黑果腺肋花楸營養物質與功效的研究進展

于　雪,胡文忠,姜愛麗,陳妍竹,劉星伯

(大連民族大學生命科學學院,遼寧大連 116600)

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黑果腺肋花楸營養物質與功效的研究進展

于雪,胡文忠*,姜愛麗,陳妍竹,劉星伯

(大連民族大學生命科學學院,遼寧大連 116600)

黑果腺肋花楸是一類富含脂肪、碳水化合物、蛋白質、維生素、礦物質和有機酸等營養物質的薔薇科落葉灌木植物,具有抗氧化、抗癌、抗炎、抗病毒和抗高血壓等功效。黑果腺肋花楸的多酚類物質主要是花青素和原花青素,能清除自由基。本文是在國內、外黑果腺肋花楸的營養物質、功效成分和功效作用的研究基礎上,對黑果腺肋花楸的產品、臨床應用等進行了綜述,旨在為開發黑果腺肋花楸保健食品提供一定的理論基礎。

黑果腺肋花楸,營養物質,功效成分,保健食品

黑果腺肋花楸(Aroniamelanocarpa,Aroniaprunifolia,Aroniamitschurini),又名野櫻莓,不老莓,屬薔薇科植物,其原產地為北美的東部,后被前蘇聯及歐洲引入[1]。最早在我國遼西地區定植的黑果腺肋花楸是上世紀九十年代被引入的[2]。近年來在國外黑果腺肋花楸的研究集中于其功效作用的研究,如通過大鼠模型實驗驗證黑果腺肋花楸中的多酚類物質對長期暴露在鎘環境下女性的骨代謝有積極的影響,能夠控制因骨鈣素,堿性磷酸酶,骨保護素吸收不好帶來的骨代謝紊亂[3-5]。將黑果腺肋花楸多酚類化合物和微量元素硒結合,研究其有助于維持免疫系統穩態功能和防止氧化應激等炎癥的發生[6]。以及通過對人體外周血細胞組織血管緊張素II的誘導來預防冠狀動脈疾病,降低端粒酶活性[7]。已有研究報道黑果腺肋花楸具有保肝[8]、降血糖[9]、抗突變[10]等功效。

在我國,黑果腺肋花楸的研究是基于其栽培技術的提升,在其功效成分和功效作用方面的研究報道甚少,相關產品的研發處于起步階段,國外已有的保健型果汁飲料、果茶、果醬、保健膠囊、片劑等產品在我國尚未被生產銷售[6],目前沒有相應的深加工產品,如保健功能食品、藥用功能食品等。

黑果腺肋花楸作為我國引種的一種果樹,其果實富含脂肪、蛋白質、有機酸、碳水化合物、多種維生素和礦物質元素、糖類等豐富營養物質,同時含有大量的多酚類、黃酮類、芳香類等功效成分,本文對國內、外黑果腺肋花楸的研究現狀進行了綜述,旨在能夠為黑果腺肋花楸的研究、產品開發和深加工提供一定的依據。

1　黑果腺肋花楸的營養物質

黑果腺肋花楸富含多類營養物質,如脂肪、蛋白質、有機酸、碳水化合物等主要營養物質,還含有多種維生素和礦物質元素,能夠補充人體維生素和膳食纖維、礦物質、糖類,增強人體免疫力,增加人體活力,提高睡眠質量[7]。

實驗研究表明,黑果腺肋花楸果實中還含有多種胡蘿卜烴類化合物如葉酸、核黃素、果膠、維生素E等[14],果實中還含有多種有機酸,如奎寧酸、蘋果酸、莽草酸、龍膽酸、原兒茶酸、香草酸、對羥基苯甲酸、阿魏酸、咖啡酸、對香豆酸等[15]。

表1　黑果腺肋花楸中各類營養物質含量(每100 g)[8,12-13]

2　黑果腺肋花楸的功效成分

多酚類化合物主要存在于植物源性食品中,而食品中酚類化合物的抗氧化活性是判斷其是否有益于健康的一項重要指標[16]。黑果腺肋花楸中多酚類物質一般是由單體多酚和聚合多酚組成。單體多酚由花青素及其糖苷類化合物(56.7%～75.2%)、類黃酮及其甙類化合物(2.5%～2.9%)、酚酸(21.8%～27.2%)組成。其中,花青素及其糖苷類化合物在單體多酚中所占比例最高,也是主要呈色物質。聚合多酚為原花青素,占總酚的43.2%～55.6%[17]。黑果腺肋花楸果實中高含量的多酚類化合物是其具有超強抗氧化活性的根本原因。黑果腺肋花楸中還含有咖啡酸、綠原酸、新綠原酸和兒茶酚等多種功效成分。

