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)重點實驗室

1 花青素概述

花青素是植物黃酮類的一個亞類，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。花青素的來源在許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；?，二者通常與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?；磻?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，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。花的顏色在多大程度上取決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：萃取時間長，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）、快速溶劑萃取（酶），是通過外壓提高溶劑沸點的一種方法，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。花青素的抗氧化活性比維生素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

酰化花青素已被證明是在食品系統(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，可以實現(xiàn)多種色調(diào)。

許多研究指出富含花青素的食物的消費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之一。隨著營養(yǎng)保健品或藥用食品市場的增加，消費者對可能有助于預(yù)防或減少疾病發(fā)生率的食品感興趣。