赤小豆活性成分的提取及保健功能研究進(jìn)展

彭 游，李仙芝，柏 楊

(九江學(xué)院功能有機(jī)分子制備與應(yīng)用九江市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西九江332005)

赤小豆為豆科植物赤小豆vigna umbeuata Ohwi et Ohashi 的干燥成熟種子，具有利水消腫，解毒排膿的功能［1］。赤小豆又名赤豆、紅小豆，既是常用中藥，又是我國廣泛食用的豆類。赤小豆始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，其后歷代本草、醫(yī)方亦多有記載。現(xiàn)代藥理研究表明，赤小豆具有抗氧化、增強(qiáng)免疫、抗菌、雌激素樣作用等藥理作用［2-4］。赤小豆主要含有五環(huán)三萜皂苷類、黃酮類、鞣質(zhì)等化合物［5］。本文對近年來赤小豆活性成分的提取與保健功能的研究進(jìn)行綜述，以期為赤小豆作為保健食品新資源的開發(fā)和應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 赤小豆活性成分的提取及其保健功能

1.1 胰蛋白酶抑制劑的提取與避孕作用

由于頂體粒蛋白具有類似胰蛋白酶的性質(zhì)，能使卵細(xì)胞的透明帶水解出一條通道，使精子順利穿過透明帶與卵細(xì)胞融合而受精。因此，如能有效地抑制頂體粒蛋白的活力，就能控制受精，從而有計(jì)劃地控制人口的增長。

楊同成等［6］用酸抽提、2.5%的三氯乙酸TCA 熱處理、硫酸按盆析、凝膠層析和DEAE-纖維素離子交換層析，從赤小豆中分離得到一種分子量為7400 的胰蛋白酶抑制劑?；钚詫?shí)驗(yàn)表明，對胰蛋白酶有較強(qiáng)的抑制作用。

楊同成等［7］用從赤小豆中提純的胰蛋白酶抑制劑，劑量在2mg/mL 以上時(shí)體外能全部抑制人體精子，該抑制劑對人體精子頂體粒蛋白亦有較強(qiáng)的抑制作用。

Klomklao 等［8］用0.15mol/L 的NaCl 溶液從赤小豆中提取胰蛋白酶抑制劑。萃取時(shí)間為30min。初提物在90℃加熱10min，用30% ～65% 的硫酸銨鹽析，用Sephacryl S-200 色譜分離，產(chǎn)率53.9%，純度提高10.91 倍。用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳法測定胰蛋白酶抑制劑的分子量為14ku。在90℃保存60min，純化的胰蛋白酶抑制劑在寬的pH 范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，且對胰蛋白酶有高的抑制活性。0 ～3% 的NaCl 溶液不影響其活性，但在電脈前經(jīng)β-巰基乙醇處理后活性喪失。

1.2 蛋白質(zhì)及酶的提取與活性

赤小豆種子中蛋白質(zhì)主要是7S 球蛋白糖蛋白，含有5%中性糖和0.5%氨基糖。李續(xù)娥等［9］分別用磷酸鹽緩沖液和硼酸鹽緩沖液提取赤小豆種子蛋白質(zhì)，結(jié)果表明，磷酸鹽緩沖液(pH8.0)對赤小豆種子蛋白質(zhì)的提取效果較好。

超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)是一類廣泛存在于生物體內(nèi)的氧化還原酶。作為體內(nèi)自由基的有效清除劑，能使自由基的形成和消除處于動態(tài)平衡，從而可抵御O2-·的毒害作用。檀志芬等［10］采用硫酸銨分步沉淀，以40%硫酸銨飽和度去除雜蛋白，以95% 硫酸銨飽和度沉淀酶蛋白。結(jié)果表明在光照下培養(yǎng)的赤小豆芽超氧化物歧化酶的活性比未光照的對照組提高了54%，蛋白含量提高了30%，并測得在0 ～0.001mg/L 范圍內(nèi)吲哚乙酸IAA對赤小豆芽超氧化物歧化酶活性起顯著的促進(jìn)作用，隨赤小豆芽長的增加，其超氧化物岐化酶的活性呈上升趨勢，子葉中赤小豆芽超氧化物歧化酶的活性較高。

