黄酮类化合物在食品中的应用

黄酮类化合物在食品中的应用黄酮类化合物（flavonoids）又需生物类黄酮化合物（bioflavonoids）,是色原酮或色原 烷的衍生物，以C6-C3一C6结构为基本母核的天然产物，即两个苯环通过3个族原子结合 而成。其中C3部分可以是脂链，或与C6部分形成六元或五元氧杂环。黄酮类化合物广泛存在于植物的各个部位，尤英是花、叶部位，主要存在于芸香科、唇 形科、豆科、伞形科、银杏科与菊科中。有文献估计约有20%的中草药中含有黄酮类化合 物，可见其资源之丰富。许多研究已表明黄酮类化合物具有多种生物活性，除利用其抗菌、 消炎、抗突变、降压、淸热解毒、镇静、利尿等作用外，在抗氧化、抗癌、防癌、抑制脂肪 酶等方面也有显著效果。它是大多数氧自由基的淸除剂，因而能升高SOD （过氧化物歧化 酶）的活力，减少MDA （脂质过氧化物丙二醛）及OX-LDL （氧化低密度脂蛋白）的生 成。它可以增加冠脉流量，对实验性心肌梗塞有对抗作用：对急性心肌缺血有保护作用：对 治疗冠心病、心绞痛、高血压等有显著效果：对降低舒张压，防治心律失常、心血管病和活 血化瘀也起重要作用。由于黄酮类化合物的这些生物活性使它的研究进入了一个新的阶段, 掀起了黄酮类化合物研究、开发利用热潮，促使其在化妆品、医药、食品等工业中有广泛的 应用。黄酮类化合物可以直接从食物中获得，如大豆、橙、洋葱，也可以从富含黄酮化合物 的植物中提取，作为食品添加剂制成各种保健食品。1. 黄酮类化合物的提取目前发现的黄酮类化合物已达5000多种，但研究亦发现，在这 众多的黄酮类化合物中却因其结构的不同，有的表现出生物活性，有的却没有生物活性，而 且生物活性亦因苴结构的差异而不同。所以提取分离岀具有较髙生物活性的黄酮类化合物对 医药及食品工业是十分重要的。黄酮类化合物因其结构和来源的不同，溶解特性差异也很大, 因此应据其极性和水溶性的大小选择合适的溶剂进行提取。对昔类和极性较大的昔元，常用 某些极性较大的混合溶剂（如甲醇一水1 : 1）、水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯进行 提取，而对大多数苜元则采用乙醍、氯仿、乙酸乙酯等极性较小的溶剂进行提取。另外，一 些研究者为了提髙所得产物的收率，还采用了外加物理场的方法。目前，黄酮类化合物的提 取主要有：有机溶剂提取法、热水提取（仅限于提取昔类）、碱性稀醇或碱性水提取、系统 溶剂提取、超滤法、超声波提取法、微波提取法和髙速逆流色谱技术提取法（HSCCC）等。在上述的几种提取方法中，用水作溶剂浸提黄酮类化合物虽然存在无残留溶剂的优点， 但收率是很低的，并且由于其极性大，易把蛋白质、糖类、无机盐等易溶于水的成分提取出 来，因此易霉变，一般提取液存放10天左右就会有发霊、变质现象，提取液过滤、浓缩等 操作困难且费时，固体黄酮含量低等缺点。而采用外加不同物理场的方法，可以改变上述情 况的不足。超声波具有特殊的生物效应，选择适当的超声参数可以使植物细胞的细胞壁间形 成较多的小孔，从而可以增强细胞膜的透性和选择性;微波虽然不能破坏生物体内的共价键, 但对氢键、范徳华力、疏水相互作用等生物大分子髙级结构的次级键具有一立的破坏作用， 它可以改变细胞的结构和细胞膜电位的变化，这些变化对于细胞中有效组分的浸岀都是很有 作用的。目前，由于HSCCC对样品的高分辨率、高产品纯度、无吸附和污染等优点，将使 其成为制备银杏黄酮昔元以及各银杏内酯和白果内酯对照品的较佳手段。2. 黄酮类化合物的分离纯化黄酮类化合物的分离纯化方法很多，有柱层析、薄层层析、铅 盐沉淀、硼酸络合、pH梯度萃取、溶剂萃取以及近年来应用的高效液相色谱（HPLC）、液 滴逆流层析（DCCC）、气相层析、微乳薄层色谱等，但均存在不同程度的缺点而限制了其 工业化生产，在此，笔者仅介绍两种具有广阔市场应用前景的黄酮类化合物的分离纯化方法, 以供科研工作者及生产厂家参考。