（食品科学专业论文）超声波辅助法提取白刺果籽中原花青素及其性质研究.pdf

山东农业大学硕士学t 立i - t 士 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：芸避 导师签名：主塑袜 日 期：吐。二 山东农业大学硕士学位论文 中文摘要 原花青素是一种天然强力抗氧化剂，具有抗氧化、清除自由基、抑制 肿瘤、抗诱变的能力，同时还具有改善人体微循环的特殊功效。本文以西 伯利亚白刺( n i t r a r i as i b i r i c ap a l l ) 果实为试材，采用6 0 乙醇溶液提 取原花青素，通过单因子实验确定了从白刺果实中提取原花青素的单个工 艺参数，并进一步通过四因子二次通用旋转实验设计进行研究筛选，确定 了最佳提取参数；并通过紫外光谱和高效液相色谱对其进行了定性、定量 研究，同时对原花青素的理化性质及抗氧化性进行了研究。主要实验结果 如下： 1 、白刺果籽原花青素最佳提取条件的确定通过四因子二次通用旋 转实验设计，确定自裁果实原花青素最佳提取条件为：料液比：l ：4 ；乙 醇溶液浓度：6 0 ；提取时间：2 0 m i m 次数：3 次。 2 、白刺果籽原花青素的定性研究通过对原花青素的紫外光谱和高 效液相色谱方面的研究，确定白刺果籽中原花青素主要是由儿茶素与表儿 茶素构成的。 3 、白刺果籽原花青索含量的测定根据试样反应液在最大吸收波长处的 吸光度，由标准曲线求得试样中原花青素的含量( x ) 为5 8 2 5 8 陷g 。 4 、白刺果籽原花青素理化性质的研究研究表明，原花青素在避光 和较低的温度下稳定性较好，因此提取过程中应注意避光及低温操作。 5 、白刺果籽原花青素的抗氧化性研究通过用硫代硫酸钠滴定法 测过氧化值，并与v e ，v c 比较，可以看出白刺籽原花青索提取液的抗氧 化性比ve v c 高。由此作为天然抗氧化剂，其抗氧化性较优良。而且随 着原花青素添加量的增加，其抗氧化性有增高的趋势。 关键词：白刺果籽j 原花青素；提取；性质；含量 超声波辅助法提取白刺果籽中原花青素及其性质研究 a b s t r c t p r o c y a n i d i n s ( p r o a n t h o c y a n i d i n s ) a r e a l l i m p o r t a n t c l a s so fn a t u r a l a n t i o x i d a n tw h i c hc a n p r o t e c t t h e h u m a n b o d y f r o mf r e er a d i c a l sa n d s u p p r e s s i n gt h et u m o u r ，r e s i s t i n ga n dl u r i n gt h ea b i l i t yt oc h a n g e ，s t i l lh a v e s p e c i a le f f i c i e n c yo fi m p r o v i n gh u m a nb o d y s l i t t l ec i r c u l a t i o na tt h es a m e t i m e n i t r a r i as i b i r i c ap a i lw a su s e da sr a wm a t e r i a l sa n d p r o a n t h o c y a n i d i n s w a se x t r a c t e dw i t h6 0 e t h a n o ls o l u t i o ni n t h i s p a p e r t h es i n g l e f a c t o r e x p e r i m e n t h a v ec o n f i r m e d t h r o u g ht h a t d r a w st h ep l a i ni n d i v i d u a lc r a f t p a r a m e t e ro fo r i g i n a lc y a n i n ef r o mt h en i t r a r i as i b i r i c ap a l l t h eo p t i m u m e x t r a c t i o n p a r a m e t e r s w e r eo b t a i n e d t h r o u g hq u a t e r n i o n b i sc u r r e n c y c u r c u m g y r a t ed e s i g n t h e nt h ep h y s i c sa n dc h e m i s t r yn a t u r eo f