黑果腺肋花楸成分活性及质量评价方法的研究进展

孙怡，邢丽颖，李艳林，韩东，李建颖

（天津商业大学生物技术与食品科学学院，天津 300134）

黑果腺肋花楸于2018年9月被国家卫生健康委员会列入新食品原料[1]，果实中富含黄酮、多酚、多糖以及碳水化合物等营养物质[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]。黑果腺肋花楸果在国外已有较长的食用历史，通常用作酿酒和制作果汁，果实的提取物也广泛应用于保健医药领域，并且因其花期长、颜色美观，在生态恢复和园林美化等方面也发挥着重要作用[4]。我国虽引种较晚，但近年来越来越多的地区开始引种繁殖，后续发展具有巨大潜力。

黑果腺肋花楸是一种新型食品，具有丰富的营养价值，但因其果实中含有丰富的单宁，所以直接食用风味不佳，仍有一定的局限性。虽然目前已经有部分加工方式用于改善其口感，如将其与绞股蓝、蓝莓制成复合饮品[5-6]，但更优工艺仍有待发掘。根据黑果腺肋花楸的化学成分和生物活性，也可以对药理作用进行深入研究。所以本文总结了黑果腺肋花楸化学成分、生物活性以及质量评价方法的研究进展，为其形成一套完整的质量评价体系奠定理论基础，在控制质量的同时也能规范其食品安全，拓宽食品产业发展前景。

1 黑果腺肋花楸的研究现状

1.1 黑果腺肋花楸特性简介

黑果腺肋花楸 [Aronia melanocarpa（Michx.）Elliott]又被称为野樱莓或不老莓，蔷薇科，腺肋花楸属，果实呈球形，成熟的果实外观为黑紫色，与蓝莓有些相似，汁液为浆果红，每个果实的平均直径在1.4 cm左右，平均质量在0.5 g～2.0 g之间。为了能够长期保存，可以选择低温贮藏、气调贮藏[7]等贮藏方式。由于果实生长的地理位置和气候条件不同，果实的风味会略有差别，但其中都含有单宁，以致其都伴随不同程度的苦涩，直接食用口感不佳，所以需进一步加工成果汁、果酱、果酒、果醋等[8]。

1.2 黑果腺肋花楸价值及发展

黑果腺肋花楸通常被用作食品添加剂，具有较长的食用历史，果实及其提取物常用于临床医学，因具有抗炎、抗氧化、减少体内重金属沉积[9]、减少心脑血管疾病等功效，所以在国外黑果腺肋花楸的商用价值、食用价值、药用价值均得到了很大的开发[10]。2002年我国辽宁省从朝鲜引种，陆续又引入了不同的品种，北京、天津等地均有种植，由于气候、土壤、水源、栽植方法、栽植时期等条件均适宜黑果腺肋花楸的生长，并且顺利地完成了繁殖、栽培区域试验等研究，为我国黑果腺肋花楸的开发奠定了基础。但从目前的发展情况来看，黑果腺肋花楸的药用价值、食用价值以及商用价值仍处于起步阶段，所以黑果腺肋花楸具有巨大的发展潜力。

2 黑果腺肋花楸的化学成分

黑果腺肋花楸果富含多酚类物质，多酚分为单体多酚和聚合多酚[11]，单体多酚主要包括花青素和各种糖苷类化合物、酚酸、类黄酮和甙类化合物；聚合多酚为原花青素，也称为前花青素。具体如表1所示。

表1 黑果腺肋花楸中多酚类成分组成Table 1 Composition of polyphenols in Aronia melanocarpa

2.1 花青素及其糖苷类

花青素是一种水溶性色素，是植物或果实中主要呈色物质，细胞液的pH值越小则越红，自然状态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约在 5.41 mg/g～23.31 mg/g[12]，Jeppsson[13]对比其它小浆果，发现黑果腺肋花楸中的花色苷组成较单一，大部分都归为矢车菊素类花色苷，其中以矢车菊-3-半乳糖苷为主，占68.9%，矢车菊-3-阿拉伯糖苷占27.5%，矢车菊-3-木糖苷占2.3%，矢车菊-3-葡萄糖苷占1.3%，还有少量的天竺葵-3-半乳糖苷和天竺葵-3-阿拉伯糖苷[14]。

