洋蔥生物活性及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究進(jìn)展

許悅，王麗虹，劉陽(yáng)，*

（1.武昌理工學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，生物多肽糖尿病藥物湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北省生物多肽糖尿病藥物工程技術(shù)研究中心，湖北武漢430223；2.武漢工程大學(xué)環(huán)境生態(tài)與生物工程學(xué)院，湖北武漢430073）

洋蔥（Allium cepa Linn）系百合目百合科蔥屬二年生草本植物，按鱗莖差異可分為普通洋蔥、分蘗洋蔥（Allium Cepa var.Agrogatum Don）和頂球洋蔥（Allium Cepa var.viviparum Merg）[1]，在我國(guó)分布廣泛，其中福建、山東、甘肅、內(nèi)蒙古、新疆等地為主要產(chǎn)地。洋蔥既可食用也可藥用，食用部分為地下的肥大鱗莖，洋蔥鱗莖碩大肥美，柔嫩多汁，味濃辛辣，適于烹調(diào)，少生食[2]。同時(shí)，洋蔥不僅富含鉀、VC、葉酸、鋅、硒、纖維質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)素，更有兩種特殊的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[3]：前列腺素A和槲皮素，使洋蔥具有預(yù)防腫瘤、降低血糖、降低血壓、擴(kuò)張血管、維護(hù)心血管健康等保健功效[4]。

1 洋蔥活性成分

1.1 含硫化合物

洋蔥粗提取物中的一大類是揮發(fā)油[5]，含硫化合物是揮發(fā)油的主要組分。Wermes C等采用溶劑提取法鑒定了5種洋蔥中的含硫化合物：1，1-丙二硫醇、雙-（1-硫烷基丙基）-硫醚、1-甲基硫烷基-1-丙硫醇、1-丙基硫烷基-1-丙硫醇、1-烯丙基硫烷基-1-丙硫醇[6]，這5種化合物可在低濃度下賦予洋蔥特殊的辛辣氣味。近年Kato M等用20 Gy的氖離子照射洋蔥種子，使蒜氨酸酶活性降低，表現(xiàn)出低水平洋蔥催淚因子產(chǎn)生，以非轉(zhuǎn)基因途徑研發(fā)出無(wú)淚、非刺激性洋蔥[7]。

1.2 類黃酮類化合物

類黃酮類是洋蔥發(fā)揮降血糖、降血脂、抑菌等活性的主要活性成分，不同品種洋蔥所含類黃酮有明顯差異，表現(xiàn)為：紅皮洋蔥＞紫皮洋蔥＞白皮洋蔥[8]。洋蔥鱗莖中含大量黃酮類、黃酮醇類及花色素類化合物。黃酮類主要有 5，7，4’-三羥黃酮、3，5，7，3’，4’，5’-六羥黃酮以及黃銅苷類等化合物。FU Qinqin等[9]采用超臨界CO2萃取首次從蔥白中分離得到4種黃酮類化合物：（+）-兒茶素、（-）-表兒茶素、黃芪素和 3-O-β-D（2-O-β-D-吡喃葡萄糖基）-吡喃葡萄糖苷。

