程子良，祁惠芳，黃鵬飛，霍煥燃，孔維寶，馬君義，王俊龍

(西北師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，蘭州 730070)

橄欖多酚(Olive polyphenols)是一種存在于橄欖葉或橄欖果實中的復(fù)雜酚類次生代謝產(chǎn)物，具有抵抗紫外線輻射或攻擊病原體的作用[1]。流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，長期食用富含橄欖多酚的食物可以達(dá)到預(yù)防癌癥、心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病、動脈粥樣硬化和增強免疫力等作用[2]。隨著社會的發(fā)展，在推崇綠色健康的消費觀念下，橄欖多酚因?qū)θ梭w健康的有益作用，從橄欖中提取酚類化合物并開發(fā)應(yīng)用于食品、保健品、化妝品以及醫(yī)藥化工等領(lǐng)域已成為當(dāng)前的研究熱點。本文綜述了橄欖多酚的主要來源、化學(xué)組成、藥理作用及主要提取技術(shù)，旨在為橄欖及橄欖多酚資源的高值化開發(fā)利用提供信息參考。

1 橄欖多酚的主要來源和化學(xué)組成

1.1 主要來源

橄欖多酚主要來源于橄欖和油橄欖，這兩種植物不僅屬于不同的科屬，且原產(chǎn)地也有較大差異。橄欖(Cauariumalbum(Lour.)Raeusch)又名青果、青橄欖，為橄欖科橄欖屬，是一種生長在低海拔或沿海低丘陵地區(qū)的常綠喬木，原產(chǎn)于中國東南地區(qū)，主要分布在福建、廣東、臺灣、四川、重慶等熱帶亞熱帶地區(qū)，隨后被引種到亞洲其他熱帶或亞熱帶地區(qū)[3]。在我國，橄欖是一種傳統(tǒng)藥材，一直用于治療痢疾、膿毒癥、咳嗽-吐血、蛇咬傷、腸炎和酒精中毒等，其果實可直接食用或被加工成飲料、糖果和蜜餞，清熱解毒，深受人們喜愛[4]。研究證實，橄欖具有的保肝、抗菌、抗氧化等藥理作用與其所含的酚類化合物密切相關(guān)[5]。

油橄欖(OleaeuropaeaL.)為木犀科木犀欖屬，最早發(fā)現(xiàn)于阿拉伯半島、加那利群島、留尼汪島和亞洲南部的地中海盆地，盛產(chǎn)于西班牙、意大利、阿根廷等國家[6]。我國于20世紀(jì)50年代從阿爾巴尼亞引種油橄欖，目前主要集中在甘肅、四川、云南、重慶等省區(qū)種植。油橄欖果實含油率高，一般用于生產(chǎn)橄欖油，經(jīng)過加工后亦可食用。研究表明，橄欖果實中的33種多酚化合物有20種會在加工過程中轉(zhuǎn)移至初榨橄欖油中，因此初榨橄欖油的極佳保健功效應(yīng)歸功于橄欖多酚，而非單不飽和脂肪酸[7]。值得一提的是，在初榨橄欖油的生產(chǎn)過程中橄欖果實中超過98%的多酚物質(zhì)隨加工廢棄物進(jìn)入橄欖果渣和廢水中，大量的酚類抗氧化活性物質(zhì)未能得到有效的開發(fā)利用[8]；另外，在橄欖園管理中修剪橄欖樹時產(chǎn)生的大量枝葉，也是提取橄欖多酚的重要原料。因此，如何從橄欖油加工廢液和廢渣及修剪的橄欖枝葉中提取分離、開發(fā)利用橄欖多酚是油橄欖產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展所面臨的重要課題。

