越橘提取物

越橘提取物(Bilberry Extract)是以成熟的越橘浆果为原料，提取得到的一类无定形粉末物(USP32－NF27)，越橘提取物中含有较大量的花色苷以及一部分多糖、果胶、单宁、熊果苷、维生素C 和B 族维生素等。花色苷具有抗氧化作用和清除自由基能力，还具有抗炎、抗肿瘤、调血脂和改善胰岛素抵抗等生物活性。越橘提取物已被美国FDA 列为无需认证的食品添加剂。 越橘科常绿矮生灌木。又称红豆、牙疙瘩。高约10cm，被灰白色柔毛。叶椭圆形，长0.7～2cm，宽4～8mm，先端圆，基部楔形。总状花序，具花2～8朵，顶生，稍下垂。花冠钟状，花白色或淡红色，长5mm。果球形，鲜红色，径约7mm。花期6月，果期10月，产内蒙古、黑龙江、吉林针叶林和高山苔原带上，常呈群落生长。越橘果实含糖9.7%，有机酸2.0%。与越橘同一生境的笃斯越橘，又称甸果。落叶灌木，高1m，叶倒卵形、椭圆形。分枝多。花1～2朵腋生，花冠坛状，下垂，绿白色，果扁球形，径约1cm，蓝黑色，被白粉。鲜果出汁率80%，含糖6%～11%，有机酸2%～3%，供鲜食、加工果酒和清凉饮料和提取色素。越橘属300余种，分布于北温带和热带高山林地中。中国80余种，西南山区种类较多。

图1为越橘 越橘提取物的主要有效成分为花色苷、多糖、果胶、单宁、熊果苷、维生素C和B族维生素等。
花色苷的结构和性质
花色苷是由花色素与糖结合而成的一类物质的统称。花色素是由2－苯基苯并吡喃阳离子的多羟基和甲基衍生物，因共轭双键存在，花色素能吸收可见光而呈现一定的颜色。花色素分别在465-560nm和270-280nm 波长范围内有最大光吸收B－环3－和5－碳位上R1和R2基团主要是－H、－OH 和OCH3，取代基不同决定着花色素的种类和颜色。

