洋蔥以其獨(dú)特的口感和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值深受人們的青睞,是人們?nèi)粘I钪谐3缘氖卟?。洋蔥富含多種生物活性成分,尤其是黃酮類化合物——槲皮素,對(duì)人體健康十分有益。近年來(lái),有關(guān)洋蔥槲皮素的研究越來(lái)越多,其在食品行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。本文主要對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于洋蔥槲皮素生理功能及其在食品中的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述,以期為相關(guān)食品的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用提供理論參考。
一、洋蔥槲皮素概述
(一)槲皮素的化學(xué)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
槲皮素是一種廣泛存在于植物中的多酚類化合物,化學(xué)名為3,3',4',5,7-五羥基黃酮,常見(jiàn)于洋蔥、蘋(píng)果、葡萄、茶葉等多種植物中。在自然界中,槲皮素主要以糖苷形式存在,如槲皮素-3-O-葡萄糖苷、槲皮素-4'-O-葡萄糖苷等,能夠有效清除自由基、抑制脂質(zhì)過(guò)氧化,具有抗炎、抗病毒、抗癌等多種生理功能,在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
(二)洋蔥中槲皮素的含量與分布
洋蔥中槲皮素的含量受多種因素影響,包括品種、栽培環(huán)境、收獲時(shí)間等。一般情況下,洋蔥外層皮中的槲皮素含量最高,中間層的含量較少,里面一層的含量更少。通常情況下,紅皮洋蔥和黃皮洋蔥所含的槲皮素高于白皮洋蔥,成熟洋蔥的槲皮素含量比未成熟洋蔥高。洋蔥的外層皮由于直接暴露在陽(yáng)光下,槲皮素含量明顯高于內(nèi)部層,這表明洋蔥槲皮素的含量與其生長(zhǎng)環(huán)境和光照條件密切相關(guān)。
(三)洋蔥中槲皮素的提取方法
洋蔥中槲皮素的提取方法有多種,常見(jiàn)的有溶劑提取、超聲波提取、微波輔助提取和超臨界流體提取等。
溶劑提取法是通過(guò)使用有機(jī)溶劑如乙醇、甲醇或丙酮,將洋蔥中的槲皮素溶解并提取出來(lái)的一種方法。該方法操作簡(jiǎn)便、成本較低,但溶劑的選擇和提取條件需要優(yōu)化,以提高提取效率和純度。
超聲波提取法是利用超聲波的機(jī)械作用和空化作用,促進(jìn)溶劑進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部,進(jìn)而提高槲皮素的溶解度和浸出率。這種方式的好處是提取速度快、效率高,但是裝備的成本也很高。
微波輔助提取法是通過(guò)微波快速加熱溶劑和樣品,提高洋蔥槲皮素的溶解度和擴(kuò)散速度,從而提高提取效率。該方法能顯著縮短提取時(shí)間、提高提取率,但是需要控制微波的功率和時(shí)間,避免槲皮素的降解。
超臨界流體提取法是利用超臨界二氧化碳作為溶劑,在高壓和高溫下將槲皮素從樣品中提取出來(lái)。該方法無(wú)溶劑殘留、提取效率高,但是設(shè)備復(fù)雜、成本較高,適用于高附加值產(chǎn)品的提取。
二、洋蔥槲皮素的生物活性
(一)抗氧化作用
洋蔥槲皮素能有效清除體內(nèi)自由基,使細(xì)胞免受氧化的損害,是一種高效的抗氧化劑。研究顯示,洋蔥槲皮素通過(guò)增加抗氧化酶的活性和抑制氧化酶的生成,主要包括直接清除自由基、抑制自由基生成、修復(fù)氧化損傷和增強(qiáng)機(jī)體自身抗氧化防御系統(tǒng)等作用機(jī)制,增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力。洋蔥槲皮素還能與鐵離子和銅離子形成絡(luò)合物,阻止這些金屬離子參與氧化反應(yīng),進(jìn)一步減少自由基的生成。洋蔥槲皮素在分子結(jié)構(gòu)中與自由基通過(guò)酚羥基發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成穩(wěn)定的自由基中間體,從而終止自由基鏈反應(yīng)。研究還發(fā)現(xiàn),洋蔥槲皮素通過(guò)調(diào)節(jié)基因表達(dá),增加抗氧化酶的活性,可進(jìn)一步增強(qiáng)超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)等機(jī)體的抗氧化能力。
