（食品科学专业论文）黑大豆种皮花色苷类色素的测定、提取和抗衰老作用研究.pdf

摘要 本论文研究了黑大豆种皮花色苷类色素的测定和提取的方法、色素溶液的稳定性以 及其抗衰老功能。本论文的具体研究内容和结果如下： 1 黑大豆种皮花色苷类色素的测定方法：采用同一p h 比色法，即取1 0 m l 的待 测液，用p h l 0 的盐酸一氯化钾溶液定容到1 0 m l ，然后在5 1 0 n m 处测定吸光值。采用这 种方法进行花色苷总量的测定时，线性关系( r 2 ) 可以达到0 9 9 9 3 ；而且色素性质不会 受到测定液中的盐酸和氯化钾的影响，具可靠性。同p h 比色法与直接比色法相比， 能较大程度的消除溶液p h 值和溶剂间的差异，保证了不同p h 值、不同溶剂的待测液 的定量结果的可比性；它与p h 差示比色法相比，则具有测定和计算过程简单的特点， 因此较适用于多提取方法下获得的花色苷类色素溶液的总含量比较。 2 黑大豆种皮花色苷类色素的体外抗氧化作用：黑大豆种皮提取液的总抗氧化能 力与黄大豆种皮的存在显著差异，黑大豆种皮提取液的总抗氧化能力一般是黄大豆种皮 提取液的2 0 倍以上；而花色苷类色素的浓度与其清除活性氧自由基的能力存在量效关 系；可初步确定花色苷类色素是黑大豆种皮中具抗氧化作用的主要成分。 3 黑大豆种皮花色苷类色素的提取工艺条件为：溶剂为6 0 的乙醇水溶液，p h 值 为o 5 ，提取温度为8 0 。c ，提取时采用过6 0 目筛的种皮，提取时间为2 h ，溶剂与物料 的比例为3 0 ：1 。溶剂中乙醇的浓度，提取溶剂的p h 值，提取时的温度对提取率的影响 起较主要的作用，三者中影响提取率大小的因素依次为：温度 p h 值 乙醇浓度。不同 口h 值的6 0 乙醇水溶液的提取结果表明，p h 2 0 时的提取率是p h l 0 时的8 4 6 ，p h 7 0 时的提取率是p h l 0 时的7 0 5 。因此从成本、设备的耐腐蚀性、溶液的稳定性等方面 考虑，可以将提取时的p h 值提高到2 0 ，增加提取次数到四次，作为大批量提取时的工 艺条件。 4 黑大豆种皮花色苷类色素的稳定性：花色苷类色素对h 2 0 2 和n a h s 0 3 都不稳定； 蔗糖对花色苷类色素的稳定性影响不大，但一定浓度的蔗糖有减色作用；钾离子和钠离 子对花色苷类色素的最大吸收峰和吸光度都没有什么影响；钙离子对最大吸收峰没有什 么影响，但有一定的减色作用：铝离子会使花色营类色素溶液的最大吸收峰向右偏移， 同时使吸光值增大，溶液颜色变为紫红色；铁离子会使花色苷类色素溶液的最大吸收峰 左移，同时使吸光值增大，溶液颜色变为茶色；花色苷类色素的水溶液在低温下比在常 温下稳定，而花色苷类色素的酸性醇溶液在低温和常温下部比较稳定，但当花色苷类色 素的酸性醇溶液的p h 值下降到1 , 0 时，稳定性相对下降，在低温和常温下储存都有沉 淀产生；花色苷类色素溶液在避光条件下储存损失比在见光条件下的小；在见光条件下 时，花色苷类色素在中性溶液中保存稳定性较差，在酸性溶液中保存稳定性较好；其中 在p h 2 0 的酸性乙醇水溶液中避光储存，效果最理想。 5 当小鼠的黑大豆种皮花色苷类色素的曰摄入量达到一定水平( 9 9 5 2 u 3 k g 体重) 时，能显著提高血清中g s h p x 的活力和皮肤羟脯氨酸含量；显著降低血清中的过氧化 脂质降解产物( m d a ) 含量和脑的m a o b 活力；保持肝的m a o b 活力，使血清中 s o d 的活性出现上升趋势，呈现抗衰老作用。 关键词黑大豆种皮；花色苷类色素：测定；提取；稳定性；抗衰老作用 a b s t r a c t a b s t r a c t t h i st h e s i sd e a l sw i t ht h ed e t e r m i n a t i o nm e t h o d s ，i s o l a t i o n ，s t a b i l i t y ，a n t i o x i d a t i o ni n v i t r oa n da n t i a g i n gi nv i v oo fa n t h o c y a n i n sf r o ms k i no fb l a c ks o y b e a n t h ec o n t e n ta n d r e s u l t so ft h i st h e s i sa r ea sf o l l o w i n g ： 1 ，e x p e r i m e n t ss h o w n t h a tt h eb e s td e t e r m i n a t i o nm e t h o do fa n t h o c y a n i n sf r o ms k i no f b l a c k s o y b e a n w a sp hf i x e dm e t h o d t h i sm e t h o da d d e dh y d r o c h l o r i c a c i d p o t a s s i u m c h l o r i d eb u f f e rs o l