張風亭，胡 坦，潘思軼

（華中農(nóng)業(yè)大學食品科學與技術(shù)學院，湖北武漢 430070）

黃酮類化合物是一類具有2-苯基色原酮結(jié)構(gòu)的化合物，在柑橘類水果中含量豐富。黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)特殊，多種羥基、多甲氧基和糖苷的存在使其具有廣泛的生物活性。柑橘類黃酮（如橙皮苷、柚皮苷）已被證明具有多項生理活性，包括抗氧化，抗炎，神經(jīng)保護，抗癌和抗肥胖活性等[1]。柑橘類黃酮根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為黃酮、黃烷酮、黃酮醇、黃烷醇和花青素（僅在血橙中發(fā)現(xiàn)），其中黃烷酮的含量最豐富[2]，橙皮苷屬于典型的黃烷酮，廣泛存在于橘子、橙子和檸檬等柑橘類水果中。我國橙子產(chǎn)量較大，主要以鮮食為主，少部分加工為罐頭和果汁等商品。橙皮為橙子加工的副產(chǎn)物，每年大約會產(chǎn)生1000多萬噸橙皮。其中，90%橙皮被廢棄，造成環(huán)境污染和資源浪費。橙皮苷在橙皮中的含量最高，極具提取和利用價值[3]。然而，橙皮苷因水溶性和吸收性較差，導致生物利用度較低，因此對其進行結(jié)構(gòu)修飾，將其轉(zhuǎn)化為相應苷元、低糖苷或其他產(chǎn)物可增加其利用價值[4]。迄今為止，化學法和生物法被廣泛應用于橙皮苷的修飾和改性，兩者可明顯提高其生物利用度。

本文就近年來關(guān)于橙皮苷生物學活性的研究現(xiàn)狀和橙皮苷的改性技術(shù)、橙皮苷的改性衍生物進行闡述，并比較不同技術(shù)的優(yōu)劣勢，以期為橙皮苷的高效利用及工業(yè)化發(fā)展提供參考依據(jù)。

1 橙皮苷的簡介

1.1 橙皮苷的理化性質(zhì)

橙皮苷（Hesperidin）由橙皮素與一分子蕓香糖組合而成，屬二氫黃酮類衍生物，其母核為2-苯基色原酮類化合物，C7位連接蕓香糖，分子式為C28H34O15，密度為1.65 g/cm3，相對分子質(zhì)量為610.57[5]，結(jié)構(gòu)式見圖1。橙皮苷分子中的酚羥基與Fe3+配合可抑制自由基引發(fā)劑的產(chǎn)生，具有一定的抗氧化能力，C4=O和C5-OH較高的電荷密度，成為橙皮苷有效發(fā)揮抗菌能力的關(guān)鍵[6]。

圖1 橙皮苷的化學結(jié)構(gòu)式Fig.1 Chemical structure of hesperidin

橙皮苷在固體條件下呈白色或淡黃色，常溫下極難溶于水，幾乎不溶于丙酮、苯及氯仿，但微溶于甲醇或熱冰醋酸，易溶于二甲基甲酰胺、吡啶及稀堿溶液[7]。

1.2 橙皮苷的功能活性

1.2.1 抗氧化作用 適量的自由基是人體防御系統(tǒng)的重要組成部分，自由基過多或清除過慢時，它會通過攻擊生命大分子物質(zhì)及各種細胞器，造成機體在分子、細胞及組織器官水平的各種損傷，從而加速機體的老化[8]。有研究發(fā)現(xiàn)，在體外實驗中橙皮苷能夠清除羥基自由基、單線態(tài)氧和氮氧化物等物質(zhì)，以防止自由基帶來的損傷，橙皮苷的抗氧化活性在20～140 mg/mL范圍內(nèi)，隨濃度的增加而增加[9]。另外，橙皮苷也可通過螯合金屬離子來降低自由基引發(fā)劑的產(chǎn)生和清除自由基[10?11]。王晶[12]對柑橘各部分進行的總抗氧化活性評定表明，果皮的抗氧化能力最強，而橙皮苷是果皮中最主要的化合物。在此之前，曾有人發(fā)現(xiàn)橙皮苷的抗氧化活性機制不僅局限于其清除自由基的活性，還可通過ERK/Nrf2信號通路增強抗氧化細胞的防御能力[13]。Cao等[14]發(fā)現(xiàn)了橙皮苷能與殼聚糖（Chitooligosaccharide，COS）相互作用形成皮苷復合物（Hesp-COS），該復合物表現(xiàn)出較好的水溶性和更強的抗氧化性。

