新植物

新植物 | 美瞳之果-欧洲越橘&欧洲越橘提取物

图源:千图

花色苷

花色苷(Anthocyanins, Anthocyanosides)是一类花青素与糖基以糖苷键结合而成的类黄酮化合物,广泛存在于植物的花、果实、茎叶和根器官的细胞液中,是自然界中常见的且最重要的水溶性色素之一。通常所说的花青素(Anthocyanidins)是不含糖基的花色苷,可以随着细胞液/溶液的酸碱度变化而改变颜色,呈酸性时颜色则偏红,呈碱性时则偏蓝色。植物呈现出万紫千红的色彩,主要归功于花色苷。

图1 花色苷、花青素主体化学结构式

花色苷在很多食物中天然存在。红酒、某些谷物、某些多叶类蔬菜和根菜(如茄子、卷心菜、豆类、洋葱、萝卜)中可以找到花色苷,但在深色水果中含量最丰富。被联合国粮农组织列为人类五大健康食品之一的越橘果实中含有丰富的花色苷。[1]花色苷类物质对人体健康十分有益,其具备多种多样的生物活性,如抗氧化能力和清除自由基、改善毛细血管营养供给、抗炎症及抗病毒作用、延缓脑神经衰老,增强心脏功能和抗癌的独特功效等。[2]

虽然很难准确计算出每日暴露量,但是已经有多项研究估测了欧洲[3-7]、美国[8]、澳大利亚[9]和日本[10]人群的花色苷摄入量。在最新的欧洲人群研究中,总花色苷的平均摄入量为每天19.83mg到64.88mg (标准误差1.86)[3],然而美国、澳大利亚和日本人群的摄入量更低,美国为每天3.1mg[8],澳大利亚为每天2.9mg[9],日本为每天11.3mg[10]。而欧洲越橘鲜果中,每100g鲜果中花色苷含量约为300-700mg,同时,受生长环境,气候条件以及果实成熟度的影响,其含量波动十分大。[11]

图2 欧洲越橘植株

欧洲越橘提取物的活性功效

欧洲越橘( Vaccinium myrtillus L.) 是一种小型落叶灌木,生长在欧洲中部到北部的丘陵荒野和灌木丛中[12-16]。Vaccinium这个名字的来源现在已不能确定,可能来自拉丁文的vacca=奶牛,或bacca=浆果。Myrtillus的名称起源于其果实和叶子与桃金娘科植物myrtle相似[14, 15, 17]。在450种[18]越橘属物种中,欧洲越橘从中世纪开始就有药用记载,从16世纪开始这种植物已经在所有主流的草药专著中被系统地提及。目前,从欧洲越橘果实中分离出属于不同化学功能团的多种化合物,特别是花色苷已经被广泛记载于科学文献中。

欧洲越橘提取物在改善微循环方面的有益作用首先得到了科学界的证实。1979年,意大利医学报Estralio da GAZZETTA MEDICA ITALIANA报道了花色苷对葡萄糖和脂质代谢紊乱的人群体内的微循环以及脂质组分的影响。在以22名患有葡萄糖代谢障碍或脂质代谢障碍的志愿者展开的研究表明,连续30天每天服用480mg欧洲越橘提取物能够显著改善糖尿病患者的毛细血管脆性,且能够降低血浆中总胆固醇和甘油三酯含量。[19]。接着,大量文献报道了欧洲越橘提取物对由糖尿病引起的毛细血管病变有良好的改善作用[20-22]。欧洲越橘是含有抗氧化营养成分最丰富的浆果之一,其含有的花色苷、鞣花酸、鞣花单宁、类黄酮等特殊化合物成分能够清除使血管硬化的自由基,增强毛细血管的柔韧性,促进血管膨胀和伸缩性,防止血管破裂。