u t i o n ( p h1 0 ) i n t o1 0 m le x t r a c t i o ns o l u t i o n a n dc o n s t a n tv o l u m et o 1 0 m l p hf i x e dm e t h o dw a sf o u n dt ob ea m o s ts u i t a b l em e t h o df o ri t sw i d e l yl i n e a rr a n g e ， g o o da p p l i c a b i l i t y a n dc o n v e n i e n tp r o c e d u r e i ta l s oc a nd e c r e a s et h ee f f e c to nd i f f e r e n c e s b e t w e e np ha n ds o l v e n ta n di ss u i t a b l e f o rt h er e s u l t s c o m p a r i s o n o fd i f f e r e n te x t r a c t m e t h o d s 2 e x p e r i m e n t s s h o w nt h a tt h e r e w a sa s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c eb e t w e e nt h et o t a l a n t i o x i d a n tc a p a c i t i e so fs k i ne x t r a c to fb l a c ks o y b e a na n dt h a tf r o ms o y b e a n t h ef o r m e ri s 2 0 f o l dh i g h e rt h a nt h el a t t e r i tw a sa l s of o u n dt h a ta n t h o c y a n i n sf r o ms k i no fb l a c ks o y b e a n c o u l d s c a v e n g e a c t i v eo x y g e nr a d i c a l sa n dp r e s e n t e daq u a n t i t y e f f e c tr e l a t i o n i tc o u l d p r e l i m i n a r i l yd e c l a r et h a ta n t h o c y a n i n sw e r et h em a i na n t i o x i d a n ts u b s t a n c e si nt h es k i no f b l a c ks o y b e a n 3 e x p e r i m e n t ss h o w n t h eo p t i m u mc o n d i t i o n sf o rs i n g l e e x t r a c t i o no ft h ea n t h o c y a n i n s f r o mt h es k i no fb l a c ks o y b e a nw a se x t r a c t i n gt h ea n t h o c y a n i n sa t8 0 f o r 2h o u r sw i t h6 0 e t h a n o l - w a t e rw h i c hp hw a s0 5a n dt h ep a r t i c l es i z ew a s6 0m e s h ，t h er a t i oo ft h es o l v e n t a n dt h es k i nw a s3 0 ：1 t h ec o n c e n t r a t eo fe t h a n o l ，t h ep hv a l u eo ft h es o l v e n ta n dt h e e x t r a c t i o n t e m p e r a t u r em a i n l y a f f e c t e dt h ee x t r a c t i o n y i e l d t e m p e r a t u r e w a st h em o s t i m p o r t a n tf a c t o r ，w h i l et h ep h v a l u ea n dt h ec o n c e n t r a t eo fe t h a n o lw e r et h es e c o n da n dt h e t h i r d t h ee x t r a c t i o nr e s u l to f6 0 e t h a n o l w a t e rs o l v e n tw i t hd i f f e r e n tp hv a l u e ss h o w nt h a t