2.2 酚酸类

黑果腺肋花楸中酚酸类物质的含量大约为96 mg/100 gFW[15]，是一类含有酚环的有机酸，是芳香族的次生代谢物。黑果腺肋花楸中酚酸类物质主要由绿原酸、新绿原酸、没食子酸组成，还有原儿茶酸、对羟基苯甲酸、丁香酸、苯甲酸等物质[16]，也有相关报道分离出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5，7，30，50-四羟基黄烷酮[17]等物质，在黑果腺肋花楸蜂蜜果汁中还分离出龙胆酸和突触酸[18]。在早期的研究中，黑果腺肋花楸被认为是酚酸最好的来源。

2.3 类黄酮及其甙类物质

黑果腺肋花楸中类黄酮物质含量大约为2.32 mg/100 g～9.81 mg/100 g[19]，主要以檞皮素及其衍生物为主，槲皮素能够与超氧阴离子络合从而减少氧自由基产生，达到抗氧化作用。黑果腺肋花楸中槲皮素主要由槲皮素-3-芸香糖甙、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-洋槐糖苷组成[20]。檞皮素的衍生物中含量最丰富的是金丝桃苷和异檞皮素[21]，金丝桃苷主要具有抗炎、抗肿瘤、利尿等功效。还含有槲皮素-3-O-芸香糖苷、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）等物质[22]。

2.4 原花青素

黑果腺肋花楸原花青素（proanthocyanidins，PC）含量占总多酚的43.2%～55.6%，是以黄烷-3-醇作为结构单元，通过C-C键聚合而成的一类化合物[23]，又被称作缩合单宁，是黑果腺肋花楸涩味的主要来源。根据聚合度的不同可分为单倍体、寡聚体和多聚体。单倍体一般指儿茶素、表儿茶素、表没食子儿茶素和表阿夫儿茶素等，是原花青素的基本结构单位；寡聚体是由2～4个单倍体缩合而成，多聚体是由5个及以上的单倍体缩合而成。其中二聚体的分布最广，研究广泛。朱月等[24]通过高效液相色谱法对黑果腺肋花楸中原花青素进行分离，结果发现纯化物中含有表儿茶素和原花青素B2。

2.5 其它营养物质

黑果腺肋花楸果实还含有其它大量的营养物质，其中糖类物质的含量主要占1.7 g/100 g～1.8 g/100 g[25]，主要以葡萄糖和果糖这类单糖聚合为主，葡萄糖在自然界中分布较广，单糖升糖指数较低，所以单糖和一些单糖制品可以用于糖尿病和肝功能不全的患者。姚利阳等[26]采用紫外分光光度法对3种小浆果中的多糖进行检测，黑果腺肋花楸中的多糖均高于蓝莓、蓝靛果，可达到1.764 mg/g；蛋白质含量约占0.7 g/100 g，其中的氨基酸是人体补充能量必需的物质，使用全自动氨基酸分析仪能检测到6种人体必需氨基酸，其中以赖氨酸为主，苯丙氨酸次之，不含色氨酸和甲硫氨酸的蛋白质对于人的生长发育有着重要意义[27]；维生素在人体代谢发育过程中起重要作用，研究显示黑果腺肋花楸中的维生素C、维生素K、维生素B2、维生素B6含量分别为 137、242、200、280 μg/kgFW[28]；同样矿物质元素能够保持人体的酸碱平衡、构成骨骼以及作为酶的激活剂，对人体也具有重要作用，矿物质元素在黑果腺肋花楸果实中总量可达0.14 mg/g～0.38 mg/g。

