潘美華,程哲灝
(廣東嶺南職業技術學院,廣東廣州 510000)
藍莓又名越橘,屬于杜鵑花科,是最受歡迎的漿果之一,主要種植于美國、波蘭、加拿大,在我國東北、西南地區也有種植[1]。我國種植藍莓的歷史較短,自1983年才引進至我國種植,但我國藍莓種植產業發展較快,藍莓已成為貴州省農村產業重點發展精品水果之一。藍莓果皮呈藍色,有一層白色的果粉。藍莓分為不同的品種,果實大小差異較大,小的每個0.5~2.5 g,大的每個3.5~5.0 g[2]。藍莓營養豐富,富含花青素、多酚類化合物、維生素C、SOD等抗氧化物質,以及鐵、鉀、鋅、錳等礦物質[3]。
藍莓含有的營養成分包括花青素及花色苷、黃酮及其糖苷衍生物、酚酸和糖類物質等。
藍莓中主要有5種花青素,并且與葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖等結合成藍莓中的15種花色苷。花色苷為藍莓的主要化學成分,在藍莓中,含量最多的為錦花葵素,作用較突出的為錦花葵素-3-O半乳糖苷。MOZE等[4]利用高效液相色譜-串聯質譜檢測出不同產區藍莓的15種花色苷。藍莓花色苷含量易受溫度、海拔、季節等環境因素影響,但其種類受外界環境影響較小。胡雅馨等[5]發現,藍莓中的花青甙色素含量為0.07~0.15 g/100 g。熊穎[6]等研究表明,在乙醇體積分數70%、提取溫度50 ℃、料液比1∶20、提取時長1 h、溶劑pH=2條件下提取藍莓酒渣,花青素含量為6.38 mg/g。吳帆等[7]利用大孔樹脂對花青素進行分離純化,使用AB-8型大孔樹脂,洗滌液為60%乙醇,控制流速在0.5 mL/min有最好的純化效果。
黃酮類物質包括黃酮類、黃酮醇類、二氫黃酮類和二氫黃酮醇類等一系列黃酮類及其衍生物。黃酮類物質普遍存在于植物中,主要以糖苷鍵的形式與糖類物質結合,是藍莓中的活性成分之一。藍莓中含量較高的黃酮類物質有楊梅酮、槲皮素和山奈酚,主要分布于藍莓葉中。藍莓果實中黃酮類含量不如葉子,不同產地、品種對藍莓果實中黃酮的種類影響較小[8]。關于藍莓中黃酮類物質的提取,以乙醇為提取液,超聲波輔助提取,大孔樹脂吸附洗脫最為有效。劉建祥等[9]研究發現,在超聲波的條件下利用50%乙醇溶液能有效提取藍莓中的黃酮類物質,提取后用AB-8樹脂進行分離提純,所得物質仍保留較強的還原力。另外,微波也能增強藍莓中黃酮類物質的提取效果。張燕等[10]研究表明,把藍莓枝干粉碎過80目篩,55%乙醇微波處理5 min,提取4次,黃酮得率為14.60%,且所得黃酮物質仍保留較好的抗氧化能力。張玉香等[11]研究表明,乙醇體積分數64%,提取溫度72 ℃,料液比1∶50,微波功率456 W,在此條件下黃酮提取率為4.232%。
酚酸從骨架結構上分類,可分為肉桂酸類和苯甲酸類。藍莓中酚酸常分布于其花、莖、葉、根和果實中,含量受環境的影響較大。王儲炎等[12]經過研究發現,藍莓中酚酸含量最高為丁香酸(112.9 μg/g)及原兒茶酸(92.4 μg/g),剩余7種酚酸含量均低于30 μg/g。并且藍莓經過嗜酸乳桿菌發酵后,提高了原兒茶酸、丁香酸、咖啡酸含量,降低了兒茶素含量。
多糖作為植物中常見的營養成分,具有多種生理活性。除了主要的提供能量、組成細胞結構等功能外,部分植物多糖具有調節免疫能力。多糖分子量、結構和理化性質對其生理活性的影響很大。郭弘璇等[13]對4個不同品種的藍莓多糖進行結構研究,發現不同種類的藍莓多糖水解后單糖組成相同,均由葡萄糖、果糖、阿拉伯糖、半乳糖、赤蘚糖、鼠李糖、巖藻糖和木糖8種單糖構成,含量較高的單糖為葡萄糖、果糖、半乳糖。
