苦杏仁苷的生理功能提取及测定方法研究进展

敖君求，张清安，邵 凯，王 珏，窦春阳

（陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西西安710119）

苦杏仁苷（维生素B17）是一种具有重要生理活性和药用价值的常见的α-羟基腈衍生类物质。苦杏仁苷主要具有以下物理性质：熔点为200℃，无水条件下熔点约为220℃，1 g可以溶解于12 mL水、900 mL酒精或者11 mL沸腾酒精中，易溶于沸水，几乎不溶于乙醚[1]。目前，苦杏仁苷已经成为一种具有较高研究价值的活性物质，因其具有祛痰和治疗癌症的作用而被广泛应用于医药行业[2]。此外，苦杏仁苷还少量存在于部分食品中或以食品添加剂的形式添加到食品当中。

从食品行业视角对苦杏仁苷结构、生理作用、提取和检测等几个方面对相关文献进行综述，对苦杏仁苷作为食品资源开发进行探讨，分析当前苦杏仁苷行业所存在的问题，并提出可行的解决方案，为深入开发利用提供参考。

1 苦杏仁苷的结构及分解

1.1 苦杏仁苷的结构

苦杏仁苷又名苦杏仁甙、苯乙醇腈-β-葡糖苷酸，也就是维生素B17和苯乙醇腈。其结构由2分子葡萄糖和1分子的杏仁腈联结而成，C20H27NO11是其分子式，其相对分子质量为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，而异构化以后形成没有活性的左旋物[3]。

苦杏仁苷见图1，苦杏仁甙见图2。

图1 苦杏仁苷

图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较为稳定，一旦种皮或仁受到破损并接触到水或溶液，苦杏仁中的苦杏仁苷就会快速分解，这也是苦杏仁脱苦的基本原理，其分解主要有酶解和水解2种途径。为了加速苦杏仁的脱苦，张馨允[4]研究了超声辅助苦杏仁苷的酶解脱苦机制，结果表明超声波加速苦杏仁苷降解主要是通过激活β-葡萄糖甘酶的活性实现的。苦杏仁苷的酶解产物-杏仁氰遇热易分解成苯甲醛和氢氰酸（HCN），其中HCN有剧毒，因此大量口服苦杏仁苷容易中毒。李强等人[5]利用正交试验优化了盐酸水解苦杏仁苷的最佳工艺，结果表明盐酸浓度0.2 mol/L，料液比1∶5，温度40℃，时间2 h时，水解率可达94.62%。苦杏仁苷降解机制的研究有助于实现对苦杏仁脱苦的科学调控，从而有效地减少因过度脱苦导致的资源浪费和脱苦不足导致的食物中毒事故的发生。

2 生理功能

苦杏仁苷具有止咳、镇痛和抗肿瘤等许多生理作用，其中部分作用还存在争议。

2.1 镇咳消喘作用

苦杏仁苷对于祛痰、止咳具有公认的疗效。夏其乐等人[6]利用杨梅疏果核仁苦杏仁苷提取物进行试验，发现45，90，180 mg/kg试验组氨水引咳小鼠的咳嗽潜伏期均有不同程度增长且2 min内的咳嗽频数减少，其中90 mg/kg剂量组咳嗽潜伏期较对照组明显增长（p<0.05），表明苦杏仁苷具有较好的止咳效果。卫昊等人[7]研究发现，10 mg/kg和20 mg/kg的苦杏仁苷对变应性哮喘小鼠变应性气道炎症均有显著的抑制效果。有资料显示，苦杏仁苷在胃中分解为氢氰酸进而抑制呼吸中枢，从而实现其治疗效果，但氢氰酸有剧毒且作用机理尚未可知。

2.2 消炎作用

研究表明，苦杏仁苷具有优良的消炎功效。卢明芳等人[8]选取120位患有糜烂性胃炎的老年患者，随机分成相同人数的对照组和试验组，其中对照组使用奥美拉唑和胶体果胶铋进行一般治疗，试验组在对照组的基础上，每日1次口服苦杏仁苷0.5 g。通过对比2组患者的治疗效果，观察糜烂的恢复效果，血清中SOD，MDA及NO浓度变化，发现苦杏仁苷能够提高老年糜烂性胃炎患者的治疗效果，加快糜烂的痊愈。对于Ⅱ型胶原诱导性关节炎（CIA），罗德梅等人[9]认为，抑制CIA大鼠外周血中炎性细胞因子IL-1β，s ICAM-1的表达，同时降低滑膜ASIC3蛋白的表达水平，可能是苦杏仁苷消炎和保护软骨作用的机制之一。

