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黑果枸杞中活性成分的研究進展

2021-12-07 22:24邢麗杰劉帥光劉玉晗李先義羅瑞峰
農產品加工 2021年10期
關鍵詞:黑果花色花青素

邢麗杰,王 遠,,劉帥光,劉玉晗,李先義,羅瑞峰

(1.新疆農墾科學院分析測試中心,新疆 石河子 832000;2.石河子大學食品學院,新疆石河子 832000)

黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)是一種多年生茄科(Solanceae)枸杞屬(Lycium L.)灌木植物,果實多呈黑褐色球形,多分布于我國西北部的青海、甘肅、新疆、寧夏等地區。因其含有豐富的多糖、花色苷、黃酮和多酚等多種活性成分和氨基酸、礦物質等營養成分,被廣泛用于藥品和食品[1]。對黑果枸杞中的活性成分及其作用進行了綜述。

1 活性成分

1.1 多糖

多糖是黑果枸杞中最主要的活性成分,具有提高機體免疫功能、抗氧化、抗腫瘤、降血脂、抗疲勞、抗病毒等生理活性功能[2]。Peng Q等人[3]研究發現,黑果枸杞中活性多糖主要由鼠李糖、阿拉伯糖、乳糖、半乳糖、木糖、甘露糖等按照一定相對摩爾比例組成。黑果枸杞中多糖的提取方法有溶劑提取、超聲波提取、微波提取、生物酶法和超臨界CO2萃取法等。其中,超聲-微波協同萃取法為提取黑果枸杞多糖的最佳提取方法[4]。

1.2 原花青素

原花青素是黑果枸杞中重要活性成分之一,是由兒茶素、表兒茶素、表兒茶素、沒食子酸酯通過C4-C6或C4-C8連接而成的不同聚合度的生物類黃酮混合物。黑果枸杞中原花青素(OPC)含量在自然界中天然植物中最高,其原花青素含量為16μg/g。原花青素是天然的自由基清除劑和抗氧化劑,具有護眼、抗輻射、預防糖尿病、保護大腦、抗腫瘤抑制細胞凋亡、美容等作用[5-6]。呂玉姣等人[7]認為原花青素的提取方法可分為溶劑提取法、微波輔助提取法、超聲提取法、超聲-微波協同提取技術、超臨界流體提取法、酶提取法,按照需求可選擇不同的提取方法。趙文娟等人[8]采用單因素及響應面優化法,優化了乙醇體積分數、提取溫度和提取時間3個因素,測得黑果枸杞中原花青素含量為4.315%,且優化后的提取工藝安全、操作簡單。許丹丹等人[9]以新疆黑果枸杞為原料,乙醇為提取劑,采用超聲-微波回流法提取,經響應面優化,測得黑果枸杞中原花青素含量為10.23%,該方法操作簡便、提取率高、耗能低。劉冰冰等人[10]使用纖維素酶酶法優化黑果枸杞中花青素提取工藝,最高提取率為9.47 mg/g,相比于未經酶解處理得率4.66 mg/g有了顯著提高。

對于不同地區黑果枸杞中原花青素含量高低的比較也有相關研究。岳媛等人[11]采集青海、新疆、甘肅、內蒙古等地19份樣品,分析黑果枸杞中原花青素含量,結果發現不同等級、產地的黑果枸杞中原花青素含量為0.540 4~2.375 4 g/100g,與黑果枸杞的等級、體積呈正相關,且不同產地黑果枸杞中原花青素含量由高到低排序為青海、甘肅、內蒙古、新疆。由于不同學者所選用的試驗對象不同、檢測方法不同所得出的黑果枸杞中原花青素含量的高低也不相同。劉翔[12]針對新疆不同產地的黑果枸杞中原花青素含量進行比較發現,新疆范圍內黑果枸杞原花青素含量為3.17~16.94 mg/g,但北疆最大含量高于南疆。同時,馴化栽培的黑果枸杞品質高于野生黑果枸杞,且原花青素、花青素含量均高于野生。

