花色苷提取的最新研究进展

姜秀娟，刘海霞，徐 爱，周坤兰，张 震

（吉林工程技术师范学院 食品工程学院，吉林 长春 130000）

在人类的食物类型中不仅包含了生命必须的碳水化合物（糖类）、脂肪、蛋白质、维生素等营养物质，还包含了大量非营养性生物活性物质，例如黄酮类化合物和类胡萝卜素等。其中黄酮类化合物具有降低二型糖尿病、心肌梗塞的发生率，改善血脂与内皮舒张等功能。花青素属于生物类黄酮物质，一般情况下自然界当中的花青素是与1个或多个葡萄糖、乳糖、半乳糖等通过糖苷键形成花色苷。花色苷可溶于水，并且颜色会随着pH值的不同产生改变，在pH＜3的酸性条件下呈红色，在pH＞6的碱性环境下呈蓝色。花色苷作为一种天然色素，存在于很多水果中，如蓝莓、黑莓、紫薯、桑葚等。

1 花色苷的生物活性

1.1 抗氧化

花色苷的结构当中具有多个酚羟基，能够保护植物中容易氧化的成分，早在20世纪90年代的研究中就已经提到了花色苷的抗氧化性能，并且提到其在浓度较高时抗氧化性能强于抗坏血酸。在清除自由基的能力方面花色苷要明显地强于维生素E与维生素C，可以在协助两者的吸收利用的同时发挥协同功能，提升在人体内部的抗氧化作用[1]。此外，花色苷能够阻止和过氧根离子的反应，避免过氧化反应的生成，还可以与胶原蛋白共同作用形成阻隔，阻止组织与外界自由基的接触。

1.2 抗癌与抗肿瘤

癌症是一种细胞生长增殖机制失常所导致的疾病，一直以来都是威胁人类健康的主要疾病，。癌细胞除了生长失控之外还会局部入侵正常组织，通过体内的循环系统或淋巴系统转移到身体的其他部分。从癌症预防的角度来看，关键点在于如何控制肿瘤入侵并且预防肿瘤细胞数量的扩散。花色苷能够抑制癌细胞之间的信号传递，阻碍细胞的信息表达，从而减少对于癌细胞的诱导。当前的很多研究中都已经提到了花色苷对于癌症的抑制作用，如从红葡萄中的提取出的花色苷能够抑制HCT-15细胞的生长，从而对结肠癌和胃癌起到一定的预防功能；从紫薯当中提取出的的硒元素和花色苷可以增强机体免疫力，清除体内自由基，抗癌作用超过红薯；从蓝靛果中提取出的的生物活性成分花色苷也有良好的抗氧化效果与防癌抗癌功能，加快人体内的毒素排出，提升机体的抗病抗肿瘤能力[2]。综合来看花色苷类物质能够促进癌细胞坏死因子的产生，增强巨噬细胞免疫作用，抑制血管内壁肿瘤细胞诱导因子的表达并预防细胞的扩散。

1.3 心血管疾病防治

自生育酚、类黄酮类抗氧化物质被大规模应用于心血管疾病防治领域之后，花色苷也得到了领域内的广泛关注，例如降低血脂、消炎镇痛和抗氧化性能等。在一些实验中也提到了从红葡萄中提取的花色苷可以抑制血小板聚集与低密度脂蛋白的氧化功能，降低毛细血管的渗透性。例如冠状动脉粥样硬化就是威胁中老年人群的常见疾病，而花色苷具有能够抑制低密度脂蛋白的氧化过程，降低此类心血管疾病的发生率，同时降低胆固醇浓度，促进类固醇排泄等功能[3]。

1.4 其他功能

其他功能主要表现在抗炎、抗菌、降低血糖等，例如从桑葚当中提取的花色苷的抗炎作用甚至比阿司匹林更加显著。另外，花色苷可以提升人眼的视觉敏锐程度，起到良好的视力保健功能，可以延缓视疲劳。

2 花色苷的提取工艺分析

2.1 溶剂提取法

花色苷的提取工艺选择与花色苷的化学定性定量分析、食品添加剂的使用要求等有关，在综合评估花色苷自身的性质之后，可以选择溶剂提取法，这也是花色苷最为常见的一种提取方法。这一方法的技术原理与相似相溶的原理比较接近，合理地选择有机溶剂至关重要，一方面要考虑到有效成分的溶解要求，另一方面则要避免有其他杂质的存在。目前的提取剂类型包括甲醇、乙醇和其他混合剂等，并且溶剂提取法当中提取的物质包括了蛋白质、有机酸等。由于甲醇本身存在毒性，一般选择酸化乙醇法进行提取，不仅可以保障花色苷的稳定性，同时还能够让乙醇始终处于较低的pH范围之内。但溶剂提取法会受到提取剂类型、时间、温度和料液比等多个方面的因素干扰，且在某些环境下的精确度也可能会受到影响[4]。

2.2 超临界萃取技术

超临界萃取技术作为一种新型分离方法，流体的密度和质量比气体更大，与液体保持接近，且黏度与气体比较相似，因此超临界流体可以被认为是一种性能良好的萃取剂。在各种不同类型的溶剂当中，二氧化碳凭借着易获取、安全性高，不会因为某些温度敏感等物质受到影响的优势成为了最常见的类型。如果在无氧环境之下完成提取过程，则可以获得较高的提取率，保留物质本身的天然特性。但超临界萃取的主要缺陷在于成本较高，使得大规模生产应用可能会受到限制。

2.3 酶提取

酶是一种性能优质的生物催化剂，能够有效地将植物组织分解后加速有效物质的释放，提升所需物质的提取率。提取花色苷的酶类型包括果胶酶与纤维素酶，技术原理都是利用酶解纤维素来破坏植物体的细胞壁、使果胶分解成为小分子物质，让细胞壁和纤维素上的花色苷能够全方位地释放[5]。

2.4 微波提取

微波与电磁波和传统的远红外线相比波长更长，利用其高频振动的特性，可以顺利地穿透介质内，在进入介质之后产生高强度振动，分子间的高频率作用也能让被提取的物质可以从体系中得到分离，最后进入到微波吸收能力比较弱的提取剂中。花色苷按照这一技术方法进行提取时，提取剂可以快速地渗透至植物体细胞壁、细胞膜等，不仅能够降低生产成本同时还能降低提取时间。很多研究中提到了最佳的实验条件和提取条件，可以保持整个提取过程的平衡，从而强化固液的浸取过程，在很短的时间内达到平衡的目标。

2.5 超声波提取

超声波的方向性好且穿透能力极佳，超声波仪产生的高频震荡信号转换为高频机械震荡，可以保障其在媒介中的传热速度，细胞内容物能因此而得到释放[6-7]。植物中存在的有效成分一旦扩散和浸出，媒介产生的空化作用会让空化泡在短时间内迅速膨胀产生高压高温环境，强大的冲击波会破坏细胞结构使其破裂，不仅可以缩短提取时间，而且还能减少废弃物的产生，是诸多提取工艺中最为环保的一种技术方案。采用此种方法提取时超声波时间不可太长，否则会让花色苷剪切分子结构出现变化。

3 结语

现阶段蓝莓、黑莓等产业的规模不断扩大，丰富的资源遍布全国各地，使得花色苷的提取更加便捷。综合来看花色苷的生理功能体现在抗氧化、清除自由基、调节免疫功能等多个方面，能够给心血管疾病预防、癌症预防、肿瘤预防等提供有效支持。在后续的技术研究中，可以进一步围绕花色苷的提取、纯化等工艺来提升相关产品的附加值，给产品开发提供合理的技术支持。