在欧洲,欧洲越橘用于改善女性原发性痛经的民间用途,也进一步佐证了欧洲越橘中的活性成分对毛细血管的有益作用。原发性痛经即非生殖器官病变(如子宫内膜异位)而引起的月经期间的疼痛及不适。经期子宫内膜剥落,而内膜上富含的毛细血管破裂而导致出血。原发性痛经的女性常常由于子宫内膜的营养成分供给不均匀,成熟度不同,剥落困难而导致子宫自发的收缩、痉挛而产生疼痛感。欧洲女性在经期开始前三天每天服用320mg欧洲越橘提取物,通过血液增加子宫内膜的营养供给,从而促进子宫内膜发育程度达到均一状态,至行经期顺利剥落,同时,欧洲越橘中的花色苷能够促进前列腺区PGs的合成,舒张子宫平滑肌,从而减少疼痛。[23-24]. 而关于欧洲越橘流传更广泛的应用,在于其对眼部健康的有益作用。二战时期,英国皇家空军飞行员通过食用欧洲越橘来提高夜视能力。[25]而在学术界,其在眼部健康的保健作用已得到了大量学术研究的证实。

Jayle和Aubert在组织学的研究表明服用花色苷后,兔子视网膜杆细胞中视紫红质含量有所增加。同时,这些学者总结出这些物质能够调节光色素代谢,减缓破坏的过程,并有利于再生,因而能够提高眼部对黑暗条件的适应能力。[26]

Gloria和Perla研究表明服用花色苷后能够降低绝对视觉阈,花色苷作为一种生物化学光多因子通过“酶催化放大”过程而发挥作用,这与Wald’s的理论一致,或者通过提高视网膜光电导水平。[27]

而Alfieri和Sole研究表明花色苷对视网膜组织具有趋性,在紫外线刺激下具有荧光性,[28]因此他们出现在视网膜水平,能够将紫外区域的光能量转移至黄绿色区域,而黄绿色区域正是视网膜杆细胞十分敏感的区域,这样光能量才能够被充分利用。暗视阈的降低应该与此有关。

Cordella等针对上述理论利用荧光视网膜电流扫描仪进行了临床研究,结果发现花色苷能够降低近视以及远视患者的暗视阈。该研究更具说服力,主要机理是促进物质的积累从而改变视网膜;此外,该研究证实了花色苷能够作用于视网膜组织并且阐述了其治疗作用。[29]

1988年,日本O. Kajimoto博士展开了一项随机、双盲、交叉实验,探究了连续8周每日服用250mg欧洲越橘提取物Mirtoselect®对20名患有视疲劳的志愿者的影响。研究表明,前四周治疗组与对照组均有不同程度的主观症状改善,且治疗组改善幅度较为明显。后四周,对照组无持续明显改善,但治疗组中6项症状均得到了进一步改善,其中包括视野疲劳、视力模糊、出现闪光、颈背僵直、眼部刺激感和头疼。[30]2008年,Eung Suk Kim等展开了一项针对花色苷与非增生性糖尿病性视网膜病变(NPDR)的多中心试验研究。研究结果表明,通过一年的花色苷给药治疗,对NPDR患者的视敏度有明显的改善,且对视觉效果及患者满意度均有所提高。视敏度及黄斑水肿情况得到控制,无恶化。[31]

2000年,S.Kajimoto等探究了欧洲越橘提取物对患有假性近视的学龄儿童的影响。研究结果表明,对单眼视力水平为0.1-0.5的学龄儿童,通过连续8周每日服用150mg Mirtoselect®,双眼视力水平均得到了明显提高,且眼疲劳和眼部疼痛等不适感均得到改善。[32]

