苦杏仁苷的生理功能提取及測定方法研究進展

敖君求，張清安，邵 凱，王 玨，竇春陽

（陜西師范大學食品工程與營養科學學院，陜西西安710119）

苦杏仁苷（維生素B17）是一種具有重要生理活性和藥用價值的常見的α-羥基腈衍生類物質。苦杏仁苷主要具有以下物理性質：熔點為200℃，無水條件下熔點約為220℃，1 g可以溶解于12 mL水、900 mL酒精或者11 mL沸騰酒精中，易溶于沸水，幾乎不溶于乙醚[1]。目前，苦杏仁苷已經成為一種具有較高研究價值的活性物質，因其具有祛痰和治療癌癥的作用而被廣泛應用于醫藥行業[2]。此外，苦杏仁苷還少量存在于部分食品中或以食品添加劑的形式添加到食品當中。

從食品行業視角對苦杏仁苷結構、生理作用、提取和檢測等幾個方面對相關文獻進行綜述，對苦杏仁苷作為食品資源開發進行探討，分析當前苦杏仁苷行業所存在的問題，并提出可行的解決方案，為深入開發利用提供參考。

1 苦杏仁苷的結構及分解

1.1 苦杏仁苷的結構

苦杏仁苷又名苦杏仁甙、苯乙醇腈-β-葡糖苷酸，也就是維生素B17和苯乙醇腈。其結構由2分子葡萄糖和1分子的杏仁腈聯結而成，C20H27NO11是其分子式，其相對分子質量為457[1]，苦杏仁苷和苦杏仁甙等同使用。天然存在的苦杏仁苷是有活性的右旋物，而異構化以后形成沒有活性的左旋物[3]。

苦杏仁苷見圖1，苦杏仁甙見圖2。

圖1 苦杏仁苷

圖2 苦杏仁甙

1.2 苦杏仁苷的降解

完好苦杏仁中的苦杏仁苷較為穩定，一旦種皮或仁受到破損并接觸到水或溶液，苦杏仁中的苦杏仁苷就會快速分解，這也是苦杏仁脫苦的基本原理，其分解主要有酶解和水解2種途徑。為了加速苦杏仁的脫苦，張馨允[4]研究了超聲輔助苦杏仁苷的酶解脫苦機制，結果表明超聲波加速苦杏仁苷降解主要是通過激活β-葡萄糖甘酶的活性實現的。苦杏仁苷的酶解產物-杏仁氰遇熱易分解成苯甲醛和氫氰酸（HCN），其中HCN有劇毒，因此大量口服苦杏仁苷容易中毒。李強等人[5]利用正交試驗優化了鹽酸水解苦杏仁苷的最佳工藝，結果表明鹽酸濃度0.2 mol/L，料液比1∶5，溫度40℃，時間2 h時，水解率可達94.62%。苦杏仁苷降解機制的研究有助于實現對苦杏仁脫苦的科學調控，從而有效地減少因過度脫苦導致的資源浪費和脫苦不足導致的食物中毒事故的發生。

2 生理功能

苦杏仁苷具有止咳、鎮痛和抗腫瘤等許多生理作用，其中部分作用還存在爭議。

2.1 鎮咳消喘作用

苦杏仁苷對于祛痰、止咳具有公認的療效。夏其樂等人[6]利用楊梅疏果核仁苦杏仁苷提取物進行試驗，發現45，90，180 mg/kg試驗組氨水引咳小鼠的咳嗽潛伏期均有不同程度增長且2 min內的咳嗽頻數減少，其中90 mg/kg劑量組咳嗽潛伏期較對照組明顯增長（p<0.05），表明苦杏仁苷具有較好的止咳效果。衛昊等人[7]研究發現，10 mg/kg和20 mg/kg的苦杏仁苷對變應性哮喘小鼠變應性氣道炎癥均有顯著的抑制效果。有資料顯示，苦杏仁苷在胃中分解為氫氰酸進而抑制呼吸中樞，從而實現其治療效果，但氫氰酸有劇毒且作用機理尚未可知。