1.2 化學(xué)組成

目前，從橄欖和油橄欖中提取并鑒定的酚類化合物主要包括酚酸(咖啡酸、巴黎酸、阿魏酸、香草酸、香豆酸、丁香酸、芥子酸、原兒茶酸、鞣花酸、沒食子酸等)[9]、酚醇(酪醇、羥基酪醇及其糖苷形式)[10]、類黃酮(木犀草素、木犀草素-7-葡萄糖苷、花青素-3-葡萄糖苷、花青素-3-蘆丁苷、蘆丁、矢車菊素-3-葡萄糖苷、矢車菊素-3-蕓香糖苷、芹菜素-7-葡萄糖苷和槲皮素-3-鼠李糖苷等)[11]和裂環(huán)烯醚萜類(橄欖苦苷、木質(zhì)素苷、去甲基橄欖苦苷、金絲桃苷，以及橄欖苦苷糖苷配基、油苷-11-甲酯等重要的衍生物)[10]。

不同學(xué)者從多角度、多維度總結(jié)了橄欖多酚的化學(xué)組成。劉清培[12]從時間跨度上歸納了自1990年日本學(xué)者Ito M.從橄欖果實和葉中分離出金絲桃苷、鞣花酸、短葉蘇木酚等酚類化合物，到2012年我國學(xué)者林玉芳從橄欖甲醇提取液中分離鑒定出咖啡酸、香豆酸等。Charoenprasert等[13]分別從橄欖果渣、橄欖葉、橄欖種子、橄欖樹枝和橄欖樹根等不同部位，介紹了各自含有的橄欖多酚：橄欖苦苷是橄欖葉中的主要酚類化合物，可占橄欖葉干質(zhì)量的9%；橄欖種子中主要存在橄欖苦苷-苷元二醛(3，4-DHPEA-EDA)、油苷-11-甲酯和馬鞭草甙等二環(huán)烯醚類酚類化合物及其衍生物；在莖和枝中的酚類化合物主要有羥基酪醇、酪醇、α-紫杉醇以及木犀草素-7-葡萄糖苷等。此外，Pereira等[14]研究發(fā)現(xiàn)羥基酪醇是由橄欖苦苷水解產(chǎn)生的，在橄欖果實加工中含量可占干質(zhì)量的0.4%，而酪醇是木質(zhì)素苷的水解產(chǎn)物。Esti等[15]分離鑒定了橄欖苦苷、木質(zhì)素苷和去甲基橄欖苦苷3種成分，并對其作了具體分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：橄欖苦苷是一種由羥基酪醇和亞油酸組成的酯，是橄欖品種中最突出的酚類化合物，在幼齡橄欖中干物質(zhì)含量可達(dá)140 mg/g，葉片中干物質(zhì)含量可達(dá)60～90 mg/g；木質(zhì)素苷是一種由酪醇和烯酸組成的酯；去甲基橄欖苦苷較為特殊，其并不存在于所有橄欖品種中，研究認(rèn)為去甲基橄欖苦苷可以作為一種鑒定橄欖品種的方法。

2 橄欖多酚的藥理作用

橄欖多酚是預(yù)防和治療許多疾病的重要藥用成分之一，特別是對于癌癥和幾種與衰老相關(guān)的退行性疾病。這些酚類物質(zhì)具有抗氧化、抗炎、抗腫瘤、抗菌、抗病毒、抗動脈粥樣硬化、降血糖、延緩衰老以及增強心血管功能等重要的生理保健功能，在食品工業(yè)中也可作為天然防腐劑[16]。

2.1 抗氧化活性

氧化過程是機體氧化膜、脂質(zhì)和DNA損傷的元兇之一，機體中存在的抗氧化劑作為一種天然防御系統(tǒng)，可以有效地中和氧化產(chǎn)物即自由基。防御系統(tǒng)一旦與氧化過程失衡，使得自由基不斷積累最終導(dǎo)致疾病的產(chǎn)生。橄欖多酚具有極強的自由基淬滅能力，通過與抗氧化酶的一系列偶聯(lián)反應(yīng)直接捕獲或清除自由基，從而保護(hù)細(xì)胞和DNA免受活性氧自由基的攻擊，防止退行性疾病如糖尿病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等的發(fā)生，達(dá)到提升人體自身抗氧化防御系統(tǒng)的水平[17]。大量研究表明，橄欖多酚中具有抗氧化作用的主要成分為羥基酪醇和橄欖苦苷，此外鞣花酸、槲皮素、山奈酚和沒食子酸等也具有一定的抗氧化作用[18]。Coban 等[19]研究了油橄欖葉提取物對衰老大鼠的肝臟、心臟和大腦的抗氧化作用，發(fā)現(xiàn)衰老大鼠組織內(nèi)的丙二醛、共軛二烯和蛋白質(zhì)羰基的水平均下降，可知該提取物對老鼠的器官衰老起到延緩的作用，進(jìn)一步對提取物鑒定分析發(fā)現(xiàn)，該提取物的主要成分為橄欖苦苷。