1.2.2 抗炎作用 炎癥是免疫系統(tǒng)對一些有害物質(zhì)造成的機體損傷的自然防御過程，是組織恢復穩(wěn)態(tài)和功能的初始反應。有研究表明，橙皮苷可通過調(diào)節(jié)機體的免疫系統(tǒng)，即上調(diào)機體功能失調(diào)的T淋巴細胞，下調(diào)人體內(nèi)活化過度的巨噬細胞，達到抵抗炎癥的作用[15]。Tejada等[16]借助細胞模型和動物模型以及少量臨床試驗檢測了橙皮苷的抗炎作用，結(jié)果表明橙皮苷能夠顯著降低炎癥介質(zhì)，如細胞因子、酶和粘附分子，其抗炎作用的分子基礎(chǔ)似乎是通過信號通路，特別是核因子κβ通路介導的。然而，橙皮苷的作用機制尚不清楚，需要更深入的研究來闡明其分子抑制機制。

1.2.3 抗菌作用 抗菌作用是橙皮苷又一重要生理功能?？咕鷻C制研究中發(fā)現(xiàn)，橙皮苷可能通過改變細菌的細胞膜通透性，使得細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)和核酸大分子物質(zhì)穿過細胞膜泄漏到細胞外，從而影響細菌生長，達到抑菌效果[17]。研究表明，橙皮苷可有效抑制金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌、銅綠假單胞菌和枯草芽孢桿菌的生長，它對這4種菌的最小抑菌濃度（MIC）和最小殺菌濃度（MBC）分別是0.05和0.2 mg/mL[17]。另外，橙皮苷的抑菌活性和抗炎活性對于治療痤瘡有明顯效果，劉光榮等[18]利用紙片擴散法檢測橙皮苷對痤瘡丙酸桿菌的影響，結(jié)果表明橙皮苷總量為5 nmol/disc時能夠形成抑菌圈，抑菌圈直徑為（13±0.4） mm，最低抑菌濃度（MIC）為4 μmol/L，因此橙皮苷有望開發(fā)成為抗痤瘡化妝品添加劑。

1.2.4 抗癌作用 橙皮苷的抗癌機制并非直接殺死腫瘤細胞，而是借助于抗氧化、保護基因、抗炎和誘導腫瘤細胞的凋亡等途徑實現(xiàn)[19]。有研究表明，橙皮苷可與相關(guān)蛋白相互作用，如蛋白激酶B（PKB）（Akt）、Fyn、MEK1、JAK1-STAT3（JAK激酶–信號轉(zhuǎn)導與轉(zhuǎn)錄激活因子3），抑制癌細胞的惡性轉(zhuǎn)化，抑制有絲分裂作用的靶向細胞周期素依賴性激酶1（CDK1）在癌細胞中的表達[20]。橙皮苷對人肝癌細胞（HepG2）的增殖具有濃度依賴的抑制作用，當樣品質(zhì)量濃度≥150 mg/L時，抑制效果明顯增強[21]。近年來，癌中之王—乳腺癌的發(fā)病率逐年升高，有相關(guān)研究表明，橙皮苷對乳腺癌干細胞（Breast cancer stem cells，BCSCs）有一定的抑制作用，綜合生物信息學進行的細胞毒性測試、乳腺球形成分析、集落形成實驗、細胞周期分析、凋亡檢測和定量實時逆轉(zhuǎn)錄酶-PCR六項體外實驗表明，橙皮苷可抑制細胞增殖、乳腺球形成、集落形成以及在MCF-7 3D細胞上的遷移，并誘導MCF-7細胞G0/G1周期阻滯和凋亡[22]。同時，橙皮苷治療降低了乳腺球中p21的mRNA水平，但增加了周期蛋白D1和p53的mRNA水平，因此橙皮苷能抑制BCSCs的增殖。但是，橙皮苷抗癌作用仍需進一步的分子機制研究，并開發(fā)橙皮苷作為BCSCs靶向藥物。