(二)抗炎作用
洋蔥槲皮素的抗炎效果顯著,可以通過(guò)抑制炎性因子的表達(dá)和釋放,緩解炎性反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn),洋蔥槲皮素通過(guò)抑制TNF-α、IL-6等核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB信號(hào)通路的活化、抑制炎性細(xì)胞的活化和浸潤(rùn)、調(diào)節(jié)炎性信號(hào)通路等作用,減少炎性因子的產(chǎn)生,進(jìn)而使炎癥反應(yīng)得到緩解。研究還發(fā)現(xiàn),洋蔥槲皮素可以通過(guò)抑制Toll樣受體(TLR)信號(hào)通路,抑制炎癥反應(yīng)的啟動(dòng)和放大,進(jìn)一步發(fā)揮其抗炎作用。此外,洋蔥槲皮素還能抑制前列腺素合成減少、白三烯合成減少的環(huán)氧合酶(COX)和脂氧合酶(LOX)的活性,從而發(fā)揮抗炎作用。
(三)抗癌作用
洋蔥槲皮素對(duì)多種癌細(xì)胞的增殖有明顯的抑制作用,具有潛在的抗癌作用,是一種應(yīng)用前景非常好的抗癌藥物。槲皮素的抗癌作用機(jī)理主要有誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、抑制細(xì)胞增殖和遷移、抑制腫瘤血管的生成、調(diào)控細(xì)胞周期、增強(qiáng)免疫反應(yīng)等。研究發(fā)現(xiàn),洋蔥槲皮素可以通過(guò)激活Caspase-3、Bax等與凋亡有關(guān)的信號(hào)通路,誘導(dǎo)癌細(xì)胞發(fā)生凋亡。同時(shí),洋蔥槲皮素能抑制癌細(xì)胞增殖相關(guān)信號(hào)途徑的激活,如PI3K/Akt、ERK等,抑制癌細(xì)胞的繁殖和遷移。此外,洋蔥槲皮素還可以通過(guò)抑制VEGF等血管生成因子的表達(dá),起到阻止腫瘤生長(zhǎng)和擴(kuò)散的作用。最新研究發(fā)現(xiàn),洋蔥槲皮素具有增強(qiáng)化療藥物療效和減少化療副作用的作用,為癌癥治療提供了新的思路。
(四)心血管保護(hù)作用
洋蔥槲皮素對(duì)心血管系統(tǒng)具有多方面的保護(hù)作用,能夠通過(guò)改善血脂代謝、降低血壓、抑制血小板聚集等途徑預(yù)防和治療心血管疾病。洋蔥槲皮素通過(guò)抑制HMG-COA還原酶的活性,減少血清低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)和總膽固醇(TC)水平,降低膽固醇合成。洋蔥槲皮素可以通過(guò)抑制膽固醇合成酶的活性,降低血清膽固醇水平,降低動(dòng)脈粥樣硬化的風(fēng)險(xiǎn)。洋蔥槲皮素能夠通過(guò)擴(kuò)張血管、改善血管內(nèi)皮功能降低血壓,預(yù)防高血壓及其并發(fā)癥的發(fā)生。此外,洋蔥槲皮素還能通過(guò)其抗氧化、消炎的作用,緩解血管內(nèi)皮的氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng),提高內(nèi)皮功能,防止動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展。
(五)抗肥胖作用
洋蔥槲皮素抗肥胖的功效也是非常顯著的,其作用機(jī)理主要包括抑制脂肪細(xì)胞的生成、促進(jìn)脂肪分解、調(diào)節(jié)能量代謝和腸道菌群等。洋蔥槲皮素通過(guò)抑制PPARγC/EBPα等與脂肪細(xì)胞分化有關(guān)的基因表達(dá),可以減少脂肪細(xì)胞的生成。洋蔥槲皮素通過(guò)激活A(yù)MPK等能量代謝相關(guān)信號(hào)通路,可以促進(jìn)脂肪分解和能量消耗,減少脂肪堆積。洋蔥槲皮素在抑制脂肪細(xì)胞增殖和分化、減少脂肪堆積的同時(shí),能增加脂肪細(xì)胞中的脂解酶活性,促進(jìn)脂肪的分解和利用。此外,洋蔥槲皮素還能夠通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群的組成和功能,改善肥胖相關(guān)的代謝紊亂,從而發(fā)揮抗肥胖作用。
(六)其他作用