2.2 消炎抗菌

目前市售的消炎抗菌藥物雖然可以通過減少炎癥來治療疼痛，但同時會影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)并引發(fā)其他并發(fā)癥，具有不良副作用。橄欖多酚是一種安全、廉價的替代品，多酚中的類黃酮物質(zhì)及沒食子酸具有較強的抗菌作用，而羥基酪醇(抑制基質(zhì)金屬蛋白酶MMPs和二型環(huán)氧化酶COX-2的活性)和花青素中的矢車菊素-3-O-葡萄糖苷(抑制誘導(dǎo)型一氧化氮合酶iNOS和COX-2的活性)等成分均可抑制相關(guān)酶的表達(dá)從而起到預(yù)防慢性炎癥和關(guān)節(jié)炎癥的作用[20]。María等[21]給II型膠原誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎的小鼠喂養(yǎng)0.05%的橄欖多酚羥基酪醇乙酸酯(HTy-Ac)，首次免疫后42 d處死小鼠，回收血液并對爪子進(jìn)行組織學(xué)和生物化學(xué)處理，研究表明HTy-Ac飲食可顯著預(yù)防關(guān)節(jié)炎，降低了血清IgG1、IgG2a、軟骨寡聚基質(zhì)蛋白(COMP)和金屬蛋白酶-3(MMP-3)，以及促炎細(xì)胞因子(TNF-α、IFN-γ、IL-1β、IL-6和IL-17A)的水平，這為類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的治療帶來了福音。曲中堂等[22]利用橄欖總黃酮對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和枯草桿菌等幾種常見菌株做了抑菌試驗，結(jié)果顯示橄欖總黃酮對這幾株試驗菌均具有良好的抑制作用。作者的研究也顯示油橄欖葉提取物(主要成分為黃酮和多酚)對金黃色葡萄球菌、蠟狀芽孢桿菌和大腸桿菌具有顯著的抑制作用。

2.3 抗動脈粥樣硬化

動脈粥樣硬化是由于脂肪、碳酸鈣等物質(zhì)在血管中沉積，進(jìn)而導(dǎo)致心腦血管等多種疾病發(fā)生。研究表明，橄欖多酚可通過降低低密度脂蛋白(LDL)氧化損傷水平，改善內(nèi)皮功能障礙，降低氧化應(yīng)激血漿參數(shù)，從而對抗動脈粥樣硬化[23]。Covas等[24]通過對200個健康男性志愿者的臨床試驗發(fā)現(xiàn)，每人每天分別攝入25 mL不同多酚濃度的橄欖油，持續(xù)3周后發(fā)現(xiàn)LDL氧化損傷水平隨著攝入橄欖多酚濃度的增加而減輕，而且被試群體的高密度脂蛋白(HDL)水平隨著橄欖多酚攝入量的增加而提高。在具體抗動脈粥樣硬化成分鑒定中，Covas[24]、Gonzlez[25]等研究認(rèn)為，橄欖多酚類物質(zhì)的抗動脈粥樣硬化主要組分包括三萜、甾體、游離脂肪酸、山楂酸、齊墩果酸、3-O-沒食子酸、奎寧酸及老鸛草素等。上述研究結(jié)果提示長期食用富含多酚的橄欖油對心血管疾病有一定的預(yù)防作用，開發(fā)富含橄欖多酚的保健食品也具有潛在的市場空間。