1.2.5 對心血管系統(tǒng)的作用 橙皮苷是一種新的維生素并被命名為維生素P，主要功能為保護血管，降低毛細血管通透性，提高壞血病患者的生存率。此外，它還具備強心、降脂、抗血栓、抗血小板凝聚、增強毛細血管韌性等多種生理功能[23]。李曉霞等[24]通過建立高果糖加高脂飼料飲食誘導的的非酒精性脂肪肝?。∟AFLD）模型發(fā)現(xiàn)，橙皮苷可明顯降低高果糖+高脂飲食誘導的NAFLD小鼠肝臟組織中SREBP-1c表達，同時升高PPARα表達，進而調(diào)節(jié)血脂，保護肝臟。

1.3 橙皮苷應用的局限性

橙皮苷是由兩個苯環(huán)通過中央三碳鏈相互連接而成的一種化合物，具有C3-C6-C3結(jié)構(gòu)，水溶性較差，導致生物利用度較低。橙皮苷以蕓香糖苷的形式存在，這種糖苷結(jié)構(gòu)會降低橙皮苷的溶解性，使它們不易透過生物膜而被腸道吸收利用。有研究表明，橙皮苷在小腸內(nèi)經(jīng)過脫糖基化后，水溶性和穩(wěn)定性會發(fā)生改變，并得到較好的吸收和利用[25]。所以，只有通過一定的技術(shù)手段對橙皮苷結(jié)構(gòu)進行修飾才可提高其生物利用度，從而最大限度地發(fā)揮橙皮苷的作用。

關(guān)于法人是否可以作為交通肇事罪的責任主體[注]①我國刑法沒有規(guī)定“法人犯罪”，而規(guī)定了“單位犯罪”，《刑法》第30、31條規(guī)定了單位犯罪。問題，有學者持否定態(tài)度，依據(jù)是“法人只有故意犯罪，沒有過失犯罪”[25](P120)，而交通肇事罪只有“過失”才能構(gòu)成。但也有學者認為法人過失也可構(gòu)成犯罪，“如果單位在集體研究或者負責人員決定實施某種行為時……因疏忽大意而沒有預見，或者已經(jīng)預見卻輕信可以避免，因而決定實施了該行為，并引起了嚴重危害社會的結(jié)果，則由此構(gòu)成的犯罪，是單位過失犯罪。”[26]

2 橙皮苷的改性技術(shù)

橙皮苷的產(chǎn)業(yè)化及高效利用的瓶頸在于其低水溶性和低生物利用度。因此，基于橙皮苷改性以增加其水溶性和生物利用度的課題已吸引越來越多學者的關(guān)注。迄今為止，橙皮苷改性的方法主要有兩種：一是化學法；二是生物轉(zhuǎn)化法（包括酶法和微生物發(fā)酵法）?；瘜W法水解橙皮苷的成本較高、試劑損耗和環(huán)境污染嚴重；而生物轉(zhuǎn)化法憑借其反應效率高、特異性強和反應條件溫和等優(yōu)勢在一定程度上取代了化學法[4]。生物轉(zhuǎn)化與化學轉(zhuǎn)化相比，前者無論在轉(zhuǎn)化速度還是轉(zhuǎn)化質(zhì)量等方面均表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢，被廣泛應用于天然藥物成分的合成轉(zhuǎn)化和代謝機理研究[4]；與酶法相比，微生物發(fā)酵法成本低、工藝簡單，獲得高活力酶的可能性更大。近年來，微生物發(fā)酵法因其易于培養(yǎng)、菌種資源豐富、產(chǎn)生的酶系強大等特點，在生物轉(zhuǎn)化領(lǐng)域備受關(guān)注。

