植物中花青素研究現(xiàn)狀

□ 宋丹靚敏 雷 虹 黑龍江大學(xué)農(nóng)業(yè)微生物技術(shù)教育部工程研究中心 黑龍江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院黑龍江省普通高校分子生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

1 花青素概述

花青素是植物黃酮類的一個(gè)亞類，是植物花瓣中的主要呈色物質(zhì)，并在吸引傳粉媒介和保護(hù)植物免受各種壓力方面發(fā)揮著重要的作用?；ㄇ嗨氐膩碓丛谠S多方面與植物的感官和營養(yǎng)質(zhì)量相關(guān)[1]。一些花青素，例如從紫蘇、紅甘藍(lán)（甘藍(lán)）和甘薯中提取的花青素已被用作對(duì)人類健康具有高度安全性的天然食品著色劑。此外，最近研究表明，花青素具有多種醫(yī)學(xué)生物學(xué)活性，例如抗氧化活性、抗炎活性、抗誘變活性和視覺功能改善效果[2]。

2 結(jié)構(gòu)特性

花青素以其?；男问酱嬖谟谠S多植物物種中?；ㄇ嗨卮嬖趦煞N主要類型的?；〈捶甲搴椭艴；咄ǔＥc花色素苷的糖基部分的羥基連接。在花青素生物合成過程中，花青素3-O-葡萄糖苷形成后，花青素的糖基部分通常發(fā)生酰化反應(yīng)。盡管已經(jīng)很好地研究了花色素3-O-葡糖苷的形成途徑，但AAT最近才在生物化學(xué)和分子生物學(xué)方面進(jìn)行了表征研究。改變花色的基因工程的最新進(jìn)展和花青素的各種生物活性的闡明引起了人們對(duì)于AAT花青素?；捌湓谏锛夹g(shù)中的應(yīng)用的關(guān)注。

花青素中存在一個(gè)高分子共軛體系，它含有酸性和堿性基團(tuán)，易溶于水、甲醇、乙醇等極性溶劑。紫外區(qū)域的最大吸收波長約為280 nm，可見光區(qū)域的最大吸收波長在500～550 nm?；ㄇ嗨氐念伾SpH值而變化，pH值小于7為紅色，p h值在7～8為紫色[3]。

3 花青素的主要來源

開花植物（被子植物）中花色苷含量豐富，花色苷含量隨品種、季節(jié)、氣候、成熟度等的不同而有很大差異。

據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，在27科73屬植物花青素中，如紫甘薯、葡萄、血橙、紅球甘藍(lán)、藍(lán)莓、茄子、櫻桃、覆盆子、草莓、桑樹、山楂等，在植物組織中都有一定含量。此外，花青素也廣泛存在于大麥、高粱、豆類等糧食作物中。

4 影響植物中花青素含量的主要因素

含有花青素的組織的各種顏色不僅歸因于各種花青素本身，而且歸因于它們的變化量和混合物，還包括細(xì)胞汁液的pH值的變化、混合物的可變灰分含量、共同色素沉著以及細(xì)胞液的某些其他成分的膠體狀態(tài)。

花青素含量存在一定的變化?；ǖ念伾诙啻蟪潭壬先Q于存在的花青素的數(shù)量。例如，矢車菊的色素很差，根據(jù)干重計(jì)算，花瓣僅含有0.65%～0.70%花青素。而深紫色品種含有13%～14%的色素[4]。

4.1 提取與純化

4.1.1 溶劑提取法

溶劑萃取法是花青素的常規(guī)提取方法。溶劑主要是甲醇、乙醇、丙酮、水或混合溶劑。然而，傳統(tǒng)的溶劑萃取方法也存在一些缺點(diǎn)：萃取時(shí)間長，生產(chǎn)效率低，熱溶劑容易引起花青素降解和生理活性降低。

4.1.2 加壓溶劑萃取法

加壓溶劑萃取，又稱加壓液體萃?。╬le）、快速溶劑萃?。福峭ㄟ^外壓提高溶劑沸點(diǎn)的一種方法，也是一種提高該物質(zhì)在溶劑中溶解度及萃取效率的方法。

4.1.3 其他提取方法

其他提取方法包括高壓脈沖電場(chǎng)輔助萃取、水相兩相萃取和超高壓輔助萃取。前兩種可用于蛋白質(zhì)、核酸和多糖的提取，超高壓輔助提取已成功用于葡萄中花青素的提取。

4.2 生理活性

4.2.1 抗氧化及清除自由基功能

花青素是生物類黃酮。研究表明，黃酮類化合物最重要的生理活性功能是清除自由基和抗氧化物質(zhì)?；ㄇ嗨厥侨祟惏l(fā)現(xiàn)的抗氧化劑中最有效、最強(qiáng)大的自由基清除劑?；ㄇ嗨氐目寡趸钚员染S生素E高50倍，比維生素C高20倍。

4.2.2 抗突變功能

花青素的作用不僅限于使植物呈現(xiàn)出不同的色彩，還具有活性分子降低酶活性、抗變異等保健功能。研究表明，一定濃度的花青素提取物在不同的階段都能有效地預(yù)防腫瘤的發(fā)生。

4.3 在食品中的應(yīng)用

?；ㄇ嗨匾驯蛔C明是在食品系統(tǒng)中使用合成染料的有前途的替代品。根據(jù)花青素的化學(xué)結(jié)構(gòu)和食物基質(zhì)的pH值，可以實(shí)現(xiàn)多種色調(diào)。

許多研究指出富含花青素的食物的消費(fèi)與改善健康之間的關(guān)系。通過飲食優(yōu)化健康和表現(xiàn)被認(rèn)為是世界范圍內(nèi)最大和最有利可圖的市場(chǎng)之一。隨著營養(yǎng)保健品或藥用食品市場(chǎng)的增加，消費(fèi)者對(duì)可能有助于預(yù)防或減少疾病發(fā)生率的食品感興趣。