黑果腺肋花楸花青素抗氧化功能的研究進(jìn)展

孫智謀，周旭，張佳霖，李濤

（吉林省輕工業(yè)設(shè)計(jì)研究院，吉林長春130021）

黑果腺肋花楸花青素抗氧化功能的研究進(jìn)展

孫智謀，周旭，張佳霖，李濤

（吉林省輕工業(yè)設(shè)計(jì)研究院，吉林長春130021）

黑果腺肋花楸果實(shí)中含有豐富的花青素、類黃酮、多酚類等抗氧化元素，是清除人體內(nèi)自由基最有效的天然抗氧化劑，與其它抗氧化劑不同的是，它能夠通過血腦屏障，直接保護(hù)大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，具有抗氧化、抗炎、抗菌、降血糖、防治心血管疾病、抗腫瘤等多種藥理作用，受到國內(nèi)外醫(yī)藥和食品界的廣泛重視。綜述近年來國外黑果多酚類化合物的抗氧化功能及其研究概況，旨在為我國開發(fā)黑果保健食品、藥品提供一定的理論基礎(chǔ)。

黑果腺肋花楸；花青素；抗氧化

黑果腺肋花楸（Aronia melanocarpa）英文名：Black chokeberry，原產(chǎn)于北歐、北美，是集食用、藥用和生態(tài)價(jià)值于一身的珍貴灌木樹種，果實(shí)含有豐富的營養(yǎng)和生物活性物質(zhì)，含花青素、黃酮、多酚、胡蘿卜素等多種物質(zhì)，有助于清除體內(nèi)重金屬，增強(qiáng)免疫系統(tǒng)功能。在歐美作為民間藥物已有相當(dāng)長的歷史。不僅如此，它還具有可觀的觀賞價(jià)值、生態(tài)價(jià)值。

1 黑果化學(xué)成分

花青素屬于酚類化合物中類黃酮類?；窘Y(jié)構(gòu)包含二個(gè)苯環(huán)，并由一個(gè)3碳的單位連接（C6-C3-C6）?；ㄇ嗨亟?jīng)苯基丙酸路徑和類黃酮合成途徑生成。黑果果實(shí)中富含花青素、黃酮（鮮果含量高達(dá)0.25%～ 0.35%）、多酚是已知植物中含量最高的。根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)資料，黑果提取物的總多酚含量高于其他莓類產(chǎn)品，范圍在（192±1.1）mg/g～（714.1±7.4）mg/g之間，而花青素的含量范圍是5.9 mg/g～（404.5±4.9）mg/g。黑果果實(shí)還含有多種維生素和礦質(zhì)元素等物質(zhì)，其中一些特定物質(zhì)包括花青色素-3-半乳糖苷、表兒茶素、槲皮素、咖啡酸、飛燕草色素、二甲花翠素、矮牽牛配基、天竺葵色素、芍藥花青素。

黑果腺肋花楸的組分和性質(zhì)與種植的品種有關(guān)，不同品種的果汁提取率、多酚的含量、花青素和原花青素、抗氧化能力均有明顯的差異[1]。鮮果儲(chǔ)藏時(shí)間和溫度對多酚類化合物和花青素的含量以及抗氧化性能均產(chǎn)生很大的影響。多酚類化合物含量以及這些化合物的抗氧化能力都將隨著儲(chǔ)藏時(shí)間延長而減少，這些屬性與儲(chǔ)藏的溫度密切相關(guān)，且差異顯著。黑果最佳的儲(chǔ)藏溫度為3℃，在3℃儲(chǔ)藏6個(gè)月后，黑果多酚類化合物的含量及其抗氧化活性將降低30%，花青素含量將減少80%；在23℃下儲(chǔ)藏6個(gè)月后，黑果多酚類化合物的含量將降低50%，而其抗氧化活性將降低70%，花青素含量減少高達(dá)約90%[2]。

