邢麗杰,王 遠(yuǎn),,劉帥光,劉玉晗,李先義,羅瑞峰
(1.新疆農(nóng)墾科學(xué)院分析測試中心,新疆 石河子 832000;2.石河子大學(xué)食品學(xué)院,新疆石河子 832000)
黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)是一種多年生茄科(Solanceae)枸杞屬(Lycium L.)灌木植物,果實多呈黑褐色球形,多分布于我國西北部的青海、甘肅、新疆、寧夏等地區(qū)。因其含有豐富的多糖、花色苷、黃酮和多酚等多種活性成分和氨基酸、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分,被廣泛用于藥品和食品[1]。對黑果枸杞中的活性成分及其作用進(jìn)行了綜述。
多糖是黑果枸杞中最主要的活性成分,具有提高機(jī)體免疫功能、抗氧化、抗腫瘤、降血脂、抗疲勞、抗病毒等生理活性功能[2]。Peng Q等人[3]研究發(fā)現(xiàn),黑果枸杞中活性多糖主要由鼠李糖、阿拉伯糖、乳糖、半乳糖、木糖、甘露糖等按照一定相對摩爾比例組成。黑果枸杞中多糖的提取方法有溶劑提取、超聲波提取、微波提取、生物酶法和超臨界CO2萃取法等。其中,超聲-微波協(xié)同萃取法為提取黑果枸杞多糖的最佳提取方法[4]。
原花青素是黑果枸杞中重要活性成分之一,是由兒茶素、表兒茶素、表兒茶素、沒食子酸酯通過C4-C6或C4-C8連接而成的不同聚合度的生物類黃酮混合物。黑果枸杞中原花青素(OPC)含量在自然界中天然植物中最高,其原花青素含量為16μg/g。原花青素是天然的自由基清除劑和抗氧化劑,具有護(hù)眼、抗輻射、預(yù)防糖尿病、保護(hù)大腦、抗腫瘤抑制細(xì)胞凋亡、美容等作用[5-6]。呂玉姣等人[7]認(rèn)為原花青素的提取方法可分為溶劑提取法、微波輔助提取法、超聲提取法、超聲-微波協(xié)同提取技術(shù)、超臨界流體提取法、酶提取法,按照需求可選擇不同的提取方法。趙文娟等人[8]采用單因素及響應(yīng)面優(yōu)化法,優(yōu)化了乙醇體積分?jǐn)?shù)、提取溫度和提取時間3個因素,測得黑果枸杞中原花青素含量為4.315%,且優(yōu)化后的提取工藝安全、操作簡單。許丹丹等人[9]以新疆黑果枸杞為原料,乙醇為提取劑,采用超聲-微波回流法提取,經(jīng)響應(yīng)面優(yōu)化,測得黑果枸杞中原花青素含量為10.23%,該方法操作簡便、提取率高、耗能低。劉冰冰等人[10]使用纖維素酶酶法優(yōu)化黑果枸杞中花青素提取工藝,最高提取率為9.47 mg/g,相比于未經(jīng)酶解處理得率4.66 mg/g有了顯著提高。
對于不同地區(qū)黑果枸杞中原花青素含量高低的比較也有相關(guān)研究。岳媛等人[11]采集青海、新疆、甘肅、內(nèi)蒙古等地19份樣品,分析黑果枸杞中原花青素含量,結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同等級、產(chǎn)地的黑果枸杞中原花青素含量為0.540 4~2.375 4 g/100g,與黑果枸杞的等級、體積呈正相關(guān),且不同產(chǎn)地黑果枸杞中原花青素含量由高到低排序為青海、甘肅、內(nèi)蒙古、新疆。由于不同學(xué)者所選用的試驗對象不同、檢測方法不同所得出的黑果枸杞中原花青素含量的高低也不相同。劉翔[12]針對新疆不同產(chǎn)地的黑果枸杞中原花青素含量進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),新疆范圍內(nèi)黑果枸杞原花青素含量為3.17~16.94 mg/g,但北疆最大含量高于南疆。同時,馴化栽培的黑果枸杞品質(zhì)高于野生黑果枸杞,且原花青素、花青素含量均高于野生。
