生物类黄酮的生理功效和在食品中的应用

生物类黄酮的生理功效及食品中的应用 摘要 本文综述了生物类黄酮的分布情况，对其怎样去鉴定和提取生物类黄酮，其特殊的生理 活性抗氧化、抗自由基、抗癌作用等，和在食品中作为功能性食品和其添加剂等做了有效 的论述，对国内外生物类黄酮化合物的研究进展做了详细的阐述，通过和国外的研究对比， 提出了有哪些不足之处，该怎样去改进做了有效地阐述，旨在为生物类黄酮的研究、开发、 应用提供有效的参考。 关键词：生物类黄酮 抗氧化 抗癌 功能性食品 Bioflavonoids Physiological Functions And Food Applications Abstract This paper reviews the bioflavonoids distribution and how to to identify and extract bioflavonoids, and their special physiological activity of antioxidant, anti-free radical, anti-cancer effects, and in foods as functional foods and additiveseffective discusses the research progress on the domestic and foreign bio-flavonoids compounds detailed, contrast and abroad which the inadequacies of how to improve effectively, designed to the bioflavonoids research, development, and application to provide effective reference. 【Key words】: : Bioflavonoids Antioxidant Anti-cancer Functional food 绪论： 生物类黄酮（bioflavonoids）即维生素 P，是植物次级代谢产物1，它们并非单一的 化合物，而是多种具有类似结构和活性物质的总称，因多呈黄色而被称为生物类黄酮1。 主要的维生素 P 类化合物包括黄酮、芸香素、橙皮素等，属于水溶性维生素。维生素 P 中 的“P”是指 permeability（意思是通透性） 。由于它最初是从柠檬中分离出来的，化学本质为 黄素酮类，所以又称为生物类黄酮。生物类黄酮具有多种生物活性，如抗癌、抗 HIV、抗 氧化等等，配合维生素 C 在临床上应用已很久了2,16,17。近年来随着科学的不断进步，科 学家们发现了许多新的种类和生理作用，其中抗自由基、防癌和抗癌的作用尤为突出，让 生物类黄酮的研究进入了一个全新的阶段，引起了国内外营养学家的广泛关注，让它成为 了炙手可热的热点之一。 1 生物类黄酮的功能结构、分类及分布 1.1 生物类黄酮的功能结构 生物类黄酮指两个苯环（A-环和 B-环）通过中央三碳键相互连接而成的一系列 C6-C3- C6 化合物17。主要是指以 2-苯基色原酮为母核的化合物。其结构见图示 C6-C3-C6 2-苯基色原酮（黄酮类） 1.2 生物类黄酮的分类 不同的植物合成不同的类黄酮物质，行使着它自己不同的功能，如吸引授粉者，保护 植物免受病虫的伤害，在植物与微生物相互作用中作为信号分子，或者保护植物不受紫外 辐射18。根据中央三碳链的氧化程度,B 环在 C 环上的连接位置以及三碳链是否构成环状等 特点,将类黄酮分为黄酮及黄酮甙、黄酮醇及黄酮醇甙、查耳酮、噢哢橙酮类、花色素和花 色甙、黄烷醇、双氢黄酮、双氢黄酮醇、碳-甙黄酮、双黄酮及二聚黄酮、异黄酮、异黄烷 酮、苯并色原酮和新黄酮 14 大类6。天然的生物类黄酮多为其基本结构的衍生物，多以 糖苷形式存在。除常见的 O-糖苷外，还有 C-糖苷，如葛根素等，所以植物界中发现了许 多不同种类的生物类黄酮，但研究发现这些生物类黄酮因结构的不同有的表现出生物活性， 有的则没有表现生物活性。而且生物活性又因其结构的差异而不同，所以很多研究者普遍 认为生物类黄酮分子中心的 、-不饱和吡喃酮是其具有各种生物活性的关键3，7-OH 糖 苷化和 2、3 位双键氢化都引起了生物类黄酮活性的降低，而 A、B、C 三个环上的各种取 代基则决定了不同生物类黄酮分子的特定的生理功能20。