（农产品加工及贮藏工程专业论文）苹果多酚的提取分离及其主要功能活性研究.pdf

y 7 2 8 0 7 1 关于学位论文原创性和使用授权的声明 本人所呈交的学位论文，是在导师指导下，独立进行 科学研究所取得的成果。对在论文研究期间给予指导、帮 助和做出重要贡献的个人或集体，均在文中明确说明。本 声明的法律责任由本人承担。 本人完全了解山东农业大学有关保留和使用学位论文 的规定，同意学校保留和按要求向国家有关部门或机构送 交论文纸质本和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权山东农业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手 段保存论文和汇编本学位论文。 保密论文在解密后应遵守此规定。 论文作者签名：互进 导师签名：碰 日 期：力，岁6 印 山东农业大学硕士学位论文 缩写 a p a c e b v b h t b h a b s a c a t d m e c o l i e g c g f c f d f m g s h p x g s h s h p l c o t c o f r p g p v p p r o s s a u r e u $ s o d t n o x 符号说明 英文名称 a p p l ep o l y p h e n o l s a n 酉o t e n s i n - c o n v e r t i n ge n z y m e b e dv o l u m e d i b u t y lh y d r o x y t o l u e n e b u t y lh y d r o x y a n i s o l e b o v i n es e r u ma l b u m i n c a t a l a s e d r ym a t t e r e s c h e r i e h i ac o l f e p i g a l l o c a t e c h i ng n l m e f o l m c i o c a l t e u s f o l i n d e n i s f r e s hm a t t e r g l u t a t h i o n e p e r o x i d a s e r e d u c e dg l u t a t h i o n et r a n s f e r a s e s h i 曲p e r f o r m a n c el i q u i d c h r o m a t o g r a p h y 0 v e rt h ec o u n t e r o x y g e n f r e er a d i c a l p r o w l g a l l a t e p o l y v i n y l p o l y p y r r o l i d o n e r e a c t i v eo x y g e n s p e c i e s s t a p h y l o c o c c u s a u r e u s s u p e r o x i d ed l s m u t a s e t r l 一nox1id_or 中文名称 苹果多酚 血管紧张转化酶 床体积 2 ，6 一二叔丁基对甲苯 丁基羟基茴香醚 牛血清白蛋白 过氧化氢酶 干重 大肠杆菌 表没食子儿茶素没食子酸 酯 福林一c 法 福林一d 法 湿重 谷胱甘肽过氧化物酶 还原型谷胱甘肽转移酶 高效液相色谱法 非处方药 活性氧自由基 没食子酸丙酯 聚乙烯聚吡咯烷酮 活性氧 金黄色葡萄球菌 超氧化物歧化酶 与肿瘤有关的对苯二酚氧 化酶 山东农业大学硕士学位论文 摘要 本研究以金冠苹果为试验材料，通过对苹果多酚浸提条件的研究，确 立了浸提的最佳工艺参数，探索了大孔树脂对苹果多酚纯化的最佳条件， 并对苹果多酚的抗氧化以及护色效果进行了对比研究，采用微量量热法研 究了苹果多酚对金黄色葡萄球菌( s a u r e u s ) 和大肠杆菌( e c o l i ) 的抑菌 效果，以期对苹果多酚的提取工艺技术优化，及其开发利用提供基础资料 和理论依据。主要试验结果如下： 1 乙醇可作为苹果多酚的良性提取溶剂，其浸提的最佳工艺条件为时间 3 5 m i l q ；温度5 8 ；乙醇浓度6 5 ；液料比4 ：l ，提取率为4 8 7 9 k g d m 。 2 不同树脂对苹果多酚的吸附效果不同，在所选的三种大孔吸附树脂中 a b 一8 最适合于苹果多酚的分离纯化。当供试液苹果多酚浓度为1 6 8 m g m l ，以8 0 乙醇作洗脱剂，洗脱流速1 0 m l m i n 时，苹果多酚的纯度 由原来的0 8 2 4 提高到4 8 6 7 ，提高了接近6 0 倍，收率可达5 6 2 8 。 3 经提纯后的多酚进行h p l c 分析检测可知，绿原酸含量最高，约占多 酚物质的8 5 ，其次是槲皮素0 7 8 3 3 和对羟基苯甲酸0 3 3 0 2 ，其它 如儿茶酸、没食子酸、柯因、山奈酚等含量较低。 4 苹果多酚对植物油有较好的抗氧化、保鲜作用，其效果要明显优于 b h t ；雨对猪油也有较明显的减缓氧化速率、延长保质期的作用，但储藏 后期其效果逊于b h t 。 