花青素的结构抗氧化性及在保健食品中的应用

江　海

（辽宁省朝阳市食品检验检测所，辽宁朝阳　122000）



花青素的结构抗氧化性及在保健食品中的应用

江海

（辽宁省朝阳市食品检验检测所，辽宁朝阳122000）

摘要：花青素是一种多酚类化合物，具有较强的抗氧化性，能够有效清除人体内的自由基。已知花青素的种类有20余种，它们主要存在于自然界的植物中，通过对花青素的种类和结构进行详细总结，并对其在国内外的应用现状进行概述。

关键词：花青素；结构；抗氧化；食品；应用

花青素属于多酚类化合物，曾经被归类为黄酮类物质，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、果实、茎和叶中，其色彩绚丽，包括蓝、紫、紫罗兰、洋红、红、橙等。花青素的多酚结构，使其具有较强的抗氧化性，能够有效清除人体内的自由基，保护生物酶系统免遭破坏，保持人体正常生理机能，避免自由基积聚对人体的伤害，并兼具抗癌、降血压、软化血管等方面的功能性[1]。目前，花青素的提取、纯化、分离以及相关保健食品的开发已经成为众多保健食品企业选择的产品研发方向。

1花青素的结构

花青素具有类黄酮典型的C6- C3- C6碳骨架结构，是2 -苯基苯并吡喃阳离子结构的衍生物[2]。已知的花青素有20余种，在食品中的花青素主要有6种，即天竺葵色素、矢车菊色素、飞燕草色素、芍药色素、牵牛花色素和锦葵色素[2]。花青素可以与葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖成苷，俗称为花色苷。结合点大多在2 -苯基苯并吡喃阳离子的C3和C5位置上，C7位也可成苷；仅含1个糖基的花色苷，结合点总是在C3位上；含2种以上糖基的花色苷，结合点总有一个在C3位上，另一个在C5位上，少数在C7位上。这些糖基有时可以与脂肪族或者芳香族发生有机酸酰化反应，从而形成较长的支链。

常见花青素及花色苷上不同碳位上的取代基见图1，天竺葵色素见图2，矢车菊色素见图3，飞燕草色素见图4，芍药色素见图5，牵牛花色素见图6，锦葵色素见图7。

R1和R2为- H、- OH或- OCH3，R3为-糖基或- H，R4为- H或-糖基图1　常见花青素及花色苷上不同碳位上的取代基

已在植物中发现的花色苷有250种以上，各种植物中所含的花色苷种类多少不一，有的仅1种（如黑莓），有的多达几十种（如葡萄）。不同植物和不同生长期或者成熟期的花色苷含量也不相同，大约在20～600 mg/100 g鲜质量范围变化。

图2　天竺葵色素

图3　矢车菊色素

图4　飞燕草色素

图5　芍药色素

图6　牵牛花色素

图7　锦葵色素

2花青素的抗氧化性

花青素具有较强的抗氧化性，能够清除人体内的自由基，抑制肝脂质的过氧化现象，并呈现一定的量效关系。美国学者Matsumoto等人对花色苷的抗氧化活性做了研究，在体外试验中，花色苷（25 mg/mL）对DPPH自由基的清除作用高于对照溶液。在乙醇所致大鼠胃黏膜损伤试验中，花色苷及其水合物（2 g/kg）对出血胃黏膜的保护作用与檞皮素（100 mg/kg）相当[3]。Kowalczyk等人研究了花色苷对动物模型中氧化-还原反应参数的影响，结果表明，花色苷能够显著降低试验大鼠血浆中硫代巴比妥反应物和蛋白巯基的含量，增加谷胱甘肽过氧化酶的活性，从而抑制氧化应激反应，对心血管疾病有一定的防治作用[4]。

