花色苷改性及應用研究進展

周 萍，鄭 潔

（暨南大學理工學院，廣東 廣州 510632）

花色苷是一種廣泛存在于自然界的類黃酮化合物。它們普遍存在于植物細胞的液泡中[1]，使植物呈現藍、紅、紫紅等靚麗的色彩[2]。如藍莓、車厘子、葡萄、桑葚、紫薯、黑米、火龍果等均含有豐富的花色苷。花色苷作為一種安全、可食用的天然水溶性色素常被添加于各種食品中。此外，花色苷的抗氧化能力非常強，這與它結構中含有多個酚羥基有關[3-4]，大量研究表明，花色苷有多種生物活性[5-7]，對機體健康具有潛在的調節作用，對多種疾病也具有良好的預防作用[8-10]。因此花色苷在食品、化妝品和制藥領域有廣闊的應用前景。

然而，花色苷結構中含有活潑的酚羥基，導致其穩定性較差，對外界環境如溫度、光照、金屬離子、氧、糖、酶和pH值敏感，在強酸、強堿或高溫的條件下生物活性容易降低甚至喪失[11-13]。同時，花色苷屬于離子型化合物，親水性強、脂溶性差[14-15]的特性限制了它們在親脂體系中的應用。在體內消化時，花色苷由于不易透過磷脂雙分子層被細胞吸收，生物利用度也不高[16]。這些不足都大幅限制了花色苷在食品加工及其他領域的應用。

為了彌補這些不足，學者們展開了大量研究，通過有效的物理或化學等方法對花色苷進行改性，以提高花色苷的穩定性或油溶性，并保持其自身的抗氧化性能。近年來，部分研究在提高花色苷穩定性、油溶性等方面取得了實質性的進展，對于拓展花色苷應用范圍意義重大。本文針對各種花色苷的改性方法進行了歸納和比較，并對改性后產物的性質特征和生物活性進行比較評價，以期為花色苷在食品及其他行業中的應用提供參考。

1 花色苷概述及功能特性

花色苷是植物中廣泛存在的黃酮類化合物，屬于次生代謝產物，是通過磷酸戊糖途徑、莽草酸途徑、苯丙烷類代謝途徑等形成4-香豆酰輔酶A，再經查耳酮合成酶、查耳酮異構酶、花青素合成酶等系列酶類的催化而合成[17-19]。花色苷普遍分布在植物根、莖、葉、花、果實、種子細胞的液泡中[20]，其顏色隨植物細胞液pH值的變化而顯現出不同的變化[21-22]。花色苷的苷元為花青素，具有C6-C3-C6骨架的特征結構（圖1），在自然環境中花青素通常不穩定，常與半乳糖、葡萄糖、蕓香糖和鼠李糖等以糖苷鍵形式連接，形成花色苷[23]。花色苷的糖苷鍵一般出現在3位，也可出現在5位和7位，7位出現較少，而3’、4’和5’位更為罕見[24-25]。自然界中花色苷種類極其豐富，目前已經從自然界不同的植物中鑒定出花色苷650余種[26-27]，其結構的千差萬別主要歸因于苯環上取代基的不同，包括羥基、甲氧基、糖苷的數目與連接位置；糖苷上的芳香酸、脂肪酸等的數目與連接位置也使花色苷的結構更為復雜[28-29]。

圖1 花色苷基本結構Fig.1 Basic structure of anthocyanins

花色苷因色彩豐富、純天然且具有保健功效的特性而深受廣大消費者喜愛，被廣泛用作食品、飲料的天然著色劑和功能性食品添加劑[30-31]。其結構中所含較多的酚羥基賦予它良好的抗氧化性以及眾多生物活性，對人體健康有著潛在的調節作用。有研究表明，花色苷具有抗氧化[5-7]、抗衰老[32]、抗炎[7,33]、抗過敏[34]、抗病毒[10]的作用；可清除自由基和減輕脂質過氧化[35]，調節代謝[36]、血糖水平[37]、腸道菌群[38]，預防老年癡呆[39]、高血壓[40]、高血脂[41]、糖尿病[42]等疾病發生；對視力[43]、心腦血管和神經系統[44]、胃黏膜[45]、心臟[42]、肝臟[36]均有保護作用，還可降尿酸[46]和緩解糖尿病引起的其他并發癥[47]。

