陳 瑾,陳曉燕
(寧夏灝瀚生物科技產(chǎn)業(yè)有限公司,寧夏石嘴山 753000)
黑果枸杞(Lycium ruthenicumMurr.)是野生茄科枸杞屬植物黑果枸杞的干燥果實(shí),其主要原產(chǎn)地為青海、寧夏、甘肅等較為干旱地區(qū)[1]。其富含花青素、多糖、黃酮及各種微量元素,具有抗氧化、抗疲勞、抗衰老等多種功效,且具有一定的藥用價(jià)值,因此被稱為“軟黃金”[2-3]。尤其是富含的原花青素類物質(zhì)含量高達(dá)5%左右,通過(guò)對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)含量是黑加侖的10倍、天然藍(lán)莓的18倍[4-6]。為了更加有效地利用黑枸杞的特色產(chǎn)物,增加其經(jīng)濟(jì)價(jià)值,本文就近年來(lái)關(guān)于黑果枸杞的有效成分,限制其應(yīng)用的穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀以及目前的開(kāi)發(fā)應(yīng)用情況做了總結(jié),對(duì)其發(fā)展應(yīng)用前景做了展望,以期為黑果枸杞資源的合理利用提供參考。
黑果枸杞花青素的提取方法為溶劑提取,隨著提取工藝的優(yōu)化,逐漸發(fā)展出了提取效率高、能耗低、環(huán)保的提取方式,如低共熔溶劑提取、超聲輔助提取、微波輔助提取和超臨界流體提取等[7-9]。經(jīng)分析,黑果枸杞花青素中的主要有效基礎(chǔ)物質(zhì)有原花青素、花青素、花色苷、黃酮類及多糖類,其中花青素類是其特色產(chǎn)物,具有較高的活性和功效[10]。
原花青素主要來(lái)源于黑果枸杞的果實(shí),通常含量在(0.5~2.5)g/100 g,根據(jù)果實(shí)地域、成熟度等不同有所差異。原花青素是一種多酚化合物,其中含有的酚羥基能夠直接清除自由基,也可通過(guò)增強(qiáng)SOD的活性來(lái)清除自由基,從而減少脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物丙二醛的產(chǎn)生,其在熱酸處理后能夠產(chǎn)生花 青素[11]。
花青素作為一種天然抗氧化劑,由大量的酚羥基構(gòu)成,能夠在與活性氧反應(yīng)中阻斷自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng),起到抗氧化作用[12-13]。根據(jù)其結(jié)構(gòu)可將其歸類到黃酮類似物,比較常見(jiàn)的種類有矢車菊色素、天竺葵色素、飛燕草色素、芍藥色素、牽?;ㄉ睾湾\葵色素等。趙子丹等[14]通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)黑果枸杞中含量最高的為牽?;ㄉ?。
花色苷是由花青素與糖類物質(zhì)結(jié)合而成,在此形式下花青素的穩(wěn)定性更高?;ㄉ漳軌虮Wo(hù)超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的活性,預(yù)防及抑制生物脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng),且花色苷對(duì)羥基自由基和DPPH自由基具有較強(qiáng)的清除能力,其清除能力會(huì)隨著花色苷濃度的增大而增強(qiáng)[15-16]。甘小娜等[17]對(duì)23份不同省份的黑果枸杞花色苷成分做了鑒定,發(fā)現(xiàn)其中有13個(gè)花色苷,每種枸杞的總花色苷的含量均高于2.5 mg/100 mg。
花青素由于其結(jié)構(gòu)的特殊性,穩(wěn)定性較差,容易受到溫度、pH值以及氧條件等諸多因素影響,其穩(wěn)定性決定了應(yīng)用的廣泛性。任小娜等[18]研究發(fā)現(xiàn)在較低的溫度和pH值條件下,黑果枸杞中原花青素穩(wěn)定性較好;隨著溫度的升高和pH值的增大,原花青素穩(wěn)定性逐漸降低,但不同的光照處理對(duì)黑果枸杞中原花青素穩(wěn)定性無(wú)明顯影響。孟慶昕等[19]研究了10種金屬離子對(duì)黑果枸杞花青素水提液顏色穩(wěn)定性的影響發(fā)現(xiàn),花青素穩(wěn)定性的主要決定因素是花青素結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。而Cu2+會(huì)催化花青素降解退色,Al3+會(huì)引發(fā)增色效應(yīng),F(xiàn)e2+/Fe3+會(huì)使花青素產(chǎn)生沉淀并呈黑褐色,徹底破壞花青素。因此,在黑果枸杞花青素的制備和應(yīng)用中,應(yīng)避免與鐵、銅、鋁制品接觸,防止花青素不穩(wěn)定。