3 黑果腺肋花楸生物活性

黑果腺肋花楸是我国新型食品，目前发现黑果腺肋花楸具有抗氧化、抗炎、抑菌、抗癌、治疗心血管疾病等生物活性。

3.1 抗氧化作用

黑果腺肋花楸果实中富含多酚类物质，高凝轩等[29]利用黑果腺肋花楸提取物所含的多酚开展体外抗氧化试验，试验证明多酚具有清除DPPH自由基、ABTS+自由基、超氧阴离子自由基的能力，并且黑果腺肋花楸多酚的抗氧化活性随着浓度增加而增加。

RUGINǍ等[30]研究了黑果腺肋花楸提取物对暴露在过氧化氢和高糖诱导的胰岛B细胞的保护作用，结果表明黑果腺肋花楸提取物中的花青素具有生物活性，并且有助于外周血单核细胞免于由超氧化物阴离子引起的电离辐射，具有超强的抗氧化性能。BIJAK等[31]通过评估黑果腺肋花楸提取物对过氧亚硝酸引起的氮和氧损伤的影响，发现其对于过氧亚硝酸盐诱导的血浆纤维蛋白质损伤具有一定的保护作用。KARDUM等[32]连续3个月每隔3 d给25名健康的女性服用100 mL的黑果腺肋花楸果汁，结果发现这些女性的红细胞中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSHPx）抗氧化活性大大增加，结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]针对不同年份气候条件的差异，对黑果腺肋花楸进行了抗氧化能力的测定，结果发现气候温暖干燥，累积降雨量少相较其它气候条件，其果实中花青素和多酚含量浓度最高，抗氧化能力更强。

3.2 抗炎作用

黑果腺肋花楸的抗炎作用与抑制白细胞介素-6、白细胞介素-8（interleukin-8，IL-8）以及肿瘤坏死因子-α等炎症性细胞因子的释放有关[34]，花青色素的代谢物能导致人体血管内皮细胞炎症介质中促炎性细胞因子蛋白质（白介素6和血管细胞黏附分子1）显著减少，从而达到抗炎作用。

Valcheva-Kuzmanova等[35]研究了黑果腺肋花楸果汁与硫唑嗪对大鼠结肠炎的治疗效果，发现花楸果汁对于结肠炎的治疗效果不低于硫唑嗪，并且对细胞的毒性较小。李雪梅等[36]通过小鼠实验表明黑果腺肋花楸的水溶液具有抗炎作用，抗炎作用的大小与水溶液浓度有关。

3.3 抗癌作用

黑果腺肋花楸的抗癌作用与多酚物质有关，多酚类物质能够保护健康的细胞免受自由基引起的氧化损伤，促进癌细胞的死亡，并且能够阻止肿瘤细胞的增殖[34]。

SHARIF等[37]研究了黑果腺肋花楸浓缩提取液对老鼠胚胎癌症的影响，结果表明花楸促使抑制肿瘤因子p73和p56上升，可以抑制癌细胞的分化，对于正常的NIH3T3纤维母细胞和分化的胚胎癌细胞没有影响，实现了选择性地杀死未分化的胚胎癌细胞。ŠAVIKIN等[38]发现黑果腺肋花楸制成的果茶饮品对子宫癌、胎记瘤、慢性髓细胞性白血病均有一定的抑制作用。SIDOR等[39]研究表明结肠直肠腺癌LS-174T细胞对黑果腺肋花楸提取物高度敏感，黑果腺肋花楸果实和叶提取物的 IC50值分别为 5.44 μg/mL 和 1.38 μg/mL，而抗癌药物的IC50值为7.46 μg/mL，黑果腺肋花楸提取物能有效降低人类癌细胞的存活率，从而达到抗癌作用。