2 黑果及黑果產(chǎn)品的健康屬性和用途

多酚是改善毛細(xì)血管和血管的結(jié)構(gòu)與機(jī)能的非常重要的物質(zhì)，還有助于刺激和改善循環(huán)系統(tǒng)?；ㄇ嗨鼐哂猩钊爰?xì)胞保護(hù)細(xì)胞膜不被自由基氧化的作用，是唯一一個(gè)具有能透過血腦屏障而對腦細(xì)胞提供抗氧化保護(hù)作用能力的抗氧化劑，可保護(hù)腦神經(jīng)不被氧化，保護(hù)大腦不受有害化學(xué)物質(zhì)和毒素的傷害，在歐美地區(qū)廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和功能食品工業(yè)。2007年美國農(nóng)業(yè)部對黑果等276種可食用的物種進(jìn)行了對比實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)黑果的抗氧化能力名列第一。研究表明，氧自由基吸收能力高的食物可以提高血液中的抗氧化劑水平10%到20%。

黑果主要用作原料產(chǎn)品，如果汁、果酒、葡萄酒、利口酒、果凍、果醬和提取物。黑果提取物主要用于果汁和糖漿的生產(chǎn)以及藥丸和藥片形式的膳食補(bǔ)充劑，黑果提取物有時(shí)也用作食品著色劑。

2.1 抗氧化性質(zhì)

黑果中多酚類化合物的含量高，特別是花青素，賦予了黑果強(qiáng)大的抗氧化性能。果實(shí)的抗氧化作用與維生素C和維生素E、β-胡蘿卜素、礦物質(zhì)如鋅、銅、硒的存在有關(guān)。多酚類化合物可直接作為自由基清除劑，不但抑制促氧化作用酶的活性，而且增加抗氧化酵素的活性[3]。此外，多酚在維生素C和維生素E再生中發(fā)揮增效劑的作用。

在黑果花青素中，花青色素3-阿拉伯糖苷具有最強(qiáng)的自由基清除屬性，它是一個(gè)強(qiáng)促氧化作用酶的抑制劑，與黑刺李和金銀花的花青素相比，黑果花青素具有更強(qiáng)的自由基清除活性。黑果花青素對紫外線輻射引起的膜的脂質(zhì)體脂質(zhì)氧化具有更高的抗氧化活性。芬蘭的艾斯蒂博士（Dr.A H Arstilla）在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，太陽可以殺死人類50%的皮膚細(xì)胞。但是如果用花青素加以保護(hù)，則大約有85%的皮膚細(xì)胞可以幸免于死。動(dòng)物模型研究表明，黑果果汁中多酚類化合物和花青素色素使周邊血粒細(xì)胞免于由超氧化物陰離子引起的電離輻射，強(qiáng)大的抗氧化性能使黑果可以有效地用于與氧化應(yīng)激有關(guān)疾病的預(yù)防和治療，尤其是糖尿病[4]。

黑果及其產(chǎn)品的抗氧化性質(zhì)已經(jīng)逐漸為人們所共識(shí)，特別是那些患有非傳染性疾病人群的共識(shí)，Pilaczynska等[5]研究報(bào)道，連續(xù)1個(gè)月給波蘭劃船團(tuán)隊(duì)的成員每日攝入黑果果汁150 mL（含花青素23 mg/ 100 mL），可減少運(yùn)動(dòng)性血紅細(xì)胞的氧化損傷，增加血漿的抗氧化潛力。Kardum等[6]研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)3個(gè)月給25位健康女性攝入100 mL黑果果汁，每天3次，可增加紅細(xì)胞中超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（GPx）等抗氧化酵酶的活性和保護(hù)這些細(xì)胞的細(xì)胞膜免于被脂質(zhì)過氧化作用。

2.2 抗炎作用

花青素具有減緩心血管發(fā)炎的功效，人體發(fā)炎時(shí)要釋放出一種名叫組胺的化合物，它可誘發(fā)許多疾病，花青素抑制產(chǎn)生組胺需要的酶，防止生成組胺，從而減輕發(fā)炎。花青素是組胺的著名的抑制劑，但它并不阻礙其它的酶。