2.4 抗脂肪肝

脂肪肝是一種肝細(xì)胞中脂肪堆積過多的肝臟病變，常常伴隨糖尿病、肥胖、血脂異常等癥狀。大量研究表明，橄欖多酚中的橄欖苦苷、鞣花酸等物質(zhì)可以通過影響與肥胖相關(guān)基因的表達(dá)，消除脂肪肝中脂質(zhì)的堆積，逆轉(zhuǎn)高脂肪飲食引起的非酒精性脂肪肝。Drira等[26]在3種T3-L1脂肪細(xì)胞中分別加入橄欖苦苷和羥基酪醇，觀察細(xì)胞分化并檢測細(xì)胞活性，結(jié)果顯示細(xì)胞中SREBP-1c轉(zhuǎn)錄因子、C/EBPα、PPARγ和下游靶基因等脂肪生成相關(guān)基因得到下調(diào)，抑制了細(xì)胞分化及細(xì)胞內(nèi)甘油三酯的積累。橄欖多酚還具有良好的防醉、解酒和護(hù)肝作用，其作用機理可能與其所含的短葉蘇木酚、金絲桃苷、鞣花酸及3,3′-二甲氧基鞣花酸有關(guān)，通過降低血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶和脂質(zhì)過氧化物，有效激活全血超氧化物歧化酶和乙醇脫氫酶，從而改善肝組織的病理狀態(tài)，促進(jìn)肝細(xì)胞損傷的恢復(fù)[27]。

2.5 抗癌

橄欖多酚可以直接抑制腫瘤細(xì)胞的生長，不可逆環(huán)繞在癌細(xì)胞周圍防止其復(fù)制、遷移和擴散而不影響正常細(xì)胞的功能。相比于世界上其他國家，地中海盆地癌癥的發(fā)病率最低，主要原因可能和當(dāng)?shù)厝说娘嬍掣缓蠙於喾佑嘘P(guān)[28]。Hassan等[29]用200 μmol/L橄欖苦苷處理腫瘤細(xì)胞，與對照組相比，用橄欖苦苷處理的細(xì)胞中腫瘤p53基因(該基因可調(diào)節(jié)各種細(xì)胞和分子途徑并預(yù)防癌癥形成)表達(dá)水平增加。Bassani等[30]從生產(chǎn)橄欖油的廢水中提取橄欖苦苷，并用于處理結(jié)腸癌細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)該細(xì)胞的增殖率和存活率均明顯下降，表明橄欖苦苷對結(jié)腸癌有化學(xué)預(yù)防作用。

2.6 其他藥理功能

橄欖多酚除了具有上述藥理功能外，還具有抗高血糖、改善胰島細(xì)胞敏感性、促進(jìn)心腦血管健康、保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)、促進(jìn)上呼吸道和腸道健康，以及防曬、預(yù)防骨質(zhì)疏松等作用。Bock等[31]探討了橄欖多酚對中年超重男性胰島素作用及心血管危險因素的影響，發(fā)現(xiàn)橄欖多酚提高了胰島素敏感性和胰腺β細(xì)胞反應(yīng)性，顯著改善患者的身心狀態(tài)。Monika等[32]發(fā)現(xiàn)橄欖多酚具有提高可促進(jìn)骨髓重吸收、改善骨髓微環(huán)境的細(xì)胞因子(TNF-α、IL-6)的活性和分泌量，達(dá)到預(yù)防骨質(zhì)疏松的目的。此外，橄欖多酚中的沒食子酸和鞣花酸還具有抗病毒作用，而且對正常細(xì)胞無毒害作用[33]。

3 橄欖多酚的提取技術(shù)

橄欖多酚顯著的藥理作用使得從橄欖中分離提純酚類物質(zhì)成為一個重要的研發(fā)領(lǐng)域。橄欖的根、莖、葉和果實等多個部位均富含橄欖多酚，考慮到多酚在其來源組成、化學(xué)結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)上的多樣性，通常需要為每個酚源設(shè)計不同的提取工藝。橄欖多酚含有的芳環(huán)結(jié)構(gòu)和羥基取代基，使其易溶于甲醇、乙醇等極性較大的有機溶劑，因此在橄欖多酚提取時通常采用水或有機溶劑作為提取溶劑，并輔助超聲波、微波強化傳質(zhì)手段。目前根據(jù)輔助技術(shù)不同大致分為6種提取方法。