p r o c y a n i d i n s r e s e a r c hw e r ec a r r i e do n t h e q u a n t i t a t i v e a n d q u a l i t a t i v e r e s e r c ho ft h e n i t r a r i as i b i r i c ap a l lw e r ec a i t i e do u tt h r o u g hu v s p e c t r o p h o t o m e t e ra n d h p l c a n a l y s i s t h ec h i e fe x p e r i m e n tr e s u l t sw e r ea sf o l l o w s 1 t h r o u g hq u a t e m i o n s b i s c u r r e n c yc u r c u m g y r a t ed e s i g n t h e o p t i m u m e x t r a c t i o nc o n d i t i o n so fc r u d ep r o c y a n i d i n sf r o mn i t r a r i as i b m c ap a l l w e r e e s t a b l i s h e d t h ee x t r a c t i o nt i m ew a s2 0 m i n ；t h ee x t r a c t i o nt i m e sw a s3 ；t h e c o n c e n t r a t i o no fe t h a n o ls o l u t i o nw a s6 0 ：t h er a t i oo fm a t e r i a lt or e a g e n tw a s 1 ：4 2 b a s e do nt h em a x i m u m a b s o r p t i o no f t h es a m p l el i q u i da n dt h es t a n d a r d c u r v e ，t h ec o n t e n to f p r o c y a n i d i n si nn i t r a r i as i b i r i c ap a l l w a so b t a i n e d i tw a s 5 8 2 5 8 9 9 g 。 3 t h ep h y s i c sa n d c h e m i s t r yn a t u r eo f p r o c y a n i d i n sr e s e a r c hi n d i c a t et h a tt h e s t a b i l i t yo f p r o c y a n i d i n s 、i nn i t r a r i as i b i r i c ap a l l i sb e t t e ri nl o w e r t e m p e r a t u r e a n dm u s ta v o i dt h e l i g h t 4 t h e q u a l i t a t i v er e s e a r c ho ft h en i t r a r i as i b i r i c ap a l lw e r ec a r r i e do u t t h r o u g hu vs p e c t r o p h o t o m e t e ra n dh p l c a n a l y s i s i ti s ad i m e rc o m b i n e d w i t hc a t e c h i na n d e p i c a t e c h i na n dn o td e s t r o i e db yu l t r a s o n i c 5 t h ep o vo f p r o c y a n i d i n s w a s c o m p a r e d w i t h v e s a n d v c sb y t i t r i m e t r i cm e t h o do fs o d i u m t h i o s u l p h a t e r e g a r d e d a st h en a t u r a la n t i o x i d a n t ， 4 山东农业大学硕士学位论文 i ti sr e l a t i v e l yf i n e a n da st h eq u a n t i t yo f p r o c y a n i d i n su s u a l l yi n c r e a s e d ，i t h