據(jù)報(bào)道，黑果提取物和果汁的抗炎特性與抑制白細(xì)胞介素-6、白細(xì)胞介素-8（IL-8）以及腫瘤壞死因子-α等炎癥性細(xì)胞因子的釋放有關(guān)。Appel等[7]研究發(fā)現(xiàn)，黑果汁通過抑制人體外周單核細(xì)胞中IL-6、IL-8、TNF-α的分泌以及對NF-κB組成性激活的抑制，從而抑制腫瘤細(xì)胞的生存和增殖，增強(qiáng)人體的免疫系統(tǒng)功能。此外，由于硒是機(jī)體抗氧化系統(tǒng)組成成分谷胱甘肽過氧化物酶的必需成分，添加微量元素硒的黑果汁將增加對人體周圍單核細(xì)胞抗炎作用，通過抑制NF-κB組成性激活、細(xì)胞因子分泌以及前列腺素E2（PGE2）的合成，增加了對小鼠巨噬細(xì)胞RAW264.7抗炎作用。

Ohgami等[8]（2005）研究了黑果腺肋花楸提取物對脂多糖所致眼色素層炎大鼠的抗炎作用，發(fā)現(xiàn)在動(dòng)物模型中，黑果提取物通過抑制PGE2和TNF-α的釋放、阻斷一氧化氮合成酶（NOS）和環(huán)氧化酶（COX-2）蛋白的表達(dá)，對大鼠的眼睛產(chǎn)生抗炎效應(yīng)并提示提取物通過這種機(jī)理有保護(hù)視力可能。

Zapolska-Downar等[9]發(fā)現(xiàn)，黑果提取物通過抑制內(nèi)皮細(xì)胞間黏附分子1和VCAM-1的表達(dá)以及減少核轉(zhuǎn)錄因子（NF-κB）組成性激活及其調(diào)節(jié)產(chǎn)物的基因表達(dá)和內(nèi)活性氧（ROS）在體外形成活化作用來實(shí)現(xiàn)對人體主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生抗炎作用。

2.3 抗菌性能

每年數(shù)以百萬計(jì)的世界各地的人們都會(huì)因大腸桿菌導(dǎo)致尿路感染。眾所周知，小紅莓是對預(yù)防泌尿道感染具有很好的效果，但研究表明，黑果漿果的效果是小紅莓的5到10倍，由于黑果漿果中含有高劑量奎尼酸，這是預(yù)防和治療尿路感染的主要原因。黑果對大腸桿菌、蠟樣芽胞桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌等具有抗菌活性以及對導(dǎo)致尿路感染的細(xì)菌有抗菌作用[10]。

根據(jù)Handeland等[11]研究發(fā)現(xiàn) ，增加黑果汁的攝入量對患尿路感染的人群起到強(qiáng)大的抗菌作用，在挪威養(yǎng)老院，持續(xù)3個(gè)月每日攝取89 mL或156 mL的黑果果汁，患者的發(fā)病率分別平均降低38%和55%?？紤]到抗炎性能[7]，根據(jù)黑果提取物和果汁的抗菌活性[11]，可以認(rèn)為黑果漿果產(chǎn)品對由細(xì)菌引起的免疫性疾病具有保護(hù)和治療的作用。

3 黑果產(chǎn)品的醫(yī)用研究

美國哈曼博士于1956年提出了自由基衰老學(xué)說認(rèn)為：衰老是由于細(xì)胞正常代謝過程中產(chǎn)生的自由基的有害作用造成的。除了遺傳因素外，現(xiàn)代人的衰老、生病以及死亡基本上都與自由基的侵害有關(guān)。有超過100種以上的疾病與自由基有關(guān)，包括各種癌癥、心腦血管疾病、動(dòng)脈硬化、心臟病、糖尿病等，消除自由基侵害最便捷最有效的辦法就是及時(shí)補(bǔ)充抗氧化劑，而黑果花青素是迄今為止所發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)效的自由基清除劑，尤其是其體內(nèi)活性，更是其他抗氧化劑無法比擬的。目前已發(fā)現(xiàn)花青素對100多種疾病具有直接或間接的預(yù)防治療作用。