胡春,丁霄霖等研究者就提出了有 效酚羟基理论，他们认为，B 环上的 3 、4邻二羟基对清除自由基和机体组织中的脂质 过氧化物起了决定性的作用，而在抑制油脂自动氧化中 3-OH、5-OH、4-羰基和 2、3 位的 双键则起了主导作用20,21。在利用时应该根据不同的结构和来源进行选择。 1.3 生物类黄酮的分布 生物类黄酮在植物界中分布很普遍，到现在为止植物中已发现的生物类黄酮多达 5000 余种1，在藻类、菌类中很少发现，苔藓植物大多含有类黄酮，裸子植物中也含有类黄酮， 但类型较少，主要为双类黄酮；类黄酮成分最集中的是被子植物，其中豆科、蔷薇科、芸 香科、伞形科、杜鹃花科、报春花科、唇形科、玄参科、马鞭草科、菊科、蓼科、鼠李科、 冬青科、桃金娘科、桑科、大戟科、尾科、兰科、莎草科和姜科尤为富集。含有类黄酮的 常用中药有槐米、黄芪、葛根、陈皮、枳实、银杏叶、山楂、菊花、野菊花、淫羊藿、射 干等。而动物和人类日粮中的豆类中类黄酮含量较多。主要是大豆异黄酮及其糖苷。水果 中生物类黄酮的来源包括芦丁（荞麦中含量很高,苦荞含量又是普通荞麦的 10 多倍）以及 橙皮苷，主要存在于柑橘类水果中。最好的食物来源是野玫瑰果、荞麦叶、柑橘类水果、 浆果、椰菜、樱桃、葡萄、木瓜、哈密瓜、李子、茶叶、红酒以及番茄。黄瓜中也含有特 殊的生物类黄酮，它可以阻止致癌的激素与细胞结合。 2 生物类黄酮的鉴定与代谢 2.1 生物类黄酮的鉴定 对于未知的生物类黄酮的鉴定主要有 2 种方法：纸色谱( 薄层色谱)：紫外及可见 光谱分析。这种方法主要是根据生物类黄酮物质在纸色谱上的位置, 在紫外光下的颜色, 样品溶液在各移动试剂(NaOMe、NaOAc、H3BO3、AlCl3)加入后, 紫外及可见光谱的变化及与 标准谱图的对比来确定未知的类黄酮物质结构。在 Markham, K.R 的研究中有对该方法的系 统介绍和大量的光谱数据及标准谱图22。高效液相色谱（HPLC）-质谱分析（MS） 。该 方法是通过高压液相设备与质谱仪的联用来确定未知类黄酮物质的结构。通常上述二法联 用时可以取得最佳的效果,例如 Szostak4联合使用上述两种方法对自波兰 Palikije 培育 站的甜荞麦籽粒中类黄酮物质进行研究确定了芦丁、东方蓼黄素、异东方蓼黄素、杜荆黄 素、异杜荆黄素等类黄酮的存在。 2.2 生物类黄酮的代谢 一般认为,除了儿茶素,肠道中没有酶可以将类黄酮糖苷键分解成类黄酮配体, 只有肠道 中的微生物可以将 -糖苷键水解，释放出游离类黄酮配体5。类黄酮槲皮素与其它的类黄 酮不同。通过对回肠瘘管手术病人的研究发现, 小肠能有效地吸收槲皮素及其糖苷, 吸收率 分别为 24%和 52%, 槲皮素芸香苷吸收率为 17% 。这表明, 小肠不仅能吸收类黄酮糖苷, 而且其吸收率高于类黄酮配体, 即与糖苷结合, 加强了类黄酮的吸收, 山楂叶总黄酮被开发 成药物就是典型的应用5。大豆类黄酮对妇女的生物学效价决定于肠道中微生物菌群。 动物试验表明, 类黄酮在肝脏参与两类反应:1 -OH 基团可与葡醛酸、硫酸结合, 也可能 发生去甲基化, 结合型产物可随胆汁分泌到肠腔中, 在结肠微生物产生的脱结合酶作用下, 水解产生甙元再重吸收入血。2 大部分类黄酮是被肠腔内微生物通过杂环裂解方式降解和 代谢, 产物可吸收入血后由尿液排出。在人方面主要在 -葡萄糖苷酶的作用下产生大量异 黄酮。在血液和尿液中所检测出的异黄酮大都是葡萄糖醛酸的结合物, 人类所摄取的异黄 酮大都是以配糖体形式消化吸收13。 3 生物类黄酮的生物活性功能 3.1 抗氧化和抗自由基作用 胡春和丁霄霖20通过研究发现自由基(freeradicals)是需氧生物生命活动过程中,多种生化 反应的中间代谢产物,也是生物体有效的防御系统。但当其产生过量或清除过慢时,这些具有 未成对电子的自由基由于其化学性质相当活泼, 便会攻击生物体大分子物质如 DNA、蛋白 质或生物膜上的不饱和脂肪酸及各种细胞器,造成生物体在分子水平、细胞水平及组织器官 水平的各种损伤,加速生物体的衰老进程并诱发许多慢性病如癌症、白内障、心肌梗塞、阿 兹海默症等发生。同时国外的一些研究者比如 MARIO FOTI,MARIO PIATTELLI6等发现 生物体内有一些抗氧化的防御系统,可以保证细胞免受自由基的伤害,如:谷胱甘肽( GSH) 、 过氧化物歧化酶( SOD) 、过氧化氢酶( CAT) 。