干眼症已成为现代社会非常普遍的慢性眼部疾病之一。它是指多因素引起的泪液质或量异常或动力学指征异常,导致泪膜稳定性下降,并伴有眼部不适和(或)眼表组织病变特征的多种疾病的总称。干眼症患者常常伴随着泪液渗透压的升高以及眼表炎症的发生。研究表明,干眼症的患病风险会随着年龄的增长而增加,且女性患病概率较男性增加50%,同时,干眼症的发生也与佩戴隐形眼镜,抽烟、糖尿病、长时间看电子显示屏及环境湿度太低有关。[33]但目前治疗干眼症的方法十分有限。2017年,A. Riva等发表了一篇欧洲越橘提取物针对干眼症患者的研究报告,结果表明标准化欧洲越橘提取物Mirtoselect®较其他欧洲越橘提取物具有更高的口服生物利用度,同时,首次证实欧洲越橘提取物能够提高泪液分泌量,提高志愿者血浆抗氧化能力,改善干眼症患者的眼部舒适度。[34]

另一常见慢性病——糖尿病亦是科学研究关注的重点领域之一。现已证实,糖尿病患者普遍存在视网膜皮质生物电信号弱的情况,从而产生视网膜病变。英国的一项研究首次证实单次膳食补充欧洲越橘提取物能够降低II型糖尿病患者餐后血糖及胰岛素水平,其作用的可能机制是能够降低碳水化合物的转化/吸收效率,降低血糖响应。[35] Fabio Mazzolani 以9名患有严重增生性视网膜病变的志愿者为研究对象,研究了连续1个月每天服用320 mg欧洲越橘提取物Mirtoselect®后的视网膜情况,结果显示44.4%的志愿者连续服用后视网膜皮质生物电信号的振幅以及波形均得到了改善。表明服用Mirtoselect®能够有助于防止糖尿病性视网膜病变进一步恶化,有助于保护眼部健康。[36]

植物提取物的口服生物利用度一直是学术界需要攻克的难点。口服生物利用度直接反映了制剂中活性成分被吸收进入人体循环的速度和程度。相较于其他市面上的欧洲越橘提取物,意大利植物提取物公司Indena作为欧洲越橘提取物的原研厂家,其生产的标准化欧洲越橘提取物Mirtoselect®具备更高的生物利用度,活性功效更为显著,且至今未发现任何不良反应。[37]

欧洲越橘和蓝莓的区别

与花色苷(Anthocyanins)和花青素(anthocyanidins)情况类似,人们常将欧洲越橘(bilberry)与蓝莓(blueberry)混淆。欧洲越橘的准确英文翻译为bilberry,由于各国的翻译者水平不一,常将其误译为“blueberry”,进而误译作中文“蓝莓”。欧洲越橘与蓝莓为同属不同种的两种植物。二者主要有4点不同:

1、蓝莓是人工杂交品种,欧洲越橘是野生品种;
2、蓝莓可机器采摘,欧洲越橘只能人工采摘;
3、蓝莓果实较大,果肉呈黄绿色,欧洲越橘果实较小,果肉呈深蓝紫色;
4、欧洲越橘果实中花色苷含量大约是蓝莓的4倍。[38]

图3 欧洲越橘和蓝莓外观区别
图4 欧洲越橘和蓝莓鲜果中花色苷组成的不同[38]

鉴于二者外形上相似,许多消费者易将二者混淆。欧洲越橘是唯一一种从中世纪就开始有药用记载且临床证实有护眼功效的越橘属植物资源。

欧洲越橘提取物的科学检测方法

由于欧洲越橘的生长特性受天气等影响较大,无法人工种植,且其提取物的药用价值和经济价值较高,受到许多消费者和提取物生产厂家的热捧。但市面上的欧洲越橘提取物产品质量参差不齐。Kerry G. Penman等从市面上搜集了两家同样标示为UV≥25%花青素的欧洲越橘提取物,其中A购自于澳大利亚分销商销售的某国产欧洲越橘提取物,B购自于欧洲越橘提取物原研厂商Indena。二者实际均符合UV≥25%花青素的标准,但通过HPLC分析表明,A中含有9%未知来源的花色苷,学者继续通过HPLC、质谱分析、核磁共振分析,结果显示这种未知来源的深紫色物质为3-羟基-4-偶氮-2,7-萘二磺酸三钠盐,是一种人工合成的偶氮染料。基于该结果,表明传统的UV检测方法并不能准确鉴别和鉴定欧洲越橘提取物中的活性成分和含量,不适宜作为欧洲越橘提取物的检测方法,呼吁用更科学的检测方法对欧洲越橘提取物进行质量控制。[40]

