黑果腺肋花楸成分活性及質量評價方法的研究進展

孫怡，邢麗穎，李艷林，韓東，李建穎

（天津商業大學生物技術與食品科學學院，天津 300134）

黑果腺肋花楸于2018年9月被國家衛生健康委員會列入新食品原料[1]，果實中富含黃酮、多酚、多糖以及碳水化合物等營養物質[2]，因此具有抗氧化、防衰老、抗炎抑菌、降血脂血糖[2]、抗癌、抗抑郁等功效[3]。黑果腺肋花楸果在國外已有較長的食用歷史，通常用作釀酒和制作果汁，果實的提取物也廣泛應用于保健醫藥領域，并且因其花期長、顏色美觀，在生態恢復和園林美化等方面也發揮著重要作用[4]。我國雖引種較晚，但近年來越來越多的地區開始引種繁殖，后續發展具有巨大潛力。

黑果腺肋花楸是一種新型食品，具有豐富的營養價值，但因其果實中含有豐富的單寧，所以直接食用風味不佳，仍有一定的局限性。雖然目前已經有部分加工方式用于改善其口感，如將其與絞股藍、藍莓制成復合飲品[5-6]，但更優工藝仍有待發掘。根據黑果腺肋花楸的化學成分和生物活性，也可以對藥理作用進行深入研究。所以本文總結了黑果腺肋花楸化學成分、生物活性以及質量評價方法的研究進展，為其形成一套完整的質量評價體系奠定理論基礎，在控制質量的同時也能規范其食品安全，拓寬食品產業發展前景。

1 黑果腺肋花楸的研究現狀

1.1 黑果腺肋花楸特性簡介

黑果腺肋花楸 [Aronia melanocarpa（Michx.）Elliott]又被稱為野櫻莓或不老莓，薔薇科，腺肋花楸屬，果實呈球形，成熟的果實外觀為黑紫色，與藍莓有些相似，汁液為漿果紅，每個果實的平均直徑在1.4 cm左右，平均質量在0.5 g～2.0 g之間。為了能夠長期保存，可以選擇低溫貯藏、氣調貯藏[7]等貯藏方式。由于果實生長的地理位置和氣候條件不同，果實的風味會略有差別，但其中都含有單寧，以致其都伴隨不同程度的苦澀，直接食用口感不佳，所以需進一步加工成果汁、果醬、果酒、果醋等[8]。

1.2 黑果腺肋花楸價值及發展

黑果腺肋花楸通常被用作食品添加劑，具有較長的食用歷史，果實及其提取物常用于臨床醫學，因具有抗炎、抗氧化、減少體內重金屬沉積[9]、減少心腦血管疾病等功效，所以在國外黑果腺肋花楸的商用價值、食用價值、藥用價值均得到了很大的開發[10]。2002年我國遼寧省從朝鮮引種，陸續又引入了不同的品種，北京、天津等地均有種植，由于氣候、土壤、水源、栽植方法、栽植時期等條件均適宜黑果腺肋花楸的生長，并且順利地完成了繁殖、栽培區域試驗等研究，為我國黑果腺肋花楸的開發奠定了基礎。但從目前的發展情況來看，黑果腺肋花楸的藥用價值、食用價值以及商用價值仍處于起步階段，所以黑果腺肋花楸具有巨大的發展潛力。

2 黑果腺肋花楸的化學成分

黑果腺肋花楸果富含多酚類物質，多酚分為單體多酚和聚合多酚[11]，單體多酚主要包括花青素和各種糖苷類化合物、酚酸、類黃酮和甙類化合物；聚合多酚為原花青素，也稱為前花青素。具體如表1所示。

表1 黑果腺肋花楸中多酚類成分組成Table 1 Composition of polyphenols in Aronia melanocarpa

2.1 花青素及其糖苷類

花青素是一種水溶性色素，是植物或果實中主要呈色物質，細胞液的pH值越小則越紅，自然狀態下花青素都以花色苷的形式存在，黑果腺肋花楸的花色苷含量大約在 5.41 mg/g～23.31 mg/g[12]，Jeppsson[13]對比其它小漿果，發現黑果腺肋花楸中的花色苷組成較單一，大部分都歸為矢車菊素類花色苷，其中以矢車菊-3-半乳糖苷為主，占68.9%，矢車菊-3-阿拉伯糖苷占27.5%，矢車菊-3-木糖苷占2.3%，矢車菊-3-葡萄糖苷占1.3%，還有少量的天竺葵-3-半乳糖苷和天竺葵-3-阿拉伯糖苷[14]。