5 ，苹果多酚对b 一胡萝b 素有较好的保护作用，多酚浓度在小于 0 4 0 9 1 0 0 m l 时随浓度的增大其保护作用增强，但当多酚浓度大于 0 4 0 9 1 0 0 m l 时，其保护作用减弱，且添加过多苹果多酚会使胡萝b 汁的 颜色变差，呈淡褐色。综合考虑选择0 1 0 9 1 0 0 m l 作为苹果多酚的最佳护 色浓度。 6 苹果多酚具有较强的抑菌能力，它对动植物病原细菌革兰氏阴性菌( g 一) 和革兰氏阳性菌( g + ) 均有较好的抑制作用，且对革兰氏阳性菌( g + ) 金黄色葡萄球菌( s a u r e u s j 比对革兰氏阴性菌( g 一) 大肠杆菌( e c o z i ) 的抑 菌效果要好；抑制金黄色葡萄球菌( s e l l d r e l d s j 生长的临界剂量c 。= 0 2 1 8 6 m g m l ，抑制大肠杆菌( e c o l o 生长的临界剂量c o = 1 5 5 8 0 m g m l 。 关键字：苹果多酚；提取；抗氧化；护色；抑菌 苹果多酚的提取分离及其主要功能活性研究 a b s t r a c t t a k i n gt h eg o l d e n d e l i c i o u sa p p l ea st h er e s e a r c hm a t e r i a l ，t h i sr e s e a r c h o p t i m i z e dt h eo p t i m u mt e c h n o l o g i c a lp a r a m e t e r so fe x t r a c t i n gc o n d i t i o n so f a p , d i s c u s s e dt h eo p t i m u mc o n d i t i o n sf o rm a c r o r e f i c u l a rp u r i f i c a t i o no fa p , t h e nm a d eac o m p a r a t i v es t u d yo nt h e i ra n t i o x i d a t i o na n dc o l o r - p r o t e c t i o n e f f e c t s ，a n df u r t h e rp r o v e dt h e i rb a c t e r i a - i n h i b i t i o ne f f e c t s o ns a u r e u sa n d e c o l i b ym e a n so fm i c r o c a l o r i m e t r i cm e t h o d ，i nt h eh o p eo fp r o v i d i n g e l e m e n t a r y d a t aa n dt h e o r e t i c a lb a s e sf o rt h e i m p r o v e m e n t a n da c t u a l a p p l i c a t i o na n dd e v e l o p m e n t o fa p e x t r a c t i n gt e c h n o l o g y t h ec o n c l u s i o n so f t h i sr e s e a r c hw e r ea sf o l l o w s ： 1 e t h a n o lc o u l da c ta st h ef a v o r a b l ee x t r a c t i n gs o l v e n tf o ra p ：t h eo p t i m u m e x t r a c t i n gt e c h n o l o g i c a lc o n d i t i o n sw e r e3 5m i n u t e so f t i m el e n g t h ，5 8 * co f t e m p e r a t u r e ，6 5 o f t h ee t h a n o la n d4t o1o ft h es o l v e n t - d i s s o l v e dm a t t e r r a t i or e s p e c t i v e l y t h ey i e l do fe x t r a c t i o nw a s 4 8 7 9 k g d m 2 d i f f e r e n tr e s i n sp e r f o r m e dd i f f e r e n t l yi na d s o r b i n ga p ；a n da b - 8w a st h e m o s ta p p r o p r i a t ei ns e p a r a t i n ga n dp u r i f y i n go fa pa m o n gt h et h r e ec h o s e n m a c r o r e t i c u l a rr e s