t h ee x t r a c t i o ny i e l do fp h2 0w a s8 4 6 o ft h a to fp h1 0 w h i l ee x t r a c t i o ny i e l do fp h7 0 w a s7 0 5 o ft h a to fp h1 0 c o n s i d e r i n gt h ec o s t ，p r o t e c t i n gt h ee q u i p m e n tf r o mc o r r o s i o n a n dt h es t a b i l i t yo fs o l u t i o n ，t h ep hv a l u eo fe x t r a c tc o u l db ea d j u s t e dt op h2 0 ，a n dt h et o t a l e x t r a c t f r e q u e n c y c o u l db ea d j u s t e dt o4t i m e s m 兰童碧占銮主占主堡圭主垡逾塞。 ；：。；。：。： 4 t h e e x p e r i m e n t so ft h es t a b i l i t i e ss h o w nt h a ta n t h o c y a n i n si su n s t a b l ew i t hh 2 0 2a n d n a h s 0 3 ，ac e r t a i nc o n c e n t r a t i o no fs a c c h a r o s ea n dk + ，n a + ，c a 2 + d i d n ，ta f f e c tt h es t a b i l i t yo f a n t h o c y a n i n s a 1 3 + a n df e 3 十w o u l dr e a c t w i t ha n t h o c y a n i n sa n d c h a n g e dt h en a t u r eo f a n t h o c y a n i n s a n t h o c y a n i n s i nw a t e rs o l u t i o nw a sm o r es t a b l ei n 4 t h a ni nr o o m t e m p e r a t u r e a n t h o c y a n i n s i ne t h a n o l w a t e rs o l u t i o nw a ss t a b l eb o t hi n4 a n dr o o m t e m p e r a t u r e ，b u tw h e n t h ep hv a l u ew a sd e c r e a s e dt o1 0 ，t h es o l u t i o ns t a b i l i t yb e c a m el o w a n dd e p o s i t i o nc a m eo u t a n t h o c y a n i n sw e r em o r es t a b l ew i t h o u tl i g h t s ot h ea n t h o c y a n i n s w e r es u i t a b l et ob e k e p t i np h2 0e t h a n o l w a t e rs o l u t i o nw i t h o u t l i g h t 5 t h ea n i m a le x p e r i m e n ts h o w nt h a tt h e r ew a sa n t i a g i n ge f f e c tw h e nm i c ei n t o o k e n o u g ha n t h o c y a n i n sp e rd a y ( m o r e t h a n9 9 5 2 u 3 k g ，b w ) ，t h ea n t i a g i n ge f f e c tw o u l ds h o w t h es e r u mm d ac o n t e n t sa n dt h em a o ba c t i v i t i e so fb r a i nw o u l d s i g n i f i c a n td e c r e a s e d ，t h e s e r u mg s h - p xa c t i v i t i e sa n dt h eo x y p r o l i n eh y d r o x y p r o l i n el e v e lw o u l di n c r e a s e d ，a n dt h e s e r u ms o da c t i v i t i e sa n dt h em a o ba c t i v i t i e so fl i v e rw o u l dm a i t a i n k e yw o r d s ：s k i n o fb l