花青素的結構抗氧化性及在保健食品中的應用

江　海

（遼寧省朝陽市食品檢驗檢測所，遼寧朝陽　122000）

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花青素的結構抗氧化性及在保健食品中的應用

江海

（遼寧省朝陽市食品檢驗檢測所，遼寧朝陽122000）

摘要：花青素是一種多酚類化合物，具有較強的抗氧化性，能夠有效清除人體內的自由基。已知花青素的種類有20余種，它們主要存在于自然界的植物中，通過對花青素的種類和結構進行詳細總結，并對其在國內外的應用現狀進行概述。

關鍵詞：花青素；結構；抗氧化；食品；應用

花青素屬于多酚類化合物，曾經被歸類為黃酮類物質，多以糖苷的形式存在于自然界中，是植物最主要的水溶性色素之一。花青素主要存在于植物的花、果實、莖和葉中，其色彩絢麗，包括藍、紫、紫羅蘭、洋紅、紅、橙等。花青素的多酚結構，使其具有較強的抗氧化性，能夠有效清除人體內的自由基，保護生物酶系統免遭破壞，保持人體正常生理機能，避免自由基積聚對人體的傷害，并兼具抗癌、降血壓、軟化血管等方面的功能性[1]。目前，花青素的提取、純化、分離以及相關保健食品的開發已經成為眾多保健食品企業選擇的產品研發方向。

1花青素的結構

花青素具有類黃酮典型的C6- C3- C6碳骨架結構，是2 -苯基苯并吡喃陽離子結構的衍生物[2]。已知的花青素有20余種，在食品中的花青素主要有6種，即天竺葵色素、矢車菊色素、飛燕草色素、芍藥色素、牽牛花色素和錦葵色素[2]。花青素可以與葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖成苷，俗稱為花色苷。結合點大多在2 -苯基苯并吡喃陽離子的C3和C5位置上，C7位也可成苷；僅含1個糖基的花色苷，結合點總是在C3位上；含2種以上糖基的花色苷，結合點總有一個在C3位上，另一個在C5位上，少數在C7位上。這些糖基有時可以與脂肪族或者芳香族發生有機酸酰化反應，從而形成較長的支鏈。

常見花青素及花色苷上不同碳位上的取代基見圖1，天竺葵色素見圖2，矢車菊色素見圖3，飛燕草色素見圖4，芍藥色素見圖5，牽牛花色素見圖6，錦葵色素見圖7。

R1和R2為- H、- OH或- OCH3，R3為-糖基或- H，R4為- H或-糖基圖1　常見花青素及花色苷上不同碳位上的取代基

已在植物中發現的花色苷有250種以上，各種植物中所含的花色苷種類多少不一，有的僅1種（如黑莓），有的多達幾十種（如葡萄）。不同植物和不同生長期或者成熟期的花色苷含量也不相同，大約在20～600 mg/100 g鮮質量范圍變化。

圖2　天竺葵色素

圖3　矢車菊色素

圖4　飛燕草色素

圖5　芍藥色素

圖6　牽牛花色素

圖7　錦葵色素

2花青素的抗氧化性

花青素具有較強的抗氧化性，能夠清除人體內的自由基，抑制肝脂質的過氧化現象，并呈現一定的量效關系。美國學者Matsumoto等人對花色苷的抗氧化活性做了研究，在體外試驗中，花色苷（25 mg/mL）對DPPH自由基的清除作用高于對照溶液。在乙醇所致大鼠胃黏膜損傷試驗中，花色苷及其水合物（2 g/kg）對出血胃黏膜的保護作用與檞皮素（100 mg/kg）相當[3]。Kowalczyk等人研究了花色苷對動物模型中氧化-還原反應參數的影響，結果表明，花色苷能夠顯著降低試驗大鼠血漿中硫代巴比妥反應物和蛋白巰基的含量，增加谷胱甘肽過氧化酶的活性，從而抑制氧化應激反應，對心血管疾病有一定的防治作用[4]。