3.1 溶劑萃取法

3.2 超聲波輔助浸提法

超聲波輔助浸提法可縮短提取時間、提高提取效率，但需要專用超聲波提取設(shè)備，不易實現(xiàn)連續(xù)化操作[38]。常強等[39]以60%乙醇水溶液為溶劑，在料液比1∶20、超聲功率180 W、提取時間20 min條件下，最終從橄欖果實中提取得到橄欖多酚的含量為85 mg/g。Japón-Luján等[40]利用超聲波輔助提取橄欖葉中的醇酸及相關(guān)生物酚，結(jié)果表明與傳統(tǒng)的提取方法(如浸漬/攪拌)相比，超聲波提取僅需25 min，而傳統(tǒng)方法需要24 h才能完成，提取效率顯著提高。

3.3 微波輔助浸提法

微波輔助浸提法是利用微波促進(jìn)溶劑中的分子快速旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生不規(guī)則運動，進(jìn)而摩擦生熱使溶劑溫度上升，導(dǎo)致水汽化產(chǎn)生的巨大壓力瞬間穿透細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，直接使細(xì)胞內(nèi)的橄欖多酚流入提取體系中，從而提高提取效率[41]。本課題組利用微波輔助技術(shù)提取油橄欖果渣中的多酚，在以60%乙醇為溶劑、料液比1∶20、微波功率300 W下處理3 min，多酚提取得率為1.02%，比常規(guī)熱浸法提高18%～38%[42]。與超聲波輔助浸提法相比，該方法加熱更快捷，而且受熱均勻、節(jié)約能源，但是高成本使其無法得到大規(guī)模應(yīng)用。因此，同時利用微波與超聲波的優(yōu)點，建立超聲波與微波協(xié)同輔助提取法，不僅降低了成本、提高了效率，還減少了多酚的氧化。項昭保等[43]在料液比1∶25、乙醇體積分?jǐn)?shù)62%、超聲波(330 W，40 min)和微波(550 W，4.4 min)協(xié)同處理條件下，橄欖多酚提取率為6.33%，比單獨使用超聲波或微波的效率均高。

3.4 超臨界流體萃取法

超臨界流體萃取(SFE)是利用超臨界流體(通常為無毒無味的CO2)的高擴散性、高溶解性和高選擇性，根據(jù)不同化合物之間的相對分子質(zhì)量、極性和溶解度等差異性提取有效物質(zhì)的一種高效、綠色、環(huán)保的萃取技術(shù)[44]。SFE所使用的CO2超臨界流體萃取劑具有無毒無害、化學(xué)穩(wěn)定性好、黏度低、擴散性高、無溶劑殘留等特點，較低的萃取溫度可保證目標(biāo)物的穩(wěn)定性，萃取所得橄欖多酚的純度較高，在制得粗品后無需復(fù)雜操作即可得到精制產(chǎn)品。但是該方法存在一次性提取率低、設(shè)備及操作復(fù)雜、投資成本高等缺陷。Floch等[45]研究了一種清潔、高選擇性的從橄欖葉中分離提取酚類物質(zhì)的SFE方法，以含10%甲醇為夾帶劑的超臨界CO2流體為萃取劑，在33.4 MPa、100℃(CO2密度為0.70 g/mL)、2 mL/min下萃取140 min，可獲得最大提取率，提取效率高于超聲波萃取法和傳統(tǒng)的溶劑萃取法。

3.5 生物酶解提取法

生物酶解提取法是利用生物酶酶解細(xì)胞壁等，使胞內(nèi)的化合物更好地釋放到提取溶劑中，從而達(dá)到提高提取率的目標(biāo)[46]。該方法被認(rèn)為是一種綠色環(huán)保、低耗能、條件溫和的萃取技術(shù)。Hamza等[47]利用黑曲霉產(chǎn)生的富含β-葡萄糖苷酶的混合酶制劑對橄欖油加工廢水進(jìn)行酶解，用乙酸乙酯進(jìn)行液液萃取，并用HPLC和LC-MS進(jìn)行鑒定，結(jié)果顯示提取的羥基酪醇質(zhì)量濃度為2.9 g/L，而對照組為0.015 g/L。另外，在已有的相關(guān)報道中，生物酶提取物中大多為橄欖多酚單體。因此，用生物酶解法選擇性提取橄欖多酚單體化合物具有潛在優(yōu)勢。