a c k s o y b e a n ；a n t h o c y a n i n s ；d e t e r m i n a t i o n ；e x t r a c t i o n ；s t a b i l i t y a n t i a g i n g 华南理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 作者签名：零、1 i 岛 日期：，年6 月r 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权华南理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存 和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于， 不保密西。 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名：喜曲 新张刎蛳 日期：州年6 月6 日 日期：如。v 年。月7 7 日 第一章绪论 早在2 0 0 0 多年前，我国古人就运用有药用价值的动植物来强身健体、防病，起到 保健养生的作用。神农本草经、食物本草以及明朝本草纲目等古典医书中， 就记载了许多具有食疗及用作养生保健功能的中草药，包括谷、米、果、木、草、鱼、 禽、兽等。如今，随着现代医学特别是预防科学的发展，人们更提倡防患于未然，即采 用保健食品或者直接采用食疗的方法来预防疾病，作为延年益寿、强身健体，以至发病 后调养、辅助病后康复的手段。因此，人们越来越多地关注这类具有药食同源双重作用 的动植物资源的开发。其中，基于人们对自己生命的重视，具有益寿作用的中草药的开 发更是得到了重视。 1 1 关于衰老的研究 1 1 1 世界人口的老龄化态势 随着时代的发展，科学技术的进步，人类物质文化生活水平不断提高，人类的平均 预期寿命逐步延长，人口老化进程已由发达国家和地区向发展中国家和地区展开。 继1 9 世纪中叶法国最早进入人口老龄化国家以来，瑞典、挪威等国相继成为老龄 化国家。目前，全球进入人口老龄化的国家和地区已达到7 2 个。其中欧洲4 1 个，拉丁 美洲和加勒比地区1 4 个，亚洲1 2 个，北美洲2 个，大洋洲2 个，非洲1 个【l 】。 据联合国统计，2 0 0 2 年，全世界6 0 岁以上的老人占世界人口总数的1 0 。到2 0 5 0 年，老人数量将增加到占世界总人口的2 1 。其中，世界经济发达地区的老人总数将由 目前的2 3 6 亿人增加到3 9 5 亿人，占该地区总人口的比例将由目前的2 0 增加到3 3 。 经济欠发达地区将从目前的8 增加到1 9 。按洲分，亚洲老人将由目前的3 3 8 亿增加 到1 2 2 7 亿，从目前的9 增加到2 3 ；欧洲则由目前的2 0 增加到3 7 ；拉丁美洲由 8 增加到2 2 ；非洲由目前的5 增加到1 0 ，大洋洲由1 4 增加到2 3 【2 。 中国是世界老年人口最多的发展中国家，全球6 0 岁以上老年1 5 生活在中国，目 前已达到1 3 2 亿。预计到2 0 1 5 年将超过2 亿，到2 1 世纪中叶将达到4 亿。更为突出的 是，中国8 0 岁以上的高龄老年人以年均5 4 的速度增长，目前已达到1 3 0 0 万，占世 界8 0 岁以上高龄老年人的1 8 e 2 1 。面对人口老龄化的挑战，开展对衰老机理的研究， 寻求延缓衰老、提高老年人生存质量的方法就成为当代医学中一个具有重要战略意义的 新课题，也是当今世界科学研究的一个主要科学前沿。 1 1 2 衰老机理研究进展 衰老机理的研究一直是老年医学、生物学研究的前沿。从器官水平、整体水平进行 研究己行之多年，但从细胞水平和分子水平方面进行系统研究则从2 0 世纪4 0 年代才开 始。引入分子生物学技术后，衰老机理的研究取得了重大进展，提出了有关衰老机理的 若干学说。大体上可以分为两大派，一派认为衰老是机体有序的基因活动，是通过一串 程序预先安排好的，或为特异的“衰老基因所表达，或为可用基因的最终耗竭；另一 派则认为衰老是无序的，无一定的程序，而是随机发生一系列紊乱的结果，是细胞器进 行性和累积性毁坏的结果，或是生物体细胞内外环境的综合变化引起的功能失调的结果 3 “。下面对几种主要的学说进行总结。 1 1 2 1 西方医学对衰老的解释 1 衰老的自由基学说。“” 衰老的自由基学说是经得起实验考验的第一个衰老理论。它是由d e n h a mh a r m a n 于1 9 5 6 年提出来的【5 1 。自由基( f r e er a d i c a l ) 是由于共价键均裂而产生的带有不配对电 子的分子、原子或原子团。自由基十分活泼，半衰期以毫秒或微秒计。其反应特征是链 锁反应，具有顺磁性的物理特性。体内的自由基既可以是内源的，也可以是外源的，外 界环境的诸多理化因素，如电离辐射、大气污染、吸烟等，都可使生物体内产生外源性 自由基；另一方面，生物体内尚有许多非酶反应和酶反应，如吞噬细胞系统、线粒体和 微粒体电子传递系统、黄嘌呤氧化酶系统及巯基化合物的氧化和制止过氧化过程都会产 生内源性自由基。