i n s w h e nt h ec o n c e n t r a t i o no fa pw a s1 6 8m g m l 8 0 e t h a n o lu s e da se l u e n ta tt h es p e e do f1 ，0m l m i n ，t h ep u r i t yo fa pc o u l d r e a c ht h eh e i g h to f4 8 6 7 w h i c hw a sa p p r o x i m a t e l y6 0t i m e sh i g h e rt h a n t h e p r e v i o u so 8 2 4 ，t h e y i e l d o f a pc o u l d r e a c h5 6 2 8 3 t h ep u r i e da pd e t e r m i n e db yh p l c ，r e s u l ts h o w e dt h a tt h ec h l o r o g e n i c a c i dc o n t e n tw a st h eh i g h e s tw h i c ht o o ku p8 5 o ft h ep o l y p h e n o l sm a t e r i a l ， f o l l o w e db yq u e r c e t i na t0 7 8 3 3 a n dp - h y d r o x y b e n z o i ca c i da t0 3 3 0 2 o t h e r ss u c ha sp r o t o c a t e c h u i ca c i d ，g a l l i ca c i d ，c h r y s i na n dk a e m p f e r o lw e r e l o wi nc o n e n t 4 a pa c t e dw e l li na n t i o x i d a t i o na n dr e f f e s l f i n go n v e g e t a b l eo i l ，f a rb e t t e r t h a nb h t b o t ha pa n db h te f f e c t e dp r o m i n e n t l yi nb r i n g i n gd o w nt h e o x i d i z i n gs p e e da n de x t e n d i n gt h ep r e s e r v a t i o np e r i o do f t h el a r d ，b u ti nt h e l a t e r p e r i o do f p r e s e r v a t i o n b h t p e r f o r m e d b e t t e r 5 t h ep r o t e c t i v ee f f e c to fa pt ob e t a c a r o t e n ew a ss t r o n g w h e nt h e 4 山东农业大学硕士学位论文 p o l y p h e n o l sw e r e u n d e ro 4 0 9 1 0 0 m l ，t h ep r o t e c t i v ee f f e c tw o u l dg r o wa st h e c o n c e n t r a t i o n g r o w s ；o n t h e c o n t r a r y , t h e e f f e c tw o u l dr e d u c ea st h e c o n c e n t r a t i o ng r o w si f t h ec o n c e n t r a t i o no f a pw a sh i g h e rt h a n0 ，4 0 9 l o o m l ， a n di fo v e r a d d e d ，t h ea pw o u l dr e s u l ti nt h ed e t e r i o r a t i o no ft h ec a r r o tj n i c e c o l o ri n t o h a z e l c o n s i d e r i n gs y m h e t i c a l l y , t h eo p t i m u m c o n c e n t r a t i o no f c o l o r - p r o t e c t i o nw a so 1 9 1 0 0 m l 6 a pw e r ee f f e c t i v ei n b a c t e r i a - i n h i b i t i n g t h e y c o n t a i n e d e f f e c t i v e l y a n i m a lp a t h o g e n i cb a c t e r i aa n dp h y t o p a t h o g e n i cb a c t e r i a - t