黃酮醇類的主要化合物為槲皮素。槲皮素是洋蔥中的一種重要化合物，能擴(kuò)張血管，降低心腦血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)。Eun Young Ko等使用簡(jiǎn)單的高效液相色譜-二極管陣列檢測(cè)法分析洋蔥甲醇提取物，從樣品中分離出槲皮素、245.98 mg/100 g槲皮素-4'-O-葡萄糖苷和155.83 mg/100 g槲皮素-3，4'-O-二葡糖苷[10]。并利用大鼠富含血小板的血漿比較槲皮素和槲皮素葡糖苷的抗聚集作用。結(jié)果表明，槲皮素和槲皮素葡萄糖苷都具有強(qiáng)大的抗血小板和抗氧化活性，槲皮素具有高效的抑制血小板聚集作用，而槲皮素葡糖苷顯示出較強(qiáng)的抗氧化活性，攝入富含這些黃酮醇的洋蔥作為膳食補(bǔ)充劑和功能性食品可以預(yù)防血栓形成，預(yù)防心血管和氧化應(yīng)激相關(guān)的疾病。Beesk Nina等[11]使用高效液相色譜-二極管陣列檢測(cè)法對(duì)16個(gè)洋蔥品種不同鱗莖部位的總黃酮進(jìn)行比較，其含量分布表現(xiàn)為：中層＞外鱗＞內(nèi)層，槲皮素-3，4'-O-二葡糖苷是內(nèi)層主要的類黃酮，中間層中的槲皮素-3，4'-O-二葡糖苷和槲皮素-4'-O-葡萄糖苷是等量的，外層槲皮素-4'-O-葡萄糖苷為主要類黃酮。

花色素類主要包括花青素、花葵素及二者與葡萄糖組成的葡糖苷，如花翠素3，5-二糖苷、花青素3，5-二糖苷、花青素-3-糖苷和花青素3-（6'-丙二?；?吡喃葡萄糖苷[12]。

1.3 苯丙素酚類化合物

洋蔥鱗莖和大多蔥屬植物中存在苯丙素酚類化合物，根和葉中則微量存在，包含對(duì)-羥基桂皮醛、鄰-羥基桂皮醛、反式香豆酸、芥子酸、咖啡酸、阿魏酸、反式阿魏酸等單體及其衍生物[13]?？Х人?、阿魏酸為洋蔥抗氧化作用的主要活性單體酚，使新鮮洋蔥具有鐵還原能力和 ABTS+·、DPPH·清除能力[14]。

1.4 甾體皂苷類化合物

甾體皂苷是存在于洋蔥鱗莖中的重要活性成分，主要有螺甾烷醇、呋甾烷醇與葡萄糖、鼠李糖等組成的單糖苷至多糖苷[15]。洋蔥糖苷混合物的酸水解產(chǎn)物中可分離出：（25R）-螺甾-1，4-二烯-3-酮-2，6-二醇、（25R）-螺甾-1，4-二烯-3-酮-2-醇、（25R）-螺甾-4-烯-3-酮-2-醇。螺甾烷型和呋甾烷型可由紅外光譜法（infrared spectroscopy，IR）或核磁共振碳譜法（13C nuclear magnetic resonance，13CNMR）區(qū)分，天然存在的苷元只有螺甾烷型，甾體皂苷類是合成甾體激素及其相關(guān)藥物的主要原料。蔥屬植物中的甾體皂苷類使蔥屬植物具有抗真菌、抗腫瘤、降血糖、降血脂等生物活性[16]。

1.5 前列腺素類

前列腺素（prostaglandin，PG）是一種激素類化合物，由不飽和脂肪酸組成，對(duì)人體內(nèi)分泌、生殖、呼吸、心血管、泌尿及神經(jīng)系統(tǒng)起著重要作用[17]。前列腺素在體內(nèi)由花生四烯酸所合成，主要包含PGA、PGB、PGE、PGF等，不同類型的前列腺素功能不同，如PGE能舒張支氣管平滑肌，減小通氣阻力，PGF效果則相反。自PG被首次從洋蔥中分離、純化后，近年洋蔥中PG的分離、純化、藥理作用及生物活性被廣泛研究，洋蔥中的PG不僅可參與植物生殖活動(dòng)及細(xì)胞通透性的調(diào)控，還具有和動(dòng)物前列腺素一樣的降低血壓的作用[18]。

1.6 含氮化合物

現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)認(rèn)為洋蔥含有豐富的氨基酸。洋蔥中游離或結(jié)合氨基酸達(dá)18種之多，是氮元素主要來(lái)源，此外含硫氨基酸、生物堿、核苷酸也為洋蔥提供氮。含硫氨基酸包括S2甲基半胱氨酸亞砜、S2烯丙基半胱氨酸亞砜、S2丙基半胱氨酸亞砜等。蛋白質(zhì)氨基酸包括精氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、酪氨酸、賴氨酸等游離氨基酸[19]。