綜上，花色苷有著非常廣闊的應用前景，在染料化工行業中可作為染色劑，在食品行業中可作為食用色素和功能性食品添加劑，在化妝品行業中可添加到彩妝和護膚品中，其安全無毒還具有抗氧化特性，因而市場對花色苷產品的需求量也在不斷增多。

2 花色苷改性方法

雖然花色苷具有以上眾多優點，但其結構特點決定其在加工過程中不穩定、易降解，嚴重影響產品色澤和生物活性。同時，花色苷只溶于水的特性也限制了它在油溶性基質中的應用。為彌補這些不足，大量學者進行了相關研究，通過一些物理法、化學法、生物技術法等手段以對花色苷進行改性。

2.1 花色苷物理法改性

花色苷物理法改性指通過物理手段對花色苷進行改性，如包埋、超高壓處理等，其中物理包埋包括微膠囊、載體吸附、乳液等方法，這些手段能使花色苷更加穩定或者具備親油的性能。

花色苷微膠囊技術是指將花色苷作為芯材包埋在另一種物質之中，從而形成固體微囊的技術。花色苷被包埋在壁材中，隔絕了外界環境中不利因素（如光照、O2、金屬離子、酶等）的影響，也減緩花色苷的釋放速度，更好地保持花色苷自身抗氧化活性[48]。馬懿[49]采用3 種不同壁材對紫薯花色苷進行包埋，得到紫薯花色苷微膠囊，研究發現將阿魏酸（ferulic acid，FA）與麥芽糊精（maltodextrin，MD）通過接枝改性制備出MD-g-FA壁材，對紫薯花色苷的包埋率在80%左右，而MD制備的微膠囊包埋率只有69.2%。周蕊[50]以玉米淀粉為材料，經處理制成淀粉微凝膠，以此為壁材對矢車菊素-3-O-葡萄糖苷（cyanidin-3-O-glucoside，C3G）進行包埋，得到淀粉微凝膠-花色苷運輸體，對花色苷的包埋率可達50%。崔麗霞[51]與Chen Tan[52]等分別對紫蘇和藍莓中的花色苷進行包埋，得到花色苷膠囊，包埋壁材分別為75% MD和聚電解質微膠囊，二者對花色苷均有較好的包埋效果，包埋率為73.2%～87.6%（表1）。

近幾年，各種乳液也逐漸被用于花色苷的包埋研究中，林曉瑛[53]與Bamba[54]等采用雙重皮克林體系對漿果花色苷進行包埋，分別得到雙重皮克林花色苷乳液和乳清蛋白花色苷乳液，采用聚甘油蓖麻醇酯（polyglycerol polyricinoleate，PGPR）與改性藜麥淀粉得到的產品包埋效果最好，最佳工藝條件下包埋率可達95%，在提高花色苷穩定性的同時，也增加了其在正辛醇中的溶解度，使乳液包埋的花色苷有一定親油性。以雙重皮克林乳液對花色苷進行包埋，在保留自身抗氧化性能的同時，花色苷的穩定性有所提高，還獲得了親油性能，因此以乳液包埋也獲得越來越多研究者的青睞[55]。此外，Fidan-Yardimci等[56]還采用脂質體包埋黑蘿卜花色苷，得到脂質體包埋的花色苷，以期提高花色苷在胃腸消化道中的吸收。他們將脂質體包埋的花色苷與雙重乳液法包埋的花色苷相比，前者的顆粒直徑大幅減小，最小可達130 nm。

超高壓處理是常用的輔助提取和殺菌技術[57-59]，也被用于輔助干燥等[60]，可顯著提升產品的品質。如經超聲結合超高壓預處理能顯著提高凍干草莓的色澤和花色苷含量[60]；超高壓輔助提取得到的花色苷在果汁模擬體系中展現出更好的貯藏穩定性[61]；超高壓殺菌后的果汁具有更高的總酚、花色苷、總黃酮含量和抗氧化活性，并且在貯藏過程中相對穩定[62]。但也有研究表明超高壓處理會引起花色苷的降解和結構改變，姜彥光[57]報道在不同壓力（100～600 MPa）處理條件下，藍莓清汁中花色苷含量減少3.5%～13.6%。有研究發現，當花色苷在施加壓力處理后結構會發生改變，Felix[63]對桑葚果汁施加200 MPa的高壓，處理20 min后，桑葚果汁內的花色苷結構發生酰基化反應，生成了天竺葵素-3-O-香豆酸酰葡萄糖苷（相對含量0.46%）和飛燕草素-3-O-香豆酸酰葡萄糖苷（相對含量5.8%）。當施加400 MPa高壓處理20 min時，生成一種新的花色苷——飛燕草素-3-O-香豆酸酰葡萄糖苷（相對含量5.38%）。由于酰化率較低，所以目前采用此技術處理含花色苷的食品時，主要是以提高食品品質為目的，對于專門采用超高壓處理對花色苷結構進行改性的研究較少。

