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枸杞中功能性成分的研究进展

2023-04-25逄春梅李艳萍

食品界 2023年4期
关键词:甜菜碱花色枸杞

逄春梅 李艳萍

枸杞是目前最具发展潜力的药食两用类经济植物,因其含有丰富的营养价值和药用价值而得到消费者的普遍接受和信赖,在全国乃至全世界都享有极高的声誉。随着枸杞的种植量增加,枸杞的功能性成分研究显得尤为重要。近年来,大量的枸杞成分研究表明,枸杞具有抗衰老、抗肿瘤、抗糖尿病等一系列功能。但关于枸杞产品主要为初级产品,对其功能性成分研究较少涉及。本文对枸杞中甜菜碱、枸杞花色苷、枸杞多糖、黄酮类化合物等功能性成分进行综述,有利于为枸杞的功能性产品开发奠定理论基础。

枸杞的生物学价值主要体现在滋养肝脏和肾脏、延缓衰老、降低血压、镇定神经和改善视力。枸杞中含有丰富的营养物质,主要包括枸杞黄酮和枸杞色素以及脂肪和膳食纤维、蛋白质、多糖、类胡萝卜素、枸杞花色苷、有机酸及其衍生物等多种成分。随着经济的发展、社会的需要,枸杞种植量显著增加,对枸杞的功能性成分研究和功能性产品开发显得尤为重要。文章综述了枸杞中功能性成分和功能性价值,将为今后枸杞作为药用类植物和食用性植物提供科学依据。对枸杞的功能性成分进行综述有助于加快枸杞作为保健产品的新一代研发。

1.枸杞的营养价值

枸杞的色泽诱人,味甜甘美,果肉肥厚,含有许多人体所需要的各种营养和化学成分,主要包括:蛋白质、膳食纤维、胡萝卜素、钙、铁、锌、硒等多种重要的矿物和微量元素。研究结果表明,枸杞叶中的吡喃葡糖基是水溶性维生素C的前提和来源,其维生素C的含量与柠檬中的维生素C含量相当。枸杞是由根、茎、叶三大部分共同组成,枸杞叶中的蛋白质和其他营养成分价值丰富,且十分易于人类食用或消化;枸杞子中所含的氨基酸与枸杞叶相似,在枸杞的18种氨基酸中,其中有八种是人体所必须的氨基酸,且八种氨基酸的总含量比枸杞叶子总和的41%还多,维生素C和微量元素在枸杞中也占比较高。

枸杞的营养价值可分为食用价值和医疗价值两大类。枸杞的食用价值在于润肺、滋补肝肾、可与红枣一起沸水浸泡食用或熬粥等;还可将枸杞用于加工面包、牛奶等食物,有效预防止咳化痰、头部眩晕等症状。枸杞的医学价值在于益精补血、降血压、抗衰老、抗肿瘤、预防“三高”及糖尿病的发生。

2.枸杞的功能性成分研究进展

2.1枸杞多糖

枸杞多糖是由6种活性单糖(枸杞半乳糖、阿拉伯糖、葡萄糖、木糖等)组成的水溶性多糖,是枸杞的重要组成成分之一,枸杞多糖在枸杞中的占比大约为5.42%-8.23%。枸杞中的多糖不仅甜度相对较低且同时它还具有多种活性,枸杞多糖不但能有效降低人体血糖和血脂、还能保护肝脏、抗肿瘤、延缓衰老。近年来,由于保健产品的问世,枸杞的理化性质被得到重视,对枸杞多糖的研究也更加多样,对枸杞多糖的研究主要在于分离、提纯和监测方面。

2.1.1枸杞多糖的理化性质

枸杞多糖的理化性质主要体现在成分与含量上,研究证明,枸杞中能分离出4种(中性糖、蛋白质、半乳糖醛酸等)枸杞多糖成分,其中中性糖是由阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖以及甘露糖等多种成分组成,且其中中性糖的相对分子质量已累计超过2万,相比较其他糖的分子质量,枸杞多糖的分子量明显较高。

2.1.2枸杞多糖的分离纯化

研究表明,通过热水浸提法所获得的枸杞多糖均为粗成品,该成品中含有蛋白质大分子、无机盐、色素以及不溶性的有机小分子。为了能够得到单一的多糖分子,须选用Seveg法将粗多糖中的生物大分子进行去除,具体可采用离子交换法、凝胶柱层法等方法进行离心化学技术分离而得到结构单一的单糖分子。超声波提取法是目前枸杞多糖提取的另一重要方式之一。超声波提取的主要原理是通过利用超声波的空化反射效应将有效成分快速溶出的过程,同时伴随着空化的进行,击碎、机械振动、声化效应等次级效应都会随提取物释放、扩散以致与溶剂完全混合达到提取的目的。从枸杞中的多糖研究发现,在超声波功率达到320W、液料比1:56、超声时间为45min时,得到的枸杞多糖结构最稳定、提取率最高,但杂质等成分易随多糖溶出,因此该方法还有待改进。

