紅豆越橘功能性成分的研究進(jìn)展

楊華，劉亞娜，郭德軍(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江大慶163319)

我國(guó)的紅豆越橘資源主要分布在大興安嶺地區(qū)。紅豆越橘是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高的天然野生漿果，它對(duì)多種疾病具有療效，并且具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，為了更好地開(kāi)發(fā)利用我國(guó)的紅豆越橘資源，有必要深入研究紅豆越橘中所含有的主要化學(xué)成分及其功能性質(zhì)。筆者通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外多篇文獻(xiàn)的總結(jié)與分析，闡述了紅豆越橘的主要化學(xué)成分、功能性質(zhì)、可能存在的應(yīng)用前景、加工過(guò)程中存在的問(wèn)題等，為進(jìn)一步利用好紅豆越橘提供依據(jù)。

1 紅豆越橘中酚類(lèi)及其功能性質(zhì)

紅豆越橘含有豐富的酚類(lèi)物質(zhì)，這些酚類(lèi)成分是紅豆越橘中的主要活性物質(zhì)。Ek等通過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，紅豆越橘果實(shí)提取物中，含有28種酚類(lèi)物質(zhì)［1］。有研究表明，通過(guò)比較92種食物資源的總酚含量和抗氧化性質(zhì)［2］，結(jié)果得出紅豆越橘的總酚含量顯著高于蘋(píng)果等其他水果，每100 g鮮果中總酚含量為(438.5 ±15.6)mg。

紅豆越橘中的酚類(lèi)物質(zhì)具有很好的抗氧化功效。人類(lèi)的許多疾病，都是由氧化損傷造成的，如心腦血管疾病、惡性腫瘤等，其也是導(dǎo)致衰老的主要因素。紅豆中的酚類(lèi)物質(zhì)成分能有效地預(yù)防這些疾病的發(fā)生。紅豆越橘中的酚類(lèi)物質(zhì)表現(xiàn)出很高的清除自由基活性，能抑制低密度脂蛋白的氧化。紅豆越橘酚類(lèi)物質(zhì)濃度為500 μg/ml時(shí)，能抑制90%以上的甲基亞油酸發(fā)生氧化，并在抑制脂質(zhì)體氧化方面，也有很好的表現(xiàn)。紅豆越橘汁可以增加血漿抗氧化活性或減少脂質(zhì)氧化物。另外，紅豆越橘多酚對(duì)癌細(xì)胞有抑制活性，若用半數(shù)有效劑量來(lái)表示紅豆越橘的抗細(xì)胞增殖活性，高的抗細(xì)胞增殖活性由低的半數(shù)有效劑量值表示，則紅豆越橘粗提物對(duì)人腸癌細(xì)胞HT-29的半數(shù)有效劑量值為30.97 mg/ml，當(dāng)紅豆越橘粗提物濃度為80.00 mg/ml時(shí)，細(xì)胞抑制率達(dá)90.12%。對(duì)人肝癌細(xì)胞HepG2的半數(shù)有效劑量值為20.18 mg/ml，當(dāng)紅豆越橘粗提物濃度為80.00 mg/ml時(shí)，細(xì)胞的抑制率為 86.37%［3］。

紅豆越橘中的酚類(lèi)物質(zhì)對(duì)細(xì)菌的生長(zhǎng)有抑制功能，該機(jī)制包括其對(duì)細(xì)胞膜穩(wěn)定性的干預(yù)，對(duì)胞外微生物酶活性的抑制，使細(xì)胞膜透性的變化，對(duì)微生物的新陳代謝產(chǎn)生直接影響。目前對(duì)紅豆越橘分類(lèi)物質(zhì)的抑菌活性的研究，大多是研究紅豆越橘單寧的抗菌效果。很多研究發(fā)現(xiàn)，如漿果中含有單寧物質(zhì)，在一定程度上就會(huì)起到抑菌作用。紅豆越橘酚類(lèi)物質(zhì)在一定程度上能抑制幽門(mén)螺桿菌、沙門(mén)氏菌、芽孢桿菌、葡萄球菌的繁殖生長(zhǎng)，除此之外，紅豆越橘酚類(lèi)還對(duì)空腸彎曲菌、大腸桿菌、梭菌起到抑制效果，但乳酸菌和李斯特菌受其抑制程度較低。陳沙等通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，濃度為60～100 mg/ml的紅豆越橘粗提液，會(huì)使金黃色葡萄球菌、大腸桿菌生長(zhǎng)受到抑制［4］。因此，可以充分利用紅豆越橘多酚的抗菌活性，可將紅豆越橘多酚提取物添加到一些易被細(xì)菌污染的食品中，比如將其添加到易被沙門(mén)氏菌和葡萄球菌感染的食品中，從而改善食品的食用安全。

