洋蔥生物活性及其在食品開發(fā)中的研究進(jìn)展

李莎莉，吳悠，吳琦，劉陽

(1.武昌理工學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，生物多肽糖尿病藥物湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北省生物多肽糖尿病藥物工程技術(shù)研究中心，武漢 430223；2.武漢工程大學(xué) 化工與制藥學(xué)院，武漢 430073)

洋蔥(AlliumcepaL.)為百合科(Liliaceae)蔥屬(AlliumL.)兩年生草本植物，也被稱作圓蔥、球蔥、玉蔥、荷蘭蔥、蔥頭、洋蔥頭、皮牙子等。洋蔥味辛甘，性溫，歸肝經(jīng)，可細(xì)分為紅皮洋蔥、黃皮洋蔥、白皮洋蔥，洋蔥含有多種化學(xué)成分，有良好的藥理作用和營養(yǎng)價值，是中國衛(wèi)生部指定的藥食兩用植物。相關(guān)實(shí)驗證實(shí)：洋蔥可有殺菌、調(diào)腸、平肝、抗腫瘤、抗氧化、降血脂、降血壓、抗動脈硬化、抗?jié)兊茸饔?。為了對洋蔥

的開發(fā)利用提供參考，本文以洋蔥的主要化學(xué)成分為基礎(chǔ)，對其生物活性及其產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)展進(jìn)行了綜述，旨在為洋蔥藥食兩用資源的深度利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 洋蔥的主要成分

國內(nèi)外學(xué)者已從洋蔥中提取分離了許多不同的化學(xué)成分，主要有多糖、黃酮類、微量元素、甾體皂苷、含硫化合物、含氮化合物、前列腺素類、維生素、苯丙素酚類等化合物。

1.1 含硫化合物

含硫化合物是洋蔥的主要活性物質(zhì)，也是洋蔥具有特殊氣味的原因，含硫化合物占洋蔥揮發(fā)性成分的近40%，不同品種洋蔥的含硫量存在差異[1]。洋蔥中的含硫化合物成分十分復(fù)雜，常見的有1-巰基丙烷、二丙基二硫醚、二丙基三硫醚、3,5-二甲基-1,2,4-三硫環(huán)戊烷、二甲基二硫醚、3,4-二甲基噻吩、甲基丙基二硫醚等10多種含硫化合物，其中1-巰基丙烷具備濃烈的洋蔥香味，二丙基三硫醚等硫醚類物質(zhì)擁有辛辣和擴(kuò)散性的氣味，1,3-二噻烷以及2,4-二甲基噻吩則具有尖刺的氣息，這些成分使得洋蔥具有自己獨(dú)特的風(fēng)味[2]。

1.2 類黃酮類化合物

黃酮類化合物藥理作用較多，洋蔥中黃酮的含量十分豐富，主要出現(xiàn)在鱗莖、葉片和外表皮中，一般為黃酮類、花色素類以及黃酮醇類。黃酮類化合物的性質(zhì)較為穩(wěn)定，不容易被分解，對人體無毒害作用。主要成分有槲皮素、3,5,7,3',4',5'-六羥黃酮、黃銅糖苷、槲皮素和葡萄糖合成的單糖苷類以及二糖苷類至多糖苷類、5,7,4'-三羥黃酮、山奈酚，以及花葵素、花青素與葡萄糖一起合成的葡糖苷類化合物、黃烷醇類化合物[3]。

1.3 甾體皂苷類化合物

大部分的甾體皂苷類化合物存在于洋蔥鱗莖之中，而其他部分含量較少，且一般為螺甾烷型和呋甾烷型。有專家從分蘗洋蔥這種植物體中分離出了4種甾體皂苷類化合物，結(jié)構(gòu)見圖1[4]。

圖1 分蘗蔥頭中甾體皂苷類化合物的結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure of steroidal saponins in tillering onion

1.4 苯丙素酚類化合物

洋蔥體中含有的苯丙素酚類化合物包括咖啡酸、鄰羥基桂皮酸、阿魏酸、對羥基桂皮酸、芥子酸等以及它們相應(yīng)的衍生物[5]。

1.5 含氮化合物

洋蔥中主要的含氮化合物有S-甲基半胱氨酸亞砜、甘氨酸、絲氨酸、S-烯丙基半胱氨酸亞砜、蛋氨酸、S-丙基半胱氨酸亞砜、苯丙氨酸、1,6-己內(nèi)酰胺、N-反式-對羥基苯以及香豆酰胺、生物堿、核苷酸[6]。