h eg r a mn e g a t i v e b a c t e r i a ( g + ) m a dg r a mp o s i t i v eb a c t e f i a ( g 一) ，a n dt h e i ri n h i b i t i n ge f f e c tt o ( g + ) 矗a u ? e 1 3 w a sb e t t e r 也a n t h a t t o ( g 一) e c o b t h ec r i t i c a ld o s a g e f o r c o n f i n i n gs a u r e u sg r o w t hw a sc 0 = 0 2 1 8 6 m g m lw h i l et h ec r i t i c a ld o s a g e f o r c o m a i n i n g e c o l ig r o w t hw a s c o = - 1 5 5 8 0 m g m l k e yw o r d s ：a p p l ep o l y p h e n o l s ；e x t r a c t i o n ；a n t i o x i d a n t ；c o l o r - p r o t e c t i o n ； b a c t e r i a ，i n h i b i t i o n 5 苹果多酚的提取分离及其主要功能活性研究 1 引言 1 1 植物多酚概述 1 1 1 植物多酚的定义和在自然界中的分布 植物多酚( p i a n tp o l y p h e n o l s ) 是一大类广泛存在于植物体内的复杂 多元酚类化合物。狭义地看，可以认为植物多酚指的是单宁( t a n n i n s ) 或鞣 质，其分子量在5 0 0 3 0 0 0 之间；广义地看，它还包括了小分子酚类化合 物，如花青素、儿茶素、栎精、没食子酸、鞣花酸、熊果昔等天然酚类。 许多植物和水果如茶叶、葡萄、苹果、柑橘、樱桃、桃、李、杏、醋 栗等都含有一定量的多酚物质( b r a v e ，1 9 9 8 ) 。这些多酚物质大体上可分 为简单酚类、酚酸类、羟基肉桂酸类和黄酮类化合物等。其中，简单酚类 物质含量较少，主要包括儿茶酚、对苯二酚、间苯二酚等。酚酸类物质如 对羟基苯甲酸等在水果中广泛分布。羟基肉桂酸类物质在各种水果中也广 泛存在，并且是含量最多的酚类物质之一，主要包括阿魏酸、芥子酸、香 豆酸和咖啡酸等( c l i f o r d ，2 0 0 0 ) ，但它们通常与奎尼酸、葡萄糖或酒石 酸相结合，以酯的形式存在( h e r r m a n n ，1 9 8 9 ) 。如水果中最重要的肉桂 酸类衍生物一绿原酸，即是由咖啡酸与奎尼酸缩合形成的酯，其它重要的 酯类衍生物还包括香豆酚酒石酸、咖啡酰基酒石酸等。黄酮类化合物是水 果中分布最为广泛的多酚类物质，主要包括黄酮类、黄酮醇类、黄烷酮醇 类、黄烷酮类、黄烷醇类、花色苷类、查耳酮类及其衍生物等( r o b a r d s 甜a l ，1 9 9 9 ) 。其中，分布最广、含量较多的主要有黄烷醇类、黄酮醇类 和花色苷类等。 水果中多酚物质的组成十分复杂，各种多酚物质在不同种类水果中的 分布与含量存在着很大差异( r o b a r d s e ta t l 9 9 9 ) 每种水果在多酚的组成 与含量上都具有各自的特征。肉桂酸类是柑橘中主要的酚类组分( p e l e g e t a l ，1 9 9 1 ) ，花色苷( a n t h o c y a n i n ) 则是樱桃和红葡萄中主要的酚类物质 ( o a oe t a l ，1 9 9 5 ；y ie t a l ，1 9 9 7 ) ，梨中绿原酸( e h l o r o g e n i ca c i d ) 和表 儿茶素( e p i c a t e c h i n ) 含量较高( a m i o te fa j ，1 9 9 5 ) ，而李、杏、桃 中则含有大量的山奈素( k a e m p f e r 0 1 ) 和槲皮素( q u e r c e t i n ) 糖昔( r o b a r d s 山东农业大学顶士学位论文 e ta l ，1 9 9 9 ： b e n g o c h e a e ta l ，1 9 9 7 ) 。桃中的杨梅酮( m y r i c e f i n ) 、橘子 中的毛地黄黄酮( 1 u t e o l i n ) 等都是其它水果中所不存在的( f e r n a n d e ze t d f ，1 9 9 2 ) 。 1 1 2 植物多酚的生物活性及应用概述 1 1 ，2 1 基础生物活性概述 1 1 2 ，1 1 抗氧化、清除自由基能力 自由基是由氧化反应而产生的对身体有害的物质。空气中的氧气会令 铁钉生锈、油漆褪色、切开的苹果变成褐色，这些过程都属于氧化反应。 同样地，人体吸入氧气后，会在体内不断产生氧化反应，形成极不稳定的 有害化学物质一自由基。自由基会破坏健康的细胞，侵害人体内的蛋白质、 酶等物质，造成人体组织器官受到破坏，加速机体的衰老进程并诱发癌症， 心、脑血管等各种疾病。 