2.1.3枸杞多糖的生理功能

现代临床医学研究证明,枸杞多糖具有抗氧化、抗衰老、降血压、治疗癌症、降低血糖等多重功效。在枸杞粗多糖与精多糖的对比试验中发现,粗多糖的抗氧化能力远不如精多糖,并且证实枸杞多糖浓度与抗氧化能力成指数关系。

经试验结果证实,枸杞多糖可在体外直接清除羟自由基,从而达到延缓衰老的效果。现代衰老理论研究表明,随着机体内水分的减少和流失,衰老过程不断进行,机体的各种免疫活性也呈现逐渐下降趋势。引起机体功能退化的主要原因之一是由于胸腺随年龄的推移而萎缩导致机体衰老,通过摄取含枸杞多糖的食物可延缓衰老的进程。

2.2枸杞甜菜碱

枸杞甜菜碱(Betaine)是枸杞主要成分的一种,常温下呈鳞状白色晶体,有甜味,是一种具有高调节渗透能力的季铵型水溶性生物碱。枸杞甜菜碱的化学性质稳定,耐高温、耐酸碱、无毒性、吸湿能力较弱。枸杞甜菜碱有抗肿瘤、减重、降血压、促进体液循环抗氧化、清除自由基、降血糖、治疗心脑血管疾病等作用而逐渐成为研究的热点。枸杞甜菜碱在自然界中广泛分布,近年来,枸杞甜菜碱的提取和分离技术也越发多样和成熟。

2.2.1枸杞甜菜碱的理化性质

枸杞的叶、根中均含有甜菜碱。枸杞甜菜碱是一种具有高渗透调节能力的生物碱,本身具有多种理化特性。甜菜碱是一种对抗脂肪肝及其他脂质代谢的重要物质,在体内起甲基供体的作用;同时,枸杞甜菜碱因其具有较强的吸湿性被广泛用做干燥劑。通过查阅文献发现,宁夏枸杞的甜菜碱含量为0.776%,其他产地的枸杞中甜菜碱含量略高于宁夏枸杞。通过研究发现,随着枸杞的不断成熟,枸杞果实中的甜菜碱逐渐降低,同时枸杞存放时间越久其含量越低,枸杞甜菜碱的含量对温度、湿度、时间的要求较为严格。

2.2.2枸杞甜菜碱的生理功能

枸杞甜菜碱是良好的生长调节剂,具有保护细胞抵抗外界高渗透的能力,能有效地提高避免高浓度离子对酶和代谢的毒害,还可通过自身积累来减少水分的流失。枸杞甜菜碱不仅具有高渗透调节的功效,还能保护细胞抵御外界的刺激,枸杞甜菜碱在一定程度上能治疗肝脏疾病是人体肝脏最佳的药物剂。

2.3枸杞花色苷

花色苷是花青素在游离状态下与糖类化合物结合形成的糖苷类物质。花色苷自身的结构对其稳定性影响很大,糖基化、甲基化和酰基化的花色苷稳定性较高。另外,花色苷是一种极易受到外界环境的影响(光、温度、氧、pH、酶等)在枸杞中普遍存在的物质。枸杞花色苷功效显著不仅具有抗疲劳、抗肿瘤的功效,还能抑制流感和疱疹病毒的活性。枸杞花色苷可被视为天然色素和颜料的良好来源而广泛地受到大众的喜爱。

2.3.1枸杞花色苷的理化性质

枸杞花色苷是由多种花青素与糖通过糖苷键结合而成的天然色素,是一种分子结构上为C6-C3-C3碳骨架结构的物质,是枸杞成分的一种,主要作用是提高花青素的稳定性。枸杞花色苷是食品添加剂的一种,为枸杞提供保护色。

2.3.2枸杞花色苷的分离提纯

在科技进步的今天,枸杞花色苷的提取工艺也由传统的溶剂法向超声波辅助提取法、微波辅助提取法和超临界提取法等开始转型。与传统的提取工艺不同的是,现代提取法克服了耗能高、环保性差、提取率低的缺点。研究学者以枸杞为原料,用溶剂提取法提取了枸杞中的总花色苷,并进一步优化了提取方案,得到了枸杞花色苷的最优提取工艺条件如下:浸提温度为58℃、浸提时间为74min、乙醇浓度为65%,并优化了超声波辅助果胶酶提取枸杞中的花色苷工艺,即在条件为提取液pH=1、提取温度为45℃、提取时间30min、加酶量为0.5%、超声功率设定在360W,此时获得花色苷的提取量为(19.47±0.87)mg/g。