花青素是一種天然色素,常存在于植物的花、葉片、果實、根莖中。自然界已知的花青素有20余種,常見有6種存在于植物中,分別是矢車菊色素(Cyanidin)、飛燕草色素(Delphinidin)、牽?;ㄉ兀≒etunidin)、天竺葵色素(Pelargonidin)、芍藥色素(Peonidin)、錦葵色素(Malvidin)[13]。黑果枸杞中含有豐富的花色苷類物質(zhì),其含量分別是葡萄、樹莓、紫甘藍(lán)、藍(lán)莓、紫薯的10.72,4.91,1.91,1.75,4.45倍[14]。有研究表明,黑果枸杞中花色苷類物質(zhì)具有抗氧化、清除自由基、預(yù)防糖尿病、抗腫瘤、抗輻射、抗衰老等生理作用[15]。花色苷穩(wěn)定性較差,其自身甲基化程度、pH值、溫度、光照、金屬離子和酶等都會對花色苷穩(wěn)定性產(chǎn)生影響[16]。閆亞美等人[17]通過色價法、消光系數(shù)法、pH值示差法測得黑果枸杞中花色苷含量分別為8±0.6 mg/100 g,120±0.59 mg/100 g,160±0.91 mg/100 g。譚亮等人[18]采用紫外-可見光譜法結(jié)合高效液相色譜-電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜對黑果枸杞中花色苷的組成及結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定,結(jié)果表明黑果枸杞中花青素可能是飛燕草色素、牽?;ㄉ?、錦葵色素及其衍生物中的一種或多種。
花色苷類的提取一般可分為有機(jī)溶劑萃取、微波輔助提取、超聲輔助提取、酶輔助提取、超臨界流體萃取等方法,按需求不同選取不同的提取方法。柳福智等人[19]通過單因素試驗和正交試驗發(fā)現(xiàn),黑果枸杞中色素最佳提取工藝為料液比1∶20,5%鹽酸和85%乙醇混合提取劑(溶劑比為1∶1),提取溫度70℃,提取時間4 h,且對浸提率影響的因素從高到低依次為料液比、溶劑比、浸提溫度、浸提時間。宋亮等人[20]通過超聲波提取與有機(jī)溶劑提取結(jié)合的方式提取黑果枸杞中的花色苷,經(jīng)過單因素和響應(yīng)面試驗設(shè)計優(yōu)化所得最佳提取工藝條件為料液比1∶20(g∶mL),提取時間25.62 min,提取溫度48.67℃,乙醇體積分?jǐn)?shù)84.35%,測得花色苷平均含量野生為6.141 mg/g,人工種植為16.014 mg/g,人工種植含量遠(yuǎn)高于野生。劉康[21]采用酶輔助法提取黑果枸杞花色苷,在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計后確定最佳提取條件為提取溫度38.21℃,提取時間37.27 min,果膠酶用量52.04 mg/100 g,提取率為19.51±0.21 mg/g。
黑果枸杞中黃酮主要存在于葉片和果實中,黃酮具有抗氧化、抗衰老、抗菌、降血脂、抗心血管疾病等生理生化作用。但對其具體組成、提取方法等研究遠(yuǎn)不如多糖、花色苷。束彤等人[22]以柴達(dá)木黑果枸杞為原料,采用超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)解析超臨界CO2萃取物中黃酮類天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu),分析鑒定出蘆丁、槲皮素-3-β-葡萄糖醛酸苷等13種黃酮化合物,并首次在黑果枸杞中發(fā)現(xiàn)了橙皮素和苜蓿素成分。