赤豆β-半乳糖苷酶對乳糖表現(xiàn)出較高的親和力，使該酶用于工業(yè)化酶解牛奶中乳糖成為可能。韓平治等［11］用陽離子修飾的SephadexG-100，經(jīng)BrCN 活化，將部分純化的赤豆β-半乳糖苷酶通過吸附和共價(jià)交聯(lián)法固定化。固定化載體表現(xiàn)出較高的蛋白載量和酶活性收率。固定化酶活性收率達(dá)65%。動力學(xué)性質(zhì)研究表明，固定化酶酸堿穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、存儲穩(wěn)定性和使用穩(wěn)定性都比游離酶好。

1.3 黃酮與酚類化合物的提取與抗氧化能力

赤小豆所含的黃酮類化合物具有較強(qiáng)的體外抗氧化作用，對Fe 導(dǎo)致的大鼠原代肝細(xì)胞氧化損傷具有保護(hù)作用，是預(yù)防和治療腫瘤、肝病等疾病的有效成分。

彭游等［12］考察赤小豆總黃酮的微波光波組合無溶劑提取法，并對提取機(jī)理進(jìn)行分析。發(fā)現(xiàn)微波光波提取干法以功率800W(微波55%與光波45%)加熱6min 后，70%乙醇萃取得總黃酮。總黃酮的提取率為1.24%，與相應(yīng)的常規(guī)加熱回流提取法接近，該法有操作簡單快速，成本低等優(yōu)點(diǎn)。利用熒光顯微鏡FM，IR 對微波提取機(jī)理進(jìn)行初步研究表明，微波光波可能是從對植物組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響上來改善次生代謝產(chǎn)物的提取效率。

王海棠等［13］從赤豆的干燥種皮中提取，經(jīng)聚酰胺柱層析和制備薄層分離，首次從赤豆得到1 個(gè)黃色化合物，結(jié)構(gòu)鑒定為蘆丁。

李波等人［14］采用Photochem 抗氧化測定儀對赤豆總黃酮提取物體外抗氧化作用進(jìn)行評價(jià)，同時(shí)評價(jià)其對培養(yǎng)大鼠原代肝細(xì)胞Fe2+氧化損傷保護(hù)作用的量效、時(shí)效關(guān)系。赤豆總黃酮提取物在40、80、120ng 劑量下，抗氧化作用大于芹菜素。培養(yǎng)的原代肝細(xì)胞中加入100μmol/L Fe2+后肝細(xì)胞活性減弱，培養(yǎng)液中丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)活力升高，脫落明顯，加入提取物后，可有效抑制上述損傷作用。實(shí)驗(yàn)表明，赤豆總黃酮提取物具有較強(qiáng)的體外抗氧化作用，對Fe2+導(dǎo)致的大鼠原代肝細(xì)胞氧化損傷具有保護(hù)作用。

張幸國等人［15］評價(jià)赤豆黃酮的雌激素樣作用及其對人乳腺癌MCF-7 細(xì)胞孕激素受體水平的影響。采用富含雌激素受體的雌激素依賴性人乳腺癌細(xì)胞株MCF-7 細(xì)胞，分別觀察赤豆黃酮提取物對其增殖的影響，赤豆對孕激素受體mRNA 和蛋白表達(dá)的影響，并評價(jià)赤豆提取物發(fā)揮雌激素樣作用的機(jī)制。結(jié)果顯示，與溶劑對照組比較，10～200μg/mL 赤豆黃酮提取物能顯著促進(jìn)MCF-7 細(xì)胞的增殖，100μg/mL時(shí)作用達(dá)到最大;赤豆提取物能明顯誘導(dǎo)MCF-7 細(xì)胞孕激素受體(PR)基因mRNA 和蛋白的表達(dá)，以上作用均能被雌激素受體拮抗劑所完全拮抗。研究表明赤豆提取物具有雌激素活性。