除上述作用外,洋蔥槲皮素還具有降血脂、降血糖、抗血板凝集、抑菌等其他作用。有研究顯示,洋蔥槲皮素可降低實(shí)驗(yàn)室中血脂較高大鼠的血清總膽固醇、甘油三酯及高密度脂蛋白膽固醇水平,對(duì)降低血脂有輔助作用。洋蔥具有刺激胰島素合成和釋放、促進(jìn)脂肪代謝、預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化的作用,類似磺脲類口服降血糖藥用,對(duì)“三高”、糖尿病、血管硬化、冠心病以及老年人常見(jiàn)的血黏度過(guò)高等疾病都有很好的療效。洋蔥槲皮素還對(duì)體內(nèi)由二磷酸腺苷、凝血酶、花生四烯酸等誘發(fā)的血板凝集有較強(qiáng)的抑制作用。此外,洋蔥水提取物對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌和真菌等大多數(shù)菌群表現(xiàn)出顯著的生長(zhǎng)抑制作用,可作為抗胃腸道相關(guān)感染的替代天然藥物,還對(duì)流感病毒有有效的抵御作用。
三、洋蔥槲皮素在食品中的應(yīng)用
(一)作為天然抗氧化劑
作為一種天然抗氧化劑,洋蔥槲皮素在食品保鮮和加工中的應(yīng)用十分廣泛,可以有效延緩脂肪氧化,防止食物中不飽和脂肪酸的變質(zhì),從而延長(zhǎng)食物的保存期限。洋蔥槲皮素還可以抑制氧化酶的活性,減少酶促褐變的發(fā)生,使食物的感官質(zhì)量得到改善。例如,在植物油、奶油、肉制品等食品中添加槲皮素,可以顯著提高其抗氧化性能,延緩氧化過(guò)程;在水果和蔬菜加工中添加槲皮素,可以抑制多酚氧化酶(PPO)的活性,減少褐變現(xiàn)象,保持產(chǎn)品顏色和新鮮度。
(二)作為功能性食品添加劑
洋蔥槲皮素因具有多種生物活性而被廣泛應(yīng)用于功能性食品的研制中,將其添加到飲料、乳制品、谷物制品等食品中,能起到增強(qiáng)抗氧化能力、改善免疫功能等作用。例如,在果汁、茶飲料、酸奶等食品中添加槲皮素,可以提高其抗氧化性能,增強(qiáng)健康功效;在功能性餅干、營(yíng)養(yǎng)棒等食品中添加槲皮素,可以提高人體免疫力,預(yù)防疾病。
(三)作為食品著色劑
洋蔥槲皮素具有良好的著色性能,可以作為天然的食品著色劑應(yīng)用于食品加工中。它的顏色穩(wěn)定性較好,能夠在酸性和中性環(huán)境中保持較長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定,與合成著色劑相比,不僅安全無(wú)毒,還具有抗氧化、抗炎等保健功能。例如,在飲料、糖果、烘焙食品中添加槲皮素,可以賦予食品天然的黃色或橙色,提高視覺(jué)吸引力;在肉制品、調(diào)味品中添加槲皮素,可以防止脂肪氧化和褐變,提升產(chǎn)品品質(zhì)。
(四)作為食品保鮮劑
洋蔥槲皮素的抗菌作用使其成為理想的天然食品保鮮劑,可以有效抑制多種食物腐敗菌及致病菌的生長(zhǎng),使食物的保鮮期得以延長(zhǎng),在蔬果、肉類食品等領(lǐng)域得到應(yīng)用。例如,在草莓、蘋(píng)果等水果表面噴灑槲皮素溶液,可以延長(zhǎng)保鮮期,保持新鮮度;在香腸、火腿等肉制品中添加槲皮素,可以提高保鮮性能,延長(zhǎng)貨架期。
(五)作為調(diào)味品
洋蔥槲皮素因其獨(dú)特風(fēng)味和生理功能,還可以作為天然調(diào)味品添加到食品中,賦予食品獨(dú)特風(fēng)味并增強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。例如,在番茄醬、燒烤醬等調(diào)味醬中添加槲皮素,能增強(qiáng)風(fēng)味并提供抗氧化保護(hù);在腌制蔬菜、腌制肉類中添加槲皮素,可以提升風(fēng)味并延長(zhǎng)保質(zhì)期。
綜上所述,洋蔥槲皮素作為一種生物活性物質(zhì),在維持人類健康方面發(fā)揮著抗氧化、抗炎、抗癌、抗肥胖等多重作用,將其應(yīng)用于食品工業(yè)中前景廣闊、潛力巨大,能為人們的健康和食品的品質(zhì)提供更多保障。目前,洋蔥槲皮素的研究還處于初級(jí)階段,特別是其安全性和有效性仍需要進(jìn)一步驗(yàn)證。通過(guò)不斷的研究和創(chuàng)新,可以進(jìn)一步挖掘洋蔥槲皮素的功能和應(yīng)用價(jià)值,在滿足人們對(duì)健康和營(yíng)養(yǎng)需求的同時(shí),也為食品工業(yè)的發(fā)展提供新的思路和解決方案。
作者簡(jiǎn)介:倪灣(1994-),女,滿族,遼寧錦州人,講師,碩士研究生,研究方向?yàn)楣δ芤蜃优c健康的相關(guān)性。
*通信作者:李伊涵(1996-),女,漢族,遼寧錦州人,助教,碩士研究生,研究方向?yàn)槭称钒踩?/p>