a st h et e n d e n c yt oi n c r e a s ea n t i o x i d a m l y k e y w o r d s ：n i t r a r i as i b i r i c ap a l l ；p r o c y a n i d i n s e x t r a c t ：q u a l i t a t i v e ：c o n t e n t 5 超声波辅助法提取白剌果籽中原花青素及其性质研究 1 引言 1 1 研究课题的提出 西伯利亚白刺是蒺藜科( z y g o p h y l 厶c e a e ) 白刺属的一个品种，落叶小 灌木，耐早、耐盐碱、喜沙，其果实又名酸胖，有“沙漠樱桃”之称。核 果浆果状，肉质，呈现暗红或紫红，7 8 月份成熟。生长于盐碱化低逾 及干旱低山坡，分布蒙古、俄罗斯及中国西北、华北、东北各省区( 刘金 荣等，2 0 0 2 ；赵克昌等，1 9 9 5 ) 。据调查，在山东省寿光市北部滨海盐碱地 区，白刺分布集中，密度较大，面积有2 万多公顷( 刘世杰等，2 0 0 2 ) 。自刺除 了具有防风固沙的作用外，其果实还有较高的食用价值和药用价值。白剌 的果实枝叶含有大量的营养成分和活性物质，果实甜酸，无毒，早已被人们 所食用和药用，白刺果实含有l9 种氨基酸( 包括全部人体不能合成的 8 种必需氨基酸) 和22 种微量矿质元素( 刘金荣等，2 0 0 1 ) ；白刺果可 健脾胃、滋补强壮、调经活血，主治脾、胃衰弱，具有很高的药用价值； 白刺果的黄酮含量很高，可以延缓衰老i 另外，白刺果实还含有很高的维 生素、有机酸、糖类，鲜果美味可口，甜酸适度，是具有发展前景的第三 代水果( 姜明等，1 9 9 4 ) 。白刺具有较高的药用价值。本草纲目中记述， 白刺“气味辛、寒、无毒。主治心绞痛、痛肿溃脓，止痛。疗丈夫虚损， 阳痿精自出，补肾气，益精髓。刺针，疗腰痛，喉痹不通”。现代医学研究认 为，白刺“性味甘酸微咸温”，主治身体虚弱，气血两亏，月经不调，腰腹疼 痛等症( 刘世杰等，2 0 0 0 ) 。通过近年来的研究，其具有很高的营养成分和 活性物质，特别是氨基酸、总黄酮和种子亚油酸含量高于沙棘，具有良好 的开发前景。可利用白刺果实在酿酒、制醋、果汁饮料及天然色素等各方 面进行开发研究，生产系列食用产品是这一植物开发的重要途径；利用种 子生产具有保健作用的亚油酸产品的研究开发，以及白刺黄酮药理活性自分 研究及新药品的开发研制，将会取得巨大的经济效益；枝叶的饲用也是 项歼发课题( 王宁，2 0 0 0 ) 。自刺果实色素具有亮丽的玫瑰红色，可以作 为良好的天然食品色素。白刺种子含油12 ，种子油中的脂肪酸以不饱 和脂肪酸为主，还含有丰富的v c 、蛋白及多种微量元素( 赵长琦，2 0 0 0 ) 。 山东农业大学硕士学位论文 白刺果实具有上述优良的加工和食用特性，然而目前对其应用仅局限 于一些初级产品的开发和入药，对其深加工产品研究进行仍然很少( 刘金 荣等，2 0 0 2 ；赵克昌等，1 9 9 5 ) 。因此，加快白刺及自刺果籽的研究开发 是一个具有现实和长远意义的课题。 1 2 原花青素研究进展 原花青素( p r o a n t h o c y a n i d i n s 或p r o c y a n i d i n s ，简称p c ，又译原花色 素、前花色素等) 是植物中广泛存在的一大类天然多酚化台物的总称 ( a n d r e wg h l e a ，1 9 7 4 ) 。起初统归于缩合鞣质或黄烷醇类，随着分离鉴定技 术的提高和对此类物质的深入研究与深刻认识，现已成为独立的一大类物 质( 段玉清、谢笔钧，2 0 0 2 ) 。早在5 0 年代法国科学家就发现可以从松树皮 中提取大量原花青素乓提取物中可含8 5 的原花青素。1 9 6 1 年，德国k a r l 等从英国山植c r a t a e g u so x y a c a n t h a 新鲜果实的乙醇提取物中首次分离出 2 种多酚化合物( s a n t o s - - b u c l g ac ，2 0 0 0 ) ：1 9 6 7 年，美国j o s l y n 等又 从葡萄皮和籽提取物中分离出四种多酚化合物，他们得到的多酚化合物在 酸性介质中加热均可产生花色素( c y a n i d i n s ) ，故将这类多酚化合物命名 为原花色素( w i n t h r o pb p h i p p e n ，1 99 ) 。原花青素可从许多植物中提取 得到，如太阳花( c r i s t i n ag a r c i a - v i g u e r a ，1 9 9 8 ) 、海岸松、葡萄、银杏、山 楂、可可、苹果、篮莓等( l u i sc a b r i t a ，2 0 0 0 ) 。