2.1 化學改性技術(shù)

2.1.1 橙皮苷的酸水解反應 橙皮苷的酸水解反應是指對橙皮苷進行脫糖基處理，即通過化學反應去掉一分子或兩分子糖以增加其溶解度。

Grohmann等[26]將橙皮苷在稀硫酸的催化下高溫（140 ℃）部分水解制備橙皮素單葡萄糖苷（Hesperitin-7-O-glucoside，HMG），并通過無水丙酮和低濃度乙醇水溶液萃取分離橙皮素和HMG。結(jié)果表明，橙皮苷去除一分子鼠李糖后形成的HMG，其水溶性是橙皮苷的50倍；而去除整個糖苷結(jié)構(gòu)形成的橙皮素，其水溶性也明顯高于橙皮苷。馬麗萍[27]不僅研究了橙皮苷的水解工藝，對目標產(chǎn)物的分離純化方法也做了新的嘗試，在反應溫度為75 ℃，體積分數(shù)為1%和5%的酸性條件下反應2 h后分別得到HMG和橙皮素，這兩種化合物先經(jīng)化學萃取法初步分離，然后經(jīng)硅膠柱色譜分離純化，二者的純度均可達到95%以上。

2.1.2 橙皮苷的甲基化反應 將橙皮苷加到氫氧化鈉溶液中，再加入甲基化試劑進行甲基化反應，從而制得甲基化橙皮苷。甲基化之后的橙皮苷水溶性明顯增加，可改善毛細血管內(nèi)壁的通透性和完整性，通常與維生素C聯(lián)合使用以增強其作用，此外，它還具備抗酪氨酸酶，吸收UV-A、UV-B和SOD的作用,從而達到皮膚美白的效用[28]。甲基橙皮苷的主要來源就是通過橙皮苷甲基化的方法進行制備，即采用硫酸二甲酯合成法、碳酸二甲酯合成法及三氟甲磺酸甲酯合成法這三種化學合成法和植物提取法達到此目的[29]。

2.1.3 橙皮苷的磺化反應 橙皮苷的磺化反應本質(zhì)上就是其苯環(huán)結(jié)構(gòu)與濃硫酸之間發(fā)生的親電取代反應，陳平等[30]先將一定量的飽和NaCl溶液加至橙皮苷和濃硫酸的反應體系中，然后用飽和HCl溶液洗脫沉淀至中性。結(jié)果顯示，橙皮苷磺化產(chǎn)物為5種橙皮苷磺化鈉的混合物，磺化反應提高了其水溶性，但對磺化橙皮苷的其他功能未作評價?；腔蟮某绕ぼ毡粡V泛應用于畜禽生產(chǎn)中，相關(guān)研究表明，以濃硫酸作為磺化試劑，在30 ℃的反應溫度下，1 g橙皮苷中加入6 mL濃硫酸，攪拌浸提2 h，產(chǎn)品收率可達72%[31]。

2.1.4 橙皮苷與金屬離子的絡合反應 近年來，越來越多的學者發(fā)現(xiàn)將中藥中的有效成分（微量元素和化學成分）形成配合物，可顯著提高有效成分的綜合利用率，與此同時，產(chǎn)生的配合物或?qū)⒈憩F(xiàn)出新的生物活性[6]。