1.6 前列腺素類

前列腺素(PG)是由存在于動物體和人體中的一類不飽和脂肪酸組成的，是具有多種生理作用的一種活性物質(zhì)?；ㄉ南┧嵩隗w內(nèi)可以合成為PG，其構(gòu)造為二十碳不飽和脂肪酸，是由一個五元環(huán)及兩條側(cè)鏈組成的。PG分為A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，I等類型，不同類型具有不同功能。洋蔥是唯一含有PG的蔬菜，它含有PGA1，PGA2，PGB1，PGE1和PGF1α等[7]。

1.7 維生素

洋蔥中含有豐富的維生素B1、抗癩皮病的維生素、維生素C、尼克酸、胡蘿卜素和維生素E[8]。

1.8 多糖及糖蛋白

洋蔥中多糖含量較多，大多與黃酮類物質(zhì)作用形成糖苷。常見的有葡萄糖、果糖、鼠李糖、蔗糖、葡萄糖醛酸、木糖、半乳糖、半乳糖醛酸、低聚果糖，此外還有多糖A和多糖B。另外，蒜氨酸酶是一種糖蛋白[9]。

1.9 微量元素

洋蔥中含有一定量的微量元素，包括鈣、鈷、鉛、磷、銅、鐵、鋅、鎂、硒等。

2 洋蔥的生物活性

2.1 抗血小板凝聚作用

洋蔥的新鮮原汁顯著升高了血小板中環(huán)腺苷酸的濃度，降低了二磷酸腺苷致使的鈣離子濃度的增加，防止血栓素的生成，由此有效抑制了血小板凝聚。洋蔥中許多成分都可以起到抑制人體血小板凝聚的效果，例如1-甲硫酰-甲丙二硫醚，含有丙烯基的二硫醚、腺苷、黃酮類、蒜氨酸、槲皮素。其中，腺苷、蒜氨酸、含有丙烯基的二硫醚則可以抵抗膠原蛋白導(dǎo)致的血小板凝聚，還可以改善花生四烯酸的代謝。黃酮類化合物含有的酚羥基可以防止氧氣和低密度脂蛋白的結(jié)合，同時減小了血小板的粘滯程度。由二磷酸腺苷(ADP)所致的血小板聚集塊可以利用槲皮素和槲皮素-3-葡萄糖使其解聚?；谏鲜鲎饔?，洋蔥可以用來治療心血管疾病。

2.2 平喘作用

洋蔥的揮發(fā)油中含有大量硫化物，主要為硫醚類、硫代磺酸酯類和硫代亞磺酸酯類、噻吩類、硫醇類等雜環(huán)化合物。在這之中硫代亞磺酸酯和α-亞硫?；蚧锬軌蜻_(dá)到有效的平喘效果。類黃酮化合物可以有效地抑制由于免疫刺激所導(dǎo)致的肥大細(xì)胞脫顆?，F(xiàn)象以及相應(yīng)的釋放反應(yīng)，因此可用于治療哮喘癥狀。

2.3 對癌細(xì)胞的抑制作用

有機(jī)含硫化合物(OSCs)是一類小分子物質(zhì)，與癌癥預(yù)防之間有著某些關(guān)系[10]。洋蔥含有的烯丙基硫醚是預(yù)防乳腺癌的保護(hù)因素，也可有效控制食管癌、胃癌和結(jié)腸癌。這些硫化物通過調(diào)節(jié)致癌因子的代謝酶來抑制癌細(xì)胞DNA模板的形成和復(fù)制。前列腺素A1、山奈酚、槲皮素糖苷以及微量元素硒都具有抗癌作用[11]。