传统UV紫外检测方法不适宜作为欧洲越橘提取物的检测方法,其原因主要在于紫外法检测对象为花色苷的降解产物花青素,或在540nm波长下有吸收峰的各类物质,无法对花色苷进行准确的定量和鉴别。

意大利企业Indena S.p.A 是一家成立于1921年的植物提取物公司,近100年来始终致力于对药用植物活性成分的深入研究,并创办了植物化学研究领域的专用期刊《FITOTERAPIA》。1970年,Indena首先发明了商品名为Myrtocyan®的药品级欧洲越橘提取物并随后注册成了新药(非处方药),用于治疗下肢静脉功能不全。1980年,Indena继而开发了商品名为Mirtoselect®的食品级欧洲越橘提取物。凭借强大的科研实力、对欧洲越橘提取物的深入研究以及强烈的社会责任感,2007年,Indena再次率先研发并公开发表了欧洲越橘提取物的HPLC检测方法,取代了当初设定的UV方法,为欧洲越橘提取物这一热门原料拨乱反正!

新开发的HPLC方法可用于:1、检测有效活性成分-花色苷的种类和含量;2、检测杂质指标成分-游离花青素的种类和含量;3、鉴别是否为纯正的欧洲越橘提取物,并将标准化欧洲越橘提取物的规格由UV(花青素)≥25%修改为HPLC(花色苷)≥36%和HPLC(游离花青素)≤1%。欧洲越橘提取物标准品的HPLC图谱则为该提取物的“指纹图谱”,可通过图谱对比,对检测对象进行原材料的初步真伪鉴别。[41] 从获得的HPLC指纹图谱中,可以看出欧洲越橘提取物中的花色苷是由5种花青素(飞燕草素、矢车菊素、矮牵牛素、芍药素和锦葵素)和3种糖基(葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖)通过3-O键结合,标准化的欧洲越橘提取物中含有15种花色苷和5种游离花青素。

图5 标准化欧洲越橘提取物的HPLC指纹图谱

该HPLC方法具有高度可重复性,可对欧洲越橘提取物的植物化学组成成分进行评价,也有利于生产过程的质量把控,使产品质量保持高度的一致性和稳定性。目前该方法已被欧洲药典委员会、美国药典委员会采纳,纳入欧洲药典和美国药典,作为相应各地区的法定检测方法。目前主流国家均已将欧洲越橘提取物的规格和检测方法进行修改,但在中国地区,由于法定检测方法未及时修订,目前国内大部分生产者、消费者仍停留在UV(花青素)≥25%阶段,导致一部分不良生产商趁虚而入,扰乱行业规则,最终危害消费者健康。

图6 传统UV方法和HPLC方法的对比

中国医药保健品进出口商会编撰的《植物提取物国际商务标准集》中详细记录了欧洲越橘提取物的技术要求、检测方法、检验规则和标签、包装、运输、贮存要求,[42]有较高参考价值。

随着电子产品大范围普及,眼部健康问题已逐渐发展成为了全民健康问题,消费者对眼部健康产品的购买率也不断攀升,如何让生产者、消费者正确认识欧洲越橘提取物,进行理性的正确的消费,真正达到护眼目的,是保健食品相关行业、企业必须重视的一项重要工作。