图2为典型的花色苷分子结构
由于黄烊盐阳离子缺乏电子，游离的花色素很不稳定，在越橘提取物中主要以糖苷的形式存在，所结合的糖主要是葡萄糖。糖和花色素均以O－糖苷键连接，主要在3－位、5－位和7－位，几乎所有的花色苷在3－位都会糖苷化。约20%的花色苷存在甲基化形式，甲基化的位置多位于C3’和C5’位，约65% 的花色苷以酰化形式存在。在越橘提取的过程中要尽量避免糖残基、甲氧基以及酰化基团的降解或丢失，否则其稳定性将大打折扣。
花色苷的稳定性主要受体系pH 的影响，且其颜色在很大程度上也取决于介质的pH: 在强酸性溶液中呈红色，弱酸性至中性呈红紫色直至无色，弱碱性溶液中呈蓝色。另外，花色苷还受温度、氧及过氧化物、光照、酶、金属离子等的影响，不同程度地决定着花色苷的色泽。呈色方面的研究能够促进越橘提取物在食品着色剂工业上的科学使用。 1.抗菌作用
越橘总黄酮体外对白喉杆菌、金葡菌、肺炎双球菌、链球菌均有抑制作用。
2.抗病毒作用
越橘总黄酮可明显降低流感病毒A1攻击下小鼠死亡率; 明显延长感染流感病毒A1，小鼠的疾病潜伏期，增加存活时间。
3.抗癌作用
越橘果实乙酸乙酯提取物对醌还原酶(QR) 生成有诱导作用。其粗提物能明显抑制鸟氨酸脱释酶的活性而抗癌。
4.其他作用
全草的5%醇提液对雄蛙有抗性激素作用；叶的浸剂或煎剂有利尿作用。 越橘中含有的花色苷绝大部分都储存于果皮细胞的细胞质中，因此在提取时，必须先将原料进行破壁，破壁效率大致决定了提取得率。目前，工业化生产中多采用的提取方法有溶剂浸提法、超声波提取法和酶解提取法等，至于纯化方法则多偏重于大孔树脂的应用。
溶剂提取法是利用酸性有机溶剂如1% 盐酸—甲醇/乙醇作溶液提取，此法的最显著的缺点是提取效率不高，因为花青素为胞内物质，必须先将细胞壁破碎才能有效释放花色苷，单独溶剂法很难获得高的提取效率。
借用超声波，可强化提取过程，缩短提取时间，提高提取效率，原因在于超声波空化时产生的瞬间负压和局部高温可使细胞通透性增加，从而使细胞中的花色苷得以快速释放，但超声提取法的缺点在于，大规模工业化应用过程中，局部的高温可能破坏花色苷的结构，另外，超声波的工业化应用装置目前在市场上也并没有完全成熟。
酶解提取技术是近年来在植物提取行业广泛采用的一项技术，其原理在于利用适当的酶，温和地将植物组织分解，加速有效成分的释放，从而提高提取率，例如王振宇和杨谦通过采用黑曲霉代谢产物对大花葵的降解，使细胞壁被破坏，其花色苷提取率比未经黑曲霉处理的常规提取方法提高27. 8%，另外在公布的专利CN101775417A中，也专门介绍了如何利用纤维素酶－ 果胶酶复合酶来降解细胞壁，从而获得高收率的花色苷提取物。 越橘提取物中富含花色苷，因为花色苷在特定条件下可以展现出丰富而艳丽的颜色，故可作为一种食品添加剂，同时，花色苷又是一种强抗氧化剂和自由基清除剂，所以其又可作为膳食补充剂的配料和医药工业的原料。
1.在食品添加剂工业上的应用
越橘提取物是一种色质好、色域宽的食品着色剂，在酸性和弱碱性环境中能呈现出不同的色泽，可添加于不同风格的食品中，而且联合国FAO/WHO 联合食品添加剂专家委员会根据已有的毒理学资料，认为花色苷“毒性极小”，已将其列入天然色素类食品添加剂( E163) ，花色苷提取物(包括越橘提取物) 也被美国FDA 列为无需认证的食品添加剂，被允许在饮料、乳制品及糕点中使用。
2.在功能性食品工业中的应用
失控的氧化反应和自由基的攻击，是人类衰老和病变的根源之一，而花色苷分子中含有的大量酚羟基，可强有力地对抗体内的失控氧化和自由基的攻击，减缓或抑制人体机体的衰老和病变，因此，越橘提取物可作为功能性食品的功能性配料，也可直接做成膳食补充剂。
另外，花色苷还有改善人们在夜间的视力也即暗视力的功效。Matsumoto等已经证明无论经口服、腹腔注射或静脉注射，花色苷都能穿过学－房水屏障进入大鼠和兔的眼睛组织。口服富含Cy－3－G (矢车菊素－3－O－葡萄糖苷，也是越橘花色苷中的最主要成分) 的黑加仑提取物，能改进由长时间暴露在视觉显示终端的黑暗适应症和视觉瞬间改变，据推测，花色苷对视紫质的再合成体系具有活化作用，从而具有提高视力的功能。国外的保健品生产厂家常将花色苷与叶黄素进行复配，以宣称其拥有更完美的明目功效，如美国NEW NORDIC 公司的Blue Berry Eyebright膳食补充剂配方中就是由欧洲越橘提取物、葡萄籽提取物、金盏花提取物和叶黄素组成。
拥有如此众多的活性功能，越橘提取物在功能性食品工业上的广泛应用成了一件理所当然的事情。
3.在医药工业中的应用
在医药工业中的应用目前有很多实验表明花色苷对哺乳动物细胞有抗氧化、诱导癌细胞凋亡及抑制其生长、抑制炎症反应等作用。花色苷虽然是高水溶性的物质，但实验证实在细胞内能检测到花色苷原型的存在，说明花色苷可以通过细胞膜被细胞吸收，这就为花色苷的吸收代谢提供了很大的便利，也为花色苷在医药工业的应用形式提供了很大的便利之处。
欧洲把花色苷含量大于24% 的越橘提取物作为药用，其中欧洲越橘花色苷的提取物( Myrtocyan)已被意大利、德国等国家的药典收载。作为药物，纯度一般要求较高，简单的提取纯化工艺很难使花色苷含量达到国际通用标准，这是制约我国越橘提取物产业的瓶颈，目前国内众多的植提厂家，生产的都是低含量的越橘提取物，糖分含量高，易吸潮、易结块，出口到国外，附加值很低，这种局面亟待改善。 越橘果实每100g鲜品含蛋白质2.16g，脂肪0.16g，糖类5.7g，维生素C 12mg，果酸 2.2g，红色素6.5g。还含还原糖6.2%，蔗糖0.6%，总糖6.8%，有机酸2.2%。叶含鞣质、熊果酚苷、熊果酸及多种儿茶精。 中毒时出现充血，出汗，呼吸困难等症。防治：轻者停药后消失，严重者要对症治疗，必要时要注射呼吸兴奋剂。 利尿，解毒。治尿道感染、肠炎、痢疾。