2.4 抑菌作用

科學(xué)研究表明：含硫化合物、皂苷、肽、類黃酮、含氮化合物使蔥屬植物對病原微生物有一定的抑制作用[12]。革蘭氏陽性菌和陰性菌都可以顯著地被洋蔥中的硫化物所抑制，同時它對消化道中的細(xì)菌具有選擇性的抑制效果。二硫化物和大蒜素化合物可與具有巰基的半胱氨酸類化合物反應(yīng)，以防止其與蛋白質(zhì)結(jié)合并抑制細(xì)菌的繁殖。從洋蔥中分離出的糖表現(xiàn)出殺線蟲的作用，洋蔥的提取物具有抑制多種真菌菌絲生長的活性。此外，洋蔥中的某些槲皮素氧化物還表現(xiàn)出抗多藥耐藥金黃色葡萄球菌和幽門螺桿菌的活性。

2.5 抗氧化作用

在國外的一些研究中，專家在蔥屬產(chǎn)品中尋找抗氧化劑作為理想藥劑的方案[13]。在洋蔥中含有酚羥基的類黃酮化合物可以抑制超氧化物陰離子的產(chǎn)生。槲皮素3,4'-O-β-葡糖苷和槲皮素4'-O-β-葡糖苷對脂質(zhì)膜的過氧化以及低密度脂蛋白氧化有著特異性的抑制，因此具有很強(qiáng)的抗氧化作用。微量元素硒也是一種強(qiáng)抗氧化劑。洋蔥多糖對于羥基自由基和超氧陰離子自由基二者都有著很好的清除能力，因此它具有很強(qiáng)的還原能力。此外，洋蔥黃酮對于羥基自由基的清除率隨著溶液濃度的增加而上升[14]。

2.6 降血糖、降血脂

洋蔥中的二硫化物和含硫氨基酸可以消耗還原型輔酶Ⅱ(NADPH)與帶有巰基的酶，預(yù)防胰島素被破壞，因此具有降血糖的作用。從洋蔥中分離出的S-烯丙基半胱氨酸亞砜(SACS)和S-甲基半胱氨酸亞砜(SNCS)可以明顯改善小鼠糖尿病癥狀，例如：高血壓、體重下降、肝臟蛋白質(zhì)和肝糖原含量下降。洋蔥水提取物也對于患有糖尿病的大鼠細(xì)胞膜的穩(wěn)定性有影響[15]。

洋蔥提取物可降低高血脂小鼠的膽固醇和血脂，且無毒副作用。S-丙基半胱氨酸可以有效地抑制HepG2細(xì)胞中載脂蛋白的分泌，從而導(dǎo)致載脂蛋白的合成和分泌減少；S-甲基半胱氨酸亞砜可顯著降低大鼠血清膽固醇。環(huán)蒜氨基酸能夠影響肝臟中脂類的合成與分泌，從而使膽固醇的含量下降[16]。

2.7 其他作用

多食用洋蔥可以預(yù)防骨質(zhì)疏松和骨質(zhì)流失，還可以平肝、調(diào)腸、抗?jié)?、促進(jìn)食欲、防蟲殺蟲、治療維生素缺乏癥等。

3 洋蔥食品開發(fā)現(xiàn)狀

3.1 特色食品

3.1.1 洋蔥片、風(fēng)味洋蔥片、蔥姜蒜復(fù)合調(diào)味料和洋蔥香精

洋蔥片的制作要求挑選優(yōu)良的洋蔥清洗干凈，去皮處理，切片后漂洗瀝水再烘干即制作完成。對洋蔥的挑選、原料預(yù)處理、烘干技術(shù)等都有一定的要求。其中比較重要的是對其水分的控制和精選。一般要求正常干片水分應(yīng)該控制在5.0%以內(nèi)，這樣可以保證洋蔥干品的質(zhì)量和儲存[17]。精選過程一般是最終的關(guān)鍵過程，這對于確保質(zhì)量非常重要。在這一步中不僅要除去不合格的低劣品，還要清除鐵質(zhì)夾雜物。風(fēng)味洋蔥片就是在洋蔥片制作基礎(chǔ)上加入各種調(diào)味品制作而成，這樣進(jìn)一步提高了洋蔥的附加值。蔥姜蒜復(fù)合調(diào)味品和洋蔥香精都是基于洋蔥片而出現(xiàn)的衍生產(chǎn)品。