但随着年龄的增长, 生物体内产生的抗氧 化物质和自身防御系统的能力会逐渐下降。因此为了巩固生物体的抗氧化能力,有必要寻找 一些具有抗氧化能力的天然物质,通过他们的研究发现，生物类黄酮物质具有极强的抗氧化 和抗自由基能力。 3.2 抗癌和抑癌作用 Kazuyasa8等认为，生物类黄酮是膳食中最有效的抗癌物质之一，它可以抑制由苯并 芘、二甲苯(a)蒽、亚硝基甲脲、甲基胆蒽等诱发的癌变过程动物实验结果也表明大豆异黄 酮中的金雀异黄素(即 5，7，4一三羟异黄酮，又称染料木素，genistein 简称 Gen)和大 豆素(daidgein，简称 Dai)，具有较强的抗癌效应，可显著延长 7，12 一二甲基苯并(a)蒽 诱发的大鼠乳腺癌的潜伏期；在体外，Gen 对各种癌细胞显示有抑制生长和刺激分化并诱 导肿瘤细胞凋亡的作用；Gen 具有广泛的抗恶性细胞增殖作用，能诱导恶性细胞的分化， 抑制细胞的恶性转化和侵袭，以及肿瘤的转移。崔洪斌24研究发现其作用的机制可能与其 抑制 DNA 拓扑异构酶(ToPo)及蛋白酪氨酸激酶(PTK)的活性有关。 生物类黄酮主要通过 3 个途径达到抗癌、防癌的作用，即抗自由基作用直接抑制癌细 胞生长抗致癌因子。郑学钦，胡春21研究致癌因子在体内产生自由基时发现，它们以自由 基的形式富集于脂质细胞膜的周围，引起脂质过氧化，破坏细胞的 DNA 而致癌，生物类黄 酮是自由基猝灭剂和抗氧化剂，能有效地阻止脂质过氧化引起的细胞破坏，起到抗癌、防 癌的作用。许多生物类黄酮具有抑制肿瘤细胞糖酵解、生长、线粒体琥珀酸氧化酶活性和 磷脂酰肌醇激酶（卵巢癌细胞中）活性的功能起到抗癌、防癌的作用，尤其是槲皮素 （quercetin）在毫摩尔浓度下就可抑制癌细胞生长发育阶段所必需的酶系统-蛋白激酶 C，从而有效地阻滞癌细胞增殖，也就可以通过抑制钙调素（肿瘤细胞 DNA 合成的活化因子） 而有效地抑制肿瘤. 汪德清，沈文梅25还提出生物类黄酮可以保护细胞免受致癌因子的损害的研究发现。 通过研究，槲皮素能有效地诱导微粒体芳烃羟化酶、环氧化物水解酶，使多环芳烃和苯并 芘等致癌物通过羟化、水解失去致癌活性，而且槲皮素还可抑制 Rous 肉瘤病毒和人疱疹病 毒。但试验同时也表明，某些生物类黄酮在体外是诱变剂，具有潜在的致癌、致突变作用。 并且有研究者认为，唾液和肠道中的某些细菌含有糖苷酶，催化黄酮糖苷分解，分解产物 黄酮苷元是突变诱发剂，而黄酮糖苷常常不引起突变。有人用哺乳动物细胞株进行了体外 快速诱变试验，发现槲皮素、山奈酚（kaempferol） 、高粱黄酮（apigenin） 、叶黄酮 （luteolin） 、杨梅黄酮（myricetin)等有基因毒性,而且槲皮素等生物类黄酮在微量金属 离子存在和有氧条件下,可产生过氧化物和活性氧,引起 DNA 链断裂而致突变.然而 Ames 试 验表明 体外可能产生致癌、致突变的槲皮素等生物类黄酮在体内却无毒性，并具有抗癌、 防癌的作用。因此，在应用生物类黄酮时应该考虑其潜在的致癌、致突变性，控制合理的 用量。 3.3 对心血管系统的作用 3.3.1 对心肌的作用 王秉文，李克喜26认为生物类黄酮能够阻断 受体、在亚细胞水平上对线粒体能产 生正性影响以及可以抑制心脏磷酸二酯酶的活性因此具有变时性调节心肌收缩的作用，改 善心肌舒张功能、对抗垂体后叶素引起的心肌缺血、缩小因结扎冠状动脉而引起的心肌梗 塞、提高机体在常压与低压下的耐缺氧能力、对抗各种因子造成的心律失常。因此可用于 治疗心律失常、心绞痛、心肌梗塞等症。 3.3.2 对血管的作用 姚新生27认为芦丁(rutin) 、儿茶酚 catechin)等能降低血管脆性及异常的通透性, 可用作防治高血压及动脉硬化的辅助治疗剂。不少治疗冠心病有效的中草药或活血化瘀类 药物中均含有类黄酮化合物。芦丁、槲皮素、葛根素、人工合成的立可定(recordil)等均 具有明显的扩冠作用,并已用于临床。生物类黄酮具有扩张血管的作用，能够改善心血管平 滑肌的收缩舒张功能。平滑肌细胞膜上有两种 Ca2+通道，一种是电压依赖性通道（PDC）, 主要由细胞膜高 K+去极化所激活;另一种是受体操纵性通道（ROC）,主要由去甲肾上腺素 激活,去甲肾上腺素引起血管平滑肌收缩,除开放 ROC 外也引起细胞内 Ca2+释放。