Amarowicz 等［16］用80%丙酮從赤小豆萃取酚類化合物，初提物經(jīng)Sephadex LH-20 分離成I 和II 帶。用乙醇洗脫出的I 帶含小分子酚類物質(zhì)。用H2O/acetone(1∶1;v/v)萃取的II 帶，主要含鞣酸。采用總抗氧化能力、DPPH 自由基清除能力與還原能力考察赤小豆酚類化合物的體外抗氧化能力。結(jié)果表明，鞣酸具有最強(qiáng)的抗氧化能力，鞣酸組為4.17μmol Trolox/mg，而初提物組與I 帶組分別為1.76 和1.40μmol Trolox/mg。II 帶的總酚含量也最高，為189mg/g。

1.4 膳食纖維的提取與血糖控制作用

膳食纖維主要是指不能被人體胃腸道中消化酶所消化的且不被人體吸收利用的多糖，對肥胖癥、腸道疾病、心血管疾病、高血壓、糖尿病等慢性非傳染性疾病起著預(yù)防和保健的作用。是食物中具有保健功能的功效成分。赤豆皮是難得的膳食纖維源，纖維含量高達(dá)60%左右，且質(zhì)感好、口感佳，可以加工成高純度、高品質(zhì)、高附加值的膳食纖維。

曹陽［17］通過提取溫度、提取時(shí)間、液固比、堿液濃度四個(gè)因素三水平的實(shí)驗(yàn)提取赤豆皮中的膳食纖維，以提取率為考察指標(biāo)確定最佳工藝參數(shù):提取溫度55℃，時(shí)間9h，液固比6，堿溶液濃度1.5%，以此獲得的提取率最高為51%。最佳粉碎粒度的實(shí)驗(yàn)表明，赤豆皮最佳粉碎粒度1.0～1.5mm 時(shí)，膳食纖維提取率最高，為53.5%。

曹小紅等人［18］將赤豆脫脂樣品，經(jīng)NaOH 溶液浸泡，脫蛋白，然后過濾，漂洗至中性，再用HCl 浸泡，過濾，漂洗至中性，烘干，磨細(xì)，用雙氧水脫色，得水不溶性膳食纖維成品。在體外模擬條件下，測定它對NO2-和膽酸鈉的吸附作用，發(fā)現(xiàn)在酸性條件下赤豆皮水不溶性膳食纖維對NO-2具有較好的吸附作用，在pH2.0 時(shí)，最大吸附速率為0.132μmol/(g·mol)，最小吸附濃度1.28μmol/L，平衡時(shí)間73.3min。在pH6.0時(shí)，赤豆皮水不溶性膳食纖維對膽酸鈉具有顯著的吸附作用。

陳秀霞［19］以加工后的赤豆豆渣為原料，以酶解后的纖維素提取率為指標(biāo)，評價(jià)復(fù)合纖維素酶的酶解效果。實(shí)驗(yàn)條件下各因素對酶解反應(yīng)速率影響從大到小依次是溫度、加酶量、酶解時(shí)間、pH、固液比。酶解赤豆纖維工藝參數(shù):加酶量0.46%、酶解溫度46℃，酶解時(shí)間17h、固液比1∶11、pH4.8。

王彤等［20-21］報(bào)道，非胰島素依賴型(Ⅱ型)糖尿病(NIDDM)病人進(jìn)食煮熟的整粒帶皮赤小豆、白扁豆、眉豆和綠豆后，血糖指數(shù)、血糖曲線增值面積及C肽曲線增值面積以紅小豆最小，提示紅小豆是N IDDM 病人飲食治療中較理想的食物之一。隨后的研究進(jìn)一步證明，紅小豆所致的餐后血糖波動最小，餐后血糖反應(yīng)明顯低于眉豆和綠豆，利于糖尿病病人餐后血糖的控制。

1.5 色素的提取與性質(zhì)

王海棠等［22］從赤豆中提制出一種粉狀天然食用紅色素，性質(zhì)實(shí)驗(yàn)表明:赤豆紅色素易溶于水;色素的顏色隨pH 不同而變化，pH5～7 時(shí)，呈現(xiàn)穩(wěn)定鮮艷的紅色，pH6 時(shí)色價(jià)≥5l;pH7 時(shí)色素的最大吸收譜長為500nm;具有一定的耐熱性、耐光性和耐還原性，但耐氧化性差;Mg2+和蔗糖使紅色增色，Zn2+和檸檬酸使紅色稍褪，Na+、K+、Ca2+對色素?zé)o不良影響，F(xiàn)e2+、Cu2+、Al3+使色素變色。急性毒性實(shí)驗(yàn)中白鼠無異常表現(xiàn)，各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)符合食用色素的要求。