3.1.2 洋蔥醬

洋蔥經(jīng)過清洗、切碎、膠磨后調(diào)整pH值，加熱再進(jìn)行酶解，調(diào)整可溶性固形物含量后進(jìn)行第2次膠磨，最后濃縮殺菌即可裝罐成型[18]。成品應(yīng)按照商業(yè)無菌標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗。制作的洋蔥醬可以用來改善食品風(fēng)味，也可以作為其他醬料的原料。制作洋蔥醬的關(guān)鍵是研磨和調(diào)節(jié)可溶性固體。

3.1.3 洋蔥醋、洋蔥保健酒和洋蔥功能性飲料

洋蔥醋的制作可以利用乙醇發(fā)酵和醋酸發(fā)酵，兩種發(fā)酵方法的最佳條件存在著一定的區(qū)別。在乙醇發(fā)酵過程中要防止醋酸菌等雜菌的影響，利用醋酸發(fā)酵還可以提高產(chǎn)物中氮的含量[19]。

洋蔥保健酒的制作是在將糯米處理好后加入酒曲的同時加入些許洋蔥，后與糯米一起發(fā)酵處理得到的酒制品。該酒制品除了具有一般糯米酒的口感和色澤外，還具有特殊的洋蔥風(fēng)味，充分利用了洋蔥藥食兩用的特點(diǎn)。也有在葡萄酒中加入洋蔥的酒制品，原理大致相同。

洋蔥功能性飲料通常是將洋蔥汁與其他水果汁按照一定比例混合再加入調(diào)味劑使得口感更佳，其中為了保持飲料的質(zhì)量，通常要加入環(huán)糊精來防止其產(chǎn)生沉淀，這對產(chǎn)品的穩(wěn)定性具有一定的影響[20]。

3.2 保健食品

3.2.1 硬膠囊

采用新鮮洋蔥利用適當(dāng)方法從中提取洋蔥素，將洋蔥素與其他輔料一起裝入大小適宜的膠囊中即可。人體每天只能攝入20～40 mg洋蔥素。通常與其他植物有效成分一起制作成為硬膠囊，服用方便快速，作為保健品是不錯的選擇[21]。

3.2.2 腸溶制劑

洋蔥腸溶片和腸溶膠囊兩種制劑目前都有被研究。以洋蔥粉作為原料，按照處方量稱取輔料，均勻混合后進(jìn)行壓片或是填裝膠囊制成片劑或是膠囊。對成品進(jìn)行崩解時限、含硫量、總黃酮含量等的測定[22]。

3.2.3 微膠囊

目前常利用微膠囊技術(shù)對洋蔥總黃酮和精油進(jìn)行包埋，并探索其最佳工藝條件。黃酮難溶于水且不穩(wěn)定，精油不穩(wěn)定、易揮發(fā)還可能對人體黏膜有一定刺激性，利用這種技術(shù)可以有效解決這些問題，同時還可以掩蓋洋蔥的不良刺激性氣味，這種技術(shù)擴(kuò)大了藥物的作用范圍[23]。

資料顯示：我國洋蔥加工發(fā)展趨勢正逐步由實(shí)驗室轉(zhuǎn)向工業(yè)化生產(chǎn)，目前市場上最常見的是洋蔥調(diào)味品、洋蔥飲料、洋蔥類黃酮膠囊、洋蔥方便食品，雖然有生產(chǎn)但促銷效果不理想。因此，今后可以將洋蔥制成口服液、膠丸，但必須注意去除刺激性氣味，同時也可以在洋蔥的儲藏保鮮加工上做一些技術(shù)開發(fā)。

4 展望

我國洋蔥資源十分豐富，但目前對其食用價值仍缺乏規(guī)?；?、系統(tǒng)化的開發(fā)利用，產(chǎn)品的價值不高，市場開拓力度也不夠；同時對洋蔥抗菌、抗癌、降血糖、降血脂、抗氧化等生物活性的基礎(chǔ)研究和產(chǎn)品開發(fā)尚待進(jìn)行深入研究。洋蔥含有多種活性成分，其在食品、藥品、美容保健等方面應(yīng)用潛力巨大，具有很大的市場價值。未來在開發(fā)洋蔥藥食資源時，應(yīng)加強(qiáng)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、國際化，注重產(chǎn)品的品牌化，加強(qiáng)深層次加工研究，增強(qiáng)其產(chǎn)品在市場上的競爭力。

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