2.2 消炎作用

研究表明，苦杏仁苷具有優良的消炎功效。盧明芳等人[8]選取120位患有糜爛性胃炎的老年患者，隨機分成相同人數的對照組和試驗組，其中對照組使用奧美拉唑和膠體果膠鉍進行一般治療，試驗組在對照組的基礎上，每日1次口服苦杏仁苷0.5 g。通過對比2組患者的治療效果，觀察糜爛的恢復效果，血清中SOD，MDA及NO濃度變化，發現苦杏仁苷能夠提高老年糜爛性胃炎患者的治療效果，加快糜爛的痊愈。對于Ⅱ型膠原誘導性關節炎（CIA），羅德梅等人[9]認為，抑制CIA大鼠外周血中炎性細胞因子IL-1β，s ICAM-1的表達，同時降低滑膜ASIC3蛋白的表達水平，可能是苦杏仁苷消炎和保護軟骨作用的機制之一。

2.3 抗腫瘤作用

癌癥是一類對人類健康有著巨大威脅的疾病，其抗癌作用及機理是當前的一個研究熱點。癌癥的危害主要在于2點：一是在環境條件允許下，癌細胞可以無限增殖；二是癌細胞極易遷移擴散。因此，對于控制癌癥病情需要從控制增殖和轉移擴散等方面著手。苦杏仁對于癌細胞的增殖和擴散均有抑制作用[10]，在治療癌癥時不易產生耐藥性、毒性反應小[11]，是抗癌藥物的一種優質選擇。

自20世紀70年代以來，苦杏仁苷成為了一種最受歡迎的常規抗癌治療藥物[12]。關于苦杏仁苷抗癌作用的臨床研究，之后也一直在進行，目前已證實其對膀胱癌、肺癌、肝癌、前列腺癌等均顯示出了良好的治療效果[12]。由于作用機理和最佳劑量的研究缺乏臨床意義，因此近年來出現了許多相關的研究。

大部分關于苦杏仁苷抗腫瘤作用的研究都停留在體外離體細胞或動物試驗，對其機理的研究也是在細胞水平下開展的[13]。例如，Jasmina Makarevi等人[14]的研究中將新鮮杏仁杏仁苷溶解于細胞培養液中，在培養瓶中應用于腫瘤細胞24 h或2周，區分急性和慢性治療，然后展開了對應研究。Bahman Moradipoodeh等人[15]將SK-BR-3細胞接種于6孔板37℃，5% CO2孵育24 h后，用不同濃度的苦杏仁苷處理 細胞。

這些研究具有一定的參考價值，但對于更復雜的人體，需要更多詳盡的研究。同時，關于苦杏仁苷抗癌機制的解釋百家爭鳴[16-17]，沒有系統性、確定性結論，說明苦杏仁苷抗癌的機理只有模糊的概念。目前大部分的學者認為[18]，苦杏仁苷可通過調控腫瘤細胞周期相關蛋白或基因，影響細胞周期，抑制細胞增殖；通過調控凋亡相關蛋白誘導癌細胞凋亡。此外，關于苦杏仁苷抗癌作用的研究雖在體外進行，但也應該考慮毒性作用，注意控制劑量。

2.4 苦杏仁苷對于慢性阻塞性肺病（COPD）的作用

慢性阻塞性肺病（COPD）是一種慢性炎性肺病，主要表現為對氣流持續漸進的限制。Wang Ziyan等人[19]利用香煙煙霧處理人支氣管上皮細胞系（BEAS-2B）和試驗小鼠，研究用不同濃度的苦杏仁苷處理后BEAS-2B和小鼠的EMT水平。通過評估免疫組織的化學染色結果。利用ELISA，Western印跡法和實時PCR評價肺中TGF-β1，smad2/3和p-smad2/3的表達。與對照組相比，杏仁苷處理組E-cadherin表達明顯增強，波形蛋白，TGF-β1和磷酸化smad2/3（p-smad2/3）表達受到明顯抑制。結果表明，苦杏仁苷能夠對COPD小鼠上皮細胞間質轉化（EMT）過程起到保護作用，其抑制EMT的功效可能與其阻抑TGF-β1/smad通路活性相關[20]。關于苦杏仁苷治療COPD的研究僅限于對于COPD過程中EMT過程的作用，其治療效果有待考證且缺乏對其機理的解釋。

苦杏仁苷還具有調節免疫系統、治療肝細胞纖維化、腎細胞纖維化和殺蟲等功效[21]，苦杏仁苷還具備潛在的抑制胰脂肪酶[22]、潤腸通便的作用。目前，苦杏仁苷功效的研究缺乏對苦杏仁苷的體內轉化和毒副作用的考慮，限制了其應用價值。此外，由于部分生理功能存在爭議且缺乏臨床試驗，導致苦杏仁苷沒有得到充分利用，制約了我國苦杏仁產業的發展。苦杏仁苷作為保健食品開發利用還鮮有報道，其經口服用后的保健效果也值得深入研究。