3.4 抑菌作用

蔓越莓对预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]，黑果腺肋花楸能够预防和治疗尿路感染主要是因其含有高剂量奎尼酸，奎宁酸能够代谢为马尿酸，马尿酸是一种强抗菌剂，可以有效抑制引起尿路感染的大肠杆菌的生长繁殖。徐艳阳等[41]提取黑果腺肋花楸中的多酚，采用滤纸片法探究多酚对“大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、黄曲霉、烟曲霉、米根霉、岛青霉、康宁木霉”这7种菌的抑制作用。结果表明多酚提取物对7种菌均有抑制生长作用，其中对烟曲霉的抑制作用最强，当pH值为5.0时，多酚提取物对黄金色葡萄球菌的抑制效果最好。苗妙等[42]研究发现黑果腺肋花楸多酚对枯草芽孢杆菌、脂环酸芽孢杆菌、阴沟肠杆菌、产气肠杆菌和酿酒酵母这5种细菌均有抑制作用，且抑菌活性不受紫外线影响。

3.5 其它作用

PARZONKO等[43]取心血管疾病患者的内皮祖细胞，添加黑果腺肋花楸中的花青素提取物，放在纤连蛋白锡板上进行培养。结果表明，花青素激活了H0-1因子以及Nrf2转录因子的表达，最终使血管紧张素转换酶Ⅱ电位降低，从而保护患者的内皮祖细胞，所以花青素提取物能够预防冠状动脉疾病、治疗心血管疾病。张金堂[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肠道内菌群的平衡、促进有益菌的生长、改善血脂的水平、抑制肝细胞脂肪变性、减少肝脏中重金属的积累、增强胃液分泌和降低胃黏膜血液中血浆的浓度，有一定维持体质代谢平衡和保胃的功能。DASKALOVA等[45]发现黑果腺肋花楸果汁改善了补充动物的脂质状况，减缓了主动脉壁的变化，证实了花楸果汁具有抗动脉粥样硬化和心脏保护作用。

4 黑果腺肋花楸的质量评价方法

受种植区域、气候条件、幼苗生长时间等各种因素影响，黑果腺肋花楸的质量良莠不齐，随着现代化技术的不断进步、仪器设备的推陈出新，总结分析黑果腺肋花楸的质量评价方法，对市场标准化以及黑果腺肋花楸后续深入研究具有重要意义。

4.1 显微鉴别

显微鉴别法是用显微镜对供试品中的组织、细胞或其中的内含物等特征进行鉴定的一种方法。王雪等[46]发现天山花楸果实的主要显微特征有石细胞、螺纹导管、草酸钙簇晶、非腺毛、果皮细胞和薄壁细胞。孙丹丹[47]对不同品种的接骨木果实粉末进行了显微鉴别，结果发现不同品种的粉末颜色、网格状细胞以及油管的颜色均有差别，接骨木与黑果腺肋花楸同为双子叶植物纲，形态特征及化学成分都极为相似，接骨木与黑果腺肋花楸同为双子叶植物纲，形态特征及化学成分都极为相似，显微鉴别也可作为黑果腺肋花楸品种、质量快速鉴定的一种方式。

4.2 电子感官分析法

张海平[48]研究表明，电子鼻和电子舌能够对不同贮藏期的黑果腺肋花楸发酵果汁进行分类区分，贮藏时间越长发酵果汁口感相似度越高。黑果腺肋花楸的成熟度、新鲜程度与气味、口感密切相关，但电子鼻技术运用于黑果花楸还较少，所以将电子鼻、电子舌用于对其相关成分的测定，辅助评价其质量的优劣。

4.3 色谱技术

4.3.1 薄层色谱法

薄层色谱法原理是针对不同的固定相选取相应的流动相，发生毛细作用，将不同的物质进行一定程度的分离，从而进行定性和定量分析，现在已经发展成为一种有效的识别和控制食药质量的技术[49]。

常军民等[50]建立了天山花楸药材的薄层色谱鉴别方法，可用于质量控制或资源开发，其结果表明使用聚酰胺薄层色谱法可以检测出天山花楸中的金丝桃苷，可以作为天山花楸药材定性鉴别的依据，但关于黑果腺肋花楸的薄层色谱鉴别还未见有报道，仍需要进一步研究。