吳春等［23］從赤豆皮渣中提取的玫瑰紅色素屬于花色苷類化合物，該色素對光、熱、pH 均不穩(wěn)定，十二烷基硫酸鈉等對色素具有一定的護(hù)色作用，可使色素的降解率在30d 內(nèi)降低20%。

陳平等［24］用DA101、DA201 樹脂提取赤豆皮色素。實(shí)驗(yàn)測得樹脂的飽和吸附容量為0.088g/mL 濕樹脂。洗脫液乙醇的流速、濃度、用量和醇中酸的種類對色素收率的影響，確定了最佳洗脫醇的濃度為90% 當(dāng)l00mL 樹脂飽和吸附時(shí)，用200mL 乙醇(內(nèi)含1% 鹽酸)。流速在40mL/min 時(shí)，色素收率在90% 以上。

1.6 利尿作用有效部位篩選

閆婕等人［25］研究赤小豆對小鼠的利尿作用，篩選利尿作用的有效部位。采用小鼠代謝籠法，測定水負(fù)荷小鼠給藥4h 的尿量。結(jié)果顯示，與空白給藥組相比，三氯甲烷萃取部位高劑量組具有顯著的利尿作用，正丁醇萃取部位高劑量組及藥材水提液高劑量組具有顯著的利尿作用。實(shí)驗(yàn)表明，赤小豆三氯甲烷及正丁醇萃取部位具有顯著的利尿作用，可能是赤小豆利尿作用的主要有效部位。

2 展望

目前的研究結(jié)果表明赤小豆胰蛋白酶抑制劑作為避孕藥有可能性，實(shí)驗(yàn)還僅限于體外抑制作用，對體內(nèi)受精過程影響如何及用藥途徑等問題，都急待于進(jìn)一步研究。赤豆皮水不溶性膳食纖維對膽酸鈉具有顯著的吸附作用，其吸附能力隨其用量的增加而增強(qiáng)。但赤豆皮水不溶性膳食纖維的分子結(jié)構(gòu)及其他性能有待進(jìn)一步研究。赤小豆利尿的主要成分是否為皂苷及其苷元，還有待進(jìn)一步對其總皂苷及游離苷元進(jìn)行提取、分離、純化后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

有關(guān)赤小豆的功能物質(zhì)的研究主要包括膳食纖維、蛋白質(zhì)、各種酶及酶抑制劑、黃酮及多酚、色素的提取及初步功能探討。近年來國內(nèi)外的研究文獻(xiàn)表明，赤小豆作為亞洲地區(qū)一種非常重要的食用豆類，可能有著多方面的健康意義，特別是作為主食食材，在糖尿病等慢性疾病的預(yù)防和控制方面具有一定優(yōu)勢。其豆皮中所含多酚類物質(zhì)的抗氧化作用可能是其各種健康益處的重要基礎(chǔ)。

有關(guān)赤小豆的保健功效的物質(zhì)基礎(chǔ)問題目前還不十分清楚，構(gòu)效關(guān)系更需進(jìn)一步深入研究。通過現(xiàn)代化學(xué)生物技術(shù)，從赤小豆分離純化不同物質(zhì)或活性部位，明確其功效，為赤小豆作為保健食品新資源的開發(fā)和應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

［1］國家藥典委員會.中國藥典，I 部［S］.北京:中國醫(yī)藥科技出版社，2010:147.

［2］Itoh T，Kita N，Kurokawa Y，et al.Suppressive effect of a hotwater extract of adzuki beans (Vigna angularis )on hyperglycemia after sucrose loading in mice and diabetic rats.Biosci Biotechnol Biochem，2004，68(12):2421-2426.

［3］Hori Y，Sato S，Hatai A.Antibacterial activity of plant extracts from azuki beans(Vigna angularis)in vitro［J］.Phytother Res，2006，20(2):162-164.

［4］Sato S，Hori Y，Yamate J，et al.Protective effect of dietary azuki bean(Vigna angularis)seed coats against renal interstitial fibrosis of rats induced by cisp latin［J］.Nutrition，2005，21(4):504-511.