2.3 抗肿瘤作用

癌症是一类对人类健康有着巨大威胁的疾病，其抗癌作用及机理是当前的一个研究热点。癌症的危害主要在于2点：一是在环境条件允许下，癌细胞可以无限增殖；二是癌细胞极易迁移扩散。因此，对于控制癌症病情需要从控制增殖和转移扩散等方面着手。苦杏仁对于癌细胞的增殖和扩散均有抑制作用[10]，在治疗癌症时不易产生耐药性、毒性反应小[11]，是抗癌药物的一种优质选择。

自20世纪70年代以来，苦杏仁苷成为了一种最受欢迎的常规抗癌治疗药物[12]。关于苦杏仁苷抗癌作用的临床研究，之后也一直在进行，目前已证实其对膀胱癌、肺癌、肝癌、前列腺癌等均显示出了良好的治疗效果[12]。由于作用机理和最佳剂量的研究缺乏临床意义，因此近年来出现了许多相关的研究。

大部分关于苦杏仁苷抗肿瘤作用的研究都停留在体外离体细胞或动物试验，对其机理的研究也是在细胞水平下开展的[13]。例如，Jasmina Makarevi等人[14]的研究中将新鲜杏仁杏仁苷溶解于细胞培养液中，在培养瓶中应用于肿瘤细胞24 h或2周，区分急性和慢性治疗，然后展开了对应研究。Bahman Moradipoodeh等人[15]将SK-BR-3细胞接种于6孔板37℃，5% CO2孵育24 h后，用不同浓度的苦杏仁苷处理 细胞。

这些研究具有一定的参考价值，但对于更复杂的人体，需要更多详尽的研究。同时，关于苦杏仁苷抗癌机制的解释百家争鸣[16-17]，没有系统性、确定性结论，说明苦杏仁苷抗癌的机理只有模糊的概念。目前大部分的学者认为[18]，苦杏仁苷可通过调控肿瘤细胞周期相关蛋白或基因，影响细胞周期，抑制细胞增殖；通过调控凋亡相关蛋白诱导癌细胞凋亡。此外，关于苦杏仁苷抗癌作用的研究虽在体外进行，但也应该考虑毒性作用，注意控制剂量。

2.4 苦杏仁苷对于慢性阻塞性肺病（COPD）的作用

慢性阻塞性肺病（COPD）是一种慢性炎性肺病，主要表现为对气流持续渐进的限制。Wang Ziyan等人[19]利用香烟烟雾处理人支气管上皮细胞系（BEAS-2B）和试验小鼠，研究用不同浓度的苦杏仁苷处理后BEAS-2B和小鼠的EMT水平。通过评估免疫组织的化学染色结果。利用ELISA，Western印迹法和实时PCR评价肺中TGF-β1，smad2/3和p-smad2/3的表达。与对照组相比，杏仁苷处理组E-cadherin表达明显增强，波形蛋白，TGF-β1和磷酸化smad2/3（p-smad2/3）表达受到明显抑制。结果表明，苦杏仁苷能够对COPD小鼠上皮细胞间质转化（EMT）过程起到保护作用，其抑制EMT的功效可能与其阻抑TGF-β1/smad通路活性相关[20]。关于苦杏仁苷治疗COPD的研究仅限于对于COPD过程中EMT过程的作用，其治疗效果有待考证且缺乏对其机理的解释。

苦杏仁苷还具有调节免疫系统、治疗肝细胞纤维化、肾细胞纤维化和杀虫等功效[21]，苦杏仁苷还具备潜在的抑制胰脂肪酶[22]、润肠通便的作用。目前，苦杏仁苷功效的研究缺乏对苦杏仁苷的体内转化和毒副作用的考虑，限制了其应用价值。此外，由于部分生理功能存在争议且缺乏临床试验，导致苦杏仁苷没有得到充分利用，制约了我国苦杏仁产业的发展。苦杏仁苷作为保健食品开发利用还鲜有报道，其经口服用后的保健效果也值得深入研究。