生物类黄 酮改善平滑肌收缩舒张的机制与其调节细胞外 Ca2+内流和 细胞内 Ca2+释放有关。此外，生 物类黄酮对血管活性物质及影响活性物质的酶也有一定的作用。5-羟色胺（5-HT，在偏头 痛中具有重要作用）可引起颅内血管收缩，使血流量减少，同时通过血小板摄取 5-HT 促进 三磷酸腺苷（ATP）转变成二磷酸腺苷（ADP）而引起血小板聚集。葛根素可以在体外抑制 ADP 诱导的大鼠血小板聚集、5-HT 与 ADP 共同诱导的兔、绵羊和人血小板聚集以及凝血酶 诱导的3H-5HT 从血小板中释放。腺苷脱氨酶位于毛细管及血管的内皮细胞上，对调节血 压，血小板聚集及神经传递有重要作用。某些生物类黄酮具有防止低密度脂蛋白（LDL）氧 化的作用，并对主动脉内皮细胞腺苷脱氨酶有抑制作用，因此可以用于防治心血管病、偏 头痛、动脉粥样硬化等症。 3.4 调节脂质代谢 大量研究表明生物类黄酮类黄酮对动物的脂质代谢具有调节作用.林实秋和陈吉棣28 发现山楂叶黄酮可使大鼠低密度脂蛋白受体（LDLR）的 mRNA 转录增强，同时低密度脂蛋白 受体表达也增强，从而增加低密度脂蛋白（LDL）的降解。谢棒祥和张敏红29报道中发现， 21 日龄肉鸡饲料中添加山楂叶黄酮 21d 可显著降低肉鸡血清总蛋白（TP） 、白蛋白、总胆 固醇（TC） 、甘油三酯（TG） 、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）含量及其腹脂率。戴尧天30 等提出，鹌鹑饲料中添加富含刺类黄酮的刺梨汁能有效降低血浆总胆固醇和甘油三酯与高 密度脂蛋白（HDL-C）的比值，延缓和阻断高脂诱发的动脉粥样硬化斑块的形成和发展。 Kirk9等国外研究人员也提出，大豆异黄酮可能通过增加低密度脂蛋白受体活性来降低血 浆胆固醇，进而防止动脉粥样硬化。类黄酮提取物可能通过影响与脂类代谢有关的基因的 表达来降低血浆脂蛋白浓度。在蛋鸡日粮中添加茶多酚和大豆异黄酮均可显著降低蛋黄中 的胆固醇水平 3.5 对免疫系统的作用 生物类黄酮能增强机体的非特异免疫功能和体液免疫功能。研究表明沙棘总黄酮 （TFH）能增加 T 细胞百分率、胸腺指数、脾腺指数、脾特异玫瑰花形成细胞（SRFC） ，能 拮抗环磷酰胺引起的脾特异玫瑰花形成细胞减少，并且在低浓度时促进淋巴细胞转化，高 浓度时抑制淋巴细胞转化，从而提高机体的免疫功能。通过这个研究张荣庆和韩正康31 提出，大豆异黄酮可提高巨噬细胞的吞噬功能，从而提高机体免疫力。 3.6 对内分泌系统的作用 3.6.1 雌性激素样作用 许多生物类黄酮因结构与己烯雌酚相似而具有雌性激素样作用，它与甾类激素一样具 有兴奋和抑制双重效应。兴奋机制在于生物类黄酮与雌激素受体的亲和性、雌激素样的作 用强度与亲和力强度相一致；抑制机制可能除了与雌激素受体有关外，还与子宫组织中的 一种过氧化酶有关，它直接抑制了多种酶活性。此外，生物类黄酮与生长因子一样有促进 生长的作用，它通过或控制促性腺激素的释放、或促性腺作用、或阻碍雌激素代谢、或提 高雌激素活性的途径加快子宫的生长。张荣庆32等在母猪妊娠后期连续饲喂大豆异黄酮， 明显提高母猪血液及初乳中生长激素（GH） 、催乳素（PRL）含量，并降低血清中生长激素 释放抑制激素（SS）的含量。王国杰和韩正康26以 4556d 的雄性肉仔鸡为试验对象，日 粮中添加红三叶总异黄酮粗提品，总异黄酮组仔鸡血清中睾酮含量比对照组提高 35.9%（P0.05） 。在国外 GOLDINB R10等通过研究也发现，染料木素(genistin) 、大豆 素(daidzein)等异黄酮在结构上与己烯雌酚相似而具有雌性激素样作用。这些异黄酮可以 通过竞争性的抑制作用阻塞雌激素的吸收(estrogen reception) ,从而降低前列腺癌和乳 房癌的发病率。 3.6.2 降血糖作用 糖尿病患者一方面因胰岛分泌胰岛素失调引起血糖升高，另一方面高血糖又引起多元 醇代谢通路异常亢进导致糖尿病并发症。醛糖还原酶在多醇代谢途径中是一关键酶，它使 多种醛还原，引发糖尿病并发症。生物类黄酮能够促进胰岛 细胞的恢复，降低血糖和血 清胆固醇，改善糖耐量，对抗肾上腺素的升血糖作用，同时它还能够抑制醛糖还原酶，因 此可以治疗糖尿病及其并发症。刘燕强和韩正康34研究发现大豆异黄酮可升高蛋鸡血浆 胰岛素，大豆黄酮的添加量从 20mg/Kg 升高到 40mg/Kg 时,胰岛素水平升高二十几倍。