参考文献
[1] 李亚东、吴林、张志东.越橘(蓝莓)栽培与加工利用[M] 长春。吉林科学技术出版社,2000
[2] 吕春茂、包静、孟宪军等. HPD-700型大孔树脂对野生越橘花色苷分离的研究。食品科学。2012,Vol 33(10):78-83
[3] Zamora-Ros, R., et al., Estimation of the intake of anthocyanidins and their food sources in the European prospective investigation into Cancer and nutrition (EPIC) study [J]. Br J Nutr, 2011, 106(7):1090-1099
[4] Zamora-Ros, R., et al., Estimation of dietary sources and flavonoid intake in a Spanish adult population (EPIC-Spain) [J]. J Am Diet Assoc, 2010. 110(3):390-398
[5] Ovaskainen, M.L., et al., Dietary intake and major food sources of polyphenols in finnish adults [J]. J Nutr, 2008. 138(3):562-566.
[6] Drossard C., et al., Anthocyanins in the diet of infants and toddiers: intake, sources and trends [J]. Eur J Nutr. 2011. 50*8): 705-711.
[7] Lagiou P., et al., Flavonoid intake and liver cancer: a case-control study in Greece [J]. Cancer Causes Control. 2008. 19(8):813-818.
[8] Chun O.K., S.J. Chung, et al., Estimated dietary flavonoid intake and major food sources of U.S. adults [J]. J. Nutr., 2007.137(5): 1244-1252.
[9] Johannot L., S.M. Somerset, Age-related variations in flavonoid intake and sources in the Australian population [J]. Public Health Nutr. 2006, 9(8): 1045-1054.
[10] Melby M.K., Et al., Phytochemical intake and relationship to past health history in Japanese women [J]. Biofactors. 2004. 22:265-269.
[11] Antonella Smeriglio, Domenico Monteleone, et al., Health Effects of Vaccinium myrtillus L.: Evaluation of Efficacy and Technological Strategies for Preservation of Active Ingredients [J]. Mini-Review in Medicinal Chemistry. 2014.14:567-584.
[12] Tutin T.G. Diapensiaceae to Myoporaceae, Flora Europaea Vol. 3, Cambridge University Press, Cambridge, 1972, 12-13.
[13] Hutchinson J. British Wild Flowers Vol. 1, David and Charles, Newton
Abbot, 1972, 226.
[14] Benigni R. Piante Medicinali – Chimica, farmacologia e terapia Vol. II, Inverni della Beffa, Milano, 1962, 951-958
[15] Hegi G. Illustrierte Flora von Mittel Europa Band 5/3 Teil, C. Hanser Verlag, Munchen, 1927 (Reprint 1966), 1667-1681.
[16] Upton R. American Herbal Pharmacopoeia and Therapeutic Compendium– Bilberry Fruit 2001.
[17] Grieve M. A Modern Herbalî Vol.I, Hafner Publishing Co., New York and London, 1967, 99-100.
[18] Mabberly D.J. The Plant-Book II Ed., Cambridge University Press, 1997.
[19] N. Passariello, V. Bisesti et al. Influenza degli antocianosidi sul microcircolo e sull’assetto lipidico in soggetti diabetic e dislipidemici.[J] Estratto da GAZZETTA MEDICA ITALIANA, 1979, 138, 563
[20] P. Repossi, R. Malagola, et al. The role of anthocyanosides on vascular permeability in diabetic retinopathy [J].Annali di ottalmologia e clinica oculistica. 1987(357):113.
[21] F.M. Campbell, P.F. Nicol, et al. Lower levels of damaged protein biomarkers in the plasma of overweight type 2 diabetic men following supplementation with a standardized bilberry extract [J], Proceedings of the nutrition society, 2012(71) E130
[22] Fabio Mazzolani, Stefano Togni, et al. The effect of oral supplementation with standardized bilberry extract (Mirtoselect®) on retino-cortical bioelectrical activity in severe diabetic retinopathy. EDIZIONI MINERVA MEDICA. 2017, 59(2):38-41
[23] R. Vescovini, D. Colombo. Gli antocianosidi del mirtillo nel trattamento della dismenorrea primaria: studio controllato in doppio cieco con placebo [J]. Basi Raz. Ter., 1985 (15);96-97.