但要使花青素穩(wěn)定性能夠持續(xù),有效的技術(shù)改進(jìn)至關(guān)重要。當(dāng)前比較常用的方法有冷凍干燥法、包埋法及乳化法等,研究表明包埋法的效果最佳。微膠囊化是包埋處理的核心技術(shù)之一[20]。而包埋壁材的選用十分關(guān)鍵,當(dāng)前較為常用的材料主要有碳水化合物及其衍生物、蛋白質(zhì)類及植物膠類,不同的包埋材料其特性差異較大。陳程莉等[21]采用噴霧干燥法,以黑枸杞花青素為芯材,以糯米淀粉、改性糯米淀粉、改性淀粉復(fù)合麥芽糊精、改性淀粉復(fù)合明膠和改性淀粉復(fù)合阿拉伯樹膠為壁材制備5種微膠囊,最終結(jié)果表明不同壁材會(huì)顯著影響微膠囊的包埋效率、貯藏穩(wěn)定性、外觀形貌及緩釋特性,其中改性淀粉復(fù)合明膠包埋效果最好,且微膠囊化后可顯著提高黑枸杞花青素在腸道中的生物利用度。常應(yīng)九等[22]利用花青素在酸性和低溫下較穩(wěn)定的特性,使用改性青稞β-葡聚糖對(duì)黑果枸杞花青素進(jìn)行包埋,制成微膠囊溶液,并通過(guò)調(diào)節(jié)pH值提高黑果枸杞花青素穩(wěn)定性,結(jié)果表明改性青稞β-葡聚糖可在一定程度上提升黑果枸杞花青素的抗氧化活性。
黑枸杞花青素的保健功能開(kāi)發(fā)日漸成熟,各類功能性食品種類諸多,與其他產(chǎn)品復(fù)合產(chǎn)生了良好的衍生效應(yīng),增強(qiáng)了食品功效。如將黑果枸杞花青素提取物制成凍干粉,并包裝成膠囊服用,可避免外源性酸性物質(zhì)殘留,保留其較強(qiáng)的抗氧化和抗衰老保健功效。于培良等[23]開(kāi)發(fā)了更方便攜帶的黑枸杞泡騰片、咀嚼片等,以黑果枸杞花青素為原料,檸檬酸和NaHCO3為崩解劑做壓片糖,不但保留了營(yíng)養(yǎng)成分而且拓寬了受眾群體。百香果果肉為酸性,其可提高人體免疫力,促進(jìn)機(jī)體新陳代謝和生長(zhǎng)發(fā)育,而花青素在酸性條件下較為穩(wěn)定,利用此特性開(kāi)發(fā)的百香果黑枸杞復(fù)合飲料,風(fēng)味獨(dú)特,組織狀態(tài)穩(wěn)定。
黑枸杞花青素在食品工業(yè)發(fā)展中也體現(xiàn)出了較大的優(yōu)勢(shì)。劉健南等[24]研究發(fā)現(xiàn),黑枸杞花青素可有效抑制丙烯酰胺的產(chǎn)生,以容易產(chǎn)生丙烯酰胺的曲奇為例,在特定焙烤時(shí)間、溫度下加入適量的花青素能夠使丙烯酰胺抑制率達(dá)到69.34%。這是因?yàn)楸0肥沁€原糖和天門冬酰胺等氨基酸通過(guò)美拉德反應(yīng)產(chǎn)生丙烯酰胺,其中N-葡基胺是其生成的主要前提物質(zhì),在形成N-葡基胺的過(guò)程中伴隨著氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行,因此添加抗氧化劑便可抑制其生成,而黑果枸杞中的花青素是很好的氧化劑。
黑果枸杞花青素除了特定的保健功能外,其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用也十分廣泛。王剛等[25]研究表明黑果枸杞原花青素能夠減輕紫外線照射聯(lián)合皮下注射D-半乳糖對(duì)小鼠皮膚的氧化損傷;減少IL-1、IL-6的分泌,減輕炎癥反應(yīng),延緩皮膚衰老。陳洲一[26]針對(duì)口服黑果枸杞花青素對(duì)視力影響的研究表明,花青素與膠原蛋白親和力較強(qiáng)、口服易吸收,生物利用率高且半衰期長(zhǎng),口服黑果枸杞花青素可延緩豚鼠形覺(jué)剝奪性近視后鞏膜重塑的進(jìn)展,且與0.01%阿托品滴眼液聯(lián)合應(yīng)用后抑制后鞏膜重塑的效果更佳。
黑果枸杞中的花青素安全性高,營(yíng)養(yǎng)和藥理性較為全面,無(wú)論是作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑還是藥品、保健品開(kāi)發(fā)、食品添加劑使用都具有十分廣闊的發(fā)展前景[27]。當(dāng)前黑果枸杞花青素的提取及純化技術(shù)較成熟,生產(chǎn)率也較高,但其穩(wěn)定性一直是困擾其工業(yè)化應(yīng)用的主要問(wèn)題。隨著包埋技術(shù)及微膠囊技術(shù)的不斷發(fā)展,其穩(wěn)定性也得到了保障,當(dāng)然對(duì)于包埋壁材、包埋方法等的不斷優(yōu)化仍然是提升包埋有效率的途徑[28-29]。當(dāng)前的花青素工業(yè)應(yīng)用主要集中在較簡(jiǎn)單的功能添加,而對(duì)其輔助性功能的深入研究仍然較為缺乏。在醫(yī)療方面,當(dāng)前針對(duì)黑果枸杞花青素的應(yīng)用多停留在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)層面,尤其是涉及視力保護(hù)等課題其臨床應(yīng)用還需進(jìn)一步的深入開(kāi)發(fā)[30]。因此,深度開(kāi)發(fā)黑果枸杞花青素在食品、化妝品、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用,可開(kāi)發(fā)其巨大的市場(chǎng)潛能,提高其市場(chǎng)占有率,為農(nóng)戶及企業(yè)帶來(lái)增收的同時(shí)能為廣大消費(fèi)群體提供更多的選擇。