表1 花色苷來源、包埋材料以及包埋率Table 1 Encapsulation efficiencies of anthocyanins from different sources with different materials

2.2 花色苷分子修飾改性

目前花色苷的分子修飾主要集中于對花色苷的酰化方面，以改善其脂溶性，主要包括化學酰化和酶法酰化兩種。采用化學酰化時，常選擇適當的酰基供體與催化劑和花色苷反應[64-65]；酶法酰化時，因酶具有較高的專一性和選擇性，可對花色苷選擇性定向酰化，與化學酰化相比，具有目標產物單一，分離、純化簡單的特點[15]。自然界中存在酰化花色苷，并且對植物器官顏色的穩定性起主要作用[66]，有研究表明，酰化作用總體上增強了花色苷的穩定性，而酰化位點、酰基類型和數目進一步對于它的穩定性有不同程度的影響[67]。所以通過在花色苷分子上接以不同酰基配體進行結構修飾與優化，可獲得種類多樣的酰化花色苷，增強花色苷的穩定性、抗氧化性與親脂性，有利于擴大花色苷的應用范圍，促進其在食品、藥品等行業的應用。

2.2.1 花色苷的化學法酰化

使用化學法進行有機合成時，選擇適當的催化劑與酰基供體，可提高花色苷的酰化效率。趙立儀等[64-65]對C3G進行酰化（表2），得到月桂酸與C3G酰化產物，與未酰化的花色苷相比，相同條件下酰化后的產物穩定性更好，并且親脂性增強。崔清慧[68]采用同樣的方法對藍莓中矢車菊素-3-O-半乳糖苷進行酰化，酰化后花色苷的體外抗氧化性能較未酰化花色苷高。朱宏明[69]和孫華鈴[70]等利用丁二酸酐對黑豆皮和黑米中花色苷進行酯化，發現酯化后花色苷的輔色效果、穩定性與抗氧化性均比未酯化的花色苷好。吳鬧[71]將錦葵色素-3-O-葡萄糖苷（malvidin-3-O-glucoside，M3G）與丙酮酸反應，以形成的羧基吡喃花色苷作為原料，再經過微氧化形成吡喃酮型花色苷，其結構具有非氧鎓離子和內酯型吡喃環，與原料相比，產物對結腸癌細胞（Caco-2）和人乳腺癌細胞（MCF-7）的增殖抑制率增強。Cruz等[72]從陳年紅酒中分離出M3G，以硬脂酰氯作為酰基供體，得到M3G的硬脂酰氯酰化產物，并且產物具有一定的抗氧化性與脂溶性。

表2 花色苷化學法酰化反應條件及酰化率Table 2 Chemical acylation conditions and efficiency of anthocyanins