在生物体内常见的自由基有：超氧阴离子自由基( 0 2 ) 、氢过氧自 由基( h o ) 、有机氧自由基( r o ) 、有机物自由基( r ) 、有机过氧自由基( r o o ) 和氢自由基( h ) 等。自由基在机体多种生理活动中是不可缺少的，吞噬细胞的杀菌作 用及花生四烯酸的代谢等都与自由基密切相关。 正常情况下，机体内产生的少量过量自由基，可迅速被体内酶系统所消除，不会产 生损伤作用。随着年龄的增长，机体内物质代谢发生变化，酶活性发生改变，从而使自 由基产生过多或消除能力下降，对机体造成损伤。当自由基损伤程度超过修复能力或机 体丧失其代偿能力时，组织器官的机能就逐步发生紊乱，表现出机体逐渐趋于衰老。自 由基可进攻体内多种生物分子，使细胞的生理及代谢活动发生变化。例如，自由基可以 作用于多价不饱和脂肪酸( p o l y u n s a t u r a t e df a t t ya c i d ，p u f a ) ，形成过氧化脂质。过氧 化脂质分解产生的丙二醛可与含两个以上游离氨基酸的蛋白质反应，使蛋白质发生分子 间的交联，导致蛋白质( 特别是酶) 变性，溶解度降低，影响其功能。而且交联后的蛋 白质由于具有异常键( 醛亚胺键) ，不易被溶酶体内的水解酶消化，会蓄积在细胞内形 成脂褐质。如果细胞膜上的蛋白质、酶及磷脂发生交联，就会使膜的通透性改变，损害 细胞的多种功能。生物大分子的交联作用随着年龄的增加而增加，最终影响细胞的正常 代谢和功能，出现皮肤发皱、弹性下降、关节运动不灵活和组织弹性下降等衰老现象。 另外，自由基还会攻击d n a ，使d n a 主链断裂或发生碱基缺失，造成遗传突变。 自由基学说因与其他学说都有直接或者间接的关系，得到众多试验的证实，得到国 内外学者的公认。但有人通过基因剔除技术除去小鼠的s o d 基因，并不表现出快速衰 老。说明衰老并不是自由基氧化损伤的单因素过程。 2 衰老的神经一内分泌一免疫学说o 。“”1 这一学说开始是分别以神经内分泌学说和免疫学说的形式存在的。其中神经内分泌 学说最早是由f i n c h 于1 9 7 6 年提出的。这一学说认为神经元及有关激素的功能下降是衰 老过程的重要环节，并认为下丘脑、垂体和肾上腺犹如机体的生物钟，是调节衰老过程 的主要器官。衰老时神经内分泌系统的功能变化导致或调控着全身功能的退行性变化。 并设想垂体中存在未知的降低耗氧量的激素，其主要作用是使老年耗氧量降低。而免疫 学说最早是由w a l f o r d 在2 0 世纪6 0 年代提出的。这一学说认为免疫系统从根本上参与 丁f 常脊椎动物的老化，是老化过程中的调节装置，生物体依赖免疫系统预防疾病。衰老 过程中机体的免疫功能发生重要改变，比如具免疫作用的t 淋巴细胞和b 淋巴细胞的成 熟和分裂增值能力均随年龄增加而下降，红细胞受体的功能也随年龄增加而衰退，机体 免疫功能下降，不能有效的对抗病原体和识别肿瘤细胞，因而感染和肿瘤的发生率高， 导致人的寿命减短。 而实际在衰老过程中，这三大系统相互影响、互为因果，许多衰老现象都包括在神 经一体液因子介导的连锁反应中。虽然目前还不清楚有关神经、内分泌、免疫网络对衰 老的调控机制，但对作为这一网络的控制中枢下丘脑的研究已经引起广泛的关注。 坐直銎王杰堂王主塑土主丝笙銮 3 衰老的非酶糖化学说m 1 3 3 近年来非酶促糖基化( n o n e n y m a t i cg l y c o s y l a f i o n ，n e g ) 反应与衰老的关系颇受人 们的关注，研究糖基化产物在体内的形成、清除及堆积为研究衰老的机理提供了重要线 索。 生物体内的n e g 反应是由葡萄糖等还原糖与蛋白质、脂类、核酸大分子中的游离 氨基发生的加成反应，其产物有多种形式。加成反应的早期产物是不稳定的氨基酮糖类， 经重排后形成果糖胺类糖基化蛋白质；晚期产物是果糖胺类糖基化蛋白质中的糖类部分 经重排、脱水形成带荧光的棕色化合物，即高级糖基化终末产物( a d v a n c e dg l y c o s y l a t i o n e n d p r o d u c t s a g e ) 。a g e 的形成是一个不可逆的过程，随生物体的增龄在体内逐渐堆 积。经研究发现，非酶糖化作用( n e g ) 及其产物( a g e ) 在体内的堆积，会促进卵磷脂、 脑磷脂的脂质过氧化，导致神经组织的损伤，使酶失活，导致基因突变等等，减短人的 寿命。 4 衰老的差误学说“1 这一学说由o r g e l 提出。学说认为，d n a 转录m r n a 和以m r n a 为模板合成蛋白 质的过程中，可能随机地出现误差，包括氨基酸的种类或排列位置的错误。出错后会生 成结构有差误、功能有缺陷的m r n a 和蛋白质。有缺陷的功能蛋白质，如酶，又会引 起代谢的差误和紊乱。差误成指数级扩大和积累，可以导致灾难性的后果，促进细胞的 衰老和死亡。这一学沈还认为，细胞内可能存在差误修复系统，若差误能被及时修复或 清除，就不至于衰老；否则，可能导致衰老。 5 衰老的遗传学说 这一学晚是在二十世纪七十年代提出的，它认为，衰老与生长、发育一样，是由遗 传决定。