黄酮类化合物的功能特性

黄酮类化合物的功能特性天然食品抗氧化剂很受大众的信赖和欢迎，在食品中添加那些在自然界存在，数百年来一直被人们食用，且至今对其安全性没有提出过异议的化合物。一般认为是比较安全可靠的。近十几年来，曾对几百种天然化合物的抗氧化性进行综合研究，但多数研究是针对橡胶、汽油、塑料和其他非食品性材料的抗氧化上。近年来，逐渐转移到食品的抗氧化中来，食品中除了已经广泛使用的生育酚、抗坏血酸及其衍生物之外，还有一些其他成分也具有抗氧化作用，或许在不久的将来会在商业上开发利用，其中黄酮类化合物由于资源丰富和易于提取而成为人们研究的重要对象之一。

黄酮类化合物（flavonids）的名称来自黄酮（flavone），这是因为这一类物质都呈黄色（flavus）和具有4位羰基之故。据估计，经植物光和作用所固定的碳约有2%.转变成黄酮类化合物，或与其紧密相关的其他化合物。它们几乎存在于所有的绿色植物中。一部分以游离形式存在。种类繁多，自1814年发现第一个黄酮类化合物——白杨素至1983年已分离出约2300种。黄酮类化合物是由C6-C3-C6构成的一类化合物。

一、黄酮类化合物的理化性质

1、外观

大多数为结晶状固体，具有一定的结晶形状，少数为非晶形粉末。

大多呈黄色，所构成的颜色与分子中是否存在交叉共扼体系及助色团的数目多少和取代的位置有关。

2、溶解性

游离的黄酮类化合物一般难溶或不溶于水，可溶于甲醇、乙醇、乙酸乙脂、乙醚等有机溶剂及稀碱中，其中黄酮、黄酮醇、查耳酮等，因它们的分子中存在交叉共扼体系，所以是一些平面型化合物，平面型分子堆砌得比较紧密，分子间引力较大，故很难溶于水。在游离的黄酮类化合物母核上引入的取代基的种类和数目不同，对溶解度影响也不同。例如，引入羟基后，水溶性增加，脂溶性降低。羟基引入越多，水溶性越增加。黄酮类化合物多是多羟基化合物，一般不溶于石油醚当中，故可与脂溶性杂质分开。引入甲氧基或异戊烯基后，脂溶性增加，水溶性降低，取代基位置不同，对溶解度亦有影响。黄酮类化合物的羟基被糖化后，水溶性增加，脂溶性降低，一般易溶于热水、甲醇、乙醇、吡啶、乙酸乙脂及稀碱溶液中而难溶或不溶于苯、乙醇、氯仿、石油醚等有机溶剂中。

3、显色反应

黄酮可发生还原反应进而发生显色反应（如盐酸镁粉反应，硼酸显色反应等），大多与分子中的酚羟基和γ-吡喃酮环有关。但橙酮、儿茶素、查耳酮不发生盐酸镁粉的显色反应，绝大多数异黄酮类也不发生此反应。此外硼酸显色反应是针对5-羟基黄酮或2-羟基查尔酮

的专属反应。黄酮可与金属盐类试剂发生络合反应。例如常用做定量分析黄酮含量的比色法就是与铝盐的络合反应，形成的络合物显黄色。也可与三氯化铁反应，显蓝色。

二、黄酮类化合物的生物活性及作用机理

黄酮类化合物在本世纪30年代即发现具VC活性，一度列为VP。60年代证实有抗油脂氧化活性，作为一级抗氧化剂使用。80年代以后转向对活性氧自由基的清除及对老年病的防治功能上，在生物体内有预防心血管疾病、防癌抗癌、调节免疫、抗衰老、抗菌抗病毒、抗炎抗过敏、止血阵痛等诸多功效，已列为保健食品的一类功能因子。

1、抗癌、防癌作用

生物类黄酮主要通过三个途径达到抗癌、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。理化等致癌因子使体内产生自由基，并以自由基的形式富集于细胞膜的脂质周围，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，能有效的防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）活性的功能而起到抗癌、防癌的作用，尤其是槲皮素在毫摩尔浓度下就可抑制癌细胞生长发育阶段所必须的酶系统———蛋白激酶C，从而有效地阻滞癌细胞增殖，亦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。生物类黄酮还可以保护细胞免受致癌因子的损坏。据

悉槲皮素能有效的诱导微粒体芳烃氢化酶、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。但试验同时亦表明，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。有研究者认为，唾液和肠道中的某些细菌含有糖苷酶，能催化黄酮糖苷分解，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，发现山奈酚、高粱黄酮、叶黄酮、杨梅黄酮等有基因毒性，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。因此使用时应控制用量

2、对心血管系统的作用

生物类黄酮因能阻断β受体，在亚细胞水平上对线粒体能产生影响以及可以抑制心脏磷酸二酯酶活性而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率失常、心绞痛、心肌梗塞等症。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钙离子通道，一种是电压依赖性通道（RDC），主要由细胞膜高钾离子去机化所激活；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，也引起细胞内钙离子释放。生物类黄酮改善平滑肌收缩、舒张的机制与其调节细胞外钙离子内流和细胞内钙离子释放有关。此外，生物类黄酮对血管活性物质的酶也有一定的作用。5-羟色胺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促进三磷酸腺苷转变成二磷酸腺苷而引起血小板聚集。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氧化的作用C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、对内分泌系统的作用

糖尿病患者一方面因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素! 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。许多生物类黄酮因结构与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