橙皮素(hesperetin),是柑橘生物類黃酮的一種,過去以維生素p代稱,是因為他能調節人體微血管的通透性(permeability),許多科學研究也證實有助改善血液循換、高血壓、高血脂、糖尿病等慢性疾病。然而,橙皮素雖然在許多動物試驗展現優異功效,但是由於難溶於水的特性,在人體內的吸收效率不佳,實際口服使用難以發揮功效,可說是橙皮素最大的弱點。

在同年5月,獲選2023年歐洲保健食品產業最大的專業性展會vitafoods europe新創技術決賽當中,唯一入圍、來自台灣的後生元發酵技術,正是改善橙皮素口服生物可利用率的最佳解決方案。

台灣創新專利後生元發酵技術

橙皮素與橙皮苷的吸收障礙

橙皮素顧名思義早先在柑橘「皮」當中發現,然而在果肉甚至果皮當中,幾乎全是以橙皮苷(hesperidin)的形式存在,以一顆柳橙為例,橙皮苷含量約為0.75-1.5%。橙皮苷為橙皮素帶一個雙醣(rutinose)的化學結構,經口服攝入後僅少部分會經腸道微生物作用轉換回到橙皮素,才具備生理功效的發揮。橙皮苷在人體口服生物可利用率(oral bioavailability)差,吸收率僅不到9%,因此透過飲食或膳食補充攝取很難達到橙皮素具備生理活性、發揮功效的劑量。

生物體吸收屏障與關鍵突破

後生元發酵技術助突破吸收屏障

來自國內世界首創的發明專利—後生元發酵技術,歷經台大碩博士團隊十年的研發支持,首例採用「前驅藥物(pro-drug)」策略,結合天然食品發酵製程,使橙皮素經益生菌代謝後成為「高水溶、好吸收」的「前驅化橙皮素(pro-hesperetin)」。由於人體小腸絨毛上皮細胞外微環境有一不動水層(unstirred water layer),是難溶性物質的主要吸收屏障(biological barrier),又橙皮素因為水溶性低,無法順利通過水相屏障,因此口服後大多數直接排除體外,無法吸收。

透過後生元發酵技術應用的前驅化橙皮素,其在胃、腸消化液有高安定性,水溶性較一般橙皮素高出10,000倍,因此能夠輕易穿越水相屏障,再迅速被附著在小腸絨毛上皮細胞上的鹼性磷酸酶(alkaline phosphatase)水解回到原態橙皮素,而後經被動運輸吸收至血液循環。

「前驅化橙皮素」的吸收率

經後生元發酵技術應用的前驅化橙皮素,也是全球唯一取得美國新膳食補充認證(new dietary ingredient)的水溶性橙皮素,具有快速吸收的優勢,由藥物動力學試驗(圖三)顯示,口服前驅化橙皮素後在30分鐘內即達吸收高峰值。此外,與一般橙皮苷、α-醣化橙皮苷相較之下,前驅化橙皮素在吸收進入血中濃度(cmax)提升3281%、生物可利用率提升608%(圖四)。前驅化橙皮素能真正破除吸收障礙,大幅提高有效吸收的比例,有利將生理活性發揮最大化。

橙皮素令人期待的機能效果

橙皮素長期以來研究方向著重於血液循環以及代謝症候群,首先,橙皮素可促進一氧化氮的合成和釋放,進而使血管放鬆,降低血壓。其次,有助降低血液中的膽固醇,防止動脈硬化,同時維持血管的彈性和通暢。第三,增強血管內皮細胞的功能,從而促進血液循環。並且,減少血小板的聚集,從而降低血栓形成的風險。最後,橙皮素有利糖尿病併發症的預防與管理。

除了心血管循環與代謝健康,近年來,橙皮素在眼部健康、腸道微生物平衡、免疫力健康,以及對長新冠症狀的支持等方面,也是國際熱門的研究題材。其中最受矚目的是,在2022年7月份,由陽明交大、林口長庚醫院、國家衛生研究院、與衛福部國家中醫藥研究所組成的研究團隊,證實橙皮素具有延緩老化、有助回春的突破性發現。他們發現橙皮素可以促進cisd2長壽基因的表達,食用橙皮素的衰老小鼠,除了壽命延長、維持老年時期的健康狀態,甚至在心臟和肌肉的cisd2表現,回復至年輕時期的生理機能[3]。

結語

橙皮素因為廣泛的健康益處(圖五),具備莫大的潛力,堪稱保健元素的超級明星。唯一的口服吸收限制,也因為後生元發酵技術的應用也有了新的突破。相信在破除吸收率後,橙皮素將在保健品市場和健康老化方面取得重大進展,展現自然界賦予的強大力量。

參考文獻

  1. in vivo pharmacokinetics of hesperidin are affected by treatment with glucosidase-like bgla protein isolated from yeasts. j agric food chem. 2008 july 23; 56(14): 5550–5557
  2. microbial phosphorylation product of hesperetin by bacillus subtilis bcrc 80517 improves oral bioavailability in rats. j. agric. food chem. 2021, 69, 35, 10184–10193
  3. hesperetin promotes longevity and delays aging via activation of cisd2 in naturally aged mice. j biomed sci. 2022 jul 24; 29(1):53
  4. taiwan food news no.315:p40-41