2.2 酚酸類

黑果腺肋花楸中酚酸類物質的含量大約為96 mg/100 gFW[15]，是一類含有酚環的有機酸，是芳香族的次生代謝物。黑果腺肋花楸中酚酸類物質主要由綠原酸、新綠原酸、沒食子酸組成，還有原兒茶酸、對羥基苯甲酸、丁香酸、苯甲酸等物質[16]，也有相關報道分離出7-葡萄糖醛酸苷、3，7-二甘醇糖苷、7-木糖和柚皮素-7-O-吡喃葡萄糖苷和7-O-β-d-吡喃葡萄糖苷5，7，30，50-四羥基黃烷酮[17]等物質，在黑果腺肋花楸蜂蜜果汁中還分離出龍膽酸和突觸酸[18]。在早期的研究中，黑果腺肋花楸被認為是酚酸最好的來源。

2.3 類黃酮及其甙類物質

黑果腺肋花楸中類黃酮物質含量大約為2.32 mg/100 g～9.81 mg/100 g[19]，主要以檞皮素及其衍生物為主，槲皮素能夠與超氧陰離子絡合從而減少氧自由基產生，達到抗氧化作用。黑果腺肋花楸中槲皮素主要由槲皮素-3-蕓香糖甙、槲皮素-3-半乳糖苷、槲皮素-3-葡萄糖苷、槲皮素-3-巢菜糖苷、槲皮素-3-洋槐糖苷組成[20]。檞皮素的衍生物中含量最豐富的是金絲桃苷和異檞皮素[21]，金絲桃苷主要具有抗炎、抗腫瘤、利尿等功效。還含有槲皮素-3-O-蕓香糖苷、槲皮素-3-O-（6-O-α-L-阿拉伯糖基-β-D-葡萄糖苷）、槲皮素-3-O-（6-O-α-L-鼠李糖基-β-D-葡萄糖苷）和槲皮素-3-O-（6-O-α-L-鼠李糖基-β-D-半乳糖苷）等物質[22]。

2.4 原花青素

黑果腺肋花楸原花青素（proanthocyanidins，PC）含量占總多酚的43.2%～55.6%，是以黃烷-3-醇作為結構單元，通過C-C鍵聚合而成的一類化合物[23]，又被稱作縮合單寧，是黑果腺肋花楸澀味的主要來源。根據聚合度的不同可分為單倍體、寡聚體和多聚體。單倍體一般指兒茶素、表兒茶素、表沒食子兒茶素和表阿夫兒茶素等，是原花青素的基本結構單位；寡聚體是由2～4個單倍體縮合而成，多聚體是由5個及以上的單倍體縮合而成。其中二聚體的分布最廣，研究廣泛。朱月等[24]通過高效液相色譜法對黑果腺肋花楸中原花青素進行分離，結果發現純化物中含有表兒茶素和原花青素B2。

2.5 其它營養物質

黑果腺肋花楸果實還含有其它大量的營養物質，其中糖類物質的含量主要占1.7 g/100 g～1.8 g/100 g[25]，主要以葡萄糖和果糖這類單糖聚合為主，葡萄糖在自然界中分布較廣，單糖升糖指數較低，所以單糖和一些單糖制品可以用于糖尿病和肝功能不全的患者。姚利陽等[26]采用紫外分光光度法對3種小漿果中的多糖進行檢測，黑果腺肋花楸中的多糖均高于藍莓、藍靛果，可達到1.764 mg/g；蛋白質含量約占0.7 g/100 g，其中的氨基酸是人體補充能量必需的物質，使用全自動氨基酸分析儀能檢測到6種人體必需氨基酸，其中以賴氨酸為主，苯丙氨酸次之，不含色氨酸和甲硫氨酸的蛋白質對于人的生長發育有著重要意義[27]；維生素在人體代謝發育過程中起重要作用，研究顯示黑果腺肋花楸中的維生素C、維生素K、維生素B2、維生素B6含量分別為 137、242、200、280 μg/kgFW[28]；同樣礦物質元素能夠保持人體的酸堿平衡、構成骨骼以及作為酶的激活劑，對人體也具有重要作用，礦物質元素在黑果腺肋花楸果實中總量可達0.14 mg/g～0.38 mg/g。