S-1-丙烯基-1-半胱氨酸亞砜[20]是洋蔥最豐富的風(fēng)味前化合物，其含量決定了洋蔥的辛辣程度，而不是總硫、總糖或總游離氨基酸。

1.7 維生素

大量的臨床總結(jié)和醫(yī)學(xué)研究證明，洋蔥和許多同屬植物具有很高的生物藥用價(jià)值，是一種集營(yíng)養(yǎng)、調(diào)理和保健于一身的特色蔬菜，在營(yíng)養(yǎng)食療上被推崇為多功能的降脂降壓抗癌的營(yíng)養(yǎng)保健食品，被譽(yù)為“菜蔬中的皇后”。洋蔥營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高[21]，VA、VB、VC在洋蔥中大量富集，是不可多得的保健食品。

1.8 硒

洋蔥富含硒元素，對(duì)癌癥有預(yù)防作用[22]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明洋蔥含有微量的硒元素，血清硒水平與癌癥發(fā)病率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，硒能消除體內(nèi)自由基，增強(qiáng)細(xì)胞的活力和新陳代謝，具有抗癌效果，是一種特效抗癌輔助劑。另外，硒是許多抗氧化酶的重要組成部分，可有效對(duì)抗許多藥物的毒性和副作用。硒的另一功能是使人體產(chǎn)生大量的谷胱甘肽[23]，谷胱甘肽能輸送氧氣用于細(xì)胞呼吸、解毒、輻射防護(hù)、保肝、抗過(guò)敏、改善某些病程和癥狀、養(yǎng)顏?zhàn)o(hù)膚、延緩衰老。洋蔥對(duì)硒的富集作用比其他類蔬菜水果明顯，因而受大眾喜愛(ài)。

2 洋蔥的生物活性

2.1 預(yù)防心血管類疾病

洋蔥中富含的PGA可降低心肌缺血等心血管疾病的發(fā)病率[24]。PGA能擴(kuò)張血管、降低血液黏度、減少外周血管阻力、增加冠狀動(dòng)脈血流，從而降低血壓、防止血栓形成。它還能拮抗兒茶酚胺在人體內(nèi)的作用，促進(jìn)鈉鹽的代謝，從而降低血壓。

洋蔥中高水平黃酮類化合物——槲皮素，可降低血壓并促進(jìn)健康的內(nèi)皮功能的恢復(fù)。在一項(xiàng)調(diào)查中[25]，槲皮素能顯著降低高血壓患者的日間和夜間收縮壓，攝取槲皮素使高血壓患者收縮壓在24 h內(nèi)下降了3.6 mmHg。此外，在高血壓組中，血管生物活性標(biāo)志物，如血清內(nèi)皮素-1、可溶性內(nèi)皮衍生的黏附分子、不對(duì)稱二甲基精氨酸、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶活性、內(nèi)皮功能、氧化參數(shù)和葡萄糖代謝隨時(shí)間推移而降低?？傊?，調(diào)查提示槲皮素具有心臟保護(hù)作用，但主要機(jī)制尚不清楚。

2.2 抑菌作用

洋蔥有很強(qiáng)的殺菌能力，能有效抵抗流感病毒，預(yù)防感冒。測(cè)試洋蔥水提取物對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌、真菌的生物活性，大部分菌群表現(xiàn)出顯著的生長(zhǎng)抑制作用，尤其可作為抗胃腸道相關(guān)感染的替代天然藥物[26]。

新鮮洋蔥汁中蒜素類化合物具有適度殺菌作用，蒜素和二硫化合物可以與類似半胱氨酸的具有巰基的化合物反應(yīng)，抑制其與蛋白結(jié)合，遏制細(xì)菌繁殖。這種植物殺菌素經(jīng)過(guò)呼吸道、泌尿道、汗腺排出時(shí)，能刺激這些位置的細(xì)胞，所以又有祛痰、利尿、發(fā)汗以及抑菌防腐等作用。