橙皮苷化學性質(zhì)活潑，與Cu2+、Fe3+和Al3+等多種金屬離子均可發(fā)生絡合反應，形成較穩(wěn)定的有色金屬絡合物，大大提高了其水溶性和生理活性[32]。橙皮苷和釩離子進行配位反應之后合成了橙皮苷-釩配合物（配位比1:1），結(jié)果表明配位作用并沒有提高橙皮苷的抗氧化能力，而且兩者還具有相似的固溶能力和類黃酮抗氧化能力，但在兩個腫瘤細胞系（大鼠骨肉瘤UMR106和人結(jié)腸腺癌Caco-2）上進行的試驗發(fā)現(xiàn)，配合物能增強游離配體的抗腫瘤細胞增殖作用，并且該效應與細胞凋亡的形態(tài)學改變相關(guān)[33]。

2.2 酶改性技術(shù)

通過特定的酶作用于底物橙皮苷，使橙皮苷分子脫掉糖或增加糖的方法稱為橙皮苷的酶法改性。酶法改性提高生物利用率的方法有兩種：一種是通過糖苷酶水解橙皮苷得到它的單糖苷和苷元（脫糖基化）；另一種是通過葡聚糖轉(zhuǎn)移酶將橙皮苷轉(zhuǎn)化為葡萄糖橙皮苷（糖基化）[34]。橙皮苷經(jīng)酶法改性之后，水溶性和穩(wěn)定性均有所提高，但糖基化作用還會使其抗氧化能力和疏水性等出現(xiàn)不同程度的下降[35]。Xiao等[36]開展的有關(guān)膳食黃酮糖基化降低血漿蛋白親和力的研究表明，吡喃葡萄糖基化產(chǎn)物 （如大豆苷和燃料木苷）與牛血清白蛋白（BSA）的親和力下降5～10倍，而鼠李糖糖基化產(chǎn)物（如櫟素）與BSA的親和力下降5600倍。與BSA結(jié)合的親和力越高，黃酮類化合物的抗氧化活性越高。與此同時，糖基化也降低了類黃酮的疏水性，疏水性相互作用可能在類黃酮與蛋白質(zhì)的結(jié)合中發(fā)揮重要作用。

2.2.1 橙皮苷酶和柚皮苷酶 橙皮苷酶是一種糖苷酶，它主要是由黑曲霉（Aspergillus niger）產(chǎn)生。橙皮苷酶是一種含有兩種酶活性的酶制劑，一種是α-L-鼠李糖苷酶（EC 3.2.1.40），它將橙皮苷分解成鼠李糖和HMG；一種是β-D-葡萄糖苷酶（EC 3.2.1.21），將橙皮苷分解成鼠李糖、葡萄糖和橙皮素。橙皮苷經(jīng)酶解之后得到兩個重要產(chǎn)物，即HMG和橙皮素，酶的作用位點為α-L-鼠李糖苷鍵和β-D-葡萄糖苷鍵[34]。有關(guān)橙皮苷酶選擇性水解蘆丁生成異槲皮苷的研究表明，在pH7.0的條件下，α-L-鼠李糖苷酶可保持較高活力，β-D-葡萄糖苷酶則發(fā)生失活[37]。另外，有研究表明，甘氨酸-氫氧化鈉（pH9.0）（10:90，v/v）和三乙酸甘油酯（1:1，v/v）組成的新型雙相體系可改變橙皮苷酶的三維結(jié)構(gòu)，可增強橙皮苷酶催化的HMG的合成[38]。

柚皮苷酶是一種水解酶，具有α-L-鼠李糖苷酶和β-D-葡萄糖苷酶的活性。一般來說，細菌柚皮酶在中性或堿性環(huán)境中活性最佳，也更適合柚皮苷、橙皮苷和蘆丁等黃酮類化合物的轉(zhuǎn)化[39]，因此，后續(xù)可進行較為深入的研究。鄭美瑜等[40]研究柚皮苷酶的酶解作用時發(fā)現(xiàn)，用一定量的柚皮苷酶處理橙皮苷，初期酶解速度很快，但一個小時之內(nèi)該反應就達到了平衡，繼續(xù)酶解只會使反應向逆反應方向進行，生成橙皮苷，弱化了酶解作用。