[24] D. Colombo, R. Vescovini. Studio clinic controllato sull efficacia degli antocianosidi del mirtillo nel trattamento della dismenorrea essenziale[J]. Pervenuto in Redazione, 1985: 1033-1037.
[25] Jonghyun Lee, Hyung K. et al. Purified high-dose anthocyanoside oligomer administration improves nocturnal vision and clinical symptoms in myopia subjects [J]. British Journal of Nutrition. 2005(93):895-899.
[26] Jayle G.E., Aubert L., et al. Action des glucosides d’ anthocjanosides sur la vision scotopique et mesopique du sujet normal [J], Therapie, 1964,19[7].
[27] Gloria e., Perla A. et al. Effetto degli antociansidi sulla soglia visive assoluta.[J], Ann. Ottalm. Clin. Ocul. 1966,92:595.
[28] Alfieri R., Sole P. et al, Electroretinographie de fluorescence [J], C.R. Symp. Int. Angiographie flouresceinique. Albi, 1969, 670.
[29] Jayle G.E., Aubry M., Cavini H., et al. Etude concernant l’ action sur la vision noclurne des anthocjanoides extraits de vaccinium mirtilluus.[J] Ann. Ottalm Clin Ocul.1965, 198, 556.
[30] O. Kajimoto, Clinical evaluation of the oral administration of vaccinium myrtillus anthocynosides (VMA) in Mental Fatigue and Asthenopia [J]. Scientific report collection, 1998(19).
[31] Eung Suk Kim, Seung Young Yu, et al. Clinical evaluation of patients with nonproliferative diabetic retinopathy following medication of anthocyanoside: Multicenter study[J]. Journal of Korean Ophthalmol Society,2008,49(10):1629-1633.
[32] S. Kajimoto, et al. Therapeutic effect of blueberry extract in school children with pseudomyopia at the age of cramming for exam to restore their vision [J]. J. New Rem. & Clin. 2000, 49(1).
[33] The epidemiology of dry eye disease: report of the epidemiology subcommittee of the international dry eye workshop (2007) [J]. The ocular surface. 2007, 5(2);93-107.
[34] A. Riva, S. Togni, et al. The effect of a natural, standardized bilberry extract (Mirtoselect) in dry eye: a randomized, double blinded placebo-controlled trial[J]. European Review for Medical and Pharmacological Sciences. 2017, 21: 2518-2525.
[35] Nigel Hoggard, Morven Cruickshank, et al. A single supplement of a standardized bilberry (Vaccinium myrtillus L.) extract (36% wet weight anthocyanins) modifies glycaemic response in individuals with type 2 diabetes controlled by diet and lifestyle[J]. Journal of Nutritional science. 2013, 16.
[36] Fabio Mazzolani, Stefano Togni, et al. The effect of oral supplementation with standardized bilberry extract (Mirtoselect®) on retino-cortical bioelectrical activity in severe diabetic retinopathy.[J] Edizioni Minerva mecia, 2017, 59(2):38-41.
[37] C. GIZZI, G. BELCARO, et al. Bilberry extracts are not created equal: the role of non anthocyanin fraction. Discovering the “dark side of the force” in a preliminary study [J]. European Review for Medical and Pharmacological sciences. 2016, 20: 2418-2424.
[38] www.mirtoselect.info
[39] Kerry G. Penman, Glynton W. Halstead et al. Bilberry adulteration using the food dye amaranth [J]. Journal of agricultural and food chemistry. 2006, 54:7378-7382.
[40] Ciro Cassines, Eric de Combarieu, et al. New Liquid chromatography method with ultraviolet detection for analysis of anthocyanins and anthocyanidins in Vaccinium myrtillus Fruit dry extracts and commercial preparations [J]. Journal of AOAC international. 2007, 90(4): 911-919.
[41] 植物提取物国际商务标准集(2016年版),中国商务出版社,77-91.

发表评论

您的电子邮件地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

提示:点击验证后方可评论!

插入图片
新植物 | 美瞳之果-欧洲越橘&欧洲越橘提取物

长按储存图像,分享给朋友

微信扫一扫

微信扫一扫
.slider{ height: 250px }