2026–2032年中国根皮素市场展望报告

定义

根皮素（英文名：Phloretin），分子式：C15H14O5，CAS号：60-82-2，化学名称为2,4,6-三羟基-3-（4-羟基苯基）苯丙酮，为珍珠白结晶粉末，溶于碱溶液，易溶于甲醇、乙醇及丙酮，几乎不溶于水。根皮素别名：三羟苯酚丙酮，属于黄酮类化合物，主要分布在苹果枝叶、苹果果实/皮、苹果树的根茎/皮、荔枝果皮、藏药“俄色叶”、多穗柯甜茶、海棠等多种植物中。根皮素可直接被人体吸收，但在植物体内，天然存在的根皮素很少，根皮素大多以其糖苷衍生物——根皮苷的形式存在，人体吸收的根皮苷在胃黏膜上脱掉糖苷基生成根皮素后才能进入循环系统，从而发挥功效。 根皮素具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎、免疫抑制、促进骨形成等多种药理学作用，此外还具有美白、祛除粉刺等功效，可应用于面膜、护肤膏霜、乳液和精华素中。不仅如此，Pht还是有效的钠-葡萄糖协同转运蛋（sodiumdependent glucose transporters，SGLT）1和2以及葡萄糖转运蛋白（glucose transporter，GLUT）1和2的抑制剂。 Pht具有多方面的生理功能，在医药领域中，Pht可以作为天然的降糖、心血管保护和抗癌药物等。在化妆品领域中，由于Pht能有效改善金黄色葡萄球菌以及痤疮丙酸杆菌的感染，可用于治疗痤疮并应用于面膜、乳液等护肤品中；Pht可以通过抑制酪氨酸酶阻止黑色素的生成，起到美白的作用，可作为新型天然美白剂应用于化妆品行业；其较强的自由基清除能力、抗氧化能力，可以应用于抗衰老的护肤产品。在食品领域中，Pht已经被允许作为香料添加使用，且无明确剂量规定；由于Pht极强的抗氧化性、抑菌性和宽广的抑菌谱，可将其开发为天然防腐剂；此外，由于其拥有众多对人体有益的生理功能，且安全无毒，有望开发Pht功能性食品。 目前根皮素及其糖苷产物主要从植物中提取分离获取，但其常常与柚皮素、黄烷酮、黄烷醇及其他一些类黄酮类物质共同存在，而且含量较低，造成分离纯化工艺复杂，大规模、高纯度制备受到限制。近年来，随着代谢工程以及合成生物学技术的迅速发展，对微生物进行代谢工程改造，构建细胞工厂合成天然产物成为研究热点。 根皮素的制备有以下三种方式： 1. 天然产物中提取分离 1.1 从苹果树体及果皮中提取。法国化学家1835年就从苹果树皮中分离得到了根皮苷,后来发现根皮素及根皮苷大量存在于苹果树的根皮、茎、嫩叶以及苹果果实的各个部位”。采用有机溶剂(甲醇、乙醇等)从苹果树皮中进行提取,利用制备型高效液相色谱进行分离纯化可得到根皮苷,通过酸(盐酸或硫酸)水解可制得根皮素。根皮苷在苹果树体各部位含量有所不同,其中苹果树皮含量最高,为64.32mg/g,其次是树叶含量 40.30 mg/g,树枝含量为30.43 mg/g。从苹果疏落果(幼果)中提取苹果多酚,进而分离纯化得到根皮苷，产品的得率为0.104% 。纯度可达 97.52%。在苹果渣多酚类物质中,主要成分为根皮苷、根皮素-低聚木糖苷、3-羟基根皮苷和 3-羟基根皮素等，一年中苹果树体根皮苷动态含量变化规律显示,叶中根皮苷在9、10月含量最高,平均含量为16.31 mg/g,树枝中根皮苷含量在6月最高,平均含量为 11.93 mg/g,仅在苹果叶中检测到根皮素,5 月份含量最高为 2.541 mg/g。研究发现苹果品种对根皮素的含量也有较大影响，用高效液相色谱-二极管阵列法测定不同苹果品种果皮和果肉中的酚类化合物,结果表明,几种苹果果皮和果肉中根皮素衍生物含量均不相同,其在果皮中含量分别为:红苹果 61~122 mg/kg,青苹果 29 ~31 mg/kg,金苹果 58~71 mg/kg;在果实中含量分别为:红苹果2~4 mg/kg,青苹果7.00 mg/kg,金苹果5 ~8 mg/kg. 1.2 从其他植物中提取。近年来,在其他植物中也提取分离得到了根皮苷及根皮素。采用微波辅助Ca(OH)2,水溶液从多穗柯甜茶中提取多穗柯黄酮,提取物黄酮含量达到40%，其中根皮苷含量达到29.5%。荔枝果皮中亦发现含有根皮苷，可采用乙醇溶液超声波浸提法及热回流法提取获得。 