1.1 紅豆越橘中花青素類(lèi) 紅豆越橘果實(shí)中的花青素類(lèi)，是其重要的生物活性成分。原花青素主要由黃烷醇中的單體+2兒茶素，－2表兒茶素，EC和－2表兒茶素沒(méi)食子酸酯聚合而成［5］，22苯基苯并吡喃型陽(yáng)離子是構(gòu)成紅豆越橘花青素的基本單元［6］。

有試驗(yàn)表明，從紅豆越橘中提取出的花青素類(lèi)物質(zhì)，其狀態(tài)是紫紅色的粉末，溶于水之后，可見(jiàn)光范圍內(nèi)的最大吸收波長(zhǎng)為520 nm。紅豆越橘花青素溶液在受到光照的情況下，其吸光值會(huì)逐漸降低，所以這種花青素應(yīng)該避光保存?；ㄇ嗨厝芤旱膒H在4～6的范圍內(nèi)，其在波長(zhǎng)520 nm處的吸光值不發(fā)生明顯改變，pH為7時(shí)，不同溫度下花青素溶液吸光值的改變要比pH為8時(shí)更明顯，因此紅豆越橘花青素在pH為7的條件下熱穩(wěn)定性最差。

野生的紅豆越橘中含有抗氧化效果很好的A型原花青素聚合單寧。乳化油、脂肪和脂蛋白的氧化作用能被原花青素很好地抑制。Viljanen等研究發(fā)現(xiàn)，紅豆越橘中含有以二聚體和三聚體形式存在的原花色苷［7］。從紅豆越橘中提取出的二聚體、三聚體原花青素是主要的作用成分。

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)［8－9］，AngⅡ可通過(guò)刺激 CFb 分泌 TGF-β1而促進(jìn)膠原生成。沈楠等的試驗(yàn)通過(guò)AngⅡ作用于CFb塑造心肌纖維化的細(xì)胞模型，通過(guò)其研究發(fā)現(xiàn):原花青素可降低AngⅡ誘導(dǎo)的CFb A值升高，TGF-β1增加，羥脯氨酸含量增多，這說(shuō)明原花青素可有效抑制心肌纖維化，對(duì)治療心臟疾病有一定療效［10］。

1.2 紅豆越橘中的黃酮成分 在紅豆越橘的果實(shí)、莖葉、果渣中含有大量的黃酮物質(zhì)，這些黃酮與糖結(jié)合成苷元或苷類(lèi)化合物。紅豆越橘中的黃酮類(lèi)物質(zhì)有防氧化、抗衰老、抗癌、防治心腦血管疾病等多種功能［11］。

有研究發(fā)現(xiàn)，HPD-600樹(shù)脂對(duì)紅豆越橘中黃酮類(lèi)物質(zhì)的提純效果很好。試驗(yàn)條件是:吸附流速為2 BV/h，吸附的pH為3.8，解吸劑是濃度為60%的乙醇溶液。試驗(yàn)從紅豆越橘中提取的黃酮是褐色固體粉末，經(jīng)試驗(yàn)處理以后黃酮純度提高了42.58%。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，紅豆越橘莖葉中含有有生物活性的黃酮－槲皮素成分，因此，可以通過(guò)處理紅豆越橘莖葉來(lái)制備槲皮素。

李興泰等通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，紅豆越橘經(jīng)處理以后可得到5.1%的總黃酮，其中黃酮占72.3%［12］?？傸S酮能有效抑制線粒體丙二醛的產(chǎn)生;總黃酮還可以很好地清除OH和H2O2。另外，加入紅豆越橘黃酮可以抑制由Ca2+引起的肝線粒體通透性轉(zhuǎn)換的產(chǎn)生。紅豆越橘黃酮可以通過(guò)抗氧化、抑制通透性轉(zhuǎn)換作用避免線粒體的損傷，這說(shuō)明紅豆越橘黃酮具有保護(hù)線粒體的功效。趙赟等研究也發(fā)現(xiàn)，越橘中的黃酮類(lèi)物質(zhì)對(duì)大鼠高尿酸血癥腎損傷起到一定的治療作用［13］。