7 0 年代则发现葡萄籽是提 取原花青索的更好资源，葡萄籽提取物中原花青素含量可高达含量5 1 8 0 u g g ( n p e k i ce ta l ，1 9 9 8 ) 。 1 2 1 原花青素的结构 原花青素是由多羟基黄烷- 3 一醇单元构成的低聚体和多聚体，由不同 数量的儿茶索或表儿茶素结合而成。最简单的原花青素是儿茶素或表儿茶 素或儿茶素与表儿茶素形成的二聚体。依照原花青素聚合度( 组成单元的 数目) 的不同，通常将二六聚体称为低聚原花青素或寡聚原花青素 ( o l i g o m e r i cp r o c y a n i d i n s ，简称o p c ) ，将六聚体以上的称为高聚原花青 素或多聚原花青素( p o l y m e r i cp r o c y a n i d i n s ，简称p p c ) 。二聚体中因 两个单体的构象或键合位嚣的不同，可有多种异构体，己分离鉴定的8 种 结构形式分别命名为b 1 b 8 ，其中，b 1 b 4 是由c 4 - - c 8 键合，b 5 一b 8 由c 4 - - c 6 键合。在各类原花青素中，二聚体分布最广，研究最多，是最 7 超声波辅助法提取白刺果籽中原花青素及其性质研究 重要的一类原花青素。三聚体中，也因组成的单体及其相连接碳原子位置 的不同形成各种各样的结构并命名为c 1 、c 2 等等，如图1 所示。 原花青素在自然界中的存在形式及分布已有诸多研究( 崔介君等， 2 0 0 3 ) 。研究表明，原花色甙元类( p r o a r t t h o c y a n i d i n ) 是一类物质，由黄烷3 醇的二聚体、低聚及多聚体组成，它在自然界中的存在结构形态目前已发 现有8 种： ( 1 ) 原花葵素类( p r o p e l a r g o n i d i n )5 , 7 ，4 - 三羟基黄烷一3 一醇之间及其与儿 茶索之间以c 4 - c 8 键合而成的= 聚体及三聚体( 包括立体异构体) 。 ( 2 ) 原翠雀素类( p r o d o l p h i n d i n ) 由培酸儿茶素与培酸表儿茶素以c 4 一c 8 键合而成的二聚体及三聚体。 ( 3 ) 原非瑟酮定类( p r o f i s e e t i n d i n ) 由7 , 3 ，4 三羟基黄烷3 一醇之间及其与儿 茶素、表儿茶素之问以c 4 c 6 ，c 4 c 8 键合而成的二聚体、三聚体、四聚体 ( 包括立体异构体) 。 ( 4 ) 原刺槐亭类( p r o r o b i n e t i n d i n ) 刺槐亭醇与儿茶素以c 4 c 8 键合而成 的二聚体、三聚体。 ( 5 ) 原黑木金合欢素( p r o m e l a c a e i n d i n ) 由p r o s o p i n 以c 4 一c 6 键合而成的二 聚体。 ( 6 ) p r o g u i b u r t i n d i n 由g u i b o u r t i n d i n 与儿茶素、表儿茶素以c 4 - c 8 键合 而成的二聚体。 ( 7 ) p r o c i s s i n d i n 由肉桂黄烷与5 , 7 4 二羟基黄烷一3 一醇以c 4 - c 6 、键合而 成的二聚体。 ( 8 ) 原花青索类( p r o c y a n i d i n ) f h ) l 茶索、表儿茶素以c 4 一c 6 、c 4 一c 8 键合 而成的低聚物( 包括所有的立体异构体) 。 山东农业大学硕士学位论文 h f i ) r 胡；r = o h “啦曲帅 辑r ；o h ：一= h 【( r ) 叶p i 尊嘲j n ) 渤r ；o g ：一；h h o 8 5 r 。- 0 1 ；r t t 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乙醇或丙酮等有机溶剂来对籽壳进行萃取。萃取液经过过滤、喷雾干燥， 即可得到原花青素粗品。 国外关于提取原花青素的方法报道很多。1 9 9 3 年，m o h a m m e d r k o u p a i a b y z a n i 从s a i n f o i nl e a v e s 中采用含有0 1 w v 乙酸的7 5 丙 酮水溶液提取，然后减压蒸馏，水溶液用三氯甲烷萃取，分液后再用乙酸 乙酯萃取，获得粗提物( m o h a m m e d r k o u p a i a b y z a n i ，1 9 9 3 ) 。1 9 9 4 年， c o r i n n ep r i e u r , e t c 从葡萄籽中提取低聚原花青素：先将葡萄籽在液氮下研 磨，然后用6 0 丙酮提取、离心，取上清液，真空下干燥，然后用甲醇 溶解获得低聚原花青素的粗提物( c o r i n n e p r i e u r ，1 9 9 4 ) 。