2. 1超临界CO2萃取法超临界CO2萃取技术是一项萃取高新技术，它具有工艺简单、提取 效率高、无有机溶剂残留、操作条件温和、活性成分及热不稳定成分不容易被破坏而保持天 然特征等优点，同时可以通过控制临界温度和压力达到选择性提取和分离纯化的目的，用英 生产岀的产品属绿色食品，具有很大的市场竞争力，目前已经有工业化的报道。2. 2大孔树脂吸附法大孔树脂是近10年来发展起来的一类有机髙分子聚合物吸附剂， 它具有物化稳左性高、吸附选择性好、不受无机物存在的影响、再生简便、解吸条件温和、 使用周期长、宜于构成闭路循环、节省费用等优点，广泛用于物质的分离纯化。如采用弱极 性AB 8大孔树脂对葛根黄酮、银杏叶黄酮进行吸附分离，提取物中黄酮含量提髙近一倍, 用CAD-40大孔树脂分离纯化柚皮昔效果很好等。由于这种方法提取率较高、成本低，所 以适合工业化生产。研究人员曾用D101型吸附树脂成功地纯化了银杏叶中的黄酮类化合物, 效果良好。黄酮类化合物在食品中的应用形式比较单一，主要是作为食品添加剂或直接应用于食品 中增加英保健作用。从产品形式看种类不多，基本上液态饮品、果蔬汁饮料（单一或混合）、 低度发酵酒、茶（固体或液体）占有很大比重，也有少屋醋、糖果、白酒、冷饮料的黄酮类 产品。现介绍如下：3. 1功能性食品添加剂3. 1. 1天然甜味剂黄酮类化合物作为非糖类甜味剂并非多见，但扩大了甜味剂新资源，目前发现主要为二 氢査尔酮含氧貳。芳香科柑橘类的幼果及果皮中，含有二氢黄酮类化合物，其本身无甜味， 但在适当条件下转化成二氢査尔酮糖试，则可显甜味。如新橙皮貳二氢査尔酮，英甜度为蔗 糖的950倍，从构效关系可知，7位新橙皮糖基是二氢査尔丽甜度必须的，如失去或换成苦 香精则无甜味：4位引入烷氧基如乙氧基或丙氧基可分别增加甜度约10或20倍。壳斗科 多穗柯Lithocaq）uspolystachyus）和多穗稠（L. litscifolius）嫩叶中二氢査尔酮匍萄糖貳以 及胡桃科黄杞（Engcl（hardiiaroxbiirghiana）叶中二氢黄酮醇鼠李糖貳都有一左甜味。寻找完 全无毒、低热量、口味好的天然保健性甜味剂是当前植物资源利用的方向之一。3. 1. 2天然抗氧化剂研究表明，黄酮类化合物均具有不同程度的抗氧化作用，尤其芸香昔、懈皮素、银杏黄 酮、大豆异黄酮等具有较强的抗氧化能力，可以代替合成抗氧化剂，用于油脂的抗氧化中。研究人员对橙皮或的抗氧化作用进行了研究，结果发现，橙皮试在猪油中具有明显的抗 氧化作用，抗氧能力不如PG、BHT,但是橙皮貳与抗坏血酸、柠檬酸或某些氨基酸有明显 的协同抗氧化作用。另外，绿茶提取物中儿茶素的天然抗氧化特性能改善谷类、蛋糕和饼干以及传统的健康 食品和膳食添加剂的市场潜能。绿茶提取物也可用于奶制品、方便面、糖果、冰淇淋及油炸 小吃以吸引消费者。将绿茶提取物加入中国中秋石的传统食品月饼中就是一个成功的例子， 加入了绿茶提取物既延长了月饼的货架期又改良了其风味。而且，市场上还可见到许多含有 绿茶和红茶提取物并结合苴他天然提取物的富含抗氧化剂的健康饮料。儿茶素的抗菌和除臭 作用延缓了牙齿的腐烂（抗龌）并改善了口气淸新度，因此 可在牙膏、漱口液、口香糖及 口气淸新剂中添加儿茶素以发挥其作用，儿茶素也可应用于其他日用品中。如许多洗发水、 滋润霜、香水和防晒剂中都含有茶提取物，人们相信他们能对皮肤起镇静作用并作为抗氧化 剂以防上皮肤受到自由基的攻击。在中国，牙膏和洗发水中添加茶提取物已有十几年的历史。 有人建议在苹果汁和其他食物中加入茶提取物以防止英被污染。茶提取物也可用于控烟健康 护理的饮料中，据说能帮助吸烟者戒烟。3. 1. 