2.3 抗氧化作用

類黃酮化合物含有能保護(hù)人體免受自由基損傷的酚羥基，同時(shí)抑制超氧陰離子的產(chǎn)生，具有抗氧化作用[27]。洋蔥中的槲皮素和花青素具有較強(qiáng)的抗氧化活性，不同黃酮類化合物對(duì)自由基的清除作用不同，這與羥基取代的數(shù)目和方式有關(guān)，槲皮素中4′-羥基活性最高，最有可能參與自由基的清除。經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)：硒元素、蛋白和多肽[28]、多糖[29]也具有體外抗氧化活性。

洋蔥提取物具有改善食品品質(zhì)、延長(zhǎng)儲(chǔ)藏期限的潛質(zhì)，用作食品添加劑具有抗氧化作用，抗氧化作用與添加劑量成正比，但由于洋蔥的特殊風(fēng)味，儲(chǔ)藏過(guò)程中不宜過(guò)多添加。鮮品洋蔥抗氧化活性受儲(chǔ)藏方式及儲(chǔ)藏溫度影響，因此在儲(chǔ)藏期間建議控制低溫環(huán)境以達(dá)到較好的抗氧化化活性。

2.4 降低血脂、血糖

洋蔥有降血脂的功效。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室高血脂大鼠，洋蔥提取物可降低其血清總膽固醇、甘油三酯和高密度脂蛋白膽固醇水平，具有輔助降血脂作用[30]。洋蔥具有類似于磺脲類口服降血糖藥的功效，能刺激胰島素的合成和釋放，促進(jìn)脂肪代謝，預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化[31]。劉陽(yáng)等[32]通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：洋蔥多肽和蛋白對(duì)II型糖尿病小鼠有降血糖和輔助降血脂作用。對(duì)于老年人常見(jiàn)的“三高”、糖尿病、血管硬化、冠心病、血黏度高等病癥，洋蔥都能起到很好的保健作用。

2.5 預(yù)防腫瘤

洋蔥中的硒和槲皮素能有效預(yù)防腫瘤。血液中硒的含量與癌癥的發(fā)生率呈負(fù)相關(guān)，硒是一種抗氧化劑，其抗癌作用具有多重毒理性，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞氧化和程序性凋亡，調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性，阻斷癌細(xì)胞分裂增殖的信號(hào)傳遞和能量供應(yīng)，抑制腫瘤新生血管的生成[33]。

洋蔥中的槲皮素具有抑制細(xì)胞增殖、抑制癌細(xì)胞黏附和抑制癌細(xì)胞基因表達(dá)的作用。腫瘤細(xì)胞發(fā)生上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化時(shí)，腫瘤細(xì)胞隨即發(fā)生侵襲和遷移，槲皮素能顯著抑制缺氧誘導(dǎo)的人肝癌Hep G2細(xì)胞的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，抑制致癌細(xì)胞活性，防止癌細(xì)胞生長(zhǎng)[34]。

2.6 抗血小板凝聚

抗血小板凝聚藥物的主要作用機(jī)制可歸結(jié)為：拮抗血小板膜蛋白受體、影響核苷酸系統(tǒng)、抑制血小板內(nèi)含釋放物和影響花生四烯酸代謝4個(gè)方面。洋蔥的體內(nèi)抗血小板作用主要依賴于腺苷、蒜素、類黃酮等，黃酮類化合物對(duì)血小板聚集有一定抑制作用，其中槲皮素的抑制作用最強(qiáng)。槲皮素可阻斷環(huán)加氧酶-1和血栓素A2合酶活性，抑制聚集誘導(dǎo)分子和血栓素A2來(lái)抑制血小板聚集。研究表明，洋蔥是血小板細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)和血栓形成的膳食抑制劑，蔥汁對(duì)體內(nèi)二磷酸腺苷、凝血酶、花生四烯酸誘導(dǎo)的血小板聚集都有較強(qiáng)的抑制活性[35]。因此，洋蔥有望成為抗心血管疾病藥物的一種安全的替代品。