3 提取方法

苦杏仁苷虽具有良好的生理功能，但如何有效地从原料中获取苦杏仁苷也是目前行业面临的一个重要问题。常见的方法有水提取法、乙醇提取法、超声辅助提取、闪式提取、超临界CO2流体萃取法等[23]。

从苦杏仁中提取苦杏仁苷，传统利用热水浸泡法[24]，此法需用大量沸水浸泡且耗时较长，后续苦杏仁苷的回收富集也存在一定的问题。使用一定浓度的酒精进行多次浸泡能够有效提取苦杏仁苷[25]，但操作繁复不利于实际应用。对此法进行改良后利用不同功率的超声波辅助可以实现从不同原料中高效提取苦杏仁苷[26-28]。但是，超声过程中苦杏仁苷可能会发生降解导致提取效果存在问题，超声波必须以水为介质传导的特性也不利于其大规模运用，此外超声设备价格高昂不利于控制生产成本。利用闪式提取法可以有效提取苦杏仁[29]、桃仁[30]当中的苦杏仁苷，但在工业加工中，提取时间1 min参数如何实现值得商榷。此外，Kawahito Y等人[30]还研究了一种利用超临界CO2法从枇杷种子中提取苦杏仁苷的方法，但是该方法成本较高、操作复杂不适合工业应用。总之，超声提取具备一定的优势，超声过程中苦杏仁苷的降解和新设备的开发是亟待解决的问题，利用有机溶剂提取后也应当注意后续苦杏仁苷的富集和溶剂的回收。

4 苦杏仁苷的测定方法

查阅了大量有关苦杏仁苷测定的相关文献，发现方法上均为液相色谱和液相色谱与质谱、紫外分光光度计等偶联。液相色谱最主要的作用是分离，通常苦杏仁苷的检测中样品均为复杂的混合物，而与液相色谱偶联的各种仪器则起到定性和定量作用。选用液相色谱时，高效液相色谱具有明显优势。

自2005年起，高效液相色谱法已经成为了最为通用便捷且公认的测定苦杏仁苷的方法[31]。邹小娟等人[32]利用单因素试验，建立合适的高效液相色谱法测定方法并进行方法学考查，然后与药典2005年版的硝酸银滴定法进行比较试验。结果表明，HPLC法可代替滴定法，且相对于滴定法其具有灵敏度高、重复性好的优势。时至今日，高效液相色谱法在苦杏仁苷测定方法中的地位已经不可动摇，是试验研究的公认选项。

高效液相色谱法，由于自动化水平极高，通过相关程序即可完成对实验条件和检测过程的设置，在测定时只需要保证仪器正常运行。因此，忽略了仪器偶联设备具体的不同及种类，针对差异较大的样品预处理方式和分离条件进行展开。其中，分离条件的选择主要为色谱柱和流动相的选择，由于每个样品都具有特殊性，不同的样品往往可以通过查阅相关资料得到最佳的条件，而受试验条件的限制，一般可根据试验条件适当改动，对应选择。

往往相同类型的样品预处理方式相同，具有归纳的实际意义，且样品的正确处理有利于检测准确性的提高。常见的样品有食品、食品添加剂、药品、血液及尿液等，将按照不同样品预处理方式的区别来介绍苦杏仁苷测定的差异。

4.1 食品中苦杏仁苷的测定

食品样品通常是用液相色谱与紫外检测器连接，可以准确地测定其中的苦杏仁苷含量，无需联接更精密的检测设备进行测定。

对于固体样品，包括种子、叶片等食品原料和相应的含苦杏仁苷原料的加工产品，如桃仁、杏仁、枇杷叶、桃仁饼等，在测定之前均需要采用合适的处理方式富集苦杏仁苷，方便测定。对于不同类型的样品其处理方式有所差异，用HPLC法测定苦杏仁、桃仁、郁李仁等核仁类样品和蜜枇杷叶等茎叶类样品中苦杏仁苷的含量时[33-35]，样品采用粉碎后超声提取、甲醇连续回流提取或甲醇提取后离心的方式。其中，由于桃仁含油量较高，因此须先去除油脂后再超声处理。