多酚作为一类氧化还原电位很低的还原剂，具有很强的供氢能力，h + 与羟基自由基( 0 h ) 结合，能使之还原为惰性化合物或较稳定的自由基， 从而清除体内过多的有害自由基。 体外研究表明，多酚复合体及l - e g c g ( 表没食子儿茶素没食子酸酯) 对0 2 的清除能力强于v c 和v 。，且随着浓度增加而增强( 在一定的浓度 范围内) ，至6 1 0 一s m g m i 。时清除率达到最高值( 9 7 ) ；对于f e n t o n 反 应产生的o h ，在最适浓度( 0 ，0 4 3 0 1 0 0 m g m l ) 内清除率可达9 9 ( r e c o r se t a l ，1 9 9 6 ) 。 多酚的抗氧化特性是通过多种途径综合体现出来的，机理主要表现在 6 个方面：作用于与自由基有关的酶，直接作用于自由基，络合金属离子， 再生体内高效抗氧化剂，与其他成份协同增效和调节机体免疫( c h i k ae t a l ，1 9 9 7 ；j a ee t a l , 1 9 9 5 ) 。多酚类物质抗氧化能力与所含的酚羟基数目有关， 联苯三酚型儿茶素的抗氧化能力比邻位儿茶酚儿茶素的抗氧化能力约强 三倍，而具有邻二酚羟基结构的化合物的抗氧化活性要高于间二酚羟基或 单酚羟基结构的多酚( 樊兴土等，1 9 9 2 ) 。t e d e s c o 等( 2 0 0 0 ) 研究了葡 萄酒中多酚类物质对活性氧r o s 的影响，证明葡萄酒中提取的多酚类物质 能有效的抑制由过氧化氢引起的溶血和r o s 的产生。在试验中，富含多酚 苹果多酚的提取分离及其主要功能活性研究 类物质的葡萄酒提取物比槲皮酮和白藜芦醇抑制血红细胞氧化的效果更 明显，这表明消除r o s 是多酚类化合物的综合效应。 11 2 1 2 对微生物的抑制作用 以单宁为主体的植物多酚对微生物具有广谱抗性( 包括对丝状真菌、 酵母、细菌、病毒的抑制) 。作为次生代谢产物，多酚不仅能抵御食草动 物对植物体的损害，同时也阻止了微生物的侵袭，包括提高对各种病原菌 的耐受力和保护受伤部位。除了对植物致病菌外，多酚对动物体内和其他 环境中多种微生物的生长都能产生明显的抑制作用。 另外，多酚对植物致病病毒如烟草花叶病毒、烟草坏死病毒、芜青皱 叶病毒等；动物和人的致病病毒如蛇毒、流感病毒、胞疹病毒、痘病毒、 狂犬病毒、艾滋病病毒等都有一定的抑制作用。其作用机理可能是多种因 素共同作用的结果，如对蛋白质的高度结合能力、通过与细胞膜结合改变 微生物的代谢以及对金属的螯合作用等。 1 9 9 5 年，董金甫等人( 1 9 9 5 ) 用圆片滤纸法和牛津杯法研究了茶多 酚3 种不同浓度的溶液( 1 、0 5 、0 2 ) 对1 2 种细菌、2 种酵母菌、 4 种霉菌3 大类微生物的抑制作用。发现在此条件下，对伤寒沙门氏杆菌 等8 种致病菌有明显的抑制作用。确定茶多酚对金黄色葡萄球菌、普通变 形杆菌、伤寒沙门氏杆菌、志贺氏痢疾杆菌、铜绿色假单孢杆菌、枯草杆 菌、口腔变异链球菌、大肠埃希氏杆菌8 神致病菌的最低抑制浓度分别为 o 0 8 、0 0 1 、0 0 3 、0 0 4 、0 0 8 、o 0 8 、0 1 、0 1 。 1 1 2 1 3 对酶的影响 植物多酚对生物大分子如蛋白质、多糖的结合特性以及与金属离子的 络合特性等化学性质使其具有多种生物活性，而这些生物活性最本质的方 面体现在多酚对酶的影响上。多酚对酶促反应的影响作用可能是几方面因 素共同作用的结果：首先，作为生物催化剂的酶，其化学本质是蛋白质， 与一般的蛋白质( 例如b s a 和明胶) 一样，酶也可以与多酚结合生成可溶 或不可溶的结合物。结合物使酶的构形有所改变，从而使酶的催化活性降 低或丧失；其次，对于以蛋白质、多糖等生物大分子为底物的酶促反应， 多酚也可同时与底物结合，剥夺蛋白酶、果胶酶的催化反应底物，或生成 山东农业大学硕士学位论文 对酶反应活性降低的底物；此外，金属离子如m 矿、z n ”、m n ”对某些酶起 到激活作用，有的还作为酶的辅基构成酶催化活性部位，多酚对金属离子 的螫合也可对酶产生抑制作用。 据李荣林1 9 9 7 年报道( 李荣林，1 9 9 7 ) ，多酚能抑制血管紧张肽转化 酶( a c e ) 。用多酚及e g c g 处理小白鼠，可抑制小白鼠皮肤线粒体脂氧合酶 的活性和脂质过氧化。对人工诱变致癌的研究表明，多酚还可抑制肿瘤细 胞n a d p h 细胞色素还原酶及细胞色素d - 4 5 0 活化系统的活性。用含多酚 的饲料饲喂小鼠，可使肝脏6 s h s 转移酶、s o d 超氧化歧化酶以及全血中 g s h r 的活性增加。 1 1 2 2 植物多酚的应用 基于植物多酚的众多功能和性质，科研人员在医药、日用化工、食品 等行业进行了多酚的应用研究。 1 1 2 2 1 医学上的应用 1 1 2 2 1 1 抗衰老衰老的自由基学说是d h a r m a n1 9 5 5 年提出的，在众 多衰老理论中一直占有重要位置。该学说认为，人的衰老和致病因子与机 体活性氧自由基( 0 f r ) 直接有关，若这类自由基超过生理的极限，则对 多聚不饱和脂肪酸、糖、蛋白质和核酸等生物大分子产生损伤，导致细胞 功能衰退及代谢紊乱，诱发多种疾病产生，因此，过量自由基与衰老成因 有直接关系。