3 洋蔥產(chǎn)品開(kāi)發(fā)

3.1 脫水洋蔥

洋蔥鱗莖含水約90%，長(zhǎng)期儲(chǔ)存易腐爛發(fā)芽，不利于長(zhǎng)途運(yùn)輸或增加運(yùn)輸成本，工業(yè)上常對(duì)洋蔥進(jìn)行脫水后外銷。真空冷凍干燥[36]能有效對(duì)新鮮洋蔥進(jìn)行干燥，使洋蔥含水量控制在5%以內(nèi)的同時(shí)不破壞洋蔥的顏色、香氣和風(fēng)味。首先將新鮮洋蔥置于低溫環(huán)境凍結(jié)，然后將其置于密閉容器內(nèi)，利用真空泵和制冷機(jī)建立真空、低溫的密閉環(huán)境，當(dāng)真空泵開(kāi)始工作時(shí)，鮮洋蔥中的水分由于壓強(qiáng)差從固態(tài)直接升華為氣態(tài)而被除去，此過(guò)程洋蔥一直處于密閉、低溫、缺氧的環(huán)境中，洋蔥中的營(yíng)養(yǎng)成分被很好的保存下來(lái)，尤其熱敏性及易氧化的成分。

3.2 洋蔥粉、洋蔥片

脫水洋蔥可進(jìn)一步加工制成洋蔥粉、洋蔥片、風(fēng)味洋蔥片，加工品風(fēng)味佳且易于儲(chǔ)存，可最大限度保存洋蔥的營(yíng)養(yǎng)成分，食用方便，老少皆宜。除傳統(tǒng)的曬干、烘干等方法，上述的真空冷凍干燥法是目前果蔬干燥最行之有效的方法，干品的水份含量可有效控制在5.0%以內(nèi)，加工產(chǎn)品在運(yùn)輸、運(yùn)輸過(guò)程中無(wú)霉變、腐爛。以新鮮洋蔥為原料，經(jīng)加入7%食鹽水中護(hù)色15 min，5%食鹽水煮沸去辛味等加工，制成風(fēng)味洋蔥片[37]。風(fēng)味洋蔥片色澤淡紅色，風(fēng)味獨(dú)特，營(yíng)養(yǎng)豐富，尤其適合小孩和老年人食用。

3.3 洋蔥醬

新鮮洋蔥經(jīng)清洗破碎、調(diào)酸加熱、酶解濃縮、封口殺菌可制成洋蔥醬成品，洋蔥醬保存了洋蔥風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)，作調(diào)味品可去除魚(yú)、肉制品的腥臭味。洋蔥醬的制作工藝較為復(fù)雜，成品應(yīng)進(jìn)行可溶性固體檢查和微生物檢查，嚴(yán)格控制質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，方可投入市場(chǎng)。

3.4 洋蔥酒

目前洋蔥酒產(chǎn)品有：山藥洋蔥酒、糯米洋蔥酒、富黃酮洋蔥酒、洋蔥葡萄酒。山藥洋蔥酒采用酶法制備洋蔥汁，發(fā)酵生產(chǎn)山藥洋蔥酒，發(fā)酵工藝將洋蔥原有辛辣風(fēng)味去除，所得發(fā)酵制品營(yíng)養(yǎng)豐厚，風(fēng)味獨(dú)特。孫彩霞等[38]以新鮮紫皮洋蔥為原料，采用超聲復(fù)合酶法提取洋蔥中黃酮類物質(zhì)，制備富黃酮提取液，并以其為發(fā)酵液進(jìn)行富黃酮洋蔥酒發(fā)酵。試驗(yàn)進(jìn)一步探討了糖度、發(fā)酵時(shí)間、裝液量、接種量、pH值、洋蔥粉添加量對(duì)富黃酮洋蔥酒發(fā)酵過(guò)程中黃酮增長(zhǎng)率及酒精度的影響，確定了最佳發(fā)酵工藝，所得富黃酮洋蔥酒色澤微黃、清澈透明、口感醇正。家庭釀洋蔥葡萄酒工藝簡(jiǎn)單，口感較差，有效成分不明確，微生物指標(biāo)得不到有效控制。目前企業(yè)釀造洋蔥葡萄酒主要分三類：浸漬型洋蔥葡萄酒、勾兌型洋蔥葡萄酒、發(fā)酵型洋蔥葡萄酒。