3天然风味增强剂 有些黄酮类化合物具有增强食品风味的作用，如柚皮昔虽具有苦味，但用在饮料以及髙级糖 果中却具有增强风味的作用。如柑橘汁中的橘皮昔是其特征的黄酮化合物，用其可以鉴別外 观和风味类似柑橘汁的伪劣产品。用从茶叶、竹叶中所提取的黄酮类混合物配制成的可乐型饮料及口香糖均具有一种天然的淡 淡茶香和竹香，生津止渴，口感甚佳，具有明显的除口臭、去烟味、蒜味及口腔火菌功效， 且成本比一般可乐饮料及一般口香糖低。3. 1. 4天然色素近20年来，发现一些合成色素都有不同程度的毒性，英应用受到一泄限制，因而从自 然界寻找合成色素的代用品一一天然食用色素的研究备受各国重视。黄酮类化合物多呈黄 色，同时又具有很宽的溶解特性，既有水溶性的黄酮类化合物，又有脂溶性的黄酮类化合物, 所以完全可以据食品加工的需要而选择合适的黄酮类化合物作为着色剂。目前已获准使用的主要有花青素和查尔酮类。含花青貳的食用色素有:杜鹃花科越橘红色素、 锦葵科玫瑰茄红色素、匍萄科匍萄皮色素、忍冬科蓝锭果红色素、蔷薇科火棘红色素、唇形 科紫苏色素：以査儿酮貳为主的有来自菊科的红花黄色素、菊花黄色素：梧桐科可可色素主 成分则是黄酮醇的聚合物，茶科红茶红色素则是儿茶素等多酚类物质的聚合物，禾本科髙粱 红色素成分为5, 7, 4 三疑基黄酮。3. 2黄酮类化合物功能食品近年来上市的保健产品中，很大一部分英中主要功效成分都属于黄酮类化合物，涉及功能食 品的许多方面，如防衰、防癌、提髙免疫力、降脂、降压食品等，产品外观覆盖到液体、固 体和半流体等多种形式，如银杏叶袋泡茶、苦芥速食粉、山楂叶冲剂、蜂胶胶囊、黄酮类口 香糖、黄酮类牙膏、沙棘汁等，苴中以蜂胶、银杏、山楂、沙棘、养麦、柑橘皮、茶叶等黄 酮类化合物加工品为最多，占黄酮类化合物功能食品的80%以上。银杏树又名白果树、公孙树，占世界70%,在我国有丰富资源。白果果仁富含淀粉、 蛋白质、脂肪、氨基酸等10多种营养成分，味道甘美，具有杀菌、降压、促进血管渗透性 增强的功能，有化痰、止咳、补肺、通经、I匕浊、利尿及润肤防皱等功效。研究人员对糖水 白果罐头生产工艺进行了研究,成功开发岀了新型的糖水白果罐头，产品已销往东南亚一带, 反映甚好。研究人员以杜仲和银杏叶为主要原料制作的保健饮料对高血压、髙血脂、髙胆固 醇、冠心病、肥胖症想者均有较好疗效，是一种理想的天然保健饮料。另外，李秋庭研究了 天然甜茶保健饮料的生产工艺，并着重研究了最佳浸提条件及如何解决天然甜茶保健饮料产 生混浊沉淀、色泽褐变、风味改变等问题。研制出色泽淸亮、香气宜人，甘甜，淸凉可口的 天然无糖保健饮料。研究人员以红茶、红枣等为原料，开发研制具体保健作用的发酵饮料。 研究人员以仙人掌为原料，在不添加防腐剂、色素、香精的前提下，采用良好的加工工艺研 制出色香味俱佳，口感好，风味独特的仙人掌果脯产品，并对工艺条件进行了探讨，为仙人 掌资源的开发利用探索新的途径，为生产提供适宜的工艺过程，工艺参数。4. 结论黄酮类化合物无毒，广泛存在于植物界中，人体不能合成，而且在体内代谢很快。人体 摄取黄酮类化合物主要来自于饮料，茶、咖啡、可可、果洒（尤其红葡萄洒）和啤酒，甚至 醋都是英重要来源，占总摄入量的25%30%。关于其日摄取量，目前尚无左性结论，美 国摄取量达lgd-l,荷兰对榔皮素、山茶酚、髙粱黄酮、叶黄酮、杨酶黄酮的总摄取量达 23mgd-l,但目前的摄取水平远未达到有益的摄取量。近年来虽然分离、提取了大量的新 黄酮类化合物，掀起了黄酮类化合物的研究热潮，但对其吸收、代谢机制、活性机理，具有 生理功能的活性基团、稳定性等方而仍缺乏全面的认识，因此应加强此方而的工作，弄淸其 生理功能从而进行有效地分离和提取，为生物类黄酮在医药、食品工业中的应用提供理论依 据，加速植物资源的有效开发利用，生产出具有治疗和预防多种疾病的药品和天然保健品。