1.3 紅豆越橘中的花色苷 花色苷是花色素與糖以糖苷鍵的形式結(jié)合而形成的類(lèi)黃酮化合物?；ㄉ杖苡谒?，易溶于甲醇、乙醇、水及它們所組成的混合溶劑，不溶于石油醚、乙醚等非極性溶劑。其穩(wěn)定性受溫度、光照、pH等多種因素影響。其受各因素影響水平差別較大，這是因?yàn)榧t豆越橘的品種、成熟度、采摘時(shí)間等條件不同，其色素的花色苷種類(lèi)也會(huì)有所不同造成的。

丁九斤等通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用醋酸溶液提取越橘花色苷的最佳提取工藝條件為:醋酸濃度20%，提取溫度40℃，提取時(shí)間60 min，料液比為1∶10，這樣反復(fù)處理2次，結(jié)果得到越橘花色苷提取率達(dá)到92.8%［14］。此外，有人通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，從100 g紅豆越橘鮮果中，可以提取出147.759 mg花色苷［15］。

紅豆越橘中的花色苷的抗氧化效果比VC還要好。有分析認(rèn)為，越橘果實(shí)中花色素苷種類(lèi)有近20種［16］。呂春茂等在體外對(duì)越橘果實(shí)花色苷進(jìn)行抗氧化活性研究，測(cè)定了紅豆越橘花色苷的還原能力、清除羥自由基(·OH)能力、清除超氧陰離子自由基(·)能力和對(duì)DPPH自由基的抑制作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)幾種紅豆越橘花色苷的抗氧化效果都很明顯，紅豆越橘粗提取物質(zhì)量濃度達(dá)到1 mg/ml時(shí)，紅豆越橘花色苷對(duì)··和DPPH自由基的清除都達(dá)到最佳效果。

朱文赫等研究結(jié)果表明，20 mW/cm2強(qiáng)度微波輻射EVC 304細(xì)胞20 min，在24 h之后，細(xì)胞的增殖活性受到明顯的抑制，增殖抑制率達(dá)到58.6%［17］。而花色苷組細(xì)胞增殖活性明顯提高，當(dāng)紅豆越橘提取物達(dá)到100 mg/L的濃度時(shí)，微波輻射對(duì)EVC304細(xì)胞增殖抑制率為30.5%，說(shuō)明紅豆越橘花色苷在一定程度上能防止細(xì)胞輻射損傷。

在紅豆越橘果皮里，含有較多的花色苷，其是紅豆越橘中重要的生物活性成分。如果正常人每天都食用一定量的紅豆越橘果實(shí)，視野會(huì)變寬，并且可以更快地適應(yīng)黑暗環(huán)境?；ㄉ漳芴岣呷嗽谝归g的視力［18］。據(jù)此，已有公司研制出以越橘花色苷為主要成分的益視膠囊，用以緩解視疲勞，提高視力。此外，花色苷從毛細(xì)血管滲入血液后，還可通過(guò)抑制毛細(xì)血管的透性，達(dá)到保護(hù)毛細(xì)血管作用［19］。

2 紅豆越橘中的其他化學(xué)成分

2.1 紅豆越橘中的超氧化物歧化酶(SOD)SOD是一類(lèi)清除氧自由基的金屬球蛋白酶，在動(dòng)植物、微生物體內(nèi)都有存在，具有消炎、防輻射、抗衰老等功效。近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于化妝品生產(chǎn)，能夠增強(qiáng)皮膚細(xì)胞活性、抗衰老。在某些食品類(lèi)的產(chǎn)品中也加入SOD，以提高其性能。賀陽(yáng)等研究發(fā)現(xiàn)，將從越橘葉里提取的SOD加到巴氏殺菌奶、酸奶、紅酒、白酒中［20］。通過(guò)對(duì)這些食品中SOD的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)在以上食品中添加一定量的SOD，可以保證其活性和穩(wěn)定性，因此改善了食品的營(yíng)養(yǎng)功能。紅豆越橘果實(shí)中SOD活性水平較高。文連奎等通過(guò)試驗(yàn)得出，利用超聲波法提取越橘葉中SOD的最佳工藝參數(shù)為:超聲功率780 W，超聲處理時(shí)間5.8 min、液料比2.4∶1，此時(shí)SOD 浸提酶比活力可達(dá) 1 999.28 U/ml［21］。