1.3 花色苷類

花青素是一種天然色素,常存在于植物的花、葉片、果實、根莖中。自然界已知的花青素有20余種,常見有6種存在于植物中,分別是矢車菊色素(Cyanidin)、飛燕草色素(Delphinidin)、牽?;ㄉ兀≒etunidin)、天竺葵色素(Pelargonidin)、芍藥色素(Peonidin)、錦葵色素(Malvidin)[13]。黑果枸杞中含有豐富的花色苷類物質,其含量分別是葡萄、樹莓、紫甘藍、藍莓、紫薯的10.72,4.91,1.91,1.75,4.45倍[14]。有研究表明,黑果枸杞中花色苷類物質具有抗氧化、清除自由基、預防糖尿病、抗腫瘤、抗輻射、抗衰老等生理作用[15]?;ㄉ辗€定性較差,其自身甲基化程度、pH值、溫度、光照、金屬離子和酶等都會對花色苷穩定性產生影響[16]。閆亞美等人[17]通過色價法、消光系數法、pH值示差法測得黑果枸杞中花色苷含量分別為8±0.6 mg/100 g,120±0.59 mg/100 g,160±0.91 mg/100 g。譚亮等人[18]采用紫外-可見光譜法結合高效液相色譜-電噴霧串聯質譜對黑果枸杞中花色苷的組成及結構進行鑒定,結果表明黑果枸杞中花青素可能是飛燕草色素、牽?;ㄉ?、錦葵色素及其衍生物中的一種或多種。

花色苷類的提取一般可分為有機溶劑萃取、微波輔助提取、超聲輔助提取、酶輔助提取、超臨界流體萃取等方法,按需求不同選取不同的提取方法。柳福智等人[19]通過單因素試驗和正交試驗發現,黑果枸杞中色素最佳提取工藝為料液比1∶20,5%鹽酸和85%乙醇混合提取劑(溶劑比為1∶1),提取溫度70℃,提取時間4 h,且對浸提率影響的因素從高到低依次為料液比、溶劑比、浸提溫度、浸提時間。宋亮等人[20]通過超聲波提取與有機溶劑提取結合的方式提取黑果枸杞中的花色苷,經過單因素和響應面試驗設計優化所得最佳提取工藝條件為料液比1∶20(g∶mL),提取時間25.62 min,提取溫度48.67℃,乙醇體積分數84.35%,測得花色苷平均含量野生為6.141 mg/g,人工種植為16.014 mg/g,人工種植含量遠高于野生。劉康[21]采用酶輔助法提取黑果枸杞花色苷,在進行優化設計后確定最佳提取條件為提取溫度38.21℃,提取時間37.27 min,果膠酶用量52.04 mg/100 g,提取率為19.51±0.21 mg/g。

1.4 黃酮

黑果枸杞中黃酮主要存在于葉片和果實中,黃酮具有抗氧化、抗衰老、抗菌、降血脂、抗心血管疾病等生理生化作用。但對其具體組成、提取方法等研究遠不如多糖、花色苷。束彤等人[22]以柴達木黑果枸杞為原料,采用超高效液相色譜-質譜聯用技術解析超臨界CO2萃取物中黃酮類天然產物的結構,分析鑒定出蘆丁、槲皮素-3-β-葡萄糖醛酸苷等13種黃酮化合物,并首次在黑果枸杞中發現了橙皮素和苜蓿素成分。呂海英等人[23]采用薄層層析-高效液相色譜法檢測黑果枸杞葉中的黃酮成分,蘆丁、木犀草素、異鼠李素、槲皮素和山奈素5種黃酮成分總量占黑果枸杞葉總黃酮含量的37.14%。李兆君等人[24]利用索氏提取法以75%乙醇為溶劑,提取得到黑果枸杞中總黃酮含量為2.710%。段亞云等人[25]利用響應面法對超聲波-微波協同提取黑果枸杞葉總黃酮的工藝進行優化,發現對黑果枸杞葉中黃酮提取率的影響程度依次為料液比、乙醇體積分數、提取時間、微波功率。在純化工藝上,艾克山·吾拉木等人[26]通過Box-behnken設計響應面法法優化了黑果枸杞總黃酮提取純化的工藝,使黑果枸杞中總黃酮含量從4.54%提高到了43.19%,極大地提高了純度。李淑珍等人[27]通過單因素試驗和正交試驗,采用AB-8型大孔樹脂分離純化得到黑果枸杞的總黃酮含量達28%,該工藝重復性、穩定性較好。