藍莓在不同部位多糖的含量也不相同,果實中含量為2.0%~3.5%,葉中含量不足1.0%[14]。藍莓多糖的提取方法比較多,除了傳統的熱水浸提,還有酶法、微波、超聲波等現代方法。孟憲軍等[15]先用纖維素酶水解藍莓殘渣中的纖維素,然后用超聲波輔助提取藍莓殘渣中的多糖。研究表明,纖維素酶添加0.6%,于40 ℃下酶解100 min后,調節料水比為1∶60(g∶mL),提取溫度50 ℃,超聲波功率80 W,提取40 min,藍莓多糖的得率為2.335%。朱金艷等[16]用微波輔助提取藍莓殘渣中的多糖。研究表明,提取溫度為90 ℃,料水比為1∶60,提取時間為4 h的條件下,提取效果最佳,藍莓多糖的得率為2.108%;對比超聲波和微波提取可以發現,均在最佳條件時,藍莓多糖的提取率相當;超聲波提取需要的時間更短,提取溫度更低,微波則具有成本更低的優勢。
藍莓中的花青素能激活視網膜酶的活力,從而有效改善視覺效果。藍莓青花素不僅僅能緩解眼睛疲勞,還對多種眼睛疾病都有一定的藥理作用。研究表明,藍莓花青素對屈光不正、眼表疾病、白內障、青光眼和視網膜光損傷等疾病都有一定的緩解作用[17]。鄧宏偉等[18]通過豚鼠生物實驗研究表明,藍莓花青素能通過抑制MMP-2蛋白表達,減少膠原蛋白降解,抑制豚鼠近視形成。田軍等[19]利用藍莓葡萄籽與維生素E聯合中藥外敷,并口服葉黃素對8~13歲兒童進行臨床試驗,試驗中89例近視樣本分為觀察組(39例)和對照組(50例)。研究發現,采用口服葉黃素藍莓葡萄籽維生素E聯合中藥外敷,干預12個月后裸眼視力提升者占87%。
藍莓中含有豐富的花青素,花青素是一種較強的抗氧化劑。細胞的衰老過程中會產生自由基,這些自由基會損害細胞,而花青素可以清除這些自由基[20]。不僅如此,藍莓花青素還可以促進身體中的膠原蛋白合成,加強表皮細胞的新陳代謝,從而減緩和扭轉人體衰老過程。張卓睿等[21]通過灌胃給予小鼠不同劑量的藍莓花青素,檢測小鼠肝臟的肝臟總抗氧化能力、總超氧化物歧化酶活力及谷胱甘肽過氧化物歧化酶活力。研究表明,小鼠攝入藍莓花色素后,上述3項均顯著增加,說明藍莓花青素在動物體內有抗氧化活性。連悅汝等[22]通過對“藍美1號”藍莓粉提取物的研究,發現其對ABTS+·、羥基自由基、超氧陰離子自由基的清除能力均優于維生素C,抗氧化效果良好。
鄭飛[23]通過對小鼠力竭游泳時間及耐缺氧的比較,發現小鼠在服用藍莓多糖后,力竭游泳時間明顯比對照組延長,力竭游泳時間與藍莓多糖的服用劑量呈正相關;生理指標方面,小鼠體內的血尿素氮、血乳酸與藍莓多糖的攝入量呈負相關,肝糖原與藍莓多糖的攝入量呈正相關;種種生理指標都表明藍莓多糖具有緩解疲勞的功效。
藍莓花青素對腫瘤的抑制作用,主要體現在能夠誘導腫瘤的凋亡。藍莓花青素物質對前肝癌、結腸癌、乳腺癌等均有抑制作用。姜洞彬等[24]研究發現,100 μg/ml以上的藍莓花青素能有效抑制高侵襲性人肝癌LM3細胞的增殖。表現為LM3細胞體積縮小,細胞數目減少,中晚期凋亡細胞數量增多,且隨藍莓花青素濃度升高上述現象更加明顯。陳忠勝[25]研究發現,50 μg/mL的藍莓花青素作用25.5 h時,對人結腸癌細胞株HT-29抑制率超過50%。陳晶晶[26]通過不同濃度的藍莓花青素苷元和糖苷粗提物作用于離體培養人肝癌細胞(HepG2細胞),研究藍莓活性物質對肝癌細胞的抑制能力。發現HepG2細胞存活率與藍莓花青素苷元和糖苷粗提物濃度呈負相關。此結果表明,一定濃度下的藍莓花青素苷元和糖苷提取物均對HepG2細胞具有明顯的抑制作用。
隨著近年來對藍莓研究的深入,發現藍莓具有的活性物質種類以及保健功效越來越多。藍莓中含有的花青素、多糖都具有多種生理保健功能,隨著社會的發展,人們對健康食品的要求逐漸增高,藍莓的市場有廣闊的發展空間。另外,藍莓葉中花青素含量較高,找到經濟的藍莓葉花色素提取工藝,并將花色素提取物開發成不同產品也將具有良好的市場前景。