2.1花青素

病理學研究表明,日常飲食中攝入花青素可預防人體動脈高血壓、抗炎癥等,黑果腺肋花楸果實中富含高濃度的花青素[10]。黑果腺肋花楸的總酚中花青素占25%[18],主要結構物質為3-氧-半乳糖苷(68.9%)、3-氧-阿拉伯糖苷(27.5%)、3-氧-木糖苷(2.3%)和3-氧-葡萄糖苷(1.3%)[19]。不同狀態的黑果腺肋花楸中,各類結構的花青素含量不同,其中花青素的主要以3-氧-半乳糖苷的形式存在[20]。在歐洲國家,黑果腺肋花楸果汁、果醬和果酒已被大規模生產[21-22],遺留的副產物果渣中仍含有大量的花青素,Leandro[23]等對綠色超聲輔助方法(UAE)萃取黑果腺肋花楸果渣中花青素的工藝進行了優化,所得到的提取物表現出很高的抗氧化能力,可作為添加劑用于食品和化妝品,也可作為天然抗氧化劑和天然色素而取代合成抗氧化劑、著色劑等。黑果腺肋花楸不僅可以作為一種水果,同時也可以作為一種藥用植物。Andrzej[24]等提取了黑果腺肋花楸中的花青素,通過實驗發現花青素可以通過控制人體外周血細胞組織血管緊張素II來預防冠狀動脈疾病,降低端粒酶的活性。

2.2原花青素

原花青素是復雜的類黃酮聚合物,存在于谷物、豆類種子及一些水果中。原花青素受到廣泛關注是源于其強大的抗氧化能力,對人類的健康有保護作用[7]。原花青素通過控制自由基的反應,可降低心血管、癌癥和血液凝結等疾病的風險[25-28]。黑果腺肋花楸中的原花青素是其主要的酚類物質,其存在的形式有單體(0.78%)、二聚體(1.88%)、三聚體(1.55%)、4～6聚體(6.07%)、7～10聚體(7.96%)和大于10個的多聚體(81.72%)[29],實驗測得的黑果腺肋花楸的果實中總原花青素的含量分別為5182、3992、664 mg/100 g,而在黑果腺肋花楸的果渣中的含量為8192 mg/100 g,在果汁中的含量卻僅為1579 mg/100 g[30]。黑果腺肋花楸的果渣中含原花青素最高。

3　黑果腺肋花楸的功效作用

3.1抗氧化

花青素和原花青素越來越多的被關注是源于其在人類營養健康中發揮的重要作用,更是與其天然的抗氧化潛力和預防癌癥、冠心病、糖尿病等作用相關聯的[10]。花青素(原花青素)的抗氧化活性主要通過清除人體自由基的能力大小來體現,自由基與存在細胞中的有機質發生鏈式反應,導致大量的過氧化物在人體內堆積,讓細胞無法完成正常的生理活動,從而引發機體的病變。黑果腺肋花楸中的花青素(原花青素)的含量與國內傳統的藥用抗癌類植物相比是極高的,其抗氧化活性也是藥用抗癌類植物無法比擬的。Kahkonen等[31]對92種植物的抗氧化性進行實驗,結果表明抗氧化活性和總酚含量(GAE 20 mg/g)最高的是黑果腺肋花楸。

黑果腺肋花楸的藥用價值具體表現在高含量的多酚類物質的抗氧化活性和對自由基清除能力的大小。Nechifor等人[32]為了研究心血管疾病新的自然療法相似體,對黑果腺肋花楸、玫瑰果、歐洲越橘和山楂進行了抗氧化性的測定,結果表明:黑果腺肋花楸果實的抗氧化性(6.38 gtrolox/g)大于玫瑰果(6.36 gtrolox/g)和歐洲越橘(5.97 gtrolox/g),但小于山楂(7.73 gtrolox/g)。Kulling[33]等將黑果腺肋花楸果實與其它富含多酚的水果在清除自由基能力方面進行了對比,其結果表明:在富含酚類物質的水果中,尤其是深藍色或紅色的水果中含有的抗氧化活性物質最高[34],黑果腺肋花楸中多酚類ORAC值為158.2～160.2 μmol TE/g,明顯高于藍莓、黑莓、黑加侖、越橘等水果,在常見的水果中,黑果腺肋花楸的抗氧化活性最高。

3.2保肝作用

非酒精性脂肪肝(NAFLD)是一種慢性肝疾病,僅在美國影響到95百萬人[35]。非酒精性脂肪肝是由脂肪積累而非因過量飲酒所導致的肝細胞受損[8]。隨著科技的進步,人們的飲食結構發生重大改變,尤其是年輕人對高脂肪含量食物的攝入越來越多,隨之引發了一些非酒精性脂肪肝的發生,連續六周通過對小鼠喂食高脂食物和黑果腺肋花楸果粉,研究發現,同時喂食果粉和高脂食物的小鼠體內固醇結構蛋白(SREBP)、乙酰輔酶A羧化酶和脂肪酸合酶的mRNA表達受到不同程度的影響[36]。目前另一類困擾人們的疾病——酒精性脂肪肝,是由于長期飲酒導致人體血漿蛋白、谷丙轉氨酶、谷草轉氨酶等發生改變所致,有研究報道將黑果腺肋花楸果汁喂食飲用酒的大鼠,測試由四氯化碳所致的脂質過氧化反應產生的丙二醛,發現喂食黑果腺肋花楸果汁的大鼠體內丙二醛含量明顯降低,具有緩解酒精性脂肪肝的作用[37]。多項研究表明,黑果腺肋花楸的果粉和果汁對預防酒精性脂肪肝和非酒精脂肪肝均有顯著的療效,未來可以用在治療肥胖病上[38]。研發相應的保健食品,會受到大家的廣泛關注。