3 黑果腺肋花楸生物活性

黑果腺肋花楸是我國新型食品，目前發現黑果腺肋花楸具有抗氧化、抗炎、抑菌、抗癌、治療心血管疾病等生物活性。

3.1 抗氧化作用

黑果腺肋花楸果實中富含多酚類物質，高凝軒等[29]利用黑果腺肋花楸提取物所含的多酚開展體外抗氧化試驗，試驗證明多酚具有清除DPPH自由基、ABTS+自由基、超氧陰離子自由基的能力，并且黑果腺肋花楸多酚的抗氧化活性隨著濃度增加而增加。

RUGINǎ等[30]研究了黑果腺肋花楸提取物對暴露在過氧化氫和高糖誘導的胰島B細胞的保護作用，結果表明黑果腺肋花楸提取物中的花青素具有生物活性，并且有助于外周血單核細胞免于由超氧化物陰離子引起的電離輻射，具有超強的抗氧化性能。BIJAK等[31]通過評估黑果腺肋花楸提取物對過氧亞硝酸引起的氮和氧損傷的影響，發現其對于過氧亞硝酸鹽誘導的血漿纖維蛋白質損傷具有一定的保護作用。KARDUM等[32]連續3個月每隔3 d給25名健康的女性服用100 mL的黑果腺肋花楸果汁，結果發現這些女性的紅細胞中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSHPx）抗氧化活性大大增加，結果表明富含多酚的黑果腺肋花楸果汁具有抗氧化功效。TOLIC 等[33]針對不同年份氣候條件的差異，對黑果腺肋花楸進行了抗氧化能力的測定，結果發現氣候溫暖干燥，累積降雨量少相較其它氣候條件，其果實中花青素和多酚含量濃度最高，抗氧化能力更強。

3.2 抗炎作用

黑果腺肋花楸的抗炎作用與抑制白細胞介素-6、白細胞介素-8（interleukin-8，IL-8）以及腫瘤壞死因子-α等炎癥性細胞因子的釋放有關[34]，花青色素的代謝物能導致人體血管內皮細胞炎癥介質中促炎性細胞因子蛋白質（白介素6和血管細胞黏附分子1）顯著減少，從而達到抗炎作用。

Valcheva-Kuzmanova等[35]研究了黑果腺肋花楸果汁與硫唑嗪對大鼠結腸炎的治療效果，發現花楸果汁對于結腸炎的治療效果不低于硫唑嗪，并且對細胞的毒性較小。李雪梅等[36]通過小鼠實驗表明黑果腺肋花楸的水溶液具有抗炎作用，抗炎作用的大小與水溶液濃度有關。

3.3 抗癌作用

黑果腺肋花楸的抗癌作用與多酚物質有關，多酚類物質能夠保護健康的細胞免受自由基引起的氧化損傷，促進癌細胞的死亡，并且能夠阻止腫瘤細胞的增殖[34]。

SHARIF等[37]研究了黑果腺肋花楸濃縮提取液對老鼠胚胎癌癥的影響，結果表明花楸促使抑制腫瘤因子p73和p56上升，可以抑制癌細胞的分化，對于正常的NIH3T3纖維母細胞和分化的胚胎癌細胞沒有影響，實現了選擇性地殺死未分化的胚胎癌細胞。?AVIKIN等[38]發現黑果腺肋花楸制成的果茶飲品對子宮癌、胎記瘤、慢性髓細胞性白血病均有一定的抑制作用。SIDOR等[39]研究表明結腸直腸腺癌LS-174T細胞對黑果腺肋花楸提取物高度敏感，黑果腺肋花楸果實和葉提取物的 IC50值分別為 5.44 μg/mL 和 1.38 μg/mL，而抗癌藥物的IC50值為7.46 μg/mL，黑果腺肋花楸提取物能有效降低人類癌細胞的存活率，從而達到抗癌作用。

