《Phytochemistry Reviews》:Optimizing Pistacia lentiscus (mastic tree) food and healthcare applications: phytochemical composition, extraction methods, quality control, and novel delivery systems
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Pistacia lentiscus(属于漆树科(Anacardiaceae))原产于地中海地区,以其芳香树脂——希俄斯乳香胶(Chios mastic gum, CMG)最为著名,该树脂仅在希腊希俄斯岛生产。虽然树脂是该树的主要商业产品,但来自P. lent
Pistacia lentiscus(属于漆树科(Anacardiaceae))原产于地中海地区,以其芳香树脂——希俄斯乳香胶(Chios mastic gum, CMG)最为著名,该树脂仅在希腊希俄斯岛生产。虽然树脂是该树的主要商业产品,但来自P. lentiscus不同器官的各种提取物因其丰富的化学成分也具有潜在应用价值。本综述评估了优化P. lentiscus产品(不仅是油胶)在食品和保健品中利用的策略。首先,研究人员回顾了植物化学成分及影响该成分的环境因素,强调了不同用途和应用中最大化产量的条件。此外,综述了各种提取技术,包括溶剂提取、超声辅助提取、微波辅助提取和超临界流体提取方法,以确定最有效的方法。比较了认证和质量控制方面(特别是针对CMG),同时强调了新型递送系统(如脂质体(liposomes))的最新进展,这些系统用于增强CMG关键植物成分的生物利用度。
**Pistacia lentiscus植物化学成分**
P. lentiscus提取物包含多种代谢物类别,如挥发性化合物、三萜类(triterpenes)、酚酸(phenolic acids)、黄酮类(flavonoids)、脂肪酸(fatty acids)、植物甾醇(phytosterols)和类胡萝卜素(carotenoids)。不同提取物和器官(如树脂、叶、果等)的化学成分存在显著差异。
**挥发性化合物**
挥发性化合物主要存在于精油(essential oils)中,以单萜(monoterpenes)和倍半萜(sesquiterpenes)为主。树脂(油胶)中,α-蒎烯(α-pinene)和β-月桂烯(β-myrcene)是主要成分,受栽培方式和树龄影响。叶片和果实精油成分因地而异:西班牙样品以单萜烃为主,阿尔及利亚和摩洛哥样品则以倍半萜烃或含氧倍半萜为优势。研究表明,P. lentiscus精油表现出化学多样性,希腊和土耳其的树脂以单萜烃为主,而北非样品富含倍半萜。
**三萜类和类固醇**
三萜类是树脂的主要类别,占总重量的65-70%,分为酸性和中性馏分。酸性馏分主要含马齿苋二烯酸(masticadienonic acid, MNA)及其异构体(IMNA),中性馏分含tirucallol、dammaradienone等。近年来从中国市售乳香胶中分离出新的三萜类化合物,如bicyclic polypodane衍生物。叶片和茎中检测到羽扇豆醇(lupeol)和植物甾醇(如β-谷甾醇(β-sitosterol)),表明树脂富三萜,叶片则同时含三萜和类固醇。
**酚类化合物**
树脂的酚类成分以酚酸为主,如酪醇(tyrosol)、迷迭香酸(rosmarinic acid)等,但含量远低于橄榄油和迷迭香。叶片是更丰富的酚类来源,包含没食子酰奎宁酸衍生物(galloylquinic acid derivatives)和杨梅素(myricetin)、槲皮素(quercetin)等黄酮醇糖苷,甚至蒸馏后的叶片仍具价值。果实富含花青素(anthocyanins),如矢车菊素和飞燕草素,原儿茶酸(protocatechuic acid)首次被检测到。茎和根中酚类含量低于叶片,但含有3,5-O-digalloylquinic acid等成分。
**脂质提取物代谢物**
叶片的脂质提取物以多不饱和脂肪酸(PUFAs)为主,其中亚麻酸(linolenic acid)含量最高,其次为棕榈酸(palmitic acid)、亚油酸(linoleic acid)和油酸(oleic acid)。α-生育酚(α-tocopherol)是主要生育酚。果实和种子脂质油则以单不饱和脂肪酸(MUFAs)为主,油酸含量最高,稳定性较好。果实油中检测到β-谷甾醇(β-sitosterol)、叶黄素(lutein)、β-胡萝卜素(β-carotene)和生育酚。此外,还发现了4-单甲基甾醇和4,4-二甲基甾醇等甾类中间体,以及极性酚类成分如p-羟基苯甲酸和槲皮素糖苷。