3 提取方法

苦杏仁苷雖具有良好的生理功能，但如何有效地從原料中獲取苦杏仁苷也是目前行業面臨的一個重要問題。常見的方法有水提取法、乙醇提取法、超聲輔助提取、閃式提取、超臨界CO2流體萃取法等[23]。

從苦杏仁中提取苦杏仁苷，傳統利用熱水浸泡法[24]，此法需用大量沸水浸泡且耗時較長，后續苦杏仁苷的回收富集也存在一定的問題。使用一定濃度的酒精進行多次浸泡能夠有效提取苦杏仁苷[25]，但操作繁復不利于實際應用。對此法進行改良后利用不同功率的超聲波輔助可以實現從不同原料中高效提取苦杏仁苷[26-28]。但是，超聲過程中苦杏仁苷可能會發生降解導致提取效果存在問題，超聲波必須以水為介質傳導的特性也不利于其大規模運用，此外超聲設備價格高昂不利于控制生產成本。利用閃式提取法可以有效提取苦杏仁[29]、桃仁[30]當中的苦杏仁苷，但在工業加工中，提取時間1 min參數如何實現值得商榷。此外，Kawahito Y等人[30]還研究了一種利用超臨界CO2法從枇杷種子中提取苦杏仁苷的方法，但是該方法成本較高、操作復雜不適合工業應用。總之，超聲提取具備一定的優勢，超聲過程中苦杏仁苷的降解和新設備的開發是亟待解決的問題，利用有機溶劑提取后也應當注意后續苦杏仁苷的富集和溶劑的回收。

4 苦杏仁苷的測定方法

查閱了大量有關苦杏仁苷測定的相關文獻，發現方法上均為液相色譜和液相色譜與質譜、紫外分光光度計等偶聯。液相色譜最主要的作用是分離，通常苦杏仁苷的檢測中樣品均為復雜的混合物，而與液相色譜偶聯的各種儀器則起到定性和定量作用。選用液相色譜時，高效液相色譜具有明顯優勢。

自2005年起，高效液相色譜法已經成為了最為通用便捷且公認的測定苦杏仁苷的方法[31]。鄒小娟等人[32]利用單因素試驗，建立合適的高效液相色譜法測定方法并進行方法學考查，然后與藥典2005年版的硝酸銀滴定法進行比較試驗。結果表明，HPLC法可代替滴定法，且相對于滴定法其具有靈敏度高、重復性好的優勢。時至今日，高效液相色譜法在苦杏仁苷測定方法中的地位已經不可動搖，是試驗研究的公認選項。

高效液相色譜法，由于自動化水平極高，通過相關程序即可完成對實驗條件和檢測過程的設置，在測定時只需要保證儀器正常運行。因此，忽略了儀器偶聯設備具體的不同及種類，針對差異較大的樣品預處理方式和分離條件進行展開。其中，分離條件的選擇主要為色譜柱和流動相的選擇，由于每個樣品都具有特殊性，不同的樣品往往可以通過查閱相關資料得到最佳的條件，而受試驗條件的限制，一般可根據試驗條件適當改動，對應選擇。

往往相同類型的樣品預處理方式相同，具有歸納的實際意義，且樣品的正確處理有利于檢測準確性的提高。常見的樣品有食品、食品添加劑、藥品、血液及尿液等，將按照不同樣品預處理方式的區別來介紹苦杏仁苷測定的差異。

4.1 食品中苦杏仁苷的測定

食品樣品通常是用液相色譜與紫外檢測器連接，可以準確地測定其中的苦杏仁苷含量，無需聯接更精密的檢測設備進行測定。

對于固體樣品，包括種子、葉片等食品原料和相應的含苦杏仁苷原料的加工產品，如桃仁、杏仁、枇杷葉、桃仁餅等，在測定之前均需要采用合適的處理方式富集苦杏仁苷，方便測定。對于不同類型的樣品其處理方式有所差異，用HPLC法測定苦杏仁、桃仁、郁李仁等核仁類樣品和蜜枇杷葉等莖葉類樣品中苦杏仁苷的含量時[33-35]，樣品采用粉碎后超聲提取、甲醇連續回流提取或甲醇提取后離心的方式。其中，由于桃仁含油量較高，因此須先去除油脂后再超聲處理。