1.5 酚酸

酚酸是黑果枸杞中一類功能成分,主要存在與果實和葉片中。酚酸具有抗氧化、抗腫瘤、抑菌抗炎、保護肝臟心血管、提高免疫力的活性作用[28]。樓舒婷[29]采用化學提取法和體外消化法提取黑果枸杞中的總酚類物質,包括原兒茶酸、兒茶素、咖啡酸、綠原酸、對香豆酸、阿魏酸和對羥基苯甲酚等,同時研究發現青海黑果枸杞中的總酚、酚酸含量均高于新疆黑果枸杞。程禮芝等人[30]采用多種色譜分離純化黑果枸杞多酚成分,并分離鑒定出反式阿魏酸、反式咖啡酸、對羥基肉桂酸、香草酸、原兒茶酸、對羥基苯甲酸、原兒茶醛等14種多酚化合物。目前,黑果枸杞中酚酸物質的種類和含量研究較多,但關于其作用機理研究較少。

1.6 甜菜堿

甜菜堿是一種季銨堿類物質,是黑果枸杞中較為重要的活性成分之一,具有調節體內滲透壓、促進脂肪代謝、抑制脂肪肝等藥理活性作用[31]。劉增根等人[32]采用反相高效液相色譜法測定柴達木黑果枸杞中甜菜堿的平均含量為1.34%。耿丹丹等人[33]采用離子色譜法測定不同地區黑果枸杞中的甜菜堿的含量,甘肅民勤縣最高達19.58 mg/g,青海格爾木市最低為9.44 mg/g。

1.7 其他

孟慶艷等人[34]采用勻漿法提取新疆黑果枸杞中的鞣質,并使用紫外-可見分光光度法測定黑果枸杞中鞣質的平均含量為2.47%。于長春等人[35]采用GCMS對野生黑果枸杞中的脂肪酸分離鑒定并定量,測得黑果枸杞中脂肪酸含量為38.61 mg/g,且飽和脂肪酸為4.59 mg/g,不飽和脂肪酸34.02 mg/g。Altintas A等人[36]采用GC-MS法分析黑果枸杞中的揮發油成分,共檢測出二十七烷、二十九烷、亞油酸乙酯等18種揮發油組分,占揮發油總量的80.4%。齊晶晶等人[37]通過對黑果枸杞乙酸乙酯萃取液進行化學成分分析,得到苯丙素類、黃酮類、香豆素類、木脂素、生物堿和萜類化合物等60種成分。李欽俊等人[38]對野生黑果枸杞進行營養成分分析評價和比較,結果表明黑果枸杞中除含有脂肪、蛋白質、氨基酸等常規營養成分外,也富含一定量的維生素和礦物質元素等。

2 活性作用

2.1 抗氧化

黑果枸中含有的花色苷、多糖、黃酮等活性物質,具有較強的抗氧化能力。尹民強等人[39]比較了黑果枸杞、紅枸杞、黑醋栗干、藍莓干、桑葚干和黑加侖葡萄干等6種水果的抗氧化能力,結果表明黑果枸杞具有更好的抗氧化能力,其抗羥自由基、抑制超氧陰離子和總抗氧化能力最強。王紫薇[40]研究發現,黑果枸杞提取物對人肝癌細胞(HepG2)氧化損傷具有保護作用,可使氧化損傷細胞早期凋亡率從25.52%降至8.92%~14.13%。此外,李永慧等人[41]通過給小鼠灌喂黑果枸杞口服液探究其對正常小鼠體內抗氧化活性的影響,結果表明低、高劑量的黑果枸杞口服液均能顯著降低小鼠血清和肝組織中MDA水平,明顯提高小鼠血清和肝組織中SOD,GSH-PX,T-AOC,CAT的活性[42]。