3.4 抑菌作用

蔓越莓對預防尿路感染有很好的效果，但研究表明，黑果腺肋花楸的抑菌效果是蔓越莓的5～10倍[40]，黑果腺肋花楸能夠預防和治療尿路感染主要是因其含有高劑量奎尼酸，奎寧酸能夠代謝為馬尿酸，馬尿酸是一種強抗菌劑，可以有效抑制引起尿路感染的大腸桿菌的生長繁殖。徐艷陽等[41]提取黑果腺肋花楸中的多酚，采用濾紙片法探究多酚對“大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、黃曲霉、煙曲霉、米根霉、島青霉、康寧木霉”這7種菌的抑制作用。結果表明多酚提取物對7種菌均有抑制生長作用，其中對煙曲霉的抑制作用最強，當pH值為5.0時，多酚提取物對黃金色葡萄球菌的抑制效果最好。苗妙等[42]研究發現黑果腺肋花楸多酚對枯草芽孢桿菌、脂環酸芽孢桿菌、陰溝腸桿菌、產氣腸桿菌和釀酒酵母這5種細菌均有抑制作用，且抑菌活性不受紫外線影響。

3.5 其它作用

PARZONKO等[43]取心血管疾病患者的內皮祖細胞，添加黑果腺肋花楸中的花青素提取物，放在纖連蛋白錫板上進行培養。結果表明，花青素激活了H0-1因子以及Nrf2轉錄因子的表達，最終使血管緊張素轉換酶Ⅱ電位降低，從而保護患者的內皮祖細胞，所以花青素提取物能夠預防冠狀動脈疾病、治療心血管疾病。張金堂[44]研究表明，黑果腺肋花楸中的花色苷提取物可以有效改善大鼠腸道內菌群的平衡、促進有益菌的生長、改善血脂的水平、抑制肝細胞脂肪變性、減少肝臟中重金屬的積累、增強胃液分泌和降低胃黏膜血液中血漿的濃度，有一定維持體質代謝平衡和保胃的功能。DASKALOVA等[45]發現黑果腺肋花楸果汁改善了補充動物的脂質狀況，減緩了主動脈壁的變化，證實了花楸果汁具有抗動脈粥樣硬化和心臟保護作用。

4 黑果腺肋花楸的質量評價方法

受種植區域、氣候條件、幼苗生長時間等各種因素影響，黑果腺肋花楸的質量良莠不齊，隨著現代化技術的不斷進步、儀器設備的推陳出新，總結分析黑果腺肋花楸的質量評價方法，對市場標準化以及黑果腺肋花楸后續深入研究具有重要意義。

4.1 顯微鑒別

顯微鑒別法是用顯微鏡對供試品中的組織、細胞或其中的內含物等特征進行鑒定的一種方法。王雪等[46]發現天山花楸果實的主要顯微特征有石細胞、螺紋導管、草酸鈣簇晶、非腺毛、果皮細胞和薄壁細胞。孫丹丹[47]對不同品種的接骨木果實粉末進行了顯微鑒別，結果發現不同品種的粉末顏色、網格狀細胞以及油管的顏色均有差別，接骨木與黑果腺肋花楸同為雙子葉植物綱，形態特征及化學成分都極為相似，接骨木與黑果腺肋花楸同為雙子葉植物綱，形態特征及化學成分都極為相似，顯微鑒別也可作為黑果腺肋花楸品種、質量快速鑒定的一種方式。

4.2 電子感官分析法

張海平[48]研究表明，電子鼻和電子舌能夠對不同貯藏期的黑果腺肋花楸發酵果汁進行分類區分，貯藏時間越長發酵果汁口感相似度越高。黑果腺肋花楸的成熟度、新鮮程度與氣味、口感密切相關，但電子鼻技術運用于黑果花楸還較少，所以將電子鼻、電子舌用于對其相關成分的測定，輔助評價其質量的優劣。

4.3 色譜技術

4.3.1 薄層色譜法

薄層色譜法原理是針對不同的固定相選取相應的流動相，發生毛細作用，將不同的物質進行一定程度的分離，從而進行定性和定量分析，現在已經發展成為一種有效的識別和控制食藥質量的技術[49]。