［5］衛(wèi)瑩芳，閆 婕，王化東，等.赤小豆總黃酮分光光度分析方法建立及全國不同產(chǎn)地藥材含量測定［J］.時(shí)珍國醫(yī)國藥，2010，21(11):2729-2731.

［6］楊同成，李田土.赤小豆胰蛋白酶抑制劑的分離純化及其性質(zhì)研究［J］.福建師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，1990，6(2):63-68.

［7］楊同成，李田土，胡鈴男.赤小豆胰蛋白酶抑制劑對人體精子體外抑制作用及其作用機(jī)理的初步探討［J］.福建師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，1989，5(3):76-79.

［8］Sappasith Klomklao，Soottawat Benjakul，Hideki Kishimura，et al. A heat - stable trypsin inhibitor in adzuki bean (Vigna angularis):effect of extraction media，purification and biochemical characteristics［J］. International Journal of Food Science ＆Technology，2010，45(1):163-169.

［9］李續(xù)娥，楊水云，趙文明.緩沖液對提取赤小豆種子蛋白質(zhì)的影響［J］.西北藥學(xué)雜志，1998，13(1):11-12.

［10］檀志芬，葛超.赤小豆芽超氧化物歧化酶的提取條件研究［J］.陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2003:21(5)，84-87.

［11］韓平治，丁進(jìn)芳，孟廷發(fā).赤豆β-半乳糖苷酶固定化及其性質(zhì)研究［J］.甘肅科學(xué)學(xué)報(bào)，2001，13(1):59-61.

［12］彭游，李同建.赤小豆黃酮的微波光波干法輔助提取的機(jī)制分析［J］.食品工業(yè)科技，2011，32(10):361-363.

［13］王海棠.尹衛(wèi)平，張玉清，等.赤豆中黃色素蘆丁的分離與鑒定［J］.洛陽工學(xué)院學(xué)報(bào)，2000，21(1):77-79.

［14］李波，趙青威，Nadine Weber，等.赤豆莢果總黃酮提取物對原代培養(yǎng)大鼠肝細(xì)胞氧化損傷的保護(hù)作用［J］.營養(yǎng)學(xué)報(bào)，2005，27(5):397.

［15］張幸國，趙青威.赤豆的雌激素樣作用及其對人類乳腺癌MCF.7 細(xì)胞孕激素受體水平的影響［J］.中國中藥雜志，2006，31(5):1261-1265.

［16］Amarowicz R，Estrella I，Hernandez T，et al..Antioxidant activity of extract of adzuki bean and its fractions［J］.J Food Lipids，2008，15(1):119-136.

［17］曹陽.赤豆皮中膳食纖維的提取工藝研究［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010(14):337-340.

［18］曹小紅，雷靜，魯梅芳，等.赤豆皮水不溶性膳食纖維吸附NO-2、膽酸鈉的研究［J］.食品研究與開發(fā)，2009，30(4):42-45.

［19］陳秀霞.復(fù)合纖維素酶解赤豆纖維工藝及其動力學(xué)探析［J］.廣西輕工業(yè)，2010(6):9-11.

［20］王彤，何志謙，梁奕銓.干豆對糖尿病患者血糖指數(shù)和C肽的影響［J］.營養(yǎng)學(xué)報(bào)，1998，20(4):426-431.

［21］王彤，何志謙，梁奕銓，等.眉豆、綠豆及赤小豆對餐后血糖影響的研究.食品科學(xué)，2001，22(5):74-76.

［22］王海棠，張玉清，馬向東，等.赤豆紅色素的性質(zhì)研究［J］.鄭州工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，22(4):54-57.

［23］吳春，孔琪.赤豆皮色素的提取及其穩(wěn)定性［J］.食品工業(yè)，2000(6):34-35.

［24］陳平，齊國勝.用大孔樹脂提取赤豆皮色素的研究［J］.黑龍江商學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，1996，12(1):22-25.

［25］閆婕，衛(wèi)瑩芳，鐘熊，等.赤小豆對小鼠利尿作用有效部位的篩選［J］.四川中醫(yī)，2010，28(6):53-55.