正常情况下控制生长发育的基因在各个发育时期有序的开启与关闭，有些在生 命的后期才开启的基因控制着机体的衰老过程，或许这些便是衰老基因。 6 衰老的端粒短化学说”1 端粒是染色体末端的d n a 蛋白质复合体，由一段特殊结构的d n a 序列和端粒蛋 白组成。端粒序列是细胞进化过程中一段高度保守的序列，去除了端粒的染色体易发生 融合、重排，形成环状、双着丝粒染色体。因此，端粒起着稳定、保护染色体的作用。 4 细胞衰老的端粒学说认为，端粒随着细胞的分裂增值而逐渐变短，当其减至一定长 度时就引发细胞的分裂停止，细胞开始衰老死亡。端粒碎细胞分裂逐渐缩短，如何导致 细胞衰老，其机制还未明确。可能是端粒变短后，失去了对染色体的保护作用，引起细 胞衰老：也可能是端粒变短后，与端粒相关的调控细胞分裂的基因失去作用或者肿瘤的 抑制基因活化，阻止了细胞的分裂。 在上述几种学说中，前四种是属于衰老的无序学说，后两种是属于衰老的有序学说。 在中国，传统的中医也对衰老进行了自己的解释。 1 1 2 2 中医对衰老的解释“1 5 。”1 1 五脏虚损衰老学说 这种学说认为，生命的正常延续与各脏器的功能及其协调性有关，人生、老、病、 死的变化与这些脏器功能的强弱盛衰息息相关。随着年龄的增长，两脏或两脏以上脏器 衰损的发生率明显递增，其他脏器的功能也随之发生衰损，进而影响整个机体功能。 2 阴阳失衡衰老学说 阴阳学说是中医的理论基础。这种学说认为，阴阳两者互相依存、保持平衡，则机 体健康无病；如果生理状态的阴阳相对平衡受破坏，就会发生阴阳偏胜的病理状态。如 果某些不良因素长期累积，或偏盛偏衰的病理状态长期不能纠正，可导致阴或阳的虚损。 而阳气衰损可导致阴精化生不足；反之，阴精虚损又可导致阳气化生无源。久而久之， 阴阳具衰而衰老，导致生命的终结。 3 气血失和衰老学说 这一学说认为，气血是人的生命根本动力。气血运行正常，则脏腑得到滋养、功能 和调，可望健康长寿。反之，循行失调，脏腑得不到正常滋养，则脏腑失和、疾病丛生， 可导致衰老早天。 总的来说，西医的理论都可以找到具体的参数，比如酶的活力、花色苷类色素的沉 积量、活性因子的量的等等来作为自己理论的佐证。而中医的理论缺乏这样的证明。从 趋势上看，不仅是西医尽量将几种理论的合理部分统一起来，组合成更完善的理论；中 医也开始与西医相结合，不仅从中医理论上解释中草药、滋补食物的用途，而且用西医 上常用的指标来进一步证实它们的功能。 坐直垄苫盔堂苫堂巫土主丝逾奎 在具有滋补、抗衰老的动植物资源中，黑色资源研究就是比较热门的方向之一。目 前所说的黑色资源主要包括黑米、紫糯、黑芝麻、黑麦、黑豆、黑木耳、黑松子、黑枣、 海带、海藻、首乌、香菇、紫菜、发菜、黑加仑、乌骨鸡、龟、乌贼、甲鱼、黑鱼、黑 蚂蚁等1 7 18 1 。黑色资源除用于直接食用外，更多地是作为原材料来生产食品，即黑色食 品( 指自然颜色相对较深、营养较丰富、结构较合理，具有一定调节人体生理功能的食 物，经科学加工而成的一类食品1 7 1 ) 。许多研究证实，黑色食品比淡色食品具有更高的 营养价值和保健功用7 “9 1 ，因而在国内外掀起了一股“黑色食品热”。其中，黑大豆是 一种比较受人关注的黑色资源。 1 2 黑大豆的研究进展 黑大豆是豆科植物的种子，又称乌豆、冬豆子、黑豆，是黑色食品的主要原料2 0 。2 1 。 1 2 1 黑大豆的分类和品种 黑大豆的类型十分丰富，北方有一年一熟、春种秋收的春大豆，黄淮地区有麦收后 播种的夏播黑大豆，长江以南有春种、夏种和秋种的黑大豆【2 “。按照子叶颜色来划分， 黑大豆又分为黑皮黄仁和黑皮青仁两种【2 。黑大豆在全国各地都有栽培，尤以山西、河 北、陕西、云南为多2 0 2 ”。但它的种类比较少，仅有2 9 8 0 份，占全部大豆种植资源的 1 3 2 1 2 0 1 。近些年经进一步发掘和培育，黑大豆品种不断增多，并出现了不少优良品 种2 0 1 。江苏的泰兴黑大豆，属长江流域早熟春大豆，表现早熟、高产、适应性强，至今 仍是国家大豆区域试验南方早熟春豆组的对照品种。丹东药黑豆为青子叶黑大豆，粒大， 品种优，营养价值高。江苏金坛的隔壁香、黑蚕嘴豆，籽粒大，百粒重在3 0 克以上。 山东鲁黑豆2 号，亩产可达2 5 0 公斤以上，高抗倒伏，抗大豆花叶病毒和孢囊线虫病。 张家v i 黑豆是一个大豆异黄酮含量高的特用品种，可作为提取异黄酮的优良材料。北京 小黑豆是抗孢囊线虫的优良抗原。 1 2 2 黑大豆的营养成分 黑大豆具有特定的营养价值。从现有的营养学研究来看孙捌，黑大豆营养丰富， 含有蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素a 、b l 、b 2 、b 1 2 、c 、e ，尼克酸、胆碱、有 6 机酸、胡萝h 素、异黄酮、大豆皂甙、花色苷类色素等，还含有多种矿物质。 黑大豆的蛋白质含量比一般食物高，钟耀广1 认为，黑大豆中的蛋白质含量达到 4 8 以上，居豆类之首。据常镇汝报道1 ，江西省2 4 份春性黑大豆的蛋白质含量为 4 5 6 5 0 8 ，萍乡粒粒黑蛋白质含量为5 0 8 。黑大豆中还富含人体不能合成的8 种必 需氨基酸。