3.5 洋蔥醋、洋蔥飲料

“家有二兩醋，不用去藥鋪”，醋具有多種保健功效：防治高血壓及動(dòng)脈硬化[39]、健胃消食等，多種保健醋飲料已投入市場(chǎng)。洋蔥醋是集洋蔥和醋保健功能為一體的新型調(diào)味料，洋蔥醋中磷酸、琥珀酸、焦谷氨酸等非揮發(fā)性有機(jī)酸[40]含量多余同類產(chǎn)品，因此具有廣泛復(fù)雜的呈味性，風(fēng)味獨(dú)特。利用價(jià)格低廉的洋蔥制成的洋蔥醋和洋蔥醋飲料營(yíng)養(yǎng)豐富，功能諸多，為洋蔥產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)開(kāi)辟了新的途徑，具有巨大的市場(chǎng)潛力。

3.6 洋蔥精油微膠囊

洋蔥具有多種藥用價(jià)值，但其相應(yīng)藥物制劑卻開(kāi)發(fā)利用少。洋蔥精油微膠囊的研究始于近幾年，洋蔥精油的微膠囊化技術(shù)[41]是將洋蔥粉、液體提取物或揮發(fā)油封裝在微膠囊中，形成固體顆粒產(chǎn)品。所得成品緩解了洋蔥的刺激性，增加了精油的穩(wěn)定性，保證了儲(chǔ)藏穩(wěn)定性及市場(chǎng)接受度。洋蔥精油可由蒸餾、萃取、超臨界CO2萃取技術(shù)等獲得，經(jīng)噴霧干燥法或流化床包涂法進(jìn)行包埋。洋蔥精油微囊化改變了精油的存在狀態(tài)、避免精油與空氣熱源接觸而喪失活性、控制精油的質(zhì)量與體積、掩蔽不良風(fēng)味和氣味，所得成品需進(jìn)行水分、溶解度、堆密度、包埋率檢查。

4 展望

目前，在中國(guó)常見(jiàn)的洋蔥主要是新鮮食品，加工水平限于脫水和簡(jiǎn)單加工的洋蔥片、洋蔥干、洋蔥粉、洋蔥醬等。深加工產(chǎn)品較少，其一是洋蔥的特殊風(fēng)味限制了深加工洋蔥的發(fā)展，二是洋蔥本身價(jià)格便宜，深加工耗費(fèi)的成本一般高于洋蔥本身的價(jià)值，三是工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)范有待標(biāo)準(zhǔn)化，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。

在歐美國(guó)家，人們已經(jīng)意識(shí)到了洋蔥的重要生物活性，洋蔥黃酮膠囊、洋蔥方便食品等已相繼面世，這些產(chǎn)品既有保健功能，又方便可口。因此，我國(guó)學(xué)者今后一方面對(duì)洋蔥活性成分和藥理作用繼續(xù)進(jìn)行系統(tǒng)研究，另一方面還應(yīng)深入開(kāi)發(fā)以洋蔥為主要原料的藥品和健康產(chǎn)品，積極挖掘洋蔥的藥用和食用價(jià)值，提高洋蔥產(chǎn)品的附加值，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級(jí)，將產(chǎn)生良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。