谢棒 祥和张敏红35在肉仔鸡日粮中添加大豆异黄酮 40mg/Kg、山楂叶黄酮 40mg/Kg,21d 显著降 低 T3 水平,35d 后显著提高血清雌二醇、胰岛素和胰高血糖素水平。 3.7 抗炎和抗过敏作用 生物类黄酮具有抗炎、抗过敏作用，张德权,台建祥,付勤17通过研究提出抗炎机制 可能在于其抑制了前列腺素（PG）生物合成过程中的脂氧化酶（LOX） ；抗过敏机制可能不 在于其改善靶器官和细胞的反性，也不在于其竞争靶细胞受体从而拮抗生物活性物质，而 可能在于其抑制抗原的结合或在抑制介质释放等环节上产生效应，临床上常用生物类黄酮 药物治疗脓肿、溃疡和过敏等症。 3.8 护肝作用 生物类黄酮对急慢性肝炎、肝硬化、脂肪肝以及因半乳糖胺和 CCl4等引起的中毒性肝 损伤均有一定的疗效。吴东方，罗顺德，冯小东36等通过研究发现：生物类酮对 CCl4所 致肝脏丙二醛（MDA，肝脂质过氧化终产物)含量的增高有明显的抑制;可减轻肝损伤对谷光 甘肽（GSH）的消耗;能够保护肝细胞结构的完整性，防止细胞中的转氨酶等可溶性酶因从 细胞中漏出而活性升高；此外，银杏叶黄酮（FG）可阻止因苯巴比妥引起的肝微粒体 adriamycyl 自由基的形成,从而达到保护肝的作用。因此，生物类黄酮的护肝机制最终在 于它的抗氧化和抗自由基的作用32。 3.9 抑菌和抗病毒作用 张德权,台建祥,付勤17研究表明，生物类黄酮如银杏叶黄酮、槲皮素、桑色素 （morin） 、山奈酚等均有抑菌和抗病毒作用。kievitone(一种异黄酮化合物)在极低浓度时 就对人体致病革兰氏阳性菌,如白喉杆菌、金黄色葡萄球菌和溶血性链球菌有较强的抑制作 用，作用机理可能在于其内在的细胞毒作用。 余杰37等研究表明, 亮叶杨桐中类黄酮对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏杆菌、枯草 杆菌和普通变形杆菌等致病菌均有明显的抑制作用。 4 生物类黄酮的结构与生理活性的关系 生物类黄酮之所以具有突出的抗氧化性、消除自由基能力,是由其结构所决定的。目前 普遍认为,生物类黄酮分子的 、 不饱和吡喃酮是其具有各种生物活性的关键17。晏 文洁38等比较了数种类黄酮的结构与抗氧化性之间的关系,结果显示对于脂质体系而言, 在类黄酮 B 环上没有羟基的化合物,其抗氧化力较低,自由基的捕捉力与还原力表现亦较差,但 若具有 1 个以上的羟基则会显著提高这 3 种活性。Siess11认为,同样在 5、7、4位置 上有羟基的类黄若其在 C 环位置 3 上有羟基,则可加强其抗氧化力。但不管是何种观点,他 们都认为: 生物类黄酮所具有的多酚类结构使其成为自由基的陷阱,它与其他自由基反应 生成的酚氧自由基,由于 P2 共轭结构稳定,能够有效地抑制自由基连锁反应; 生物类黄 酮上相邻的羟基或酮基能够螯合金属离子,而金属离子往往是氧化反应的催化剂和引发剂; 生物类黄酮可以起到还原剂的作用,将一些其他的抗氧化剂(如维生素 E) 还原,使之重新 发挥作用12。 5 生物类黄铜的提取和分离纯化 5.1 生物类黄酮的提取 生物类黄酮的提取通常采用溶剂提取,如甲醇索氏抽提法、乙醇浸提法、碱溶酸沉法、 热水浸提法等。近年来出现了一些强化物理场进行萃取的尝试,如陈斌39等使用微波从葛 根中萃取葛根异黄酮,浸出率达 96%以上。毕丽君40等用超声波从水芹中提取黄酮类化合 物,黄酮浸出率可达 94.6%。此外还有酶法,如王晓41等使用纤维素酶和果胶酶的复合酶液 对山楂叶进行酶解,然后用水提取类黄酮类物质,结果与传统工艺相比,提取率提高了 16.9%,并 且在相同的提取条件下比较温和，适合提取生物类黄酮。 5.1.1 醇类提取法 甲醇和乙醇是常用的生物类黄酮提取溶剂，高浓度的醇（90%95%）适于提取黄酮 苷元，60% 左右浓度的醇适于黄酮苷类。提取过程中常用冷浸法或回流法，提取次数一般 为 2 4 次。两种方法各有优缺点。前者无需加热，有利于保持提取物的成分，但提取时间 长，效率低；后者效率高，但需加热，因此成分不稳定的原料（如一些中药药材）不宜用 此法。分别采用甲醇和乙醇对竹叶中的黄酮进行回流提取，其中用甲醇于 60恒温回流 40min，70%乙醇于沸水浴回流 40min，结果表明甲醇的提取效果更佳。以 80% 的乙醇对 银杏叶于 70提取 1h，并与水提取法比较，结果表明醇提法提取率明显高于水提法。 