1.3 藏药俄色叶(蔷薇科苹果属植物变叶海棠及花叶海棠)中也分离得到了根皮苷及根皮素,俄色叶中根皮苷平均含量为22.11%,根皮素平均含量为0.51%。采用超声辅助甲醇提取山荆子(蔷薇科苹果属)鲜叶、茎皮和果实中根皮苷的含量分别为(12.00+3.60),(21.60+6.10)和(1.18 ±0.15)。研究发现,杜梨叶中也含有丰富的根皮苷，且经日晒夜露传统制法的杜梨叶中根皮苷含量为1.01%,远高于经渥堆变红后晒干的杜梨叶中根皮苷含量(0.41%)。采用超声辅助甲醇提取锁阳中根皮苷,结果表明,11个不同产地锁阳中均含有根皮苷,且中国内蒙古巴盟锁阳根皮苷含量最高,为0.046mg/g。据报道,在菊科莴苣;杜鹃花科马醉木、越桔;豆科佛来明豆;壳斗科石栎;百合科萱草、矮牵牛:石榴科石榴;蔷薇科草莓、希尔特风梨、平邑藻及蔷薇;虎耳草科;山矾科山矾;山茶科山茶;马鞭草科过江天竺葵等植物中均含有根皮素及其衍生物。 综上所述,根皮素及其衍生物在多种植物中均存在,而以苹果属植物(Malus species)中含量最多,不仅苹果树体含有丰富的根皮素,且果实、果渣等均可作为提取根皮素的来源。在不同苹果品种、树体不同部位及不同生长时间,根皮苷及根皮素的含量均有不同。可用微波或超声波辅助有机溶剂回流浸提法提取根皮苷,进而水解获得根皮素:可应用硅胶柱色谱大孔吸附树脂法、高效离心分配色谱(HPCCC)等对根皮苷(素)进行纯化:酸、酶水解可以将根皮苷转化为根皮素;薄层色谱、高效液相色谱、毛细管电泳法等色谱方法可以作为方便快捷的检测方法。 2. 化学法制备根皮素 由于根皮素在天然植物中的含量相对较低、提取成本高,因此研究人员尝试以化学法进行半合成及全合成制备根皮素。 2.1 半合成制备 利用根皮苷经酸(通常是盐酸或硫酸)水解或酶葡萄糖苷水解酶)水解制备根皮素如图1所示，柚皮苷经两步法制取根皮素:柚皮苷广泛存在于芸香科葡萄柚、橘、橙的果皮和果肉中,自然界中含量较为丰富。以柚皮苷为原料,催化氢化反应得柚皮苷二氢查尔酮,再在酸性条件下水解制得根皮素反应过程如图2所示,此法可为根皮素的制备开辟新的途径。 2.2 全合成制备 以间苯三酚、羟基苯丙酸为原料,在BF3·ET2O为催化剂的条件下合成根皮素,合成路线如图3所示。 以2’-羟基-4’,6’-双(甲氧甲氧基)苯乙酮和对甲氧基苯甲醛为原料经羟醛缩合,催化氢化,脱羟基保护基得到根皮素,合成路线如图4所示。 以丙二酸二乙酯为原料,先合成中间物对甲氧基苯丙酸:通过酰化反应和酯化反应，合成出目标中间体三对甲氧基丙酸均三酚酯:再以 AICI3为催化剂，硝基苯为溶剂,通过 Fries 重排反应合成根皮素。主要合成路线如图5所示。 3. 根皮素及根皮苷的生物合成 与其他合成方法相比,有关根皮素及根皮苷生物合成方法的相关研究报道目前还很少。有研究者用重组酶和植物蛋白提取物研究了根皮素及根皮苷的生物合成方法。苹果属植物体内根皮素的生物合成的2种前体物质分别为:丙二酸单酰辅酶A(1)(Malonyl-CoA)、p-香豆酰-辅酶A(2)(p-coumaroyl-CoA)。合成途径如图6所示。首先，对p-香豆酰-辅酶 A(2)(p-coumaroyl-CoA)在还原型辅酶ii(NADPH)的作用下生成p-二氢香豆酰辅酶 A(4)(p-dihydrocoumaroyl-CoA);丙二酰辅酶 A(1)( Malonyl-CoA)和 p-香豆酰-辅酶 A(2)(p-coumaroyl-CoA)在查尔酮合成酶的作用下生成柚皮素查尔酮(3)(naringenin chalcone)进而生成黄酮类化合物( flavonoids);而丙二酰辅酶 A(1)(Malonyl-CoA)和 p-二氢香豆酰辅酶A(4)(p-dihydrocoumaroyl-CoA)在查尔酮合成酶作用下生成根皮素(5)(phloretin),进而在 P2’GT 及 UDP-glucose(根皮素-2’-0-葡萄糖基转移酶)作用下生成根皮苷(6)(phloridzin)。研究发现烯酰还原酶类似基因 ENRL-3 和ENRL-5 很有可能是促成根皮苷合成的关键基因。 目前，主要以天然产物中+化学法制备为主，生物合成暂无商业化应用。