橙皮苷酶和柚皮苷酶對兩種黃酮（橙皮苷和柚皮苷）結(jié)構(gòu)中的糖苷鍵具有較好的酶解作用，特別是柚皮苷酶，除了可以酶解柚皮苷外，還可快速酶解橙皮苷。

2.2.2 糖轉(zhuǎn)移酶 糖轉(zhuǎn)移酶的作用就是在橙皮苷母體或糖基部分添加一個或多個糖基以達到修飾的目的。以糊精為底物，在1000 IU/g 的葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶的作用下反應24 h后得到純度為92.3%的葡萄糖基橙皮苷，改性得到的葡萄糖基橙皮苷的水溶性和穩(wěn)定性均有明顯提高[41]。有研究表明，在堿性條件下，環(huán)麥芽糊精葡聚糖轉(zhuǎn)移酶使橙皮苷接上一分子的葡萄糖之后得到“α-G橙皮苷H”[42]。隨后，又有人采用糖苷轉(zhuǎn)移酶在橙皮苷上連接多個分子葡萄糖，制備α-糖基橙皮苷[43]。

酶法改性是橙皮苷通過完成脫糖基化或糖基化反應實現(xiàn)的，脫糖基化反應可明顯改善橙皮苷的生物活性，而糖基化反應則削弱了其抗氧化能力等某些生物活性[35]。

2.3 微生物發(fā)酵技術(shù)

微生物進行自身生長繁殖等生理活動會產(chǎn)生豐富而強大的酶系，這些生物酶正是微生物發(fā)酵過程中造成苷類化合物發(fā)生結(jié)構(gòu)改變的物質(zhì)基礎(chǔ)，其中通過合適的酶催化反應苷類物質(zhì)分解形成新成分的技術(shù)，就是近年來研究較熱的微生物發(fā)酵技術(shù)[44?45]。目前有關(guān)微生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化橙皮苷的研究報道并不多，大多是一些曲霉屬和青霉屬等類別的真菌[46]。微生物發(fā)酵技術(shù)的核心問題是高產(chǎn)菌株的獲得，一旦篩選出合適的菌株，它們在適宜的生長環(huán)境下便可快速大量繁殖，并產(chǎn)生功能強大的酶系，從而獲得多種代謝產(chǎn)物，微生物為橙皮苷的發(fā)展提供了新的機遇。

2.3.1 曲霉屬（Aspergillus） 黑曲霉（Aspergillus niger）是曲霉屬真菌的一個常見種，是廣泛分布于糧食、植物性產(chǎn)品和土壤中的絲狀子囊真菌，可生產(chǎn)淀粉酶、纖維素酶和果膠酶等多種酶，豐富的酶系及高度的安全性使其在發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應用，并一度成為重要的發(fā)酵工業(yè)菌種[47?49]。黑曲霉WP124（Aspergillus nigerWP124）搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)72 h后，產(chǎn)生橙皮苷酶的酶活能夠達到1398 U/mL，該結(jié)果表明了該菌株發(fā)酵過程具有較好的工業(yè)化應用的前景[50]。齋藤曲霉（Aspergillus saitoi）可通過固體發(fā)酵的方式將橙皮苷轉(zhuǎn)化為HMG和苷元，同時還產(chǎn)生了一些低分子量的化合物（鼠李糖、葡萄糖），這些發(fā)酵產(chǎn)物可用于開發(fā)醫(yī)藥和食品領(lǐng)域的高價值生物活性化合物[51]。從韓國傳統(tǒng)大豆發(fā)酵產(chǎn)品中分離得到的醬油曲霉（Aspergillus sojae）具有較強的柚皮苷酶活性（α-L-鼠李糖苷酶活性在pH6.0時最優(yōu)）[52?53]，該酶作用于橙皮苷之后得到了溶解度較高的HMG，它能夠體外抑制人腸道麥芽糖酶、HMG-CoA還原酶和幽門螺桿菌的生長，被認為是一種生物利用度更高、溶解度更高的功能性黃酮[54]。