2.2 紅豆越橘中的有機(jī)酸類(lèi) 相關(guān)研究表明［22］，越橘果實(shí)中含有10幾種有機(jī)酸，如檸檬酸、蘋(píng)果酸、琥珀酸、富馬酸、莽草酸、奎尼酸、丁二酸、丙二酸等。其中檸檬酸和蘋(píng)果酸是最重要的非揮發(fā)有機(jī)酸。紅豆越橘中游離氨基酸的含量也在19種以上，如氯原酸、咖啡酸、對(duì)香豆酸、鄰香豆酸、沒(méi)食子酸等。這些有機(jī)酸在人體內(nèi)可以較快地氧化，對(duì)人體新陳代謝有重要作用。

2.3 紅豆越橘中多糖類(lèi) 紅豆越橘果實(shí)含有多種水溶性多糖，其含糖量在8% ～10%，經(jīng)水解后它們均由5種單糖組成，它們是半乳糖、葡萄糖、阿拉伯糖、木糖和鼠李糖。這些多糖參與生物體的免疫調(diào)節(jié)，并具有降血糖、降血脂、抗炎癥、抗氧化等功效，不同越橘品種的果糖含量在21.38～45.13 mg/g，平均含量為 31.72 mg/g;葡萄糖含量在 20.50 ～45.79 mg/g，平均含量值為 31.20 mg/g［23］。

2.4 紅豆越橘中食物纖維 越橘果實(shí)中植物纖維含量極高，栽培種可達(dá)45 g/kg鮮果，日本栽培種也達(dá)到41 g/kg鮮果，這一數(shù)值比獼猴桃(29 g/kg)，蘋(píng)果(13 g/kg)，分別高1.4倍和3.0 倍［24］。

2.5 紅豆越橘中的維生素 越橘果實(shí)中維生素E含量水平較高，為2.7 ～9.5 μg/g，超過(guò)野生篤斯越橘鮮汁含量，但低于維生素E含量較高的沙棘果實(shí)中含量，可達(dá)到人體攝取維生素E重要的來(lái)源，即蛋類(lèi)食品和植物油的水平。維生素E是人體抗衰老的活性物質(zhì)，具有醫(yī)療作用，是一般果品中含量較少的成分。

紅豆越橘鮮果的維生素C含量平均為480 mg/kg左右，維生素B2的含量達(dá)到320 mg/kg，維生素B5含量也較多，維生素B5是B族維生素中最穩(wěn)定的復(fù)合體，即使加熱也不被破壞［24］。

2.6 紅豆越橘中的三萜酸 三萜酸存于紅豆越橘的果實(shí)、莖葉和根部，以游離態(tài)或結(jié)合態(tài)存在，這些三萜酸主要是苯二酸、油酸以及它們的衍生物，但果實(shí)、莖葉、根部中的三萜酸含量和種類(lèi)都有所不同。三萜酸在紅豆越橘果實(shí)和莖葉中的含量較高，分別占干重的1.0%和0.6%。在紅豆越橘根中含量較少，并多以結(jié)合態(tài)存在。根中結(jié)合態(tài)的三萜酸，達(dá)干重的0.01%［25］。藥理研究證明，三萜酸類(lèi)化合物具有廣泛的生理活性，有抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)、調(diào)節(jié)心血管、保肝、解毒等作用。

3 紅豆越橘的應(yīng)用

3.1 在化妝品中的應(yīng)用 劉新民對(duì)越橘紅素在化妝品中的應(yīng)用研究發(fā)現(xiàn)，越橘紅素是非常優(yōu)良的天然色素。紅豆越橘中的多種成分具有很強(qiáng)的抗氧化和抗菌功效，市售的許多化妝品中含有紅豆越橘提取物，一些精華液和眼霜中就添加了紅豆越橘粗提物，或以越橘提取物為主要成分，其對(duì)皮膚有很好的保護(hù)和改善作用。

3.2 紅豆越橘在防輻射中的應(yīng)用 通過(guò)陳沙等的研究，紅豆越橘具有較強(qiáng)的防紫外線和微波輻射作用［26］。鑒于越橘的防紫外線和微波輻射作用，食用越橘可以抵抗紫外線、微波、電腦、手機(jī)、消毒柜臭氧等對(duì)人體的輻射性損傷，延緩機(jī)體衰老。

紅豆越橘中高含量的花色苷對(duì)紫外線、微波等有很強(qiáng)烈的吸收作用，而且花色苷能有效地消除生物細(xì)胞中的活性氧自由基［27］，減少DNA的斷裂。除此之外，紅豆越橘汁中的一些金屬元素如:鐵、鋅等，對(duì)紫外線、微波有一定的反射作用。據(jù)此，可以將紅豆越橘提取物加入到一些防輻射的藥物中。