2.2.2 花色苷的酶法酰化

采用酶法對花色苷進行酰化時，由于酶的高效性與專一性可大幅提高目標產物的轉化率，并且酶的反應條件更溫和，可彌補化學法酰化花色苷時反應劇烈、產物復雜、產率低等缺點[73]。Guimaraes等[74]從黑莓中提取了C3G，以叔戊醇為反應介質，用南極假絲酵母脂肪酶B（Candida antarcticalipase B，CalB）和不同的脂肪酸對其進行酰化，發現丁酸的酰化效果最好（表3），酰化產物均表現出較好的親脂性與熱穩定性。Cruz等[75]從紅酒中分離出M3G并對其進行脂肪酸酰化，得到的產物表現出良好的脂溶性與抗氧化性。Cruz等[14]還嘗試采用不同鏈長的脂肪酸進行酰化，酰化率為22%～40%，其中C8脂肪酸的酰化率最高，并且與其他酰化產物相比抗氧化性能最好。Cruz等[76]還分離了黑醋栗果渣花色苷，將反應介質替換為無水乙腈-DMSO（10∶1，V/V），最終得到兩種酰化產物。Yang Wei等[77]從北極熊果中分離獲得矢車菊素-3-O-半乳糖糖苷，并嘗試不同反應介質和條件進行酰化處理，最終確定以叔丁醇為反應介質可獲得穩定性與親脂性能均明顯提高的酰化花色苷，酰化發生在半乳糖糖苷的6’’位上，酰化效率達73%。之后他們又嘗試對黑醋栗提取物用體積分數為10%和20%乙醇層析洗脫液中的花色苷復合物進行酰化[15]，得到不同的花色苷酰化產物，酰化率在不同體積分數乙醇餾分中均達62%以上。在以上研究基礎上，Guimaraes等[78]又創新地采用薄膜固定CalB作為催化劑，對黑莓提取物C3G進行酰化，產物的酰化率是普通未固定CalB反應體系的2.5 倍，并且薄膜固定酶體系可以在更短的時間內達到最大酰化率，將CalB固定在薄膜中，可增大底物與酶的接觸面積，提高反應效率。

除了以脂肪酸為酰基供體外，Fernandez-Aulis[79]、朱勇生[80]與Yan Zheng[81-82]等也嘗試采用肉桂酸乙烯酯、p-香豆酸與苯甲酸甲酯為酰基供體得到了不同酰基化產品。可見酶法酰化適用范圍極廣，且與有機合成方法相比，酶法酰化花色苷的產率更高，并且酶具有選擇性，反應位點明確，通過選擇合適的酶類，把握好反應溫度、時間、溶劑以及不同種類的酰基供體，可在大幅提高花色苷酰化效率的同時，也可得到較為單一的酰化產物，方便后續分離和應用。

表3 花色苷酶法酰化反應條件及酰化率Table 3 Enzymatic acylation conditions and efficiency of anthocyanins

續表3

2.3 其他改性方法

此外，加入輔色劑（如酚酸、黃酮等）可以與花色苷通過非共價作用形成超共軛體系，提高花色苷顏色穩定性[83-84]，基于這一方式改變花色苷性能已有相關綜述報道[85-86]，本文不再詳述。需要指出的是，不同食品成分可能對輔色劑的輔色效果產生影響。如Ertan等[87]為提高草莓飲料的色澤穩定性，使用沒食子酸和4 種植物提取物作為輔色劑，研究它們在添加不同甜味劑（蔗糖、飴糖、蜂蜜）的草莓果汁飲料中的輔色效果，結果發現由于蜂蜜也含具有輔色作用的成分（多酚、氨基酸、有機酸），單獨使用可以提高花色苷的穩定性。但是在添加蜂蜜的草莓果汁中再添加以上提取物作為輔色劑，花色苷的穩定性反而下降了5%～39%，推測是由于輔色劑與甜味劑中的輔色成分發生競爭抑制所導致。

目前已有研究采用基因工程的方法對植物進行基因改造，以調控酰化花色苷的合成[88]。Luo Jie等[89]對植物BAHD酰基轉移酶進行基因修改，使其能夠識別編碼擬南芥中3 種花色苷酰基轉移酶的基因，研究結果表明，這些轉移酶可以影響花色苷的穩定性與吸光度，這可能與生成的酰化花色苷有關。Noda等[90]通過引入蝶形豌豆尿苷二磷酸-葡萄糖∶花青素3’,5’-O-葡萄糖基轉移酶基因，成功地在植物體中合成3’,5’-二硫代葡萄糖苷基花色苷，在弱酸性的花瓣液泡中呈紫色，通過與植物中的黃酮糖苷的分子間結合呈藍色，方法簡單易行，是利用代謝工程技術在各種觀賞植物中培育藍色花卉的一種有前途的方法。劉書晶[91]發現桑葚酒中的花色苷在陳釀過程中會發生變化，C3G和矢車菊-3-蕓香糖苷是桑葚酒中兩種主要花色苷，陳釀80 d時，兩種單體含量均下降了90%以上，分別生成了兒茶酚吡喃矢車菊-3-葡萄糖苷和兒茶酚吡喃矢車菊-3-蕓香糖苷兩種花色苷衍生物，加入香豆酸、咖啡酸、芥子酸和阿魏酸對桑葚酒有輔色效果，這4 種酸在陳釀過程中均可與花色苷結合形成花色苷的衍生物。