2.3.2 雪腐鐮刀菌（Fusarium nivale） 雪腐鐮刀菌（Fusarium nivale）是一種減毒、弱毒或低致病性的微生物菌種，基本對人體不致病。除曲霉屬外，國內(nèi)報道較多的有關(guān)發(fā)酵橙皮苷的微生物就是雪腐鐮刀菌，它在25 ℃左右生長，氣生菌絲氈狀，白色到淡桔黃色，培養(yǎng)基底面無色到淡桔黃色。雪腐鐮刀菌產(chǎn)生橙皮苷酶的周期短，不易形成菌絲球，更利于產(chǎn)酶。李小莉[55]采用發(fā)酵-酶解-提取耦合的方法轉(zhuǎn)化橙皮苷制備HMG，解決了HMG得率較低的問題。隨后，有人探究了補料分批發(fā)酵工藝對雪腐鐮刀菌產(chǎn)生橙皮苷酶的影響，為提高HMG得率提供又一途徑[56]。

綜上所述，橙皮苷在微生物發(fā)酵（黑曲霉、醬油曲霉和雪腐鐮刀菌等）產(chǎn)生的強大酶系的催化作用下可被分解形成生物活性較高的新成分，該酶決定了橙皮苷是否能被微生物成功改性。微生物發(fā)酵技術(shù)已被廣泛應用到橙皮苷的改性中，但大多數(shù)國內(nèi)外學者對橙皮苷的發(fā)酵研究僅圍繞單一微生物轉(zhuǎn)化橙皮苷展開，目前還未有人探究過不同微生物共同發(fā)酵橙皮苷的效果，而菌種類型的組合、不同菌種的比例以及發(fā)酵工藝的選擇等因素均會造成不同的發(fā)酵結(jié)果?；谇叭艘呀?jīng)完成的有關(guān)單一菌種發(fā)酵橙皮苷的研究報道，設計不同菌種共同發(fā)酵橙皮苷的工藝流程，然后比較單一菌種與混合菌種分別對橙皮苷發(fā)酵效果的影響，或許能夠為生物法改性橙皮苷提供更多的選擇。此外，改性之后的橙皮苷，其生物活性表現(xiàn)力更強，適用范圍更廣。

3 橙皮苷的改性衍生物

利用各種技術(shù)手段對橙皮苷結(jié)構(gòu)進行修飾后得到的一類化合物，稱為橙皮苷的改性衍生物?；瘜W法改性橙皮苷可以得到多種衍生物，例如：HMG、橙皮素等；酶法改性主要是橙皮苷在不同酶類的作用下通過脫糖或加糖的方式提高了水溶性，脫掉糖基之后形成的HMG、橙皮素，其生物活性有所提高，但增加糖基后形成的α-G橙皮苷H和α-糖基橙皮苷，它們的某些生物活性（如抗氧化能力、疏水性）會出現(xiàn)不同程度的下降；而微生物法發(fā)酵橙皮苷則是直接通過脫糖途徑獲取HMG和橙皮素這兩種重要的化合物。總之，這些化合物相較于橙皮苷而言，水溶性和穩(wěn)定性均得到明顯改善。下面將重點闡述三種改性方法均可得到的HMG和橙皮素。

3.1 橙皮素單葡萄糖苷

3.1.1 橙皮素單葡萄糖苷的物化性質(zhì) 橙皮素單葡萄糖苷（Hesperitin-7-O-glucoside，HMG）是一種典型的黃酮類單葡萄糖苷，分子式C22H24O11，相對分子質(zhì)量為464.42，化學結(jié)構(gòu)與橙皮苷相似，其結(jié)構(gòu)式見圖2。作為橙皮苷去除鼠李糖分子的產(chǎn)物，HMG的水溶性得到較大改善。

