變生成二氫異阿魏酸，接著去甲基化生成二氫咖啡酸，繼而經過連續的脫羥基反應，依次轉變為3-(3’-羥基苯基)丙酸和3-苯丙酸，并進一步轉化成3’-羥基馬尿酸和馬尿酸。橙皮素的體外降解還產生了大量的3-苯丙酸和少量的4-羥基苯乙酸。與柚皮素的代謝產物相同，它們可以進一步轉化為4’-羥基馬尿酸[6]。因此，通過體外消化模型研究腸道菌群對柑橘黃酮的代謝轉化，具有很好的生理相關性和個性化醫療潛力，有助于新型柑橘黃酮產品的研發和功能性評價，應用前景廣泛。

2.3 酶對柑橘黃酮的生物轉化

體外發酵轉化的本質實際上是外源性底物在生物體系中酶制劑的催化作用下進行的代謝反應[49]。酶法轉化黃酮糖苷的優勢在于反應條件溫和、催化效率高、選擇性好、催化過程清晰和產物單一等。然而，有限的代謝產物和純化酶的高成本使其應用受限。在商業上常通過重組和結構修飾等手段來提高酶對底物的轉化效率，從而達到減少時間和降低生產成本的目的[50]。目前研究黃酮類化合物的酶解主要利用糖苷酶定向修飾各類糖苷鍵，實現由低活糖苷向高活苷元的轉化。其中微生物中的主要存在的糖苷酶有β-糖苷酶、柚苷酶、橙皮苷酶、纖維素酶和果膠酶等，這些糖苷酶作用底物譜廣，可同時水解多種黃酮糖苷[51]。研究表明，柚皮苷（苦味物質）能在柚苷酶體系中的α-L-鼠李糖苷酶的作用下被分解為柚皮素-7-O-葡萄糖苷（無苦但有澀味）和鼠李糖，再經β-D-葡萄糖苷酶降解為葡糖糖及柚皮素（無味），從而實現脫苦[52]。陳紅等[53]用Aspergillus aculeatusJMUdb058 發酵得到柚苷酶，并研究其在去除柑橘果汁中的苦味方面的效果。結果顯示該酶能夠高效水解柑橘果汁中的柚皮苷，去除率達到了99.6%。橙皮苷酶通過裂解橙皮苷的鼠李糖基團以產生橙皮苷-7-O-葡萄糖苷來增加其親脂性。鄭美瑜等[54]發現經橙皮苷酶處理后的橙皮苷降解率大約為50%，而經柚苷酶處理過的柚皮苷則可以實現徹底降解，這是由于橙皮苷的水溶性遠不如柚皮苷。而利用從Paecilomyces variotii中分離出來的單寧酶能夠水解柑橘中黃烷酮糖苷的酯鍵。Jose 等[55]同時采用纖維素酶、果膠酶和單寧酶從巴西柑橘渣中提取和轉化柑橘黃酮，發現在40 ℃和200 r/min 條件下，使用5.0 U/mL 的纖維素酶和7.0 U/mL 的單寧酶，得到橙皮素、柚皮素和鞣花酸的最高產量分別為120、80 和11 250 μg/g。此外，可采用體外實驗來評估微粒體酶在柑橘黃酮生物轉化中的作用。橘皮素和細胞色素P450 酶共同放置在未誘導的和多氯聯苯誘導的大鼠肝微粒體中孵育，在羥基化和去甲基化反應的作用下，發現橘皮素主要產生三種可能的代謝產物，分別是4’-羥基橘皮素、3’,4’-二羥基川陳皮素和5,4’-二羥基橘皮素[56]。酶法生物轉化柑橘黃酮可以通過選擇性酶的作用，在柑橘黃酮結構中引入不同的官能團，生成新型化合物，在食品、醫藥、保健品等領域具有廣泛的應用前景。