3.1 對糖尿病的預(yù)防和治療

日益增長的非傳染性疾病的發(fā)病率，包括糖尿病、心血管疾病、癌癥等是現(xiàn)代工業(yè)化國家一個(gè)重要的公共衛(wèi)生問題[12]。預(yù)測，到2025年確診的糖尿病患者的人數(shù)將增加到至少3億。Ⅱ型糖尿?。ǚ且葝u素依賴糖尿?。┑牟∫蚺c胰島素分泌不足和減少這種激素對組織和器官的敏感性有關(guān)，已經(jīng)證實(shí)，黑果提取物及其產(chǎn)品可以減少胰腺胰島炎癥，增加葡萄糖代謝，對胰島素分泌有促進(jìn)作用，因此降低患糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)[13]。

綠原酸具有調(diào)節(jié)葡萄糖和脂肪新陳代謝的功能，降低血液葡萄糖含量、減輕糖尿病癥狀[14]。根據(jù)Ruginǎ等[4]研究發(fā)現(xiàn)，黑果提取物可增加β-胰腺TC-3細(xì)胞增殖和促進(jìn)胰腺分泌的胰島素。此外，黑果果汁中的成分和黑果提取物在動(dòng)物模型中被發(fā)現(xiàn)能夠間接地增加對胰島素的敏感性和減少小腸粘膜麥芽糖酶的活性[15]。Simeonov等[16]對黑果果汁對糖尿病患者飲食的影響一文報(bào)道，連續(xù)3個(gè)月給21位患病6-17年非胰島素依賴糖尿病患者每日攝入黑果果汁200 mL發(fā)現(xiàn)，患者的空腹血液中葡萄糖的濃度從（13.28±4.55）mmol/ L降到（9.10±3.05）mmol/L，同時(shí)降低患者脂質(zhì)濃度、總膽固醇、糖化血紅蛋白（HbA1c）的濃度，其中糖化血紅蛋白從9.39 g/100 mL降到7.49 g/100 mL、總膽固醇從6.45 mmol/L降到5.05 mmol/L和血脂從2.92 mmol/L降到1.7 mmol/L。因此，黑果提取物可以成功地用于減少代謝綜合癥的癥狀。營養(yǎng)學(xué)家和臨床醫(yī)生建議服用黑果及其產(chǎn)品可以預(yù)防治療糖尿病。

3.2 心血管系統(tǒng)疾病

花青素能夠改善血液循環(huán)，恢復(fù)失去的微血管功效，加強(qiáng)脆弱的血管，因而使血管更具彈性。研究發(fā)現(xiàn)，花青素能明顯抑制低密度脂蛋白（LDL-C）氧化和血小板聚集，而這兩種物質(zhì)是造成動(dòng)脈硬化和心血管疾病的主要原因。2002年波蘭軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院Kowalczyk等發(fā)現(xiàn)，黑果花青素對治療心血管病人的“氧化應(yīng)激”是非常有效的。Putter等研究表明，花色苷能明顯抑制血小板凝聚且比阿司匹林更加安全。

Malinowska等[17]通過體外誘發(fā)半胱氨酸的模型研究發(fā)現(xiàn)，黑果提取物可體外延長凝血時(shí)間，抑制血小板聚集，凝血酶誘發(fā)的纖維蛋白原聚合，降低了纖維蛋白聚合的最大速度并穩(wěn)定健康的人血漿中纖維蛋白形成，這表明黑果提取物可以有效的預(yù)防和治療動(dòng)脈粥樣硬化和血管損傷引起膽固醇沉積。

Sikora等[18]連續(xù)1-2月給38位代謝綜合征患者服用100 mg的黑果提取物，結(jié)果導(dǎo)致血脂的改善和止血參數(shù)如纖維蛋白原水平、最大的凝固時(shí)間、血漿凝血時(shí)間、凝塊穩(wěn)定時(shí)間、纖維蛋白溶解時(shí)間、凝血酶生成時(shí)間等的正?；owalczyk等[19]連續(xù)30 d給16位高膽固醇血癥患者服用黑果提取物（以膠囊的形式，每粒含有80 g花青素）每天3次，可以增加過氧化氫酶（CAT）和超氧化物歧化酶的活性以及鋅的濃度（擁有抗氧化性質(zhì)），降低了紅細(xì)胞中銅、鉛、鋁的濃度。2007年波蘭華沙醫(yī)科大學(xué)以及波美拉尼亞的醫(yī)科大學(xué)動(dòng)脈粥樣硬化研究中心對接受他汀類藥物治療至少6個(gè)月（20 mg/d劑量的辛伐他?。┑?4患者曾患心肌梗塞的病人進(jìn)行研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)與安慰劑相比，發(fā)現(xiàn)類黃酮顯著降低血清8-isoprostans和Ox-LDL水平以及hsCRP MCP-1水平，此外脂聯(lián)素水平顯著增加并降低血壓。