3.6 膜分離提取法

膜分離提取法是以選擇性透過膜為分離介質(zhì)，利用膜兩側(cè)壓力的差異性，對橄欖多酚進(jìn)行分離純化和濃縮的技術(shù)。該方法最大的特點是通過多次不同類型的膜分離或分級分離，能選擇性分離或一次性從基質(zhì)中提取多酚物質(zhì)，但是膜組件的價格相對昂貴，產(chǎn)品純度偏低。Russo[48]分別用6 kDa和1 kDa的超濾膜進(jìn)行分離，從橄欖廢液中全部回收多酚，且廢液可直接用作肥料或在厭氧反應(yīng)器中發(fā)酵生產(chǎn)沼氣。Garcia-Castello等[49]提出了基于微濾和納濾的集成膜分離系統(tǒng)提取和分離橄欖廢水中的多酚，得到了較好的效果。從分離過程的能耗、環(huán)保性能、提取效率和產(chǎn)品質(zhì)量等角度考慮，開發(fā)可方便清洗和重復(fù)利用的高機械性能無機陶瓷膜，用于橄欖油加工廢液中多酚物質(zhì)的提取純化是非常有前景的技術(shù)。

4 總結(jié)與展望

國外對橄欖多酚的種類組成、化學(xué)結(jié)構(gòu)和生理活性的研究較為全面深入，尤其是意大利、希臘和西班牙等油橄欖原產(chǎn)國家的相關(guān)研究機構(gòu)。目前，我國橄欖栽培和加工產(chǎn)業(yè)中的主要產(chǎn)品為初榨橄欖油、橄欖果品、橄欖飲料和護(hù)膚品等，橄欖資源的綜合利用度和高值化開發(fā)程度還比較低，橄欖系列衍生產(chǎn)品類型比較單一。因此，筆者認(rèn)為從橄欖主要有效成分的角度考慮，除了開發(fā)利用橄欖油和橄欖果產(chǎn)品之外，應(yīng)加大對橄欖多酚資源的研究和深度開發(fā)，豐富橄欖產(chǎn)品類型，提高資源綜合利用度，為農(nóng)戶增收、企業(yè)增產(chǎn)增效。

鑒于此，在今后有關(guān)橄欖多酚的研究和開發(fā)中提出以下5點建議：①深入開展國產(chǎn)橄欖(果用和油用橄欖果實及橄欖葉)中多酚物質(zhì)的基礎(chǔ)研究工作，明確其在含量和組成方面存在的品種、地區(qū)和季節(jié)性差異；②加強對橄欖多酚單體化合物的結(jié)構(gòu)鑒定、基團修飾及生物活性評價等方面的研究，進(jìn)一步明確單體酚類物質(zhì)的構(gòu)效關(guān)系，為產(chǎn)品開發(fā)提供理論依據(jù)；③結(jié)合橄欖油現(xiàn)有生產(chǎn)工藝，開發(fā)橄欖油和橄欖多酚集成提取分離的新工藝；④開發(fā)從橄欖油加工廢棄物和橄欖葉中工業(yè)化提取純化橄欖多酚的新工藝和技術(shù)；⑤從功能食品、保健食品、化妝品、降脂降糖藥品等產(chǎn)品開發(fā)視角，加大對橄欖多酚創(chuàng)新產(chǎn)品的研發(fā)力度，如富含多酚特種橄欖油、橄欖保健酒、橄欖保健茶、橄欖功能飲料、橄欖多酚泡騰片、橄欖多酚抗氧化劑、降脂降血糖保健品和藥品等。希望通過上述攻關(guān)，能積極推動橄欖多酚資源的高值化開發(fā)利用，激活橄欖多酚產(chǎn)品市場，保障橄欖產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。