3 生物轉化對柑橘黃酮功能活性的影響

3.1 抗氧化活性

柑橘黃酮具有雙芳環聯結的基本骨架，其分子中心的α、β-不飽和吡喃酮被廣泛認為是抵御機體氧化應激的關鍵?，F代流行病學研究證實，氧化應激與諸多人體慢性疾病如心血管疾病、神經性退行疾病和癌癥等的發生密切相關[57]。因此柑橘黃酮可以預防多種外界化學物質、氧化劑和毒素對機體造成損傷，從而降低相關疾病的發生率。研究表明，柑橘黃酮主要通過直接清除自由基、上調抗氧化酶含量以及螯合變價金屬離子三種方式來實現抗氧化功能[10]。其抗氧化能力的大小取決于分子結構（糖苷或苷元形式）、游離的羥基以及最終酯化羥基的數量和位置等[22]。橙皮苷和柚皮苷是天然存在于柑橘屬植物中的兩類高濃度糖苷黃烷酮，當它們轉變為相應的苷元形式（橙皮素和柚皮素）時才具有更高的生物利用度和功能活性。Madeira 等[55]研究發現橙皮素和柚皮素的體外抗氧化能力明顯強于它們的糖苷形式。Ruviaro 等[58]采用酶法將橙皮苷和柚皮苷分別轉化為對應苷元，發現其氧自由基吸收能力分別提高了180%和115%，且代謝物具有更高的抗氧化活性和氧自由基清除能力，這主要歸因于去糖基化作用消除了C-7 處的蕓香糖苷，從而暴露出分子中的羥基基團，實現了氫原子的轉移機制。這種轉化使得活躍的自由基轉化為低活的酚基自由基，提升了抗氧化功效。近年來，采用微生物發酵或酶法降解來提高黃酮類化合物抗氧化活性的研究受到廣泛關注[50,53,57,59]。Madeira 等[60]利用Paecilomyces variotii菌株固態發酵橙渣，發現單寧酶和植酸酶活性經發酵后分別達到最高值5 000 和350 U/gds。同時，橙渣的ABTS 自由基清除活性在酶促作用下提高了10 倍。Nakajima 等[61]在橙汁和酸橙汁中加入橙皮苷酶使橙皮苷脫糖基化后得到橙皮素，使得柑橘汁的總抗氧化活性顯著提高。另一項體外研究發現，大鼠血清中提取的橙皮素代謝物，顯示出比橙皮苷更強的抗氧化活性[62]。這是由于糖基化過程可能會使黃酮類化合物的某些關鍵結構發生變化。一般認為，B 環上的鄰苯二酚羥基可能通過氫鍵作用賦予芳氧基自由基更高的穩定性，并參與電子位錯，對黃酮類化合物的抗氧化能力起關鍵作用；與酮基共軛的C-2、C-3 雙鍵負責B 環的電子位錯；C 環上的3 位和A 環上的5、7、8 位增加羥基能夠使抗氧化活性得到不同程度的提升[22]。

3.2 抗炎活性

炎癥反應是機體受到不同因素刺激后引起的一系列綜合生理反應，其表現為多種促炎基因的表達和促炎介質或細胞因子的生成，如白介素1β（IL-1β）、白介素6（IL-6）和腫瘤壞死因子α（TNF-α）等。這些炎癥反應最終會導致細胞和組織的損傷[63]。許多體外研究已經評估了柑橘黃酮及其代謝產物的抗炎活性，發現它們可以通過抑制相關炎癥信號通路的激活、減少炎癥靶點如B 細胞核因子κ-輕鏈增強子（NF-κB）、環氧化酶-2（COX-2）和一氧化氮合成酶（iNOS）的產生，降低慢性炎癥標志物，發揮抗炎效果[64]。橙皮苷及其苷元橙皮素主要通過抑制相互作用蛋白（Txnip）或NOD 樣受體熱蛋白結構域相關蛋白3（NLRP3）、絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）和NF-κB 等炎癥信號通路發揮抗炎作用[65]。據報道，橙皮素能使抗氧化酶血紅素氧化酶-1（HO-1）的表達顯著上調，抑制Txnip 的活化，阻礙NLRP3 與Txnip 和下游半胱氨酸天冬氨酸酶-1（Caspase-1）、凋亡相關斑點樣蛋白（ASC）的相互結合，負調控炎癥小體的激活，從而降低IL-1β表達，實現抗炎作用[66]。此外，HO-1 還能提高硫氧還蛋白（Trx）的表達，通過促進Trx 和Txnip 的相互結合來降低Txnip 的表達，從而實現間接減少炎癥小體的裝配[67]。李榮等[68]研究了7,3’-二甲氧基橙皮素在佐劑性關節炎大鼠中的抗炎作用和機理。結果顯示，該物質能抑制炎癥介質的釋放并加快抗炎細胞因子的生成，從而緩解大鼠的繼發性炎癥。多甲氧基黃酮同樣具有突出的抗炎活性，已被證明在炎癥和免疫調節疾病中發揮作用。Li 等[69]通過體外脂多糖（LPS）誘導的炎癥細胞模型試驗，發現川陳皮素及其代謝產物3’-去甲川陳皮素、4’-去甲川陳皮素及3,4-二去甲基川陳皮素能下調iNOS和COX-2 基因的表達，并對激活蛋白-1（AP-1）和環磷腺苷效應元件結合蛋白（CREB）的激活起抑制作用。此外，川陳皮素、橘皮素及其轉化產物3,5,6,7,8,3’,4’-七甲氧基黃酮能降低促炎因子（如IL-1α、IL-1β、IL-6 和TNF-α等）的表達[70]。