3.3其他

在體外和體內實驗研究表明,黑果腺肋花楸有潛在的保肝、保護心臟、降血糖和抗突變等作用[33,39]。有研究表明,患有輕度高膽固醇血癥的男性堅持六周每日攝入250 mL的黑果腺肋花楸的果汁,可以顯著降低血清中總膽固醇、低密度脂蛋白,達到治療的效果[40]。黑果腺肋花楸同時能夠降低心血管疾病的患病風險,對心肌梗死的發病有抑制作用,為二次治療提供臨床應用[40]。黑果腺肋花楸的花青素對Ⅱ型糖尿病有預防和控制的作用,糖尿病患者連續3個月每日攝入200 mL的黑果腺肋花楸果汁,可有效的降低血糖水平(空腹)[41-42]。花青素不僅可以單獨使用達到相應的治療效果,近來Kurt[6]的實驗是將黑果腺肋花楸的提取物與微量元素硒結合,通過協同作用來對抗炎癥的發生,在硒維持機體免疫自我平衡的同時發揮花青素抗氧化的功能來降低炎癥的發生。目前從黑果腺肋花楸中提取的花青素多用在臨床醫學上,關于保健功能食品的研發報道甚少,可通過對黑果腺肋花楸中花青素含量、結構性質和醫學特效的研究,研發出具有保健功能和藥用價值的產品是值得在未來市場開發的。

4　結語

目前黑果腺肋花楸的研究已經進入到分子細胞水平,基于黑果腺肋花楸積極作用,關于對人類健康影響的研究越來越多。黑果腺肋花楸的果汁能夠強效刺激內皮依賴性舒張冠狀動脈的內皮一氧化氮合酶的氧化還原發生[43]。黑果腺肋花楸中的花青素和酚酸類化合物是抑制α-淀粉酶和脂肪酶催化反應的化合物,綠原酸是抑制胰腺α-淀粉酶最有效的成分,花色苷是抑制脂肪酶最有效的成分,黑果腺肋花楸可作為一種功能性食品,有助于減肥[44]。在非酒精性脂肪肝方面,黑果腺肋花楸果汁能夠影響小鼠體內固醇結構蛋白(SREBP)、乙酰輔酶A羧化酶和脂肪酸合酶的mRNA表達[36]等等,這些研究為今后黑果腺肋花楸在臨床應用方面提供相應的理論基礎,可以依據黑果腺肋花楸的功效特性研發輔助治療肝臟、癌癥、心臟病等疾病的保健品。

目前黑果腺肋花楸的相關產品,如保健型果汁飲料、果茶、果醬、保健膠囊、片劑等[6]已有銷售,加工工藝相對單一粗糙,未來可以在優化已有的加工技術的同時開發新的工藝,將黑果腺肋花楸果實、果汁和果渣中的有效成分得到最大化的利用。同時可以研發果醋、果干、果粉等系列產品,在提供日常所需營養的同時不失口感與風味。Milica[45]等通過優化黑果腺肋花楸中的多酚物質提取條件,研發了黑果腺肋花楸副產品——水果濾茶干蛋糕。也有報道黑果腺肋花楸可用于制作功能的點心和早餐麥片,這種高溫、短時間的擠壓加工技術是一種獨特的以谷物為基礎的產品加工技術[46]。在未來,基于已有的工藝和研究結果,開發具有保健功效的功能性食品,用于一些慢性疾病的輔助治療和營養膳食的補充。

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Research progress of nutrient elements and the efficacy ofAroniamelanocarpa

YU Xue,HU Wen-zhong*,JIANG Ai-li,CHEN Yan-zhu,LIU Xing-bo

(College of Life Science,Dalian Nationalities University,Dalian 116600,China)

Aroniamelanocarpais a rosaceae deciduous shrub,which is rich in fat,carbohydrate,protein,vitamins,minerals and organic acids,and other nutrients,with antioxidant,anti-carcinogenic,anti-inflammatory,antiviral and anti-hypertensive efficacy.Aroniamelanocarpapolyphenols is mainly anthocyanins and procyanidins,that is an expert in cleaning free radical. This paper was on the basis of domestic and foreignAroniamelanocarpanutrients,ingredients and efficacy,black chokeberry products and clinical application were reviewed,in order to provide a certain theoretical basis for the development ofAroniamelanocarpafunctional health food.

Aroniamelanocarpa;nutrient substance;efficacy component;health food

2015-10-26

于雪(1990-)，女，在讀碩士研究生，研究方向：食品加工與質量安全控制，E-mail：yuxuedlnu@163.com。

胡文忠(1959-)，男，教授，研究方向：食品加工與質量安全控制，E-mail：hwz@dlnu.edu.cn。

滿族醫藥與特色食品的研發(DC201501020101)。

TS255.1

A

1002-0306(2016)10-0396-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.10.074