1 9 9 6 年，a r b i l i a 等从p r u n u s ，p r o s t r a l a 中提取低聚原花青素，先用正己烷脱脂，然后用三氯 甲烷和三氯甲烷：甲醇( 9 ：1 ) 混合液提取( a r b i l i a e t a l ，1 9 9 6 ) 。1 9 9 6 年，m i c h a e l a ，h o r 等从松树皮中提取低聚原花青索，先将松树皮室温下干 燥，粉碎成粉末，然后用7 0 乙醇提取3 m i n ，过滤，然后用9 6 乙醇在 索氏提取器回流2 0 m i n ，在4 04 c 下真空干燥，弃去乙醇，混合，冷冻干燥， 然后用水溶解，二氯甲烷冲洗，乙酸乙酯萃取，获粗提物( m i c h a e l a ，h o r e t c ， 1 9 9 6 ) 。1 9 9 8 年，b p e k i c v k o v a c 从葡萄籽中分别采用了乙酸乙酯和丙 山东农业大学硕士学位论文 酮进行提取并做对照，结果表明采用9 0 乙酸乙酯水溶液提取，能高效 率、选择性地提取原花青素的单体、二聚体和三聚体，而采用4 0 丙酮 水溶液提取，则选择性、效率不高，且不利于原花青素的分离 ( b p e k i c v k o v a c ，1 9 9 8 ) 。1 9 9 8 年，n e l i d a ，g o n z a l e zd ec o l m e n a r e s ，从 咖啡中提取低聚原花青素：先将咖啡果肉磨碎，然后用丙酮提取，在低于 3 0 。c 下减压蒸馏，弃去丙酮，然后用石油醚脱脂，再用乙酸乙酯萃取获得 粗提物( n e l i d a ，g o n z a l e z ，1 9 9 8 ) 。1 9 9 9 年，j o a oc p a l a z z od em e l l o 从 s t r y p h n o d e n d r o na d s t r i n g e n s 中提取低聚原花青索，先将a d s t r i n g e r s 树皮 干燥，然后用7 0 丙酮提取，然后减压蒸馏，然后用水溶解，再用乙酸 乙酯萃取获得粗提物( j o a oc p a l a z z od em e l l o 。1 9 9 9 ) 。 1 2 2 1 3 纯化工艺 溶剂分级精制( 万本屹等，2 0 0 2 )取定量的粗品原花青素，加入 醇水配制成一定量的溶液，然后以乙酸乙酯进行分级萃取，比例为1 ：3 ： 5 。水层再以正丁醇进行萃取。经测定，乙酸乙酯萃取液、正丁醇萃取液 和正丁醇萃取后残液经真空干燥后得到萃取物的含量分别为4 8 5 、 3 5 6 、3 3 4 。 吸附层祈法( 张峻等，2 0 0 2 )以a b 一8 大孔树脂对原花青素粗提 物进行分级分离，所得乙酸乙酯洗脱产物总酚含量为9 1 ，经高效液相 色谱检测，单体约占2 8 ，低聚原花青素占6 4 ，高聚原花青素仅为8 ，由此获得高含量低聚原花青素的产品。 此外还有活性炭吸附法不过活性炭吸附法中活性炭不吸附物中原 花青素得率很高，但是其抗氧化作用远不如溶剂分级精制法中的乙酸乙醅 萃取物，而且溶剂洗脱产物纯度提高到9 0 以上，洗脱物比粗提物更适 用于作为功能性食品和医药原料。( 尹莲等，1 9 9 9 ) 由于原花青素所具有良好的性质，人们在从自然界植物中获取的同 时，也采用了其他的方法制备，现在，已有化学合成法( a k i k os a i t o ，e t a 1 2 0 0 2 ) 和生物合成( h e l e n a ：e ta 1 1 9 8 3 ) 的报道，较先提出合成方法的是 d e l o u r 等人( d e l o u rja ，e ta 1 1 9 8 3 ) 。其中尤以对来自葡萄皮和籽的原花青 素的研究为最深入。 1 2 2 2 原花青素的化学合成 超声波辅助法提取白刺果籽中原花青素及其性质研究 日本的a k i k os a i t o 等人发现以p r o c y a n i d i n b 3 ( 一种浓缩的儿茶素二 聚体，) 为底物的立体选择性合成方法( a k i k os a i t o ，e ta 1 2 0 0 2 ) 。在路易斯 酸存在的条件下。以多种4 - o 一3 ，4 - 二羟基黄烷二醇的衍生物作为亲电体 与浓缩的苯基儿茶素结合生成保护体p r o c y a n i d i n - b 3 和它的非对映( 异构) 体。特别是在一7 8 有t m s o f t f 存在的情况下，用( 2 r ，3 s ，4 s ) 3 一乙 酚氧基5 ，7 ，3 ，4 四羟基苯基4 2 ( s r 乙氧基) 黄烷作为条电体的反应给 8 - 0 一苯基p r o c y a n i d i n b 3 提供了高水平的立体选择性和很好的分离性。 