多酚能提高人体内酶类自由基清除剂s o d 、c a t 和g s h p 。等 的活力，延缓衰老的进程。实验证实，服用多酚的动物平均寿命可以延长 3 6 1 至4 9 9 ，多酚抗衰老效果较v 。高1 8 倍左右，因此多酚可以用来 开发抗衰老的医疗保健品( 郑建仙，1 9 9 9 ) 。 1 1 2 2 1 2 抗突变及抗癌大量的流行病学研究与动物试验表明，多酚 类物质能阻止和抑制癌症的发生。作为一种抗氧化剂和抗诱变因素，多酚 类物质能使致癌物毒性降低或消失，它还能通过诱导细胞分化抑制癌症的 发展，对癌症发展的3 个阶段具有抑制作用。 2 0 0 1 年，1 w a s e a 等( 1 w a s e ae t 观2 0 0 1 ) 研究了黄酮类衍生物对埃一 巴二氏病毒( e p s t e i nb a r r v i r u s ) 早期抗原激活的抑制作用。在试验的化合物 苹果多酚的提取分离及其主要功能活性研究 中槲皮酮五烯丙基醚对小鼠皮肤癌的发生有明显的抑制作用，质量浓度为 9 m g m l 的槲皮酮，能将由亚硝基二乙胺诱导的小鼠肺癌的发生率从7 6 4 降低到4 4 4 ，它主要在癌变的初始阶段起作用( k h a n d u j a e ta l ， 1 9 9 9 ) 。美国科学家j a m e sm o r r i e 等( m o v i e e ta l ，1 9 9 9 ) 证实了茶多酚能 干扰癌细胞所需t n 0 ；酶的活性，从而限制癌细胞的生长。m o r r i e 等还通过 试验证明，茶多酚能杀死乳腺癌细胞，对正常细胞丝毫无损。 1 1 2 2 1 3 抑制高血压、高血脂及心脑血管疾病植物多酚对抗心脑血 管疾病作用机制主要与其抗氧化、抗凝、促纤溶和抑制血小板聚集、降低 血液粘度以及调节前列腺索、血栓素等作用密切相关( 颜亭祥等，2 0 0 0 ) 。 1 1 2 2 1 4 治疗各种炎症各种炎症的发病机理为；进入生物体内的蛋 白质、花粉、螨科蛋白质等物质是对健康者影响很小的抗原物质，但人体 从t 细胞放出的细胞分裂素，使体内一般细胞产生的i g e 抗体被含有i g e 受体的细胞接收，则产生细胞的脱落颗粒，脱落颗粒可引起组胺、化学游 离因子、血小板活化因子、前列腺等物质从细胞中释放，结果引起毛细血 管的渗透性亢进，而产生支气管哮喘、鼻炎、人体过敏及麻疹等病症。使 用多酚能有效抑制组胺的游离，因而被作为抗变异药物使用，田边正行等 在试验中使用浓度为1 0 0 垤m l 的苹果多酚可抑制3 5 的组胺游离，因此 多酚可应用于特异性皮炎等病症的预防和治疗( 梁峙，1 9 9 8 ) 。 1 1 2 2 1 5 治脱发作用植物多酚对毛发作用方面的报道多见于日本， 主要是基于它对毛囊细胞有增殖和再生功能，有学者发现，l 的低聚原花 青素类对刮过毛或毛发终止生长期的小鼠的毛发有再生功能。 1 1 2 2 1 6 防龋抗龋作用植物多酚具有很强的抑制龋齿菌转葡萄糖 基酶( g t a s e ) 的作用，从而防止牙垢的形成。因此，多酚对预防龋齿非常 有效。研究表明，茶多酚能有效抑制c 型血清型变形链球菌，适于龋齿防 治，并对致龋菌不易产生耐药性。在磷酸缓冲生理盐水中，茶多酚抑制龋 齿菌的能力一d 值( 活菌数减至1 1 0 的时间) 为3 0 m i n ( 姜爱芹等，1 9 9 4 ) 。 1 1 2 2 2 食品中的应用 1 ，1 2 2 2 1 食品抗氧化剂火腿、腌肉制品在贮藏过程中常因脂肪的自 动氧化而变黄，产生异臭味，将多酚的酒精溶液喷洒在火腿、腌制肉表面， 1 0 山东农业大学硕士学位论文 可魄延长保存期限。经茶多酚处理，存放一个月后，过氧化值比对照组低 7 0 以上( 李凤英等，2 0 0 2 ) 。多酚已被广泛应用于食用油脂、月饼、火 腿、蛋糕、鱼片干、巧克力、米花糖、燕麦片、粽子、方便面等食品中作 保鲜剂和抗氧化剂，并可抑制食品中亚硝胺的生成，还可起到防腐作用， 对人体无致癌作用，可望在不久的将来取代b h t 、b h a 等人工合成抗氧化 剂。 1 1 2 2 2 2 食品护色剂食品颜色的改变多由色素的氧化所引起，多酚 对色素的稳定具有一定功效。用于海产品可很好地保持其鲜红色，比传统 地v c - n a 效果好。研究发现，切片火腿经多酚处理后，感官审评结果表明火 腿肌肉层呈玫瑰红色，肥膘层为乳白色，整片火腿色泽诱人，而对照组肌肉 层色泽暗褐，肥膘层色泽发黄。此外多酚还可作清凉饮料的保香和护色剂。 1 3 一胡萝h 素在光照射下，氧化分解、褪色。在o 0 0 5 的b 一胡萝h 素 水溶液中，添加葡萄籽提取物，经过光照射后，测定d 一胡萝b 素的残留 量表明，防止1 3 一胡萝h 素光氧化分解效果显著( 李风英等，2 0 0 2 ) 。 1 1 2 2 2 3 保健食品中的应用目前，添加茶多酚的饮料及食品在日本 甚为流行，已有不少多酚产品是以非处方药( o t c ) 或以食品的形式上市， 如绿多维、太阳食品、日本三井公司的抗氧化剂、“多酚”系列产品等( 方 元超等，2 0 0 2 ) 。中国医学科学院用茶多酚也已研制出一系列具有特殊保 健作用的功能食品，如沙拉、饼干、蛋糕、雪糕等。 