3.3 抗癌作用

癌癥也是因自由基毀壞遺傳物質(zhì)（DNA）而導(dǎo)致的，而花青素清除自由基的功效，亦可讓癌細(xì)胞無法順利擴(kuò)散，借此保護(hù)更多健康的細(xì)胞免于被癌細(xì)胞侵蝕。另一方面有些癌癥透過溶解組織和細(xì)胞的物質(zhì)形成腫瘤，這些癌細(xì)胞產(chǎn)生溶解酶和蛋白酶，而花青素能保護(hù)蛋白質(zhì)不受蛋白酶的影響。

動(dòng)物模型和體外模型的研究結(jié)果表明，由于黑果提取物及其產(chǎn)品強(qiáng)大的抗氧化作用，保護(hù)健康的細(xì)胞免受自由基引起的氧化損傷，促使致癌細(xì)胞的死亡，并且能夠阻止腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞周期，可以有效地預(yù)防癌癥的發(fā)生[20]。Malik等[17]發(fā)現(xiàn)，黑果提取物通過阻斷G1/G0和G2/M細(xì)胞周期，抑制人類HT-29結(jié)腸癌細(xì)胞的生長，阻滯同時(shí)伴有p27KIPI和p21WAFI基因蛋白表達(dá)上調(diào)，細(xì)胞周期蛋白基因A和B的表達(dá)下降。據(jù)趙等[21]對比黑果、葡萄和越桔等提取物對HT-29細(xì)胞阻滯作用的研究發(fā)現(xiàn)，黑果提取物對結(jié)腸癌HT-29細(xì)胞具有更強(qiáng)的抑制作用，黑果汁的抗癌特性對人類結(jié)腸癌Caco-2細(xì)胞增殖具有非常顯著抑制作用，果汁可以抑制30%～40%腫瘤細(xì)胞增殖和20%腫瘤細(xì)胞生長。

Thani等[20]發(fā)現(xiàn)，黑果提取物可以增強(qiáng)胰腺癌常用化療藥物的有效性。研究表明在化療周期中添加黑果保健營養(yǎng)品，可以提高常規(guī)藥物的療效，特別是難以治療的癌癥，如胰腺癌。研究人員在實(shí)驗(yàn)室采用著名的胰腺癌細(xì)胞株（AsPC-1），評(píng)估了單獨(dú)使用化療藥物吉西他濱、單獨(dú)使用不同程度的商購黑果提取物、結(jié)果發(fā)現(xiàn)吉西他濱結(jié)合黑果提取物比吉西他濱單獨(dú)治療更能有效地殺死癌細(xì)胞。

3.4 消化系統(tǒng)疾病

在西方和許多亞洲國家，飲食和生活習(xí)慣的改變導(dǎo)致肥胖和代謝綜合癥發(fā)生率顯著增加，也導(dǎo)致非酒精性脂肪肝?。∟AFLD）發(fā)病率顯著增加。現(xiàn)有文獻(xiàn)數(shù)據(jù)顯示，黑果產(chǎn)品有助于預(yù)防消化道疾病，如非酒精性脂肪肝病（NAFLD），這是一種很常見的消化系統(tǒng)疾病。Boncheva等[22]、王等[23]等利用黑果提取物對誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞脂肪并建立的（NAFLD）模型的體外治療，由于花青色素3-葡萄糖苷擁有B環(huán)（-OH）與甘油三酯結(jié)合導(dǎo)致肝細(xì)胞脂肪積累的降低，改變了由油酸引起的非酒精性脂肪肝，導(dǎo)致這些細(xì)胞活性氧的形成和甘油三酯積累減少。