在我國，許多學者也對花青素及花色苷的抗氧化性進行了深入研究。有學者發現，紫甘薯花青素在體外活性氧模型中表現出較強的還原力和清除羥基自由基的能力，并且隨著質量濃度的增加而增加[5]。有研究表明，在利用紫甘薯提取的花青素與常用的抗氧化劑抗壞血酸、α-生育酚和BHA進行比較。結果顯示，花青素具有相當強的清除超氧陰離子、羥基自由基和DPPH自由基能力。但花青素是水溶性的，如果用于油脂中，則還需進行性狀改變[6]。有學者對藍莓花青素提取液的抗氧化性進行了研究，結果發現藍莓花青素提取液有較強的清除DPPH自由基能力，并且隨著質量濃度的增加，清除率也相應增加。當藍莓花青素提取液的質量濃度達到一定值時（0.3 mg/mL），自由基的清除率可達到85％以上[7]。也有學者對紫葡萄皮中的花青素進行了研究，結果表明改性后的葡萄皮花青素能夠還原脂肪氧化物、降低脂肪的過氧化值，對于擴展血管、改善人體血液成分、降血脂、降膽固醇及防止人體過快衰老具有重要意義[8]。總之，眾多研究表明，花青素及成苷化合物的抗氧化性對人體具有明顯的保健作用。

3花青素在保健食品中的應用

基于花青素對人體特殊的保健功能，圍繞花青素所開發的相關保健產品在市場上已經越來越多。在美國，利用越橘以及Aronia果汁制成的保健型混合飲料深受中老年消費者的歡迎[9]。在歐洲，德國和波蘭已經形成以越橘種植、加工、運輸及銷售為主體的產業鏈，圍繞花青素所開發的保健型飲料、果酒產品在保健品市場上占有很大份額。根據相關資料報道，歐美國家每年消費含有花青素的保健型飲料多達10×104t以上，直接經濟效益達數10億美元。并且，隨著人們對花青素保健功能的逐漸認識，花青素保健型飲料的消費量會迅猛增長，其潛在的經濟效益十分可觀。

在我國，花青素的相關保健產品研發起步較晚，因此產量和規模都落后于歐美等發達國家。近年來，隨著我國人民生活水平的提高以及對健康飲食的深入認識，花青素的相關保健品也逐漸被我國消費者所接受。目前，在我國花青素主要應用于保健膠囊的研發和生產。在眾多原料中，藍莓花青素的提取、純化及保健產品的研發發展最快，相關產品在市場上也初具規模；藍莓顆粒膠囊、藍莓軟膠囊及藍莓微膠囊化等形式的產品在市場上占的比例較大[10]。除此之外，從紫甘薯、紫玉米、紫番茄中提取花青素的工藝也已經研發成功，并應用于相關保健產品的開發中。

4　結語

綜上所述，花青素的多酚結構決定其具有較強的抗氧化性。它能夠有效清除人體的自由基、改善人體機能、防止人體衰老，因此花青素對人體具有巨大的保健價值。在當今經濟社會，花青素對人體的特殊功能已經被人們所重視，并應用于保健產品的開發中。隨著社會不斷發展以及科學技術日益創新，花青素的經濟潛力也會進一步被挖掘，圍繞花青素保健品所建立的相關產業也會逐漸建立和發展起來。

參考文獻：

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[9]王鵬.歐美國家黑果腺肋花楸栽培技術研究現狀[J] .中南林業調查規劃，2014，33（1）：54-57.

[10]楊麗勇.藍莓的營養保健功能及其產品開發[J] .中國食物與營養，2007（4）：24-25.

The Structure and Antioxidant Activity of Anthocyanins and its Application in Functional Food

JIANG Hai
（Food Inspection and Testing Institute in Chaoyang City of Liaoning Province，Chaoyang，Liaoning 122000，China）

Abstract：Anthocyanins are a type of polyphenol compound. They have the strong antioxidant properties，and they can effectively remove the free radicals in the human body. There are 20 kinds of known Anthocyanins，which are mainly found in the plants of nature. The types and structure of Anthocyanins are summarized in detail，and the Application status at home and abroad are sketched.

Key words：Anthocyanin；structure；antioxidant；food；application

作者簡介：江海（1965—），男，本科，工程師，研究方向為食品質量控制研究。

收稿日期：2016- 01- 18

文章編號：1671- 9646（2016）03a- 0063- 03

中圖分類號：TS202.3

文獻標志碼：A

doi：10.16693/j.cnki.1671- 9646（X）.2016.03.017