在我国，许多学者也对花青素及花色苷的抗氧化性进行了深入研究。有学者发现，紫甘薯花青素在体外活性氧模型中表现出较强的还原力和清除羟基自由基的能力，并且随着质量浓度的增加而增加[5]。有研究表明，在利用紫甘薯提取的花青素与常用的抗氧化剂抗坏血酸、α-生育酚和BHA进行比较。结果显示，花青素具有相当强的清除超氧阴离子、羟基自由基和DPPH自由基能力。但花青素是水溶性的，如果用于油脂中，则还需进行性状改变[6]。有学者对蓝莓花青素提取液的抗氧化性进行了研究，结果发现蓝莓花青素提取液有较强的清除DPPH自由基能力，并且随着质量浓度的增加，清除率也相应增加。当蓝莓花青素提取液的质量浓度达到一定值时（0.3 mg/mL），自由基的清除率可达到85％以上[7]。也有学者对紫葡萄皮中的花青素进行了研究，结果表明改性后的葡萄皮花青素能够还原脂肪氧化物、降低脂肪的过氧化值，对于扩展血管、改善人体血液成分、降血脂、降胆固醇及防止人体过快衰老具有重要意义[8]。总之，众多研究表明，花青素及成苷化合物的抗氧化性对人体具有明显的保健作用。

3花青素在保健食品中的应用

基于花青素对人体特殊的保健功能，围绕花青素所开发的相关保健产品在市场上已经越来越多。在美国，利用越橘以及Aronia果汁制成的保健型混合饮料深受中老年消费者的欢迎[9]。在欧洲，德国和波兰已经形成以越橘种植、加工、运输及销售为主体的产业链，围绕花青素所开发的保健型饮料、果酒产品在保健品市场上占有很大份额。根据相关资料报道，欧美国家每年消费含有花青素的保健型饮料多达10×104t以上，直接经济效益达数10亿美元。并且，随着人们对花青素保健功能的逐渐认识，花青素保健型饮料的消费量会迅猛增长，其潜在的经济效益十分可观。

在我国，花青素的相关保健产品研发起步较晚，因此产量和规模都落后于欧美等发达国家。近年来，随着我国人民生活水平的提高以及对健康饮食的深入认识，花青素的相关保健品也逐渐被我国消费者所接受。目前，在我国花青素主要应用于保健胶囊的研发和生产。在众多原料中，蓝莓花青素的提取、纯化及保健产品的研发发展最快，相关产品在市场上也初具规模；蓝莓颗粒胶囊、蓝莓软胶囊及蓝莓微胶囊化等形式的产品在市场上占的比例较大[10]。除此之外，从紫甘薯、紫玉米、紫番茄中提取花青素的工艺也已经研发成功，并应用于相关保健产品的开发中。

4　结语

综上所述，花青素的多酚结构决定其具有较强的抗氧化性。它能够有效清除人体的自由基、改善人体机能、防止人体衰老，因此花青素对人体具有巨大的保健价值。在当今经济社会，花青素对人体的特殊功能已经被人们所重视，并应用于保健产品的开发中。随着社会不断发展以及科学技术日益创新，花青素的经济潜力也会进一步被挖掘，围绕花青素保健品所建立的相关产业也会逐渐建立和发展起来。

参考文献：

[1]王鹏.国外黑果腺肋花楸多酚类物质功能性研究进展[J] .林业科技，2014，39（4）：67-70.

[2]阚建全.食品化学[M] .北京：中国农业大学出版社，2002：290-291.

[3]徐渊金，杜琪珍.花色苷生物活性的研究进展[J] .食品与机械，2006，22（6）：154-156.

[4]王瑞兰，欧阳蒲月，籍秀梅，等.食用植物中花色苷研究[J] .湘潭师范学院学报（自然科学版），2009，34（4）：34-37.

[5]暴海军，袁红波，李静，等.紫甘薯色素的研究进展[J] .安徽农业科学，2010，38（23）：12 386-12 387.

[6]刘超.紫甘薯花青素的提取及其稳定性和抗氧化性的研究[D] .长沙：湖南农业大学，2008.

[7]陈健，孙爱东，高雪娟，等.蓝莓花青素的提取及抗氧化性的研究[J] .北京林业大学学报，2011，33（2）：126-130.

[8]赵竞，景浩.不同品种葡萄皮、籽提取物多酚含量及抗氧化能力的比较研究[J] .食品工业科技，2009（10）：149-153.

[9]王鹏.欧美国家黑果腺肋花楸栽培技术研究现状[J] .中南林业调查规划，2014，33（1）：54-57.

[10]杨丽勇.蓝莓的营养保健功能及其产品开发[J] .中国食物与营养，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

作者简介：江海（1965—），男，本科，工程师，研究方向为食品质量控制研究。

收稿日期：2016- 01- 18

文章编号：1671- 9646（2016）03a- 0063- 03

中图分类号：TS202.3

文献标志码：A

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