2.2 抗疲勞、抗衰老

曹茸茸等人[43]通過建立運動疲勞小鼠模型和電刺激蟾蜍離體腓腸肌標本探討黑果枸杞抗疲勞作用,研究發現黑果枸杞中、高劑量組均可起到顯著延長小鼠力竭游泳時間,增加小鼠肌糖原和肝糖原儲備,黑果枸杞可縮短肌肉收縮達最大幅度所需時間,縮短疲勞恢復時間,具有緩解運動疲勞的作用。楊重暉等人[44]采用黑果枸杞蛋白試驗得出了相似的結果,黑果枸杞蛋白能夠顯著降低MDA含量,提高SOD,GSH-Px,CAT的活力,即黑果枸杞蛋白能夠起到延緩D-半乳糖誘導的小鼠衰老作用。

2.3 調節腸胃、心腦血管疾病

王莉等人[45]研究不同濃度黑果枸杞多糖對HFA小鼠腸道微生物的影響,結果表明灌喂黑果枸杞多糖組小鼠腸道中的乳酸桿菌、雙歧桿菌數量較空白組顯著增加,能改善HFA小鼠腸道菌群環境,有利于腸道健康。林麗等人[46]研究了使用黑果枸杞花色苷灌喂小鼠,結果表明主動脈、心臟和肝臟的病變程度明顯輕于高脂組,可見黑果枸杞對小鼠動脈粥樣硬化具有一定程度的干預、調節作用。陳偉等人[47]黑果枸杞多糖可通過調節Nocth通路中相關神經修復因子的表達,從而緩解小鼠慢性腦缺血引發的腦損傷,起到保護大腦的作用。

2.4 降血糖、血脂

陳曉琴[48]進行了黑果枸杞果實多糖的降血糖生物功效的研究。結果表明,黑果枸杞果實多糖劑量組血糖含量顯著降低,具有一定的糖尿病防治作用。張靜等人[49]通過研究黑果枸杞花色苷對胰脂肪酶活性及高脂誘導肥胖小鼠的影響發現,黑果枸杞能起到抑制胰脂肪酶活性。

2.5 其他

黑果枸杞還具備其他多種生理活性作用。艾克山·吾拉木[50]通過研究黑果枸杞抗肝癌活性發現黑果枸杞總黃酮純化物對人肝癌細胞HepG-2的增殖有抑制作用,抑制率可高達98.27%,起到了抗肝癌、保肝、護肝的作用。段雅彬等人[51]通過黑果枸杞對X射線輻射損傷小鼠的保護作用及機制的研究發現,黑果枸杞能降低輻射后小鼠凋亡因子的含量,起到了一定程度的防輻射作用。

3 結語

黑果枸杞含有豐富的活性成分和生理活性作用越來越得到國內外學者和消費者的重視,被譽為“軟黃金”的植物資源在食品研發、醫藥衛生、生理功能保健等方面具有十分巨大的發展前景。黑果枸杞中高含量花色苷、原花青素等活性成分開發潛力巨大。但現階段黑果枸杞研究多集中在某些活性成分的提取、純化、含量測定上,部分活性成分研究較少或尚屬空白,亟待探索。生理活性作用方面研究報道數量較少,藥理作用機制等方面也缺乏相關研究。此外,黑果枸杞產量較少、相關產品研發探索數量不足、宣傳報道缺乏,市場供應短缺。隨著重視程度的增加和進一步的深入研究,黑果枸杞的深度開發、應用將更加廣闊。

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