蓝莓的营养成分及其保健功能的研究进展
2022-11-17潘美华程哲灏
潘美华,程哲灏
(广东岭南职业技术学院,广东广州 510000)
蓝莓又名越橘,属于杜鹃花科,是最受欢迎的浆果之一,主要种植于美国、波兰、加拿大,在我国东北、西南地区也有种植[1]。我国种植蓝莓的历史较短,自1983年才引进至我国种植,但我国蓝莓种植产业发展较快,蓝莓已成为贵州省农村产业重点发展精品水果之一。蓝莓果皮呈蓝色,有一层白色的果粉。蓝莓分为不同的品种,果实大小差异较大,小的每个0.5~2.5 g,大的每个3.5~5.0 g[2]。蓝莓营养丰富,富含花青素、多酚类化合物、维生素C、SOD等抗氧化物质,以及铁、钾、锌、锰等矿物质[3]。
1 营养成分
蓝莓含有的营养成分包括花青素及花色苷、黄酮及其糖苷衍生物、酚酸和糖类物质等。
1.1 花青素及花色苷
蓝莓中主要有5种花青素,并且与葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖等结合成蓝莓中的15种花色苷。花色苷为蓝莓的主要化学成分,在蓝莓中,含量最多的为锦花葵素,作用较突出的为锦花葵素-3-O半乳糖苷。MOZE等[4]利用高效液相色谱-串联质谱检测出不同产区蓝莓的15种花色苷。蓝莓花色苷含量易受温度、海拔、季节等环境因素影响,但其种类受外界环境影响较小。胡雅馨等[5]发现,蓝莓中的花青甙色素含量为0.07~0.15 g/100 g。熊颖[6]等研究表明,在乙醇体积分数70%、提取温度50 ℃、料液比1∶20、提取时长1 h、溶剂pH=2条件下提取蓝莓酒渣,花青素含量为6.38 mg/g。吴帆等[7]利用大孔树脂对花青素进行分离纯化,使用AB-8型大孔树脂,洗涤液为60%乙醇,控制流速在0.5 mL/min有最好的纯化效果。
1.2 黄酮类及其糖苷
黄酮类物质包括黄酮类、黄酮醇类、二氢黄酮类和二氢黄酮醇类等一系列黄酮类及其衍生物。黄酮类物质普遍存在于植物中,主要以糖苷键的形式与糖类物质结合,是蓝莓中的活性成分之一。蓝莓中含量较高的黄酮类物质有杨梅酮、槲皮素和山奈酚,主要分布于蓝莓叶中。蓝莓果实中黄酮类含量不如叶子,不同产地、品种对蓝莓果实中黄酮的种类影响较小[8]。关于蓝莓中黄酮类物质的提取,以乙醇为提取液,超声波辅助提取,大孔树脂吸附洗脱最为有效。刘建祥等[9]研究发现,在超声波的条件下利用50%乙醇溶液能有效提取蓝莓中的黄酮类物质,提取后用AB-8树脂进行分离提纯,所得物质仍保留较强的还原力。另外,微波也能增强蓝莓中黄酮类物质的提取效果。张燕等[10]研究表明,把蓝莓枝干粉碎过80目筛,55%乙醇微波处理5 min,提取4次,黄酮得率为14.60%,且所得黄酮物质仍保留较好的抗氧化能力。张玉香等[11]研究表明,乙醇体积分数64%,提取温度72 ℃,料液比1∶50,微波功率456 W,在此条件下黄酮提取率为4.232%。
1.3 酚酸
酚酸从骨架结构上分类,可分为肉桂酸类和苯甲酸类。蓝莓中酚酸常分布于其花、茎、叶、根和果实中,含量受环境的影响较大。王储炎等[12]经过研究发现,蓝莓中酚酸含量最高为丁香酸(112.9 μg/g)及原儿茶酸(92.4 μg/g),剩余7种酚酸含量均低于30 μg/g。并且蓝莓经过嗜酸乳杆菌发酵后,提高了原儿茶酸、丁香酸、咖啡酸含量,降低了儿茶素含量。
1.4 多糖
多糖作为植物中常见的营养成分,具有多种生理活性。除了主要的提供能量、组成细胞结构等功能外,部分植物多糖具有调节免疫能力。多糖分子量、结构和理化性质对其生理活性的影响很大。郭弘璇等[13]对4个不同品种的蓝莓多糖进行结构研究,发现不同种类的蓝莓多糖水解后单糖组成相同,均由葡萄糖、果糖、阿拉伯糖、半乳糖、赤藓糖、鼠李糖、岩藻糖和木糖8种单糖构成,含量较高的单糖为葡萄糖、果糖、半乳糖。