圖2 橙皮素單葡萄糖苷的化學結(jié)構(gòu)式Fig.2 Chemical structure of hesperetin-7-O-glucoside

3.1.2 橙皮素單葡萄糖苷的應用研究 HMG和橙皮苷均具有抗氧化、抗菌消炎和抗癌等作用。但由于HMG的水溶性更好（幾乎是橙皮苷的50倍），因此，它的藥理作用相對更加突出，可利用度比橙皮苷高。對橙皮苷和HMG的胃腸道吸收進行比較研究，發(fā)現(xiàn)HMG的生物利用度比橙皮苷高3倍[57]。HMG在體外可以抑制人腸道的麥芽糖酶和膽固醇合成的關(guān)鍵酶，抑制幽門螺桿菌的生長，減少十二指腸潰瘍、胃癌等一些胃病的發(fā)生[58]。HMG還是多種新型甜味劑的前體物質(zhì)，由HMG生成的一些甜味劑，具有高甜度、低熱值、無毒無害等特點，可廣泛應用于醫(yī)藥和日化工業(yè)等，同時，它還具有較強的抗感冒病毒的活性和抗氧化性[56]。Wan等[59]還深入探究了HMG與金屬離子的配位反應，發(fā)現(xiàn)采用離子交換柱法合成的橙皮素單糖苷-銅（Ⅱ）配合物（HMG-Cu（Ⅱ）配合物）（配位比1:2），進一步提高了HMG的生物活性。

3.2 橙皮素

3.2.1 橙皮素的物化性質(zhì) 橙皮素是橙皮苷的苷元，結(jié)構(gòu)中含有酮羰基、醚基、甲氧基以及多個酚羥基，其分子式C16H14O6，相對分子質(zhì)量302.279，結(jié)構(gòu)式見圖3。橙皮素在固體狀態(tài)下呈淡黃色針狀結(jié)晶或粉末，易溶于乙醇，溶于稀堿溶液，部分溶于乙醚，微溶于水、氯仿和苯。

圖3 橙皮素的化學結(jié)構(gòu)式Fig.3 Chemical structure of hesperetin

3.2.2 橙皮素的應用研究 以往研究表明，橙皮苷、橙皮素和HMG由于糖的組成、吸收部位和代謝的不同而具有很大的生物利用度差異。橙皮素作為一種無糖基化合物，其藥理及生物活性較高，具有降低膽固醇、改善糖尿病腎病、治療痤瘡、保護神經(jīng)等多種生物功能，并可通過下調(diào)mi R-182-5p表達而抑制口腔鱗癌細胞增殖、遷移、侵襲、EMT和分泌IL-6、IL-8，為橙皮素治療口腔鱗癌的臨床應用提供了理論資料，為研究橙皮素抗腫瘤分子機制奠定了基礎(chǔ)[60]。此外，橙皮素還是一種重要的食品級黃酮，其水溶性高于橙皮苷，在食品、醫(yī)藥和化妝品的應用更加廣泛，而且隨著橙皮素藥效學研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)其對心血管疾病有著更好的預防和治療的作用。

4 結(jié)語與展望

本文主要講述了橙皮苷的生物學活性、橙皮苷的改性技術(shù)及其衍生物。橙皮苷具有抗氧化、抗炎、抑菌以及抗癌等生物學活性，但因其水溶性和吸收性較差，只有通過一定的技術(shù)手段對橙皮苷結(jié)構(gòu)進行修飾，才可提高其生物利用度?；瘜W法工藝復雜、污染環(huán)境和資源浪費等現(xiàn)象嚴重，酶法帶來的成本較高，唯有微生物發(fā)酵法以其低成本、綠色環(huán)保等優(yōu)勢吸引了眾多學者的關(guān)注。未來將致力于探索微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)，選育高效的菌種，保持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)化體系，尋找最佳的產(chǎn)物分離手段，推動微生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化苷類物質(zhì)的技術(shù)走向工業(yè)化進程。