**其他化合物**
水醇(hydrosol)是精油蒸馏副产物,通过质谱初步鉴定出萜类、氨基酸、肽和缩合杂环。溶剂提取物中分离出loliolide(一种单萜内酯),具有多种生物活性。
**P. lentiscus代谢差异**
环境因素:海拔、土壤类型和气候显著影响代谢物组成。高海拔促进α-蒎烯和抗坏血酸增加,低海拔则富含δ-卡丁烯(δ-cadinene)。土壤肥沃度影响α-和β-蒎烯含量,而干旱地区增加terpinen-4-ol。果实油的甾醇和生育酚含量随生长区域变化。
季节变化和物候期:夏季叶片中没食子鞣质和桉油精糖苷含量高,冬季则富含奎宁酸衍生物和黄酮类。物候期影响酚类积累,开花期酚酸最高,果实发育早期黄酮类为主,成熟期花青素占优势。果实成熟度影响油脂产量和代谢物组成,如角鲨烯和α-生育酚仅在黑色成熟果油中出现。
植物器官类型:叶片酚类和黄酮含量显著高于茎和根,且化学成分差异明显,如儿茶素仅存在于叶片,而羟基酪醇和橄榄油辣素在茎中检出。
植物性别:雌株单萜和倍半萜烃含量更高,有利于吸引传粉者;雄株则富含含氧单萜和倍半萜,酚类和单宁含量也更高,适合作为酚类来源。
其他因素:栽培方式(野生vs.栽培)和树龄影响精油成分,如野生树α-蒎烯低于栽培树,且树龄影响脂肪酸组成。传统树脂收集法比液体法获得更多三萜种类。贮藏老化导致精油产量下降,单萜和倍半萜烃减少,含氧萜类增加。分析方法(如GC-MS vs. HS-SPME-GC-MS)也影响检测结果,β-月桂烯对SPME纤维更敏感。
**提取与加工技术**
溶剂提取(SE):新鲜叶片和极性溶剂(如水)最有效地提取酚类。干燥过程可能导致化合物降解。
超声辅助提取(UAE):使用深共熔溶剂(DES)或乳酸基溶剂优化,在低温和短时间(如40°C, 18 min)下获得高多酚产量(213.02 mg GAE/g)。UAE比传统溶剂提取(CSE)时间减少85%以上,乙醇消耗减少25%。
微波辅助提取(MAE):最佳条件(46%乙醇, 500W, 60 s)获得酚含量185.69 mg GAE/g DW。提取时间超过12 min后酚类因氧化降解下降。MAE在精油提取中优于水蒸馏,获得更高α-蒎烯和β-水芹烯含量。
超临界流体萃取(SFE):使用CO
2,通过调节压力和改性剂实现选择性提取。低压(90 bar)利于单萜提取,添加乙醇并升压(200 bar)有效提取三萜酸。SFE在抗氧化和抗菌活性方面优于MAE和水蒸馏,且保留热敏化合物如D-柠檬烯。
比较评估:UAE最适合同收多酚,SFE适合热敏萜类,SE是经济的大规模筛选方法。
**P. lentiscus产品的认证与质量控制**
欧洲药典通过薄层色谱(TLC)和精油含量(≥10 mL/kg)认证CMG,但缺乏标志物定量。高效薄层色谱(HPTLC)改进后提高分辨率和重现性。手性气相色谱(Chiral GC)利用α-蒎烯对映体比率((?)/(+)-α-蒎烯≤1:100)鉴别真伪。以齐墩果酮酸(oleanonic acid)为标志物通过HPLC-UV定量,或应用HPLC-蒸发光散射检测器(HPLC-ELSD)测定马齿苋二烯酸(MNA)和其异构体(IMNA)含量(平均13.4%和9.7%),优于PDA检测器。
**P. lentiscus提取物的递送系统与应用**
脂质体:包封乳香油或乳香胶提取物的脂质体提高溶解度(2.5倍)和生物利用度(2倍),在模拟胃肠液中稳定超过72小时,并增强抗金黄色葡萄球菌活性(抑制区20 mm)。纳米乳剂:与左氧氟沙星联用或β-胡萝卜素富集型纳米乳剂粒径约160 nm,稳定90天,具双重抗氧化和乳化功能。聚合物纳米粒子:聚乳酸壳材包裹乳香油,粒径239.9 nm,60天持续释放。囊泡(niosomes):使乳香油对乳腺癌细胞的细胞毒性增强约十倍。纳米纤维:聚己内酯纳米纤维负载5-氟尿嘧啶和乳香油,pH依赖释放,适合靶向抗癌。天然生物聚合物基质:乳香胶粘附微球与阿莫西林三水合物联用,粒径35-48 μm,可持续释放并高效粘附胃黏膜,用于幽门螺杆菌感染治疗。
**结论与未来方向**
P. lentiscus及其副产物(特别是CMG)因多样化化学成分在医学、工业和食品领域具潜力。理解环境、季节、器官、性别和栽培因素对代谢物的影响至关重要。先进提取技术(UAE、MAE、SFE)提高效率和可持续性。认证面临挑战,HPTLC和HPLC-ELSD等技术增强真伪鉴别能力。新型递送系统显著改善稳定性、生物利用度和靶向性。未来研究应关注未探索的生物活性、优化提取可持续性、标准化认证方案和扩大生产以满足工业需求。