1 1 2 2 2 4 抗衰老食品中的应用因植物多酚具有很强地供氢活性，可 对人体脂质的氧化具有很强的抵抗作用。在日本，人们用茶多酚制成各式 各样的抗衰老食品，如面条、馒头、糖果及各类小吃等。科学家们建议， 每人每天的饮食中保证有5 1 0 9 绿茶，持之以恒，就可起到抗衰老作用 ( 方元超等，2 0 0 2 ) 。 此外，多酚还具有吸收射线、消除体内自由基、阻断亚硝酸致癌物合 成等作用，可望将多酚添加到抗辐射食品和抗肿瘤食品中，分别用作大量 接触射线工作人员的保健食品和肿瘤病人辅助治疗食品。 1 1 2 2 3 化妆品中的应用 苹果多酚的提取分离及其主要功能活性研究 植物多酚在护肤品中起到多重作用，如抗衰老、抗紫外线、抗辐射、 防晒美白、收敛保湿等，对多种因素造成的皮肤老化都有独特的功效。目 前，许多国际知名品牌的化妆品如兰蔻( l a n c o m e ) 、伊丽莎白雅顿 ( e l i z a b e t ha r d e n ) 、高丝( k 0 s e ) 、泰奥菲( c a u d a l i e ) 、雅芳( a v o n ) 等都采用了植物多酚的活性成分。 1 1 2 2 4 其他应用方向 将植物多酚连接到聚合物的分子上，从而使聚合物具有多酚的性质， 如多酚抗菌过滤网吸水性树脂接枝多酚，制成抗菌材料，在尿不湿产品的 抗菌方面有广阔的市场。由于工业的发展，大量酚进入水体环境，和金属 离子反应沉结在河流底的淤泥中，对水生物造成危害。如将植物酚接枝到 聚合物链上，不但可以减少植物加工过程中排放的含酚废物对环境的破 坏，又可作为处理含重金属离子废水的产品开发利用。另外，利用多酚对 酶活性的抑制作用，可以控制植物中多酚的含量，对害虫产生阻食性，减 少植物的病虫害。 1 2 苹果多酚概述 “o n ea p p l ead a y k e e p sd o c t o ra w a y ”这句俗语充分说明了苹果的功 效，而苹果多酚是苹果中的一大类具有强大生理功能的物质，大量的研究 显示苹果多酚具有多种药理功能如抗癌、抗氧化、抗动脉硬化、保护软骨 与增强骨质、生发与乌发、保护视网膜、抗视力退化、抗菌、抗病毒、抗 过敏、防龋齿、防辐射、防治冠心病与中风等心脑血管疾病( y i n g r o n g e l a l ，1 9 9 7 ) ，其许多生理功能活性比茶多酚要高1 0 0 倍以上( 唐传核等，2 0 0 1 ) 。 另外果汁生产中多酚物质的存在使产品极易发生褐变和后混浊，严重 影响了苹果浓缩汁产品的感官品质和理化稳定性，所以在苹果浓缩汁的加 工中常需除去其中过多的多酚物质，以防止发生褐变及后混浊。因此，结 合苹果浓缩汁加工工艺对其中的多酚物质进行分离提取和开发利用展现 出极好的发展前景。 1 2 1 苹果中多酚物质组成与含量 苹果多酚是苹果中所含多元酚类物质的总称，在一些酿酒苹果品种中 1 2 山东农业大学硕士学位论文 其含量高达7 9 k g f w ( 鲜重计) ( s a n o n e re ta l ，1 9 9 9 ) ，普通的鲜食品种中 含量范围在0 ，5 2 9 k g f w ( 鲜重计) ( n i c o l a s e ta l ，1 9 9 4 ) 。 多酚包括原花青素类、黄酮醇类( 槲皮苷配糖体) 、羟基肉桂酸类、 儿茶素类、花青素类和二氢查耳酮类( 根皮苷配糖体) 等，其主要多酚化 合物结构式如图1 所示。 苹果中多酚的主要成分因品种、成熟度以及组织部位的不同而不同。 杜中军等人( 2 0 0 2 ) 通过试验发现金冠苹果果肉中含有槲皮苷，而嘎拉果 肉中没有检测到；嘎拉果皮中含有花青素一山越橘苷，而金冠中没有。 p o d e s e d e k 等( 2 0 0 0 ) 对a l v a 、e l s t a r 、j o n a g o l d 、s z a m p i o n 、w a r t a 等1 0 个品种的成熟苹果中的多酚组成的研究表明，儿茶素在s z a m p i o n 、e l s t a r 两个品种中含量较高，而其他品种中主要的酚类物质却为绿原酸。成熟苹 果的主要多酚类为儿茶素、原花青索及绿原酸类，而未成熟苹果中则含有 较多的二氢查耳酮、黄酮醇类化合物( 唐传核等，2 0 0 1 ) 。 y i n g r o n gl u & l y e a pf o o ( 1 9 9 7 ) 从苹果果渣中提取苹果多酚的性质 研究显示，其功能成分主要包括绿原酸( c h l o r o g e n i c ) 、儿茶素( c a t e c h i n ) 、 表儿茶素类( e p i c a t e e h i n ) 、咖啡酸( c a f i f e i ca c i d ) 、根皮素配糖体 ( p h l o r e i n 一27 - g l y c o s i d e ) 如根皮素一2 一木糖苷( p b l o r e t i n 一2 一 x y l o g l u c o s i d e ) 、3 一羟基根皮苷( 3 一h y d r o x y p h l o r i d z i n ) 、槲皮苷配糖体 如：槲皮苷一3 一阿拉伯糖苷( q u e r c e t i n - - 3 一a r a b i n o s i d e ) 、槲皮苷一3 一 木糖苷( q u e r c e t i n 一3 一x y l o s i d e ) 、金丝桃苷( h y p e r i n ) 、异槲皮苷 ( i s o q u e r c i l r i n ) 和广寄生苷( q u e r c e t i n 一3 - - r h a m n o s i d e ) 。