對于由相應食品原料制成的液體樣品，如露露杏仁露，由于采用了脫苦杏仁，因此其產品不涉及苦杏仁苷含量的測定，而是利用苦杏仁苷的功效而開發的保健飲品。

在食品中苦杏仁苷測定樣品的預處理過程，雖然甲醇提取可以避免苦杏仁苷水解，但是回流提取的方式可能會使樣品中的苦杏仁苷受熱分解，從而影響苦杏仁苷測定的準確性。同時，果仁類食品苦杏仁苷提取的過程中，酶未滅活，苦杏仁苷是否會發生酶解，致使測定結果偏低。苦杏仁苷在于處理過程中是否會發生水解而影響測定結果的問題，在食品中苦杏仁苷的測定研究過程中并未體現。

4.2 食品添加劑中苦杏仁苷的測定

因苦杏仁苷具有一定的防腐和保健作用，有時會作為一種食品添加劑加入食品中。這類樣品的設備需求與食品類似，與一般測定食品中苦杏仁苷含量的預處理相同，以甲醇為萃取劑進行預處理，但不同食品添加劑中苦杏仁苷存在的形式多樣，不易分離。根據BoháováI等人[36]的研究，檢測器可使用二極管陣列檢測器，在分離時以具有C18官能團的高穩定硅基柱為固定相，可以相對準確地測定各種天然食品添加劑中苦杏仁苷含量。

由于食品添加劑與食品中苦杏仁苷含量測定預處理基本一致，因此預處理時，苦杏仁苷是否會分解影響測定結果的問題。

4.3 藥物中苦杏仁苷的測定

同食品類似，藥品也包括一些干制原料或成品片狀粉末，主要分為固體和液體2類；對應的樣品制備方式類似，測定方法也大致相同。測定固體顆粒藥品中苦杏仁苷時[37]，樣品處理采用混合均勻、研細、加甲醇或乙醇后超聲提取，再用甲醇或乙醇稀釋至刻度，搖勻過濾測定；測定液體藥品或粉末中苦杏仁苷含量時[38]，直接精密量取樣品并加入甲醇，經超聲溶解后搖勻并用濾膜過濾；當成分復雜、干擾較多或苦杏仁苷含量小時可先加入乙酸乙酯萃取[39]，取下層溶液置于蒸發皿中揮干，排除干擾后，再用乙醇或甲醇提取。

此處，提到了使用超聲提取、揮干等操作，富集苦杏仁苷后進行測定，但苦杏仁苷在超聲及揮干過程存在降解問題，影響測定結果。

4.4 血液、尿液中苦杏仁苷的測定

通常采用液相色譜與質譜聯用的方式測定血液、尿液中的苦杏仁苷。測量血漿和尿液中苦杏仁苷時[40-41]，區別于其他樣品，常用乙腈或乙腈和甲醇混合作為提取劑，為充分萃取可采用離心等方式。

尿液作為代謝廢物排出體外，血液是體液的一部分，在運輸和代謝過程中有重要的作用，兩者之間成分和組成存在較大的差異，但在預處理過程中并未體現，不同環境下苦杏仁苷的穩定性不同，苦杏仁苷在體內代謝過程中的代謝產物在血液和尿液中的存在形式及其對于人體的毒性也應當被考慮在內。

5 結語

苦杏仁苷作為一種廣泛分布的天然活性成分，近年來無論在藥理作用還是食品加工研究方面，都得到了很多關注。與此同時，苦杏仁苷的提取、測定方法也得到了快速的發展。通過梳理文獻不難看出，對于苦杏仁苷的研究還存在以下幾方面的問題：①苦杏仁苷的生物功能方面，目前較為明確的是其祛痰止咳作用，而對于其抗癌等功效目前還存在爭議，其抗癌機理大多不明確，而且大部分研究仍處于實驗室階段，離商業化應用還有距離；苦杏仁苷是否還有其他新的功能也不得而知。②苦杏仁苷的提取問題，目前多集中在追求提取效率的提升，而對于專用提取裝備鮮有報道；同時，苦杏仁苷在提

取過程中是否存在分解及如何科學調控降低其分解也是不容忽視的問題。③苦杏仁苷的測定方面，由于苦杏仁苷容易在酶或水的作用下降解，而在測定分析時樣品的前處理是否會影響其降解，最終影響所測苦杏仁苷的含量，這些問題目前也尚未引起關注。④將苦杏仁苷作為食品資源開發，目前在市場上仍然較少，需要進一步探索。但是，在開發利用的同時，應當注意過量苦杏仁苷的毒性，做到科學合理地發揮其功效。上述問題都是今后在苦杏仁苷及其相關產品研究中需要關注的重要領域。