4.3.2 高效液相色谱法

黑果腺肋花楸中有效成分多且复杂，仅选取其中一个有效成分进行质量控制具有局限性，而高效液相色谱法中的指纹图谱具有整体性定性定量的特点[51]，可以完善黑果腺肋花楸的质量评价。

宋健刚等[52]使用高效液相色谱法对黑果腺肋花楸提取物中的氯化矢车菊素的含量进行了检测，并建立了一套最佳水解提取工艺。RODRÍGUEZ-WERNER等[53]采用高效液相色谱-电喷雾质谱法研究了浆果和果汁中酚类成分的变化，同样将此方法用于其质量的评价方面，可以探索黑果腺肋花楸果实中酚类成分变化，以此作为其质量评定的一项指标。

4.3.3 色谱联用技术

根据被测样品的状态不同，可以选用液相色谱或气相色谱，液相色谱-质谱、气相色谱-质谱等联用的色谱技术，将色谱高效分离和质谱精准鉴别的优势结合起来，为深入研究黑果腺肋花楸中的有效成分提供了技术平台。

张上上等[54]对黑果腺肋花楸中的花青苷类化合物进行了超高效液相色谱-飞行时间-串联质谱分析。李国明等[55]采用气相色谱-质谱联用法对超声波辅助提取的黑果腺肋花楸挥发油进行了鉴定。SLIMESTAD等[56]用液质联用和质谱法分析了黑果腺肋花楸果实中黄酮的种类，以上均为色谱联用技术在黑果腺肋花楸果实上的应用，可以使用此技术对黑果腺肋花楸相关成分进行鉴定评价。

4.4 光谱技术

光谱法是根据不同波长光的能量与分子或原子内各种能级的跃迁能量相对应，建立的一套光学分析方法，可以对物质进行定性、定量以及结构分析，具有操作简单、灵敏度高、用途广泛等优点。

BATARAGA等[57]选用芦丁作为测定总黄酮含量的标准物质，用紫外/可见光光谱法测定了黑果腺肋花楸中芦丁的含量。丛龙娇等[58]采用紫外分光光度法对多酚和黄酮的含量进行了测定。常军民等[59]使用电感耦合等离子体法测定了天山花楸中的微量元素。这种方法测定简单、灵敏度高，因此可以应用于黑果腺肋花楸的研究。

4.5 其它技术

陈丹[60]通过对水榆花楸、黄山花楸等7种花楸属植物进行核型分析，结果表明，花楸属中的不同花楸可以根据核型公式作为依据进行种类的区分，DNA鉴定已经广泛地应用于同属不同种食品、药品的真伪鉴别。于丽等[61]使用电感耦合等离子体质谱法测定黑果腺肋花楸中20种营养元素的含量，证实方法可靠、灵敏简便，可以用于花楸果中更多营养元素的质量研究。

5 结语

由于人们对健康生活的需求日益增加，新型食品已进入大众视野，本文主要以黑果腺肋花楸作为主要论述对象，围绕黑果花楸的化学成分和生物活性测定展开论述，对研究黑果腺肋花楸的质量评价方法进行了总结，传统的质量评价方法一般有性状鉴别以及常规检查（水分、灰分、可溶性固形物等），文中还介绍了显微鉴别、电子感官分析法、薄层色谱、高效液相色谱、色谱联用技术、光谱法等，就目前的研究成果上看，已经取得了很大的进展，鉴于黑果腺肋花楸具有多种生理活性和潜在良好的市场前景，可大力发展其作为新型的功能性食品、但对于不同来源的黑果腺肋花楸样品中营养物质含量有很大差异，因此对不同来源的黑果腺肋花楸营养物质的含量进行数据采集，建立质量评价方法体系，合理化黑果腺肋花楸的质量评价标准，对黑果腺肋花楸进行进一步的开发和系统的利用具有重要意义。