最近美国b a s a ka m i t t 等人用化学耦合合成( p a t e n t ：w 0 0 0 6 3 2 0 1 ) 的方 法来生产线性的和分支结构的低聚体，工艺包括耦合保护激发的单体与未 受保护的单体以其部分的合成4 - 8 聚物，同时在特定的条件下，还有更高 的二聚物和具有镇静作用的四烷基苯甲基( ) 表儿茶素生成。化学合成的 副产物相对来说比较多，特别是产物的异构体难以分离，造成产物的纯度 不高，因而影响了其应用于食品、药品等安全性要求极高的领域( 崔介君， 2 0 0 3 ) 。因此，科学家们更倾向于原花青素的生物合成的研究。 1 2 2 3 原花青素的生物合成 由硼氢化钠作为还原剂还原( 2 r ，3 r ) 二氢3 ，4 ，3 ，5 ，7 五羟黄烷的主要 产物是自矢车菊索( l e u c o c y a n i d i n ) 的2 , 3 反3 ，4 反异构体，而酶的还原产 物是2 , 3 反一3 ，4 顺异构体。在微酸的条件下，3 ，4 顺异构体。在微酸的条 件下，3 ，4 - 反异构体可能部分地转化为3 ，4 顺异构体。3 ，4 一顺异构体 相对于3 ，4 反异构体较偏酸性，并且易于同硫醇的化学反应和二醇还原 酶的酶反应。然而，由于酶合成要求的条件比较苛刻，同时也存在一个顺 反异构体的问题，因而目前此法还不太成熟。 1 2 3 原花青素的研究进展 1 2 3 1 原花青素的生化、药理活性 1 2 3 1 1 清除人体自由基 1 9 5 6 年英国学者首先提出衰老的自由基学说，成为现代衰老学说中 最重要的一种，他从分子生物学角度来解释衰老现象，其实质是除遗传因 素外，有氧生物在呼吸中产生的氧自由基造成的机体损伤是衰老的重要原 因。该学说一出现便得到了许多独立实验的证实，同时该学说是构成其他 学说如交联学说、废物堆积学说的基础。随着对自由基认识的深入，近代 山东农业大学硕士学位论文 医学指出，体内自由基反应与一些疾病的发生、发展和老化进程密切相关。 机体受外界环境的物理或化学因素以及内环境物质代谢的相互影响而产 生大量自由基，在平衡失调时，过剩的自由基对构成组织细胞的生物大分 子起攻击作用，并且可以逐次发展和延伸，使组织器官的形态结构和生物 功能的完整受到急性和慢性损伤，一旦损伤程度超过修复或丧失其代偿能 力时，则出现疾病和衰老的征象。近年来，人们逐步把自由基清除剂的研 究重点转向以中药为代表的东方医学，研究表明不少中草药含有抗氧化成 分。例如：小柴胡、五昧子、丹参、人参、自首乌、茶叶等，相比较而言： 原花青素抗氧化清除自由基的能力最强。且原花青素以高效、低毒、高生 物利用率而著称，半致死量为l c s 0 = 3 9 k g ( 专利w o 9 7 3 9 ，6 3 2 ) 。研究表明， 原花青素清除自由基的能力与其分子结构、聚合度以及与培酸酯化的程度 有关( a r p e n t i n eq 1 9 9 2 ) 。而单从原花青素的分子结构来看( 以二聚体为例) ， 每分子p r o c y a n i d i nb 3 ( 有8 个酚羟基) 最多可以扑获8 个氧自由基，而每 分子v e 有( 1 个酚羟基) 仅能扑获1 个自由基，每分子v c ( 有2 个共轭羟基) 能扑获2 个氧自由基( t o s h i a k ia r i g a ，1 9 8 8 ) 。t o s h i a k ia r i g aa n dm i t s u t o s h i h a m a n o 运用a a p h 、a m v n 作为引发剂，选用甲基亚油酸胶束体系，比 较相同摩尔数的p r o c y a n i d i nb 一3 、v c 、v e 、儿茶素三种物质清除氧自由基 的能力，得出结论p r o c y a n i d i nb 一3 是儿茶素的2 2 倍，是v c 的4 7 倍， 是v e 的6 6 倍( t o s h i a k ia r i g a , 1 9 9 0 ) 。 原花青素不仅能够清除自由基，而且帮助保存和再生v c v e ，同时， 原花青素能够通过制造弹性蛋白和胶原纤维加固毛细血管壁，从而进一防 御自由基的侵蚀。据资料报道：原花青素在体内的保留时间长达7 2 h ，而 v c 的保留时间仅3 h 。这将大大增强其抗氧化清除自由基的能力( t o s h i a k i a r i g a ，1 9 9 0 ) a 1 2 3 1 2 抗氧化活性 原花青素这类物质的分子中具有多电子的羟基部分，8 个酚羟基均与 双键共轭，为氢原子的给予体，且芳环上的共轭双键使电子在分子中得到 稳定。两个脂肪族羟基提供了良好的水溶性。正是分子结构的这些特性使 其具有良好的抗氧化性( t o s h i a k ia r i g a , 1 9 8 8 ) 。葡萄原花青素是一种很好的 氧游离基清除剂和脂质过氧化抑鼢u ( b a g c h id ，e ta l ，1 9 8 6 ) 。