呂海英等人[23]采用薄層層析-高效液相色譜法檢測黑果枸杞葉中的黃酮成分,蘆丁、木犀草素、異鼠李素、槲皮素和山奈素5種黃酮成分總量占黑果枸杞葉總黃酮含量的37.14%。李兆君等人[24]利用索氏提取法以75%乙醇為溶劑,提取得到黑果枸杞中總黃酮含量為2.710%。段亞云等人[25]利用響應(yīng)面法對超聲波-微波協(xié)同提取黑果枸杞葉總黃酮的工藝進(jìn)行優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)對黑果枸杞葉中黃酮提取率的影響程度依次為料液比、乙醇體積分?jǐn)?shù)、提取時間、微波功率。在純化工藝上,艾克山·吾拉木等人[26]通過Box-behnken設(shè)計響應(yīng)面法法優(yōu)化了黑果枸杞總黃酮提取純化的工藝,使黑果枸杞中總黃酮含量從4.54%提高到了43.19%,極大地提高了純度。李淑珍等人[27]通過單因素試驗和正交試驗,采用AB-8型大孔樹脂分離純化得到黑果枸杞的總黃酮含量達(dá)28%,該工藝重復(fù)性、穩(wěn)定性較好。
酚酸是黑果枸杞中一類功能成分,主要存在與果實和葉片中。酚酸具有抗氧化、抗腫瘤、抑菌抗炎、保護(hù)肝臟心血管、提高免疫力的活性作用[28]。樓舒婷[29]采用化學(xué)提取法和體外消化法提取黑果枸杞中的總酚類物質(zhì),包括原兒茶酸、兒茶素、咖啡酸、綠原酸、對香豆酸、阿魏酸和對羥基苯甲酚等,同時研究發(fā)現(xiàn)青海黑果枸杞中的總酚、酚酸含量均高于新疆黑果枸杞。程禮芝等人[30]采用多種色譜分離純化黑果枸杞多酚成分,并分離鑒定出反式阿魏酸、反式咖啡酸、對羥基肉桂酸、香草酸、原兒茶酸、對羥基苯甲酸、原兒茶醛等14種多酚化合物。目前,黑果枸杞中酚酸物質(zhì)的種類和含量研究較多,但關(guān)于其作用機(jī)理研究較少。
甜菜堿是一種季銨堿類物質(zhì),是黑果枸杞中較為重要的活性成分之一,具有調(diào)節(jié)體內(nèi)滲透壓、促進(jìn)脂肪代謝、抑制脂肪肝等藥理活性作用[31]。劉增根等人[32]采用反相高效液相色譜法測定柴達(dá)木黑果枸杞中甜菜堿的平均含量為1.34%。耿丹丹等人[33]采用離子色譜法測定不同地區(qū)黑果枸杞中的甜菜堿的含量,甘肅民勤縣最高達(dá)19.58 mg/g,青海格爾木市最低為9.44 mg/g。
孟慶艷等人[34]采用勻漿法提取新疆黑果枸杞中的鞣質(zhì),并使用紫外-可見分光光度法測定黑果枸杞中鞣質(zhì)的平均含量為2.47%。于長春等人[35]采用GCMS對野生黑果枸杞中的脂肪酸分離鑒定并定量,測得黑果枸杞中脂肪酸含量為38.61 mg/g,且飽和脂肪酸為4.59 mg/g,不飽和脂肪酸34.02 mg/g。Altintas A等人[36]采用GC-MS法分析黑果枸杞中的揮發(fā)油成分,共檢測出二十七烷、二十九烷、亞油酸乙酯等18種揮發(fā)油組分,占揮發(fā)油總量的80.4%。齊晶晶等人[37]通過對黑果枸杞乙酸乙酯萃取液進(jìn)行化學(xué)成分分析,得到苯丙素類、黃酮類、香豆素類、木脂素、生物堿和萜類化合物等60種成分。李欽俊等人[38]對野生黑果枸杞進(jìn)行營養(yǎng)成分分析評價和比較,結(jié)果表明黑果枸杞中除含有脂肪、蛋白質(zhì)、氨基酸等常規(guī)營養(yǎng)成分外,也富含一定量的維生素和礦物質(zhì)元素等。