张名位等【2 卅用高效液相色谱法对四种黑大豆的必须氨基酸含量进行了测定， 其结果与f a o w h o 联合专家委员会于1 9 8 5 年和1 9 7 3 年分别提出的人体必需氨基酸需 要量估计和蛋白质氨基酸组成模式2 7 1 相比较可以发现，四种黑大豆平均的必须氨基酸比 f a o w h o 要求的高。黑大豆中的脂肪含量也比较高，达1 2 ，而且以不饱和脂肪为主， 吸收率为9 5 【2 ”。另外，黑大豆脂肪不含胆固醇，只含少量豆固醇，既可满足人体对脂 肪的需要，又可以抑制机体吸收动物食品所含的胆固醇，减低胆固醇的含量。 黑大豆中还含有异黄酮。大豆异黄酮具有雌性激素的性质，可以抗癌、抗氧化、抗 溶血、抗真菌，预防心血管疾病、骨质增生、白血病，减轻妇女更年期综合症等 2 8 - 3 3 】。 黑大豆品种不同，异黄酮总量的差异也比较大；既存在含量低的品种，如南汇早黑豆 ( 8 4 5 5ug 悖) ，又存在含量高的品种，如张家口黑豆( 7 8 5 4 9 l - tg 悖) 3 5 o 至于黑豆 品种问的异黄酮种类是否有差异，则有待进一步的研究。 黑大豆还含有种皮色素，其种皮色素属于花色苷类，这将在1 - 3 详细作一综述。 1 2 3 黑大豆的药用价值 黑大豆是具有药用价值的食物2 0 2 1 1 3 6 3 ”。古书记载：“大豆有数色，惟黑色入药”。 延年秘录载：“服食黑豆，令人长肌肤，益颜色，填精髓，加气力，虚补能食。”本 草纲目记载，黑大豆可用于治疗赤眼、胃胀、消化不良、大便干燥、自汗盗汗等。本 草纲目中也记载了一些有关黑大豆的偏方。中医认为，色黑者入肾。黑大豆甘、温、 无毒，入肾、脾、心经，有补肾强身，活血利水、消炎解毒、乌发明目、延年益寿的作 用：可治疗身面浮肿、腹中痞硬、男子便血、肾虚消竭、诸鱼中毒、阴虚盗汗、老人肾 虚耳聋、小儿夜尿等；可治咳嗽、祛痰、平喘，对胃胀、便秘有明显的疗效；有补血活 血之功，可治产后诸疾、中风脚软、血虚目暗、下血等症；能除湿利水，治水肿胀满、 脚气、黄疸浮肿等；可祛风解毒，治风痹筋挛骨痛、痈肿疮毒；还可解砒石、甘遂、天 雄、附子、巴豆、斑蟊及诸药食之毒。李德新3 叼以小黑豆为主要材料，配以其他中药制 成药黑豆处方，用于治疗原发性和继发性血热不孕。1 8 3 例患者经治疗l 一3 个疗程后， 坐直垄工盔鲎工堂丝主芏丝丝銮 痊愈( 已生育或已受孕) 1 3 4 例，痊愈率达到7 3 2 2 。王焕新等3 9 1 用黑豆大枣汤治疗原 发性痛经2 6 例，经2 3 个疗程，全部治愈。史群有 4 0 1 用黑豆汤治疗肝腹水3 6 例，基本 治愈的有2 4 例，达8 8 8 9 。商国珉【4 1 谰自治的黑大豆丸治疗慢性肾炎蛋白尿3 0 例，3 个月后尿蛋白消失的有2 1 例，尿蛋白减少的有9 例。楼校云 删用黑大豆治疗巴豆超量 中毒1 例，生乌头超量中毒3 例，附子与半夏同用中毒l 例，效果明显，而且不留下后 遗症。 黑大豆所具备的这些药用价值都是黄大豆所没有的，而对比黑大豆和黄大豆的基本 成分4 如可以发现，两者的大部分成分都比较相近，仅在z n 、s e 、m n 、m g 的含量上黑 大豆稍微高些，主要差别就在于花色苷类色素的含量。这种情形与黑米和白米间的功能 和成分差异十分类似。许多学者以白米为参照物进行研究后发现，黑米特有的抑制动脉 粥样硬化、抗氧化、降血脂等功能的主要物质基础就是种皮中的花色苷类色素矧，因 此可以推测，黑大豆种皮中的花色苷类色素极有可能是其药用作用的主要物质基础。 1 3花色苷类色素的研究进展 1 3 1 花色苷类色素的分布m 1 花色苷类色素主要存在于水果，如李子、苹果、梨、葡萄、黑米、黑芝麻、黑大豆 等水果和作物的表皮或次表皮细胞中；也均匀存在于草莓和加仑子等水果的表皮和果肉 细胞中。 水果和作物表皮的花色苷类色素主要是起吸引动物的作用，目的是通过动物来传播 花粉。含有花色苷类色素的水果和作物常显示出不同的颜色，这与它们含有的花色苷类 色素的种类和性质、细胞质中的p h 值、液泡中是否有其他黄酮类物质存在、是否有金 属鳌合物存在等因素有关。 1 3 2 花色苷类色素的结构和主要成分 花色苷类色素又可以细分为天竺葵花色素( p e l a r g o n i d i n ) 、锦葵花色素( m a l v i d i n ) 、 矮牵牛花色素( p e t u n i m n ) 、飞燕草色素( d e l p h i n i d i n ) 、玫瑰花色素、芍药花色素( p e o n i m n ) 、 矢车菊色素( c y a n i d i n ) 、腾黄花色素和芹菜色素4 7 5 2 1 等等，这些花色苷类色素苷元的基 本结构为3 , 5 ，7 一三羟基2 一苯基苯并吡喃( 如图1 - 1 所示) 。花色昔类色素间的区别在 8 于羟基位置和数量的不同，或者取代羟基的甲氧基的位置和数量不同，以及糖结合的方 式( 结合糖的种类、数量、位置) 的不同( 如表1 1 和图l 一2 ) 。 花色苷苷元中苯并吡喃环的3 、5 、7 位上的羟基以糖苷键与糖结合时便形成花色 苷，只结合一个糖时，一般结合于花色苷骨架的3 位上，结合两个糖时，一般分别结合 于3 位和5 位的羟基处，有时也发生3 位和7 位的结合。结合的糖若为单糖类称为单 糖苷，若为二糖或三糖类，则相应称为二糖苷或三糖苷。