5.1.2 碱性水或碱性稀醇提取法 黄酮类成分大多具有酚羟基，可用碱性水（如氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠）或碱性 稀醇（如 50% 的乙醇）浸出，浸出液经酸化后析出类黄酮化合物。需要注意的是，碱性 提取时碱浓度不宜过高，以免在强碱条件下加热破坏黄酮类化合物的母核。在使用戴维斯 （Davis）法对样品进行测定时，常采用碱性水进行浸提，因为此法测定含量需在碱性条件 下进行。 5.1.3 酶法 利用酶将原料中的大分子物质水解，使类黄酮物质充分释放，以增加提取率。此法要 和别的提取方法联用。如利用果胶酶将山楂中果胶完全分解后，再进行黄酮的提取、分离 纯化及含量分析测定。结果表明，果胶完全分解成小分子物质，使果肉中黄酮类物质充分 释放出来，比目前常用的方法提高了 2-3 个百分点，显著提高了山楂黄酮的提取率。而用 纤维素酶对葛根进行水解，与不加酶的提取方法对照，结果表明，前者葛根总黄酮收率比 后者高 13%。 5.1.4 热水提取法 仅限于提取苷类, 但因为提取杂质多, 所以不经常使用。 5.1.5 超声波提取法 这种方法也是一种较新的方法，具有省时、高效、节能等优点。作山楂总黄酮提取的 前处理进行研究，结果表明 45min 为最佳提取条件。对银杏黄酮苷的超声波提取法进行了 研究，结果表明，提取率为常规水浸提效率的 3 倍左右，其最佳提取工艺条件为： 55min，料液比为 1/30，温度为 50，提取率为 82.3%。 5.2 生物类黄酮的分离纯化 5.2.1 沉淀剂法 通过向粗提液中加入特定的沉淀剂可以有效的去除蛋白质、鞣质等物质, 比较常用的 沉淀剂有明胶、高岭土、硅藻土及 ZTC 澄清剂。李俊42 等根据银杏叶中各物质的性质, 用先明胶后硅藻土的方法对银杏黄酮粗提液进行处理,使得银杏叶提取物中的类黄酮物质的 含量超过 24 %。 5.2.2 超临界 CO2萃取法 超临界 CO2 萃取法 超临界 CO2 萃取技术是一项新的萃取技术,具有工艺简单、无毒、 防氧化及操作条件温和等优点。游海,陶秉莹,张立麒43采用超临界 CO2 萃取的方法, 研 究了从银杏叶中提取黄酮类化合物、萜内酯的最佳工艺条件, 结果表明, 在较低的操作压 力下, 超临界 CO2 萃取法可有效地提取出银杏叶中的药用活性成分黄酮类化合物和萜内酯, 其中黄酮含量达 28%以上, 萜内酯含量达 7% 以上, 且银杏叶中的有毒物质银杏酚酸的含量 得到了较好的控制。 5.2.3 吸附层析法 吸附层析法中常用的吸附剂有硅胶聚酰胺、大孔吸附树脂等。其中大孔吸附树脂是近 十年发展起来的有机高聚物吸附剂,是吸附和筛选原理相结合的分离材料,具有物理化学稳 定性高、吸附性好、不受无机物存在的影响、再生简单、解吸条件温和、使用周期长、易 于构成闭路循环、节省费用等优点,被广泛地用于物质的分离纯化。何琦，及元乔44等采 用 D140 大孔吸附树脂提取制得的银杏黄酮纯度为 24.54 %。 5.2.4 溶剂萃取法 国外的 ORELLY,JOSEPH12发现溶剂萃取法是目前用得较多的一种方法, 归纳起来主 要有: 低级酮醇提取、铅盐沉淀、酮萃取酮醇提取、正己烷脱脂、甲苯/正丁烷萃取及低级 酮醇提取、氨水沉淀、混合酮萃取等方法。 5.2.5 膜分离法 膜分离法是用天然或人工合成的高分子膜, 以外加压力或化学位差为推动力, 对双组 分或多组分的溶液进行分离、分级、提纯和富集的方法。使用膜分离技术对类黄酮粗提液 进行精制, 可以除去液体中的大分子杂质,使其滤出液澄清透明, 精制液在有效成分的质和 量上与粗提液基本一致。孙鹏，刘文文45用无机陶瓷微滤膜对苦参水提液进行微滤, 结 果微滤前为浑浊液的苦参水提液, 微滤后成为颜色较浅的澄清透明液体, 苦参水提液固形 物去除率为 39. 50%, 氧化苦参碱和苦参总黄酮的保留率分别为 79.72%和 77.23%。 6 生物类黄酮在食品中的应用 6.1 功能性食品添加剂 6.1.1 天然的甜味剂 张德权,台建祥17等研究提出，柚皮苷属二氢黄酮,经过氢化处理可以转变为具有甜 味的二氢查尔酮,它的甜度是蔗糖的 100 倍。柚皮苷与异香兰素作用得新橙皮苷,新橙皮苷 经过氢化转变为新橙皮苷二氢查尔酮,其甜度是蔗糖的 950 倍,而且这两种甜味剂回味都没 有苦味,可直接用于各种食品中,并且具保健作用。 