对于由相应食品原料制成的液体样品，如露露杏仁露，由于采用了脱苦杏仁，因此其产品不涉及苦杏仁苷含量的测定，而是利用苦杏仁苷的功效而开发的保健饮品。

在食品中苦杏仁苷测定样品的预处理过程，虽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会使样品中的苦杏仁苷受热分解，从而影响苦杏仁苷测定的准确性。同时，果仁类食品苦杏仁苷提取的过程中，酶未灭活，苦杏仁苷是否会发生酶解，致使测定结果偏低。苦杏仁苷在于处理过程中是否会发生水解而影响测定结果的问题，在食品中苦杏仁苷的测定研究过程中并未体现。

4.2 食品添加剂中苦杏仁苷的测定

因苦杏仁苷具有一定的防腐和保健作用，有时会作为一种食品添加剂加入食品中。这类样品的设备需求与食品类似，与一般测定食品中苦杏仁苷含量的预处理相同，以甲醇为萃取剂进行预处理，但不同食品添加剂中苦杏仁苷存在的形式多样，不易分离。根据BoháováI等人[36]的研究，检测器可使用二极管阵列检测器，在分离时以具有C18官能团的高稳定硅基柱为固定相，可以相对准确地测定各种天然食品添加剂中苦杏仁苷含量。

由于食品添加剂与食品中苦杏仁苷含量测定预处理基本一致，因此预处理时，苦杏仁苷是否会分解影响测定结果的问题。

4.3 药物中苦杏仁苷的测定

同食品类似，药品也包括一些干制原料或成品片状粉末，主要分为固体和液体2类；对应的样品制备方式类似，测定方法也大致相同。测定固体颗粒药品中苦杏仁苷时[37]，样品处理采用混合均匀、研细、加甲醇或乙醇后超声提取，再用甲醇或乙醇稀释至刻度，摇匀过滤测定；测定液体药品或粉末中苦杏仁苷含量时[38]，直接精密量取样品并加入甲醇，经超声溶解后摇匀并用滤膜过滤；当成分复杂、干扰较多或苦杏仁苷含量小时可先加入乙酸乙酯萃取[39]，取下层溶液置于蒸发皿中挥干，排除干扰后，再用乙醇或甲醇提取。

此处，提到了使用超声提取、挥干等操作，富集苦杏仁苷后进行测定，但苦杏仁苷在超声及挥干过程存在降解问题，影响测定结果。

4.4 血液、尿液中苦杏仁苷的测定

通常采用液相色谱与质谱联用的方式测定血液、尿液中的苦杏仁苷。测量血浆和尿液中苦杏仁苷时[40-41]，区别于其他样品，常用乙腈或乙腈和甲醇混合作为提取剂，为充分萃取可采用离心等方式。

尿液作为代谢废物排出体外，血液是体液的一部分，在运输和代谢过程中有重要的作用，两者之间成分和组成存在较大的差异，但在预处理过程中并未体现，不同环境下苦杏仁苷的稳定性不同，苦杏仁苷在体内代谢过程中的代谢产物在血液和尿液中的存在形式及其对于人体的毒性也应当被考虑在内。

5 结语

苦杏仁苷作为一种广泛分布的天然活性成分，近年来无论在药理作用还是食品加工研究方面，都得到了很多关注。与此同时，苦杏仁苷的提取、测定方法也得到了快速的发展。通过梳理文献不难看出，对于苦杏仁苷的研究还存在以下几方面的问题：①苦杏仁苷的生物功能方面，目前较为明确的是其祛痰止咳作用，而对于其抗癌等功效目前还存在争议，其抗癌机理大多不明确，而且大部分研究仍处于实验室阶段，离商业化应用还有距离；苦杏仁苷是否还有其他新的功能也不得而知。②苦杏仁苷的提取问题，目前多集中在追求提取效率的提升，而对于专用提取装备鲜有报道；同时，苦杏仁苷在提

取过程中是否存在分解及如何科学调控降低其分解也是不容忽视的问题。③苦杏仁苷的测定方面，由于苦杏仁苷容易在酶或水的作用下降解，而在测定分析时样品的前处理是否会影响其降解，最终影响所测苦杏仁苷的含量，这些问题目前也尚未引起关注。④将苦杏仁苷作为食品资源开发，目前在市场上仍然较少，需要进一步探索。但是，在开发利用的同时，应当注意过量苦杏仁苷的毒性，做到科学合理地发挥其功效。上述问题都是今后在苦杏仁苷及其相关产品研究中需要关注的重要领域。