黑果枸中含有的花色苷、多糖、黃酮等活性物質(zhì),具有較強(qiáng)的抗氧化能力。尹民強(qiáng)等人[39]比較了黑果枸杞、紅枸杞、黑醋栗干、藍(lán)莓干、桑葚干和黑加侖葡萄干等6種水果的抗氧化能力,結(jié)果表明黑果枸杞具有更好的抗氧化能力,其抗羥自由基、抑制超氧陰離子和總抗氧化能力最強(qiáng)。王紫薇[40]研究發(fā)現(xiàn),黑果枸杞提取物對人肝癌細(xì)胞(HepG2)氧化損傷具有保護(hù)作用,可使氧化損傷細(xì)胞早期凋亡率從25.52%降至8.92%~14.13%。此外,李永慧等人[41]通過給小鼠灌喂黑果枸杞口服液探究其對正常小鼠體內(nèi)抗氧化活性的影響,結(jié)果表明低、高劑量的黑果枸杞口服液均能顯著降低小鼠血清和肝組織中MDA水平,明顯提高小鼠血清和肝組織中SOD,GSH-PX,T-AOC,CAT的活性[42]。
曹茸茸等人[43]通過建立運動疲勞小鼠模型和電刺激蟾蜍離體腓腸肌標(biāo)本探討黑果枸杞抗疲勞作用,研究發(fā)現(xiàn)黑果枸杞中、高劑量組均可起到顯著延長小鼠力竭游泳時間,增加小鼠肌糖原和肝糖原儲備,黑果枸杞可縮短肌肉收縮達(dá)最大幅度所需時間,縮短疲勞恢復(fù)時間,具有緩解運動疲勞的作用。楊重暉等人[44]采用黑果枸杞蛋白試驗得出了相似的結(jié)果,黑果枸杞蛋白能夠顯著降低MDA含量,提高SOD,GSH-Px,CAT的活力,即黑果枸杞蛋白能夠起到延緩D-半乳糖誘導(dǎo)的小鼠衰老作用。
王莉等人[45]研究不同濃度黑果枸杞多糖對HFA小鼠腸道微生物的影響,結(jié)果表明灌喂黑果枸杞多糖組小鼠腸道中的乳酸桿菌、雙歧桿菌數(shù)量較空白組顯著增加,能改善HFA小鼠腸道菌群環(huán)境,有利于腸道健康。林麗等人[46]研究了使用黑果枸杞花色苷灌喂小鼠,結(jié)果表明主動脈、心臟和肝臟的病變程度明顯輕于高脂組,可見黑果枸杞對小鼠動脈粥樣硬化具有一定程度的干預(yù)、調(diào)節(jié)作用。陳偉等人[47]黑果枸杞多糖可通過調(diào)節(jié)Nocth通路中相關(guān)神經(jīng)修復(fù)因子的表達(dá),從而緩解小鼠慢性腦缺血引發(fā)的腦損傷,起到保護(hù)大腦的作用。
陳曉琴[48]進(jìn)行了黑果枸杞果實多糖的降血糖生物功效的研究。結(jié)果表明,黑果枸杞果實多糖劑量組血糖含量顯著降低,具有一定的糖尿病防治作用。張靜等人[49]通過研究黑果枸杞花色苷對胰脂肪酶活性及高脂誘導(dǎo)肥胖小鼠的影響發(fā)現(xiàn),黑果枸杞能起到抑制胰脂肪酶活性。
黑果枸杞還具備其他多種生理活性作用。艾克山·吾拉木[50]通過研究黑果枸杞抗肝癌活性發(fā)現(xiàn)黑果枸杞總黃酮純化物對人肝癌細(xì)胞HepG-2的增殖有抑制作用,抑制率可高達(dá)98.27%,起到了抗肝癌、保肝、護(hù)肝的作用。段雅彬等人[51]通過黑果枸杞對X射線輻射損傷小鼠的保護(hù)作用及機(jī)制的研究發(fā)現(xiàn),黑果枸杞能降低輻射后小鼠凋亡因子的含量,起到了一定程度的防輻射作用。
黑果枸杞含有豐富的活性成分和生理活性作用越來越得到國內(nèi)外學(xué)者和消費者的重視,被譽(yù)為“軟黃金”的植物資源在食品研發(fā)、醫(yī)藥衛(wèi)生、生理功能保健等方面具有十分巨大的發(fā)展前景。黑果枸杞中高含量花色苷、原花青素等活性成分開發(fā)潛力巨大。但現(xiàn)階段黑果枸杞研究多集中在某些活性成分的提取、純化、含量測定上,部分活性成分研究較少或尚屬空白,亟待探索。生理活性作用方面研究報道數(shù)量較少,藥理作用機(jī)制等方面也缺乏相關(guān)研究。此外,黑果枸杞產(chǎn)量較少、相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)探索數(shù)量不足、宣傳報道缺乏,市場供應(yīng)短缺。隨著重視程度的增加和進(jìn)一步的深入研究,黑果枸杞的深度開發(fā)、應(yīng)用將更加廣闊。