3.3 其他活性

柑橘黃酮及其代謝物還具有抗癌、抗病毒、抑菌和降脂等諸多功效[69-71]。研究表明橙皮苷、橘皮素、柚皮素和川陳皮素能夠在一定程度上抑制各類癌細胞如胃癌細胞、皮膚癌細胞、肝癌細胞、結腸癌細胞和乳腺癌細胞等的增殖[71,72]。Gao 等[73]研究發現，經氧化損傷的人前列腺癌細胞在DNA 修復過程中，柚皮素能顯著提高其中兩個關鍵酶（8-氧代鳥嘌呤DNA 糖基化酶1 和DNA 聚合酶β）的mRNA 表達水平，這表明柚皮素能激活DNA 修復的堿基切除途徑，從而降低前列腺細胞的癌變幾率，預防癌癥的發生。此外，多種苷元型柑橘黃酮如橙皮素、槲皮素、川陳皮素、柚皮素以及橘皮素等均被證實能以調控細胞周期的方式抑制癌細胞的增殖[72-74]。橙皮素通過下調周期蛋白依賴性激酶（CDK2/4）和G1/S-特異性周期蛋白D（Cycling D）的表達量，同時上調細胞周期抑制蛋白p21 的表達，來阻滯細胞周期[75]。在抗病毒活性方面，黃酮苷元槲皮素和橙皮素被發現能夠抑制脊髓灰質炎病毒、單純皰疹病毒、副流感病毒和合胞病毒的感染和復制[76]。根據黃酮的構效關系，C-3 位羥基化是柑橘黃酮抗病毒活性的先決條件。例如，4’-羥基-3-甲氧基黃酮能夠降低脊髓灰質炎病毒和鼻病毒的活性，且4’-羥基-3-甲氧基基團還被證明與甲氧基黃酮的抗小核糖核酸病毒活性有關[77]。據報道，一些多甲氧基黃酮能顯著抑制腫瘤壞死因子-α（TNF-α）在細菌LPS 誘導下的表達。橙皮苷被發現可以減少LPS 誘導的TNF-α的生成，從而預防感染引起的休克。此外，其代謝產物橙皮素對Salmonella typhi和S.typhimurium也具有一定的抗菌活性[78]。在預防肥胖和降脂方面，柚皮素能抑制高脂飲食造成的巨噬細胞浸潤到脂肪細胞，從而抑制肥胖[79,80]。Sui等[79]發現柚皮素可以顯著降低肥胖小鼠的8-異前列腺素水平、脂肪重、肝重、肝臟組織中總膽固醇和甘油三酯水平、血漿胰島素水平以及低密度脂蛋白膽固醇水平。柚皮素通過AMPK（腺苷酸活化蛋白激酶）途徑抑制了膽固醇調節元件結合蛋白（SREBP）、前蛋白轉化酶枯草溶菌素9（PCSK9）和低密度脂蛋白（LDLR）的表達，從而降低肥胖小鼠的體重。Kurowska 等[80]研究發現高膽固醇血癥倉鼠攝入含有1%的多甲氧基化黃酮飲食后，血清中總膽固醇、極低密度脂蛋白和低密度脂蛋白膽固醇的水平顯著降低，血清甘油三酯水平也略微降低。多甲氧基化黃酮代謝物在肝臟中水平的升高是其發揮降血脂作用的關鍵原因。

4 總結與展望

柑橘黃酮來源廣泛，種類豐富，可以預防和改善與氧化應激、炎癥、癌細胞增殖和脂質積累等造成的健康問題。然而，大部分柑橘黃酮以與單、雙、三糖結合的形式存在，其較低的溶解性和生物利用度限制了柑橘黃酮的應用。研究發現，體外轉化技術不僅能對柑橘黃酮的特定分子結構進行定向修飾，改變其理化性質，提高其在人體內的吸收度，而且能通過取代基團在位置和數目上的變化，增強其部分功能活性。同時，體外生物轉化技術還具有成本低、操作簡單、轉化率高和特異性強等諸多優點。因此，針對不同類別的柑橘黃酮，探究各類生物催化劑對其代謝途徑、最終產物以及功能活性的影響具有重要意義。然而，體外生物轉化技術仍然存在代謝過程中酶催化條件和穩定性有待提高、柑橘黃酮代謝物作用機制及靶向通路不夠明確、代謝產物的商業化推廣應用亟需拓寬等諸多問題。開展柑橘黃酮理化性質、結構特征和代謝途徑研究，將有助于推動柑橘黃酮生物轉化技術的發展與成熟，為其在功能食品和生物醫藥領域的推廣應用提供新的途徑。