1 9 8 9 年， 超声波辅助法提取白刺果籽中原花青素及其性质研究 m e u n i e r 等测试了葡萄籽原花青素抑制吩嗪甲基硫酸盐在辅酶q ( h a n h ) 和分子氧存在条件下诱发大鼠肝微粒体内产生了过氧离子的活性和抑制 a d p f e ”与抗坏血酸盐诱发的脂质过氧化活性，并与来自地中海植物提取 的花青甙进行了对照。结果表明，葡萄籽原花青素对抗过氧离子和抑制脂 质过氧化的活性最强。1 9 9 0 年，e l s t n e r 用模拟局部缺血、炎症和糖尿病 状况的体外生化模型证实了原花青素分子中的黄烷3 ，4 二醇是捕获氧游 离基的基本结构。 1 z 3 1 3 酶抑制活性 在炎症过程中，当白细胞激活时，会发生细胞内区颗粒作用，这种作 用将引起溶酶体蛋白酶的分泌，同时产生大量的活性氧，导致耗氧量增加。 过量蛋白酶和活性氧的存在可分别对血管弹性纤维和内皮细胞膜造成伤 害。因此，具有很强清除过氧离子能力和抗氧化剂活性的原花青素可对胶 原酶、弹性酶、透明质酸酶和6 一葡萄糖醛酸甙酶产生抑制作用。由于这 些酶可分别对胶原、弹性蛋白和透明质酸等构成血管内壁的重要组成物造 成破坏。原花青素可通过捕获活性氧及调控上述酶的活性以防止他们对血 管物质的破坏，也可通过抑制透明质酸和b 一葡萄糖醛酸式酶的活性以保 护透明质酸的完整，使之维持高聚体形式的大分子。 1 2 3 1 4 抗致突变活性 现代社会的生存环境对人类的身体健康产生了极大的影响，环境污染， 尤其是周围的致突变物质已成为导致人类肿瘤和癌症形成过程的重要原 因。o 5 m g m l 原花青索可使啤酒酵母$ 2 8 8 c 菌株线粒体的自发性基因突 变比对照组减少6 5 ，用相同菌株进行的实验还观察到原花青素可抑制细 胞核由对刀豆氨酸敏感到耐刀豆氨酸的自发性突变( l i v i e r o l ，p u g l i s i p , e t a l ，1 9 9 4 ) 此外，原花青素对t r p p 2 ( 一种来自食品的致突变剂) 的抑制率达 9 4 ( s u g i m o t o k ，e ta l ，2 0 0 4 ) 。研究还表明，原花青素的抗致突变活性与其抗 氧化作用有关。提示原花青素起着对致突变物和致癌物的致突变性和致癌 性的抑制作用。1 9 9 4 年，意大利l i v i e r o 等的实验结果表明，0 5 m g m l 的葡萄原花青索可使啤滔酵母5 2 8 8 c 菌株线粒体的自发性基因突变比对 照组减少6 5 ，用相同菌株进行的实验还观察到原花青素可抑制细胞核由 对刀豆氨酸敏感到耐刀豆氨酸的自发性突变( m a r i m i r o l ia ，e ta l ，1 9 8 0 ) 。此 山东农业大学硕士学位论文 外，日本s u g i m o t o 证实葡萄籽低聚原花青素对x r p p 2 的抑制率达9 4 。 原花青素的抗致突变活性可部分地归因于它的抗氧化剂活性。 1 2 3 1 5 降低毛细血管通透性 1 9 8 8 年，b a r b i e r ( b a r b i e r a ，e ta l ，1 9 8 8 ) 等发现原花青素可降低因静脉注 射组胺、缓激肽等引起的毛细血管通透性增高。1 9 9 5 年，罗马尼亚 k o n t e k ( a l i o um ，e ta l ，1 9 9 5 ) 等用葡萄籽原花青素制成的制剂“e n d o l e t o n ” 与浓缩的葡萄籽提取物成功地降低了大鼠毛细血管通透性并抑制了爪水 肿。1 9 9 4 年，匈牙利b l a z s o 等用海岸松树皮中的原花青素给小鼠腹腔注 射后明显抑制了巴豆油引起的耳水肿并呈量效关系，此作用可能与原花青 素捕获过氧离子活性密切相关。 1 2 3 1 6 心血管疾病 f a r k a s ( f a r k a sl ，e ta l ，1 9 8 7 ) 等于1 9 8 7 年就已经发现原花青素可治疗大 鼠的自发性高血压并呈量效关系。p r e u s ( p r e u s s ，e ta l ，1 9 9 7 ) 等的研究表明， 葡萄籽提取物原花青素与镉、锌共同作用可以降低正常大鼠因年龄所致的 收缩压增加，对有中风倾向的自发高血压大鼠长期给予天然鞣质可延长他 们的寿命。 1 2 3 1 7 抗溃疡作用 胃、十二指肠溃疡是一种常见的多发病。研究发现大鼠口服2 0 0 m g k g 原花青索对灌注h c i e t o h 溶液所致胃粘膜损伤有强的抑制作用( 抑制率 8 1 ) ，这是因为原花青素具有清除自由基的抗氧化活性，可使胃壁不受 h c i e t o h 溶液诱导引起的自由基伤害同时原花青素可与蛋白质紧密结合 而具有保护胃壁的功效，提示原花青素有防治胃溃疡的作用( s a i t o m ，e t a l ，1 9 9 8 ) 。细菌蛋白酶是细菌重要的致病因子，使细菌蛋白酶失活无疑可降 低细菌的致病性。