6.1.2 天然的抗氧化剂 生物类黄酮均具有较强的抗氧化能力。Satu S Pekkarinen11等发现,在亚油酸甲酯体 系中,杨梅酮(myricetin)与槲皮素(quercetin) 的抗氧化效果更加优越于维生素 E。Susana Nieto13等发现在鱼油体系中,槲皮素与 5 ,3,4-三羟基-7-甲氧基黄烷酮( 5 ,3,4-trihydroxy-7-methoxy flavanone)的混合物的抗氧化能力,高于人工合成的抗 氧化剂丁基羟基茴香醚(BHA)及丁基羟基甲苯(BHT)。 6.1.3 天然的风味增强剂 有些生物类黄酮具有增强食品风味的作用，如柚皮苷虽具有苦味，但用在饮料以及高 级糖果中却具有增强风味的作用。 6.1.4 天然的色素 很多生物类黄酮呈黄色,同时具有很宽的溶解性,不仅水溶性的生物类黄酮，而且有脂 溶性的生物类黄酮,所以完全可以根据食品加工的需要选择合适的生物类黄酮作为着色剂。 萧伟祥46等利用低档的绿茶或茶末制取了纯天然的茶黄色素和茶绿色素,并确定主要成分 是黄酮类化合物。 6.2 保健功能因子 因为生物类类黄酮对一些常见病和多发病有重要治疗或预防作用，如通过抗氧化和清 除氧自由基而具有抗癌、防癌功效，并能通过低血糖、血脂、尿糖而治疗高血压、糖尿病 及其并症，还可增强机体免疫系统功能而起到护肝效果，可通过其抗炎、抗过敏、抗病毒 作用而治疗脓肿溃疡，并有止咳化痰、对内分泌产生影响。 6.2.1 保健功能因子的举例 6.2.1.1 苦荠麦 苦荠麦是一种药食两用植物，现代研究表明，苦养麦肿蛋白质、脂肪、维生素、微量 元素含量普遍高于大米、小麦和玉米，并含有其它禾谷类粮食所没有的叶绿素和芦丁(维生 素 P)。苦养麦含有较丰富生物类黄酮，在苦荞麦黄酮中占有相当大比例芦丁能促进 Vc 在 体内积蓄，增强人体免疫功能，能保持毛细血管正常活性，减少血管通透性，对脑微血管 和维持眼循环具有良好作用。现在，苦养麦及其产品也受到人们欢迎47。 6.2.1.2 柑桔 柑桔具有很高营养保健功能，赵国华，陈宗道研究表明，柑桔果实也是生物类黄酮重 要来源。检测来自中国 10 个柑桔品种类黄酮含量，结果表明，含量分布在 4.5mg 一 25.7mgkg 之间，且在果实成熟过程中含会出现一个峰值，随后含量会有所下降48。流 行病学研究发现新鲜柑桔摄取与心血管疾病和某些癌症低患率正相关。过去一般将此原因 归于柑桔中丰富维生索 C 和一些抗氧化物质，而目前人们更多关注的是柑桔中多酚类物质。 迄今为止从柑桔中鉴定出类黄酮单体有 60 多种，主要包括有黄烷酮物质、黄酮、黄酮醇及 仅存在于血橙中花色苷，其中以环烷酮含量最为丰富49。柑树类黄酮生物活性与其结构 有着密切关系，类黄酮分子巾心不饱和吡喃酮是其具有各种生物活性关键。B-4-OH 是强 氧化基，B-2 ，3 ，5 ，6-OH 为次活性基，A-7-OH，B-3-OH 和 B-5-OH 为增效基， 而 G-2，3 双键的功能还存在争议。 6.2.1.3 豆类黄酮成分 人们一直很关注对豆类食品中所含生理活性物质研究，如大豆异黄酮就主要来源于豆 科植物荚豆类，其在大豆中含量较高，达 0.1%-0.5%：大豆已作为具有生物活性大豆异黄 酮两种成分：金雀异黄素和大豆素主要来源。Michigan 大学 Kaufman 等筛选 80 余种荚豆 类植物，发现蚕豆中约含有 1.0g/kg 大豆素，与野葛根中大豆素含量相当。在新鲜蚕豆可 食性部分含有约 26mg/kg 六羟黄酮醇(myricetin)和约 20mg/kg 五羟黄酮醇(querctin)，而 其它黄酮类物质含量很少。Michael14等从蚕豆壳中检测出六羟黄酮醇、五羟黄酮醇和四 羟黄酮醇，在蚕豆表皮细胞如蚕豆叶和蚕豆荚中，采用 HPLC 方法可分离出五种游离黄酮类 物质，主要有三羟黄酮(THF)、二羟黄酮(DHF)、7,4,-二羟基-3-甲氧基黄酮和四羟查尔 酮，另外还分离出八种黄酮醇糖苷，主要是五羟黄酮醇苷和四羟黄酮醇苷。冯长根50等 人研究发现大豆和大豆制品(例如豆腐、豆奶和豆粉)所含有生物类黄酮是二羟基异黄酮和 三羟基异黄酮，具有抗细菌和抗真菌特性，大豆制品呈有雌激素样话性，可以防止癌症发 生，减少患动脉粥样硬化风险。 6.2.1.4 含有生物类黄酮的其他食品 洋葱、花茎甘蓝、红酒、茶叶、葛根是多种生物类黄酮极好的来源，谷物中仅含有少 量生物类黄酮。