Valcheva等[24]報(bào)道，黑果果汁降低血漿和胃粘膜中脂質(zhì)過氧化作用的生物標(biāo)志物-丙二醛（MDA）水平，減少胃潰瘍的大小和發(fā)病率。連續(xù)4周在大鼠飲食中添加黑果果汁，劑量對應(yīng)人類的日攝入量約為0.5、1 L和2 L的果汁，提高了胃液pH值，阻滯了消化性潰瘍疾病的發(fā)展，降低血清甘油三酯和總膽固醇的濃度，進(jìn)而降低了患肝硬化的風(fēng)險(xiǎn)[25]。

Boncheva等[22]證實(shí)，在健康的生活方式下，持續(xù)60天給非酒精性脂肪肝患者每天服用200 mL黑果果汁（每天3次--餐前20 min服用），能更有效地改善肝功能（評(píng)估基于血清肝酶標(biāo)記的活性），碳水化合物代謝（包括空腹血糖、基礎(chǔ)胰島素、糖化血紅蛋白）和血清脂質(zhì)參數(shù)（總膽固醇、高密度脂蛋白和低密度脂蛋白膽固醇、甘油三酯、載脂蛋白A1，和載脂蛋白B）。

4 綜述

綜上所述，隨著人們生活節(jié)奏的加快和工作壓力的加大，食品營養(yǎng)、安全和保健問題日益受到關(guān)注，黑果腺肋花楸果實(shí)及其制品憑借對人類健康保健方面的突出優(yōu)勢越來越受消費(fèi)者歡迎。許多無可爭辯的研究證實(shí)，黑果對某些疾病的預(yù)防和治療是有效?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)表明，黑果和黑果產(chǎn)品具有抗氧化、抗炎、抗菌性等功效，是有效的預(yù)防和治療非傳染性疾病的膳食補(bǔ)充劑，特別是心血管系統(tǒng)疾病、糖尿病和消化系統(tǒng)疾病。此外，從各種體外模型獲得的數(shù)據(jù)表明，長期定期食用黑果產(chǎn)品和黑果果汁的提取物可能會(huì)防止某些類型的癌癥，但是這些結(jié)果尚需要從體內(nèi)模型的實(shí)驗(yàn)中確認(rèn)。同時(shí)，黑果及其產(chǎn)品對皮膚疾病、感冒、生殖系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療以及改善視力均有一定的療效。就像日常飲用綠茶有益健康一樣，日常消費(fèi)黑果及黑果產(chǎn)品給人類帶來有益健康的屬性并不廣為人知。由于黑果中富含花青素，可以作為改善視力的膳食補(bǔ)充劑。在人們?nèi)找嬷匾暯】岛突貧w自然的今天，可以預(yù)見，開發(fā)黑果花青素化合物具有廣闊的市場前景。

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Research Progress of Anthocyanin Antioxidant Function in Aronia melanocarpa

SUN Zhi-mou，ZHOU Xu，ZHANG Jia-lin，LI Tao
（Jilin Province Light Industry Design&Research Institute，Changchun 130021，Jilin，China）

Aronia melanocarpa berries constitute a very rich source of numerous substances，including mainly polyphenols（proanthocyanidins，anthocyanins，flavonoids，and phenolic acids），and they can effectively remove the free radical in the human body which is the most effective natural antioxidant in the world，Unlike other antioxidants，it can through the blood brain barrier，protect the brain and nervous system directly，possessing antioxidative，anti-inflammatory，antiviral，anticancer，antiatherosclerotic and antidiabetic properties.This paper was on the basis of foreign Aronia melanocarpa polyphenols antioxidant activity，products and clinical application were reviewed，in order to provide a certain theoretical basis for the development of Aronia melanocarpa functional health food and drug.

Aronia melanocarpa；anthocyanin；antioxidant

2016-10-28

孫智謀（1964—），男（漢），研究員，本科，研究方向：食品研究與開發(fā)。

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.16.047