在3 位羟基上结合糖可为单糖， 二糖或三糖，但在5 位和7 位上结合的糖则多为单糖【5 “。 h o o h 图l l ：花色苷苷元的基本结构 f i g u r e1 - 1 ：t h e b a s i cs t r u c t u r eo fa n t h o c y a n d i n 表1 - 1 ：天然花色苷元 ! ! ! ! ! ! ：! j ! ! ! ! ! ! ! 堕! ! ! ! ! ! ! 磐生! ! z ! ! 坐! 花色苷元 取代基 a p i g e n i n x l i n ( a p ) h o hho hhh l u t e o l i n d i n ( l t ) h o hho ho hh t r i c i t i n d i n ( t r 、h o hho ho ho h p e l a r g o n i d i n ( p g ) o ho hho hhh a u r u n t i n d i n ( a u ) o ho ho ho hhh c y a n i d i n ( c y ) o ho hho ho hh p e o n i d i n ( p n ) o ho hho ho m eh r o s i n d i n ( r s l o h0 hh0 m eo m eh d e l p h i n d i n ( d p )o h o hho h0 ho h p e t u n i d i n ( p t 、 o ho hho ho m eo h p u l c h e l l i d i n ( p 1 ) o ho m eho ho hh e u r o p n i d i n ( e u ) o ho m eho ho m eo h m a l v i d i n ( m v ) o ho hho ho m eo m e h i r s u t i d i n ( h s 、 o ho hho m eo m eo m e c a p e n s i n i d i n ( c p ) o ho m eho ho m eo m e 注：1 从上到下为：洋芹苷元、木犀草苷元、小麦黄苷元、天竺葵花苷元、橙皮苷元、矢车菊苷元、 芍药花苷元、玫瑰花苷元、飞燕草苷元、矮牵牛花苷元、布策苷元、芥菜苷元、锦葵花苷元、樱草 花苷元、 珀三苷元。 2 o m e 指甲氧基，o h 指羟基。 _ 1 啼 o h l ，i l 矾鬻予 f j 图1 - 2 ：天然花色苷的结构图 f i g u r e1 - 2 ：t h es t r u c t u r eo f n a t u r a la n t h o c y a n i n 与花色苷以糖苷键结合的主要糖类有千金二萜糖，接骨木二糖，芸香二糖，龙胆三 糖，2 。葡糖基芸香二糖( 葡萄糖1 位的o h 和构成芸香二糖的葡萄糖2 位的o h 之间 的脱水产物，以下同) ，n d 一葡萄糖，1 3 一d 一葡萄糖，a - d 半乳糖，a d 一甘露糖，1 3 一d 一 木糖，b l 阿拉伯糖，c t d 一鼠李糖，龙胆二糖和2 6 木糖基芸香二糖1 。 1 3 3 花色苷类色素的功能 到目前为止，已经发现了花色苷类色素的多种生理功能。 1 3 3 1 抗氧化及消除自由基的功能 i g a r a s h i 等发现，山葡萄中的锦葵色素( m a l v i n ) 、红芜菁中的红蔓菁苷( m b r o b r a s s i c i n ) 和茄克植物中的花翠苷( n a s u n i n ) 都具有抗氧化活性。其中花翠苷的活性最高，锦葵花色 苷类色素和红蔓菁苷的抗氧化活性差不多 5 ”。n o d a 等发现，飞燕草苷元、矢车菊苷元 和天竺葵苷元这三种花色苷元能通过与铁离子的鳌合抑制f e n t o n 反应。而且这三种苷元 能呈量效关系清除0 2 ，还能抑制h 2 0 2 诱导产生的脑匀浆的脂质过氧化，其中飞燕草 苷元的清除能力最强，矢车菊苷元次之，天竺葵苷元最差 5 3 1 。还有人发现四季豆种皮中 含有的矢车菊色素对兔红血球膜及肝脏微粒体也有一定的抗氧化功能 5 2 1 。矢车菊色素还 可以保护肾的脂质，防止它们发生过氧化【5 ”。 1 3 3 2 降低血清及肝脏中脂肪含量的功能 通过动物实验可以发现，花翠苷、飞燕草苷元和锦葵苷元可以抑制高脂高胆固醇引 起的心血管疾病，使血清中的胆固醇浓度下降，h d l 胆固醇上升，动脉硬化指数明显 下降，起到降低血压和抑制动脉粥样硬化的作用m 。5 5 1 。同时它们还可以降低肝脏中胆固 1 0 醇的总量，达到间接改善肝脏功能的作用5 2 1 。 1 3 3 3 抗变异及抗肿瘤的功能 野生浆果( c h o k e b e r r y ) 含有大量的花色苷类色素( c y a n i d i n 3 一g a l a c t o s i d e c y a n i d i n - 3 一a r a b i n o s i d e ) ，它们能通过阻碍变异前驱体的活化酶抑制苯芘、氨基氟的变异 活性，修复人体血液中淋巴球52 1 。 1 3 3 4 解毒功能 大白鼠连续饮用木槿花花萼