经过加工的食品中含有的生物类黄酮比加工前减少了 50%，所以没有经过 加工或者经过少量加工的食品含有更多的生物类黄酮。国外的 Sachiko H15等人研究发现， 洋葱类黄酮化合物,多存在于鳞茎中,在叶和皮中少量存在,主要有黄酮类、黄酮醇类和花色 素类等。其中黄酮类主要有 5，7，4-三羟黄酮、3，5，7，3 ，4 ，5-六羟黄酮和黄酮苷 等。黄酮醇类有山奈酚、槲皮素以及它们与葡萄糖组成单糖苷(QMG)和二糖苷(QDG)及多 糖苷(QPG)，花色素类主要是由花青素、花葵素与葡萄糖组成葡糖苷。洋葱通常以鳞茎入 药，具有消炎抑菌、活血化疾、降脂止泻、防癌抗癌、利尿、降血糖和预防心血管疾病等 功效。 6.3生物类黄酮化合物功能食品 近年来上市的保健产品中，很大一部分其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、提高免疫力、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，其中以蜂胶、银杏、山楂、沙棘、荞麦、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、止浊、利尿及润肤防皱等功效。梁立兴51对糖 水白果罐头生产工艺进行了研究，成功开发出了新型的糖水白果罐头，产品已销往东南亚 一带，反映甚好。以杜仲和银杏叶为主要原料制作的保健饮料对高血压、高血脂、高胆固 醇、冠心病、肥胖症患者均有较好疗效，是一种理想的天然保健饮料。另外，李秋庭52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。研制出色泽清亮、香气宜人，甘甜，清凉可口 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。 结论与总结 生物类黄酮广泛存在于植物中，不仅人体中不能合成，而且在体内的代谢很快，人体 主要通过饮料，茶，咖啡，果酒，啤酒来摄取生物类黄酮。通过阅读了大量的文章和国内 外的研究发展觉得，生物类黄酮以有着抑菌作用和独特的生理活性，引起了世界各国的研 究，开发和利用的热潮，我国的植物资源比较丰富，几乎在植物中花，叶，茎中都含有一 定量的生物类黄酮，但是在其开发利用中还是存在许多问题的，虽然提取，分离生物类黄 酮的研究比较多，但是对于其活性机理，在动物体内吸收代谢机制等方面的研究还是相对 较少的。 比如说，在研究生物类黄酮的抗癌作用时，人体细胞的癌变过程是一个极其复杂而且 漫长的过程，受多种内外环境和理化因子的影响，其中关键是体内各种酶的变化，而抗癌 作用也正是细胞内一系列酶与机体内各种物质相互作用的结果，也是生物类黄酮多种生物 活性和药理作用的结果。由于受分离提纯技术，肿瘤细胞模型等因素的限制，还是存在着 一定的局限性。还有比如蛋白质对生物类黄酮的减效作用，VE对生物类黄酮的增效作用等， 都有待解决。 尽管生物类黄酮在我们生活中分布很广，但是它的形式和含量都受到贮藏加工条件的 影响。一般植物源食物中生物类黄酮相对比较稳定，但是在预处理阶段有比较明显损失。 所以在研究生物类黄酮的道路上，还有许多问题需要改进和创新的，提早的弄清楚其生理 功能从而进行有效的分离提取，为生物类黄酮在医药，食品工业中的应用提供更加有效的 理论依据，加速植物资源的有效开发，研究和生产出更多有利于治疗和预防疾病的药品和 天然保健品。 参考文献 1 STANISLAW BURDA,WIESLAW OLESZEK. antioxident and antiradical activities of flavonoidsJ.Journal of Agricultural and Food Chemistry ,2001 ,49(6) : 2774 -2779. 2 ELENI PSARRA,DIMITRIS P MAKRIS ,STAMATINA KALLITHRAKA,et al.Evaluation of the antiradical and reducing properties of selected Greek white winres:correlation with 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