蓝莓在不同部位多糖的含量也不相同,果实中含量为2.0%~3.5%,叶中含量不足1.0%[14]。蓝莓多糖的提取方法比较多,除了传统的热水浸提,还有酶法、微波、超声波等现代方法。孟宪军等[15]先用纤维素酶水解蓝莓残渣中的纤维素,然后用超声波辅助提取蓝莓残渣中的多糖。研究表明,纤维素酶添加0.6%,于40 ℃下酶解100 min后,调节料水比为1∶60(g∶mL),提取温度50 ℃,超声波功率80 W,提取40 min,蓝莓多糖的得率为2.335%。朱金艳等[16]用微波辅助提取蓝莓残渣中的多糖。研究表明,提取温度为90 ℃,料水比为1∶60,提取时间为4 h的条件下,提取效果最佳,蓝莓多糖的得率为2.108%;对比超声波和微波提取可以发现,均在最佳条件时,蓝莓多糖的提取率相当;超声波提取需要的时间更短,提取温度更低,微波则具有成本更低的优势。
2 蓝莓的保健功能
2.1 保护视力
蓝莓中的花青素能激活视网膜酶的活力,从而有效改善视觉效果。蓝莓青花素不仅仅能缓解眼睛疲劳,还对多种眼睛疾病都有一定的药理作用。研究表明,蓝莓花青素对屈光不正、眼表疾病、白内障、青光眼和视网膜光损伤等疾病都有一定的缓解作用[17]。邓宏伟等[18]通过豚鼠生物实验研究表明,蓝莓花青素能通过抑制MMP-2蛋白表达,减少胶原蛋白降解,抑制豚鼠近视形成。田军等[19]利用蓝莓葡萄籽与维生素E联合中药外敷,并口服叶黄素对8~13岁儿童进行临床试验,试验中89例近视样本分为观察组(39例)和对照组(50例)。研究发现,采用口服叶黄素蓝莓葡萄籽维生素E联合中药外敷,干预12个月后裸眼视力提升者占87%。
2.2 抗氧化
蓝莓中含有丰富的花青素,花青素是一种较强的抗氧化剂。细胞的衰老过程中会产生自由基,这些自由基会损害细胞,而花青素可以清除这些自由基[20]。不仅如此,蓝莓花青素还可以促进身体中的胶原蛋白合成,加强表皮细胞的新陈代谢,从而减缓和扭转人体衰老过程。张卓睿等[21]通过灌胃给予小鼠不同剂量的蓝莓花青素,检测小鼠肝脏的肝脏总抗氧化能力、总超氧化物歧化酶活力及谷胱甘肽过氧化物歧化酶活力。研究表明,小鼠摄入蓝莓花色素后,上述3项均显著增加,说明蓝莓花青素在动物体内有抗氧化活性。连悦汝等[22]通过对“蓝美1号”蓝莓粉提取物的研究,发现其对ABTS+·、羟基自由基、超氧阴离子自由基的清除能力均优于维生素C,抗氧化效果良好。
2.3 缓解疲劳
郑飞[23]通过对小鼠力竭游泳时间及耐缺氧的比较,发现小鼠在服用蓝莓多糖后,力竭游泳时间明显比对照组延长,力竭游泳时间与蓝莓多糖的服用剂量呈正相关;生理指标方面,小鼠体内的血尿素氮、血乳酸与蓝莓多糖的摄入量呈负相关,肝糖原与蓝莓多糖的摄入量呈正相关;种种生理指标都表明蓝莓多糖具有缓解疲劳的功效。
2.4 抗肿瘤
蓝莓花青素对肿瘤的抑制作用,主要体现在能够诱导肿瘤的凋亡。蓝莓花青素物质对前肝癌、结肠癌、乳腺癌等均有抑制作用。姜洞彬等[24]研究发现,100 μg/ml以上的蓝莓花青素能有效抑制高侵袭性人肝癌LM3细胞的增殖。表现为LM3细胞体积缩小,细胞数目减少,中晚期凋亡细胞数量增多,且随蓝莓花青素浓度升高上述现象更加明显。陈忠胜[25]研究发现,50 μg/mL的蓝莓花青素作用25.5 h时,对人结肠癌细胞株HT-29抑制率超过50%。陈晶晶[26]通过不同浓度的蓝莓花青素苷元和糖苷粗提物作用于离体培养人肝癌细胞(HepG2细胞),研究蓝莓活性物质对肝癌细胞的抑制能力。发现HepG2细胞存活率与蓝莓花青素苷元和糖苷粗提物浓度呈负相关。此结果表明,一定浓度下的蓝莓花青素苷元和糖苷提取物均对HepG2细胞具有明显的抑制作用。
3 结语
随着近年来对蓝莓研究的深入,发现蓝莓具有的活性物质种类以及保健功效越来越多。蓝莓中含有的花青素、多糖都具有多种生理保健功能,随着社会的发展,人们对健康食品的要求逐渐增高,蓝莓的市场有广阔的发展空间。另外,蓝莓叶中花青素含量较高,找到经济的蓝莓叶花色素提取工艺,并将花色素提取物开发成不同产品也将具有良好的市场前景。