原花青素口服给予大鼠7 1 m g k g ，1 2 周后观察到大鼠盲 肠内含物p h 值下降，结肠粪便中b 葡糖苷酶，0 - 葡糖苷酸酶，粘多糖酶和 硝基还原酶等细菌蛋白酶活力降低，大鼠体重增加，提示原花青素有益于盲 肠代谢和对结肠保护作用( t e b i b k ，1 9 9 6 ) 。 1 2 3 1 8 其它 1 2 3 1 8 1 对毛发的作用 原花青素在毛发方面的研究与开发报道较晚，其中以日本研究报道较 超声波辅助法提取白刺果籽中原花青素及其性质研究 多。主要是基于它对毛囊细胞有增殖和再生功能，从而能促进毛发生长和 再生。日本学者发现，1 低聚原花青素对刮过毛或毛发终止生长期的小鼠 的毛发就有再生功能。现己有产品问世( a c t a d e r m v e n e r e o l ，1 9 9 8 ，) 。美国专 利0 6 1 2 6 9 4 0 研究开发出含原花青素成分的促进毛发生长的药剂 f u s p a t n o 0 6 1 2 6 9 4 0 ) 。1 9 9 6 年，日本学者光井武夫报道，利用儿茶单宁和蛋 白质的结合作用，将水溶性壳多糖衍生物和儿茶单宁配制成调理香波，洗后 头发富有弹性、丰满、易于成型( 光井武夫，1 9 9 6 ) 。1 9 9 7 年有报道，用含锗 单宁和水溶性铁盐可制成黑色染发剂。 1 2 3 1 8 2 祛臭剂 有报道，用茶叶中原花青素制成香水、花露水，同时具有抗菌、消炎、 抗过敏等功能，对痱子、夏季皮炎、蚊虫叮咬等皮肤病治疗效果达9 0 。 除可作牙膏添加剂外，还可用于厨房、厕所卫生用品。日本应用原花青素 的此性质制成室内空气净化催化剂( m a s a h i k o h m ，e ta l ，1 9 9 6 ) 。 1 2 3 1 8 3 防龋抗龋 日本利用茶单宁对形成龋齿的细菌具有较强的抑制作用，还可消炎、 除口臭的性质，将其作为添加剂用于牙膏中，可提高防龋抗龋和洁齿功能 ( 1 w a o u ，m o t o k i f , m o u o m y ，1 9 9 7 ) 。 1 2 3 1 8 4 牙龈病、牙周炎 日本利用儿茶素对牙龈透明质酸酶的抑制作用，将其加入牙膏中可以 抑制牙龈病，又因其能抑制胶原酶，对牙周炎有防治作用，制成预防牙周炎 的漱口水( t a k a s h i m ，1 9 9 2 ) 。法国已开发出用m a r k u s h s t r u c t u r e 原花青素低 聚体制成的脂质体微囊的晚霜、发乳和嗽口水。( 段玉清，谢笔钧，2 0 0 2 ) 1 2 3 1 9 低聚原花青素的毒性研究 b o m b a r d e l l i e 等1 9 9 5 年报道低聚原花青素在短期急性剂量ld 4 0 0 0 m g k g ( 大鼠和小鼠) ；在长期慢性剂量( 大鼠口服6 0 m g k g d 6 个月，狗 1 2 个月) 均无毒副作用，在生殖方面，服用原花青素的雌性动物在生育前后 均十分安全f 崔介君等2 0 0 3 ，2 1 。原花青素经过4 0 年广泛的临床、毒理学、 药物动力学研究，证明为无毒、非致癌、非抗原、非致畸，安全、有效且闻 名已超过2 0 年。低聚原花青素的p h 2 5 4 0 ，在胃中易与食物混合( p h 3 5 4 5 ) ，原花青素因是水溶性，能被机体迅速吸收和分配，2 0 分钟内便能到达血 山东农业大学硕士学位论文 液，在机体停留7 2 小时，3 天就对胶原质起作用。 1 2 3 1 1 0 原花青素的应用及国内外开发研制现状 自发现原花青素以来，国外对其药理活性进行了许多体内、体外和离 体细胞实验研究，如r i c a r d od a s i l v a j m 等( r i c a r d od a s i l v a j m ，1 9 9 1 ) 关于从葡萄籽中提取的不同的原花青素在水溶性的体系中清除氧自由基 的能力， r i g o a ，等( r i g o a ，2 0 0 0 ) 关于原花青素对于几种意大利红葡 萄酒中过氧化基的清除能力的研究，c f i s f i n ag a r c i a - v i g u e r a ，p e t e r ( c r i s t i n a g a r c i a v i g u e r a ，p e t e r ，1 9 9 9 ) 进行了原花青素稳定性对结构的影响试验， m t e r e s as a t u e g r a c i a 等进行了原花青素作为人体脂蛋白和卵磷脂抗氧化 剂的试验，还有许多关于原花青素提取方法的研究，如以丙酮为溶剂采用 超声波提取、用水或6 0 乙醇提取等。国内这方面的研究起步较晚，也有 张香文，杨元生( 张香文，杨元生，1 9 9 9 ) 等关于原花青素研究进展的综 述；段玉清，谢笔钧关于原花青素在化妆品领域