3 改性花色苷性能研究

近幾年，隨著人們對花色苷的改性研究不斷深入，改性方法工藝也在不斷成熟，而改性后花色苷的性能直接影響其應用，因此對產物進行各項性能指標的評價也極為重要。目前對花色苷酰化產物評價最多的是它們的體外抗氧化能力、加工穩定性及油溶性等，也有通過體外胃腸消化模型和細胞實驗等方式探究產物的生物利用度及對癌細胞抑制效果等方面的研究（表4）。

表4 花色苷改性產物的性能研究Table 4 Characterization of modified anthocyanins

3.1 改性花色苷的穩定性及抗氧化性

3.1.1 物理改性花色苷的穩定性及抗氧化性

花色苷改性后穩定性與抗氧化性能都有所提高。馬懿[49]對紫薯花色苷進行包埋，然后進行體外胃腸消化模擬實驗，發現包埋花色苷在胃部環境下穩定，在腸道環境不穩定，在腸道環境下2 h，未包埋的花色苷和MD包埋的花色苷殘留率分別為11%和8%。而由MD-g-FA膠囊包埋的花色苷經消化后的殘留率約38%，DPPH自由基清除率實驗表明，包埋后紫薯花色苷抗氧化活性未受影響，可見由MD-g-FA壁材包埋的花色苷穩定性更好。周蕊[50]以淀粉凝膠對C3G進行包埋，將包埋花色苷進行體外胃腸消化模擬實驗，研究發現當包埋一層壁材時，經胃液消化2 h后，包埋花色苷的釋放率為25%，再經過小腸消化1 h后，包埋花色苷的釋放率達到了73.5%，說明淀粉凝膠包埋壁材在胃消化環境中可以一定程度上保護花色苷，到達腸道后，再將大部分花色苷釋放出，更利于腸道對花色苷的利用。林曉瑛[53]對花色苷采用皮克林乳液體系進行包埋，體外胃腸消化實驗表明樣品經過胃液消化后基本保持乳液狀態，此時花色苷保留率約為86%，經腸液消化后，花色苷保留率為40%，這說明外層皮克林乳化劑能在一定程度上保護花色苷，使其可耐受pH值和溫度發生改變，提升花色苷的穩定性，也為花色苷乳液在功能性食品及藥品中的應用提供數據和基礎。

3.1.2 化學酰化花色苷的穩定性及抗氧化性

趙立儀[64]對C3G月桂酸酰化物進行穩定性測定，發現在光照穩定性實驗中，酰化產物穩定性更強，光照10 d時，酰化產物與C3G保留率分別為80%和64.73%；在熱穩定性實驗中，C3G與C3G月桂酸酰化物經80 ℃加熱10 h后，保留率分別為75%和83.24%，說明酰化后產物具有更好的耐熱性。崔清慧[68]測定了矢車菊素-3-O-半乳糖苷月桂酸酰化物的各種抗氧化能力，與抗壞血酸、藍莓花色苷相比，酰化花色苷的抗脂質過氧化能力和DPPH自由基及ABTS陽離子自由基清除能力均最高。朱宏明等[69]采用丁二酸酐和丙二酸對黑豆皮花色苷進行酯化和酰化，隨后通過抗氧化性評價實驗，發現未修飾的黑豆皮花色苷對DPPH自由基清除率為87.6%，而丙二酸酰化和丁二酸酐酯化后的花色苷對DPPH自由基的清除率分別為97.3%和95.4%，表明分子修飾能顯著增強黑豆皮花色苷抗氧化性能，且丙二酸酰化物略高于丁二酸酐酯化物；抗氧化穩定性實驗分析發現，在食品原料和金屬離子體系中，兩種花色苷酰化產物均表現出較原花色苷更強的穩定性，丁二酸酐酯化物的光照穩定性略優于丙二酸酰化物。吳鬧[71]對產物吡喃酮型花色苷穩定性進行測定，得到與之類似的結果，但DPPH自由基和ABTS陽離子自由基清除能力測定以及FRAP測定結果表明，吡喃酮型花色苷與其前體花色苷M3G相比，抗氧化能力與還原能力減弱，這可能與其母環上連接的羥基數目減少有關。Cruz等[72]將M3G與其硬脂酰氯酰化產物進行DPPH自由基清除能力測定，也得到與之類似的結果。