3.3 紅豆越橘其他藥用開(kāi)發(fā)與研究 紅豆越橘具有抗氧化、抗菌消炎、止咳、平喘祛痰等功效，還可以誘導(dǎo)癌細(xì)胞的死亡。因此，紅豆越橘可以用來(lái)預(yù)防和治療由活性氧引起的各種疾病。有研究人員利用越橘水煎劑和沖劑對(duì)急慢性呼吸道感染進(jìn)行臨床治療，取得很好療效。有研究人員通過(guò)試驗(yàn)觀察了越橘對(duì)豚鼠哮喘模型氣道高反應(yīng)性的影響，研究結(jié)果顯示，越橘顯著抑制哮瑞模型動(dòng)物的氣道高反應(yīng)性(P＜0.01)，表明越橘具有抗哮喘作用。Ho等研究越橘中抗菌抗氧化成分，認(rèn)為其可以被用于治療牙周疾?。?8］。因此，可以適當(dāng)?shù)卦谘栏嘀刑砑蛹t豆越橘提取物，以提高牙膏的品質(zhì)。

姜艷霞等通過(guò)研究越橘花色苷對(duì)被動(dòng)吸煙損傷的防治效果發(fā)現(xiàn)，高劑量的紅豆越橘花色苷可改善被動(dòng)吸煙所造成生長(zhǎng)發(fā)育和過(guò)氧化的影響，其機(jī)制是通過(guò)增加血清中的超氧化物岐化酶(SOD)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)，拮抗被動(dòng)吸煙的損傷［29］。此外，姜艷霞等研究發(fā)現(xiàn)，越橘花色苷可通過(guò)上調(diào)抑癌基因P53的表達(dá)，增強(qiáng)細(xì)胞凋亡，并提高Hela細(xì)胞的抗氧化能力，從而達(dá)到抑制宮頸癌Hela細(xì)胞的作用［30］。

此外，紅豆越橘具有改善認(rèn)知能力、延緩腦神經(jīng)衰老、增強(qiáng)記憶力的作用，可以用于某些提高記憶力的藥品開(kāi)發(fā)。作為醫(yī)藥用品原料使用的越橘提取物呈粉末狀，這些含越橘提取物藥物制品在歐洲被用作眼病藥劑或保健品，效果得到普遍承認(rèn)。

4 國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀及展望

在歐洲及北美等國(guó)家，紅豆越橘早已被開(kāi)發(fā)利用，做成多種食品及藥品，美國(guó)是越橘人工栽培開(kāi)展最早也是加工技術(shù)最發(fā)達(dá)的國(guó)家。它的產(chǎn)品已銷(xiāo)往幾十個(gè)國(guó)家，加工廠設(shè)備先進(jìn)、工藝精良，全面進(jìn)行綜合利用，形成了多系列的產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于食品、飲料、化工等各個(gè)方面。

相較于國(guó)外而言，國(guó)內(nèi)紅豆越橘的實(shí)際利用率比較低。我國(guó)大興安嶺地區(qū)紅豆越橘資源極為豐富，分布面積為10萬(wàn)hm2，蘊(yùn)藏量為10 000 t。但是紅豆越橘資源的多功能利用特性被忽略。越橘植物的多種有效成分中只有1～2種被利用，造成資源大量浪費(fèi)，而且研究基礎(chǔ)薄弱，轉(zhuǎn)化率低，系列產(chǎn)品少且粗糙。近年越橘資源開(kāi)始受到人們重視，相繼建立一些飲料廠、濃縮汁廠等，但生產(chǎn)規(guī)模也都不大。加工廠多由于產(chǎn)量低或產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)而銷(xiāo)售不暢，處于不景氣狀態(tài)。為了能更好地利用紅豆越橘資源，要加強(qiáng)對(duì)野生越橘加工新工藝，漿果貯藏保鮮，綜合加工利用，人工仿生栽培，種質(zhì)選優(yōu)等方面的研究，更快地把資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，提高經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。

紅豆越橘是典型的綠色食品，并富含多種具有生物活性的化學(xué)成分，可以被用來(lái)治療許多疾病。但是目前，我國(guó)的紅豆越橘資源并沒(méi)有被很好地利用。所以，對(duì)紅豆越橘進(jìn)行深度研究并且開(kāi)發(fā)利用，具有廣闊前景。

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