常軍民等[50]建立了天山花楸藥材的薄層色譜鑒別方法，可用于質量控制或資源開發，其結果表明使用聚酰胺薄層色譜法可以檢測出天山花楸中的金絲桃苷，可以作為天山花楸藥材定性鑒別的依據，但關于黑果腺肋花楸的薄層色譜鑒別還未見有報道，仍需要進一步研究。

4.3.2 高效液相色譜法

黑果腺肋花楸中有效成分多且復雜，僅選取其中一個有效成分進行質量控制具有局限性，而高效液相色譜法中的指紋圖譜具有整體性定性定量的特點[51]，可以完善黑果腺肋花楸的質量評價。

宋健剛等[52]使用高效液相色譜法對黑果腺肋花楸提取物中的氯化矢車菊素的含量進行了檢測，并建立了一套最佳水解提取工藝。RODRíGUEZ-WERNER等[53]采用高效液相色譜-電噴霧質譜法研究了漿果和果汁中酚類成分的變化，同樣將此方法用于其質量的評價方面，可以探索黑果腺肋花楸果實中酚類成分變化，以此作為其質量評定的一項指標。

4.3.3 色譜聯用技術

根據被測樣品的狀態不同，可以選用液相色譜或氣相色譜，液相色譜-質譜、氣相色譜-質譜等聯用的色譜技術，將色譜高效分離和質譜精準鑒別的優勢結合起來，為深入研究黑果腺肋花楸中的有效成分提供了技術平臺。

張上上等[54]對黑果腺肋花楸中的花青苷類化合物進行了超高效液相色譜-飛行時間-串聯質譜分析。李國明等[55]采用氣相色譜-質譜聯用法對超聲波輔助提取的黑果腺肋花楸揮發油進行了鑒定。SLIMESTAD等[56]用液質聯用和質譜法分析了黑果腺肋花楸果實中黃酮的種類，以上均為色譜聯用技術在黑果腺肋花楸果實上的應用，可以使用此技術對黑果腺肋花楸相關成分進行鑒定評價。

4.4 光譜技術

光譜法是根據不同波長光的能量與分子或原子內各種能級的躍遷能量相對應，建立的一套光學分析方法，可以對物質進行定性、定量以及結構分析，具有操作簡單、靈敏度高、用途廣泛等優點。

BATARAGA等[57]選用蘆丁作為測定總黃酮含量的標準物質，用紫外/可見光光譜法測定了黑果腺肋花楸中蘆丁的含量。叢龍嬌等[58]采用紫外分光光度法對多酚和黃酮的含量進行了測定。常軍民等[59]使用電感耦合等離子體法測定了天山花楸中的微量元素。這種方法測定簡單、靈敏度高，因此可以應用于黑果腺肋花楸的研究。

4.5 其它技術

陳丹[60]通過對水榆花楸、黃山花楸等7種花楸屬植物進行核型分析，結果表明，花楸屬中的不同花楸可以根據核型公式作為依據進行種類的區分，DNA鑒定已經廣泛地應用于同屬不同種食品、藥品的真偽鑒別。于麗等[61]使用電感耦合等離子體質譜法測定黑果腺肋花楸中20種營養元素的含量，證實方法可靠、靈敏簡便，可以用于花楸果中更多營養元素的質量研究。

5 結語

由于人們對健康生活的需求日益增加，新型食品已進入大眾視野，本文主要以黑果腺肋花楸作為主要論述對象，圍繞黑果花楸的化學成分和生物活性測定展開論述，對研究黑果腺肋花楸的質量評價方法進行了總結，傳統的質量評價方法一般有性狀鑒別以及常規檢查（水分、灰分、可溶性固形物等），文中還介紹了顯微鑒別、電子感官分析法、薄層色譜、高效液相色譜、色譜聯用技術、光譜法等，就目前的研究成果上看，已經取得了很大的進展，鑒于黑果腺肋花楸具有多種生理活性和潛在良好的市場前景，可大力發展其作為新型的功能性食品、但對于不同來源的黑果腺肋花楸樣品中營養物質含量有很大差異，因此對不同來源的黑果腺肋花楸營養物質的含量進行數據采集，建立質量評價方法體系，合理化黑果腺肋花楸的質量評價標準，對黑果腺肋花楸進行進一步的開發和系統的利用具有重要意義。