3.1.3 酶法酰化花色苷的穩定性及抗氧化性

Yang Wei等[15]對黑醋栗和高山熊果中不同花色苷與月桂酸酰化的產物進行了熱穩定性與抗氧化性測定，結果表明，酰化后花色苷的熱穩定性提高；而在抗氧化實驗中，酰化可提高飛燕草素-3-O-蕓香糖苷和矢車菊素-3-O-蕓香糖苷的自由基清除能力；FRAP法測定結果顯示僅有酰化飛燕草素-3-O-蕓香糖苷的還原能力有所提高，但是在β-胡蘿卜素漂白實驗中，所有的花色苷均展現出高于其前體花色苷的抗氧化性，這可能是因為黑醋栗中酰化花色苷對脂質親和力更好，所以能更有效地抑制脂質過氧化。Guimaraes[74]和Cruz[14,75]等對花色苷的脂肪酸酰化產物進行穩定性和抗氧化性測定也得到了相似的結果。研究還發現，酰化花色苷的結構可能也對其穩定性及抗氧化性產生影響，如Guimaraes等[74]采用不同鏈長（n＝4～12）的脂肪酸酰化花色苷，雖然脂肪酸鏈長與酰化后花色苷的穩定性之間沒有明確的相關性，但碳鏈長為10的酰化花色苷穩定性最高。Yang Wei等[15]也發現不同花色苷與月桂酸形成的酰化產物抗氧化性存在差異，其中以矢車菊素-3-O-蕓香糖苷-月桂酸酰化產物抗氧化性和熱穩定性最高。Fernandez-Aulis[79]與朱勇生[80]等分別對C3G與二氫芥子酸酰化產物和p-香豆酸酰化產物進行穩定性與抗氧化性實驗，實驗結果表明C3G經酰化后，抗氧化性與穩定性大幅增強，表明酰基部分對提高花色苷的穩定性與抗氧化性具有重要的影響。Mendoz等[92]將具有親脂性能的M3G脂肪酸酰化物溶解于不同pH值溶液中，與前體花色苷相比，花色苷酰化產物在中性條件下醌式堿的比例增加了40%，使產物呈藍色并且穩定性提高，這大大提高了花色苷的應用性能，也為脂類食品的新型著色劑開發提供了數據支撐和實驗基礎。

3.2 改性花色苷的脂溶性

趙立儀[64]用化學法合成月桂酸酰化C3G，對其進行親脂性測定，結果顯示月桂酸酰化C3G油水分配系數為7.98，而未被酰化的油水分配系數為0.24，表明酰化可以使C3G的親脂性能增強。Yang Wei等[15]測定了黑醋栗花色苷與月桂酸的四種酰化產物的油水分配系數，酰化后油脂分配系數均大于1，其中飛燕草素-3-O-蕓香糖苷與月桂酸酰化產物親脂性能最好，油脂分配系數約為2。與之相比，含葡萄糖苷的花色苷經酰化后脂溶性均低于含蕓香糖苷的花色苷，而高山熊果中矢車菊素-3-O-半乳糖糖苷與月桂酸酰化的產物油脂分配系數達2.6[78]，是這幾種酰化花色苷中最高的。未被酰化的花色苷油脂分配系數均為負值[64,77]，所以對花色苷進行脂肪酸酰化可大幅改善其親脂性能，有利于拓展花色苷在油脂性基質中的應用范圍。此外，增加花色苷的脂溶性還可提高其吸收和生物利用率，擴大其在功能性食品及藥品中的應用前景。