2.3.3枸杞花色苷的生理功能

枸杞花色苷在枸杞中的含量较高,在饮食多元化的今天,有关枸杞花色苷的功效研究也愈发炙热。研究表明,枸杞花色苷可减缓静脉内支细胞的凋亡率,增强细胞内谷胱甘肽酶的活性,同时降低MDA的水平,进而保护细胞组织以预防心血管疾病的发生。研究学者分别提取枸杞、葡萄、紫薯等物质的花色苷来建立体外细胞培养试验,以乳酸脱氢酶(LDH)、ox-LDL诱导血管内皮细胞活力、MDA、SOD活性以及一氧化氮释放为试验考察指标,测试发现不同种类蔬菜花色苷都可不同程度上抑制ox-LDL诱导血管内皮细胞的氧化损伤,其中枸杞花色苷的抑制效应最突出。为了进一步了解花色苷的生物学价值,研究学者通过对比治疗试验(小鼠对动脉粥样硬化的影响与高脂组)发现,动脉粥样硬化指数(AI)与花色苷各剂量组小鼠血清的TG、TC、LDL-C水平均大幅降低,此试验证明了枸杞花色苷不仅具有增强动脉、静脉和血管的弹性,而且还能增进心肺功能,促进心肺功能的正常呼吸。

近年来,我国有多项研究提出,动脉粥样硬化与心血管疾病的发生都与血脂代谢紊乱和TG、TC、LDL过高等存在直接或间接性联系,同时还表明法国人在心血管疾病的发病率和死亡率都很低,这可能与他们经常饮用的红葡萄酒和枸杞中的花色苷有关,所以民间有喝红酒养生养颜的说法。

2.4枸杞黄酮

枸杞黄酮属于天然化合物,通常以糖结合形成糖苷类状态广泛存在于枸杞等植物中。枸杞黄酮结构复杂,单糖、双糖、三糖组成了黄酮的成分,经试验得出,以小部分游离态形式存在的黄酮其抗氧化能力是维生素E的8.91倍。枸杞黄酮中所含的PAF抗凝因子可抑制心脑血管疾病、抑制癌细胞,减轻癌细胞扩散带来的致癌毒。

2.4.1枸杞黄铜的理化性质

枸杞黄酮是一种天然存在于植物中的化合物,枸杞中黄酮成分含量较为丰富。研究发现,利用NaNO2-Al(NO3)3-NaOH比色法测定黑果枸杞中总黄酮的质量分数在(1.63±0.10)%-(3.15±0.16)%之间,平均质量分数大约为2.39%,且不同样品间质量分数存在显著差异。束彤等将青海柴达木枸杞作为研究对象来分析枸杞黄酮的理化特性,利用超临界CO2提取法,共鉴定出该地区的枸杞果中含有13种不同种类的黄酮物质。研究枸杞果及叶中黄酮的理化性质,对深度挖掘和应用枸杞资源具有十分重要的科学性和实际意义。

2.4.2枸杞黄酮的分离纯化

随着分离技术的日新月异,枸杞黄酮的提取工艺也越发成熟。枸杞黄酮的主要提取方法有:传统的醇提法、水提法和现今更为人们所普遍使用的超声波提取法、超临界萃取法等。研究学者将芦丁作为提取标准物,用索氏提取法提取宁夏枸杞中的黄酮含量发现,总酮含量为1.655%。另外,用黑果枸杞作对比试验发现:NKA-9型大孔树脂是纯化黑果枸杞总黄酮的最佳树脂,具有提高黑果枸杞總黄酮提取率的优点。而利用正交试验确定了枸杞黄酮的纯度为77.86%,回收率为65.41%,在工艺条件为NaCl、离子强度是0.06mol/kg、pH=6.0、在20℃的温度下浮选75min时,得出了枸杞黄酮纯度略高的结论。

2.4.3枸杞黄酮的生理功能

枸杞黄酮最突出的特点是具有高氧化性,其氧化性远高于维生素C,毒性较低,其叶中的黄酮具有抵抗体外氧化性的功效,且氧化活性与浓度呈现量效关系。试验证明,枸杞黄酮有保护红细胞溶血的功效,能够有效清除小鼠羟血清自由基和抑制小鼠肝脏丙二醛活性。同时,黄酮还具有降血脂的功效,是良好的潜在抗血脂药物。研究者发现,黄酮类化合物具有抗病毒、消炎、减轻患者的疼痛感和镇定作用,被广泛用于医疗类药物和麻醉类针剂中,是优良的镇定剂。在之后的研究中发现,枸杞还有抗氧化、免疫调节、减少水分流失和抗肿瘤的较大功效。

3.枸杞产业未来展望

枸杞作为最具发展潜力的功能性资源,不但用于保健品和医药行业,还可满足化妆品等新兴市场的需求。在食品行业,枸杞可作为天然食品添加剂、保鲜剂、增味剂以及抗氧化剂等。在农业上可促进农作物增产,抑制病虫害、干热等自然灾害的发生。在美容领域,枸杞的地位可谓举足轻重,在枸杞的多种功能性成分中都含有抗氧化、抗衰老的功效。虽然枸杞的应用范围广,但大多数枸杞的功能研发和机制还缺乏研究,同时对于枸杞相关性产品研发和市场还未完全打开。所以,针对目前枸杞的现状,要有计划地加大枸杞的开发力度,拓宽枸杞的应用领域,创新枸杞的提取工艺,以满足不同消费者的需求,适应市场的多元化发展。

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