b u r d a ( 1 9 9 0 ) 等人通过对金冠( g o l d e nd e l i c i o u s ) 、元帅( e m p i r e ) 和罗德岛青苹果 ( g h o d e si s l a n dg r e e n i n g ) 三个品种的苹果果肉及果皮的研究发现：果肉中 的多酚成分主要为原花青素1 3 。( p r o c y a n i d i n ) 、表儿茶素、木糖根皮 苷( p h l o r e t i nx y l o g a l a c t o s i d e ) 、葡萄糖根皮营( p h l o r e t i ng l u c o s i d e ) 和绿 原酸( c h l o r o g e n i ca c i d ) ，果皮中则含有较多的槲皮苷配糖体，研究还发现 果皮中的多酚含量远远高于果肉中的。 苹果多酚的提取分离及其主要功能活性研究 芝腻辣蝴蟛 ，瓮嬲誉 “w j - y 洲辟”骈g 4 - s ￥ m 黄琳酵赛 图i 苹果果实中主要多酚化合物分子结构式 f i g u r e1m o l e c u l a r s t r u c t u r e so f t h em a i n a p p l e f r u i tp o l y p h e n o t s 1 4 p1llllj哪 姆 a 山东农业大学硕士学位论文 1 2 2 苹果多酚的分离、提取 早期对苹果多酚的研究大都集中于褐变的机理及其控制，所涉及的分 离提取工作也仅限于定性分析或对褐变的研究，以开发利用为目的的研究 很少。直到上世纪9 0 年代以后，p i c i n e l l i 等( 1 9 9 7 ) 报道了一种从苹果 幼果提取多酚产品的方法。此法工艺条件便于控制，较易行，但成本较高。 新西兰的y i n g r o n gl u & l y e a pf o o ( 1 9 9 9 ) 也报道了从苹果皮渣中提取、 分离多酚的方法，但只是一些初步结果，尚缺乏系统的研究。 1 2 3 苹果多酚功能活性及应用概述 随着科研人员对植物多酚的主要生物活性及其应用的深入研究和苹 果业的快速发展，人们开始关注苹果多酚的生物活性及应用研究。这方面 的报道多见于日本。 据柳田显郎等人( 1 9 9 9 ) 报道，在苹果多酚对a c e ( 血管紧张肽转化 酶) 抑制活性的实验中，发现苹果多酚中的缩合鞣质类约占总多酚的一半， 且其a c e 抑制活性比茶多酚的主要成分儿茶素和表儿茶素要高。可以作为 有效的高血压、高血脂及心脑血管疾病的抑制药剂。2 0 0 3 年，日本的阿 萨希啤酒公司与弘前大学医学院合作进行了“苹果多酚化合物抗肿瘤作 用”的研究，该合作研究小组在用鼷鼠做动物实验和细胞培养的验证试验 中确认：苹果多酚化合物具有抑制癌细胞增殖的有效作用。在对多酚化合 物的细胞培养实验中进一步发现，只有其中的花青素原( 前体物质) 才有 此作用，它比全体多酚化合物的抗肿瘤效果高，其肿瘤大小只有后者的1 5 ，说明花青素原是苹果多酚化合物中抗癌的有效成分( b a r r y 日ta ， 1 9 8 7 ) 。另外，日本协和发酵公司从苹果的提取物中制成促进头发生长的 药剂一药用毛活林p b ，对治疗脱发有特殊增殖效果，在这种物质中加入泛 乙醚及b 一甘草酸等物也有良好生发效果( 柳田显郎，1 9 9 9 ) 。 苹果多酚还可抑制鱼的腥臭味、保持鱼的鲜度。鱼的腥臭味成分主要 是三甲基胺。在抑臭试验中，把三甲基胺和苹果多酚混合，用气相色谱仪 测定其挥发性三甲基胺的量，结果随着苹果多酚浓度的增大，其挥发性三 甲基胺的量不断减少，当苹果多酚的含量为2 0 0 肛g m l 时，挥发性三甲基 苹果多酚的提取分离及其主要功能活性研究 胺的量减少5 0 。在水产加工中，用水洗鱼时，加入2 5 0 垤m l 苹果多酚， 确认减少约7 0 的挥发性三甲基胺( r o b i c h 日 a ，1 9 9 0 ) 。 产生口臭气的主要成分为含硫氨基酸产生的甲硫醇。在消臭试验中， 用含硫的蛋氨酸为基质，加入含口腔细菌的人体唾液，3 7 。c 下作用，结果 会产生甲硫醇。而在基质中分别加入苹果多酚为3 0 0 斗g m l 时，可使甲硫醇 产生量减少5 0 以上，当加入量达到1 2 0 0 垤m l 时，能完全抑制甲硫醇的 产生。对人体的实验中，以咀嚼胶质的形式进行，虽然咀嚼胶质可去除口臭 但咀嚼不加苹果多酚的胶质时，咀嚼后口腔中的甲硫醇的含量马上开始增 加，6 0 m i n 后又回到原来的浓度，而咀嚼含苹果多酚0 2 5 的胶质，3 0 m i n 后甲硫醇才开始增加，苹果多酚的含量达0 5 时，咀嚼后6 0 m i n 甲硫醇 开始增加，所以苹果多酚具有良好的抑制口臭的作用，