3.3 改性花色苷的其他生物活性

Fidan-Yardimci等[56]采用脂質體包埋花色苷形成納米顆粒，發現包埋花色苷對小鼠腦神經瘤細胞（Neuro 2A）的生長有明顯抑制作用。崔清慧[68]研究發現矢車菊素-3-O-半乳糖苷月桂酸酰化物對Caco-2細胞和HepG2細胞增殖均有抑制作用，酰化花色苷對Caco-2與HepG2細胞增殖的半抑制濃度（half maximal inhibitory concentration，IC50）分別為0.645 mg/mL和0.415 mg/mL；藍莓花色苷對這兩種細胞增殖的IC50分別為2.634 mg/mL和0.685 mg/mL，表明酰化后花色苷對兩種癌細胞的抗增殖能力有所增強，這可能與花色苷接上脂肪酸具有親脂性有關，酰化后的產物更易透過磷脂雙分子層進入細胞。吳鬧[71]發現吡喃酮型花色苷與M3G對MCF-7與MKN-28細胞增殖均有抑制作用，但M3G對癌細胞的抑制作用更強。以SRB染色法測得吡喃酮型花色苷與M3G對MCF-7細胞增殖的IC50分別為（0.083±0.011）mg/mL和（0.058±0.012）mg/mL；對MKN-28細胞的IC50分別為（0.300 6±0.045 2）mg/mL和（0.181 0±0.025 4）mg/mL。用TUNEL法測得M3G對MCF-7細胞促凋亡作用最強，其次是吡喃酮型花色苷，均大幅高于羧基吡喃花色苷和甲基吡喃花色苷。從結構上分析可能是因為M3G的分子結構小，更易在細胞中擴散吸收；而吡喃酮型花色苷具有內酯型吡喃環的非氧鎓離子結構，化合物本身不帶電荷，可更好地避免小分子的親核進攻，并且吡喃環的存在使它的共軛結構更加穩定，吡喃酮型花色苷上的活潑羰基也可能增強了其抗癌效果。朱勇生[80]發現p-香豆酸與C3G的酰化產物對益生菌有促增殖作用，在體外厭氧培養48 h后，添加酰化C3G的培養基OD600nm和pH值均低于未酰化C3G對照組，結果表明酰化C3G和未酰化C3G都具有一定的益生元活性，且酰化C3G有更強的益生元活性，這可能是因為C3G修飾后脂溶性發生改變，使其更容易穿過細胞膜被益生菌利用，所以對益生菌有促增殖作用。Liu Wenlong等[93]從藍莓中提取花色苷C3G并用月桂酸將其酰化，發現高劑量組的酰化產物與抗癌藥物環磷酰胺聯合使用，可提高H22肝癌小鼠肝臟組織中過氧化氫酶、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶活性，并且丙二醛、丙氨酸轉氨酶和天冬氨酸轉氨酶水平明顯降低，對腫瘤抑制率可達63.12%，小鼠生命延長率可達53.74%，可見酰化C3G能有效降低抗癌藥物對機體的副作用，對肝臟組織有明顯的保護作用。

以上研究表明，花色苷經改性后抗氧化性和穩定性在一定程度上均有所提高；通過脂肪酸酰化還可大幅提高花色苷的親脂性能，彌補花色苷油溶性差的不足，擴展花色苷的應用范圍；部分酰化花色苷還對癌細胞具有良好的抑制效果，對益生菌的增殖也有良好的促進作用，可作為功能性食品加以應用。

4 結 語

花色苷因其天然、食用安全、色澤豐富的特點而廣泛用作食用色素，被認為是安全的食品添加劑。花色苷抗氧化能力強，還具有多種生物活性，因而也被用作功能性食品配料，應用前景極大。但花色苷油溶性差，對光、熱等外界因素不穩定的特性卻大大限制了它的應用范圍。對花色苷進行改性或結構修飾成為一種有效解決以上瓶頸的手段，可以使花色苷在食品、制藥等各領域具有更廣闊的應用前景。

目前對花色苷的改性研究，主要以物理包埋法、化學合成或酶法修飾達到提高穩定性、親脂性、抗氧化性等目的。研究表明花色苷改性對提高花色苷的各項性能都頗有幫助，但這些研究還處于起步階段，首先，產物制備對分離純化設備要求較高，需要開發成本低廉、操作簡單的改性工藝；其次，對于改性后產物性能的變化，特別是產物性能與產物結構之間的構效關系需要系統性研究，以便科學、高效地指導產品開發；另外，對于結構發生變化的各種新型產物，在應用于食品、藥品或化妝品前，還應針對其應用范圍進行安全性評價。現在對酰化產物的性能研究仍大多集中于模擬和體外實驗，后續應嘗試測定其在實際產品體系中的性能指標，使之更具應用指導意義。隨著相關領域技術的發展，花色苷的其他改性方法也亟待更多的前沿技術嘗試，以期為新型改性花色苷的開發提供技術基礎。