（食品科学专业论文）紫丁香叶多酚物质的提取及抗氧化性能研究.pdf

摘要 摘要 以本地产紫丁香叶为原料，经过干燥、粉碎、溶剂提取、纯化和冷冻干燥得到紫丁香叶 多酚提取物的固体产品，确定了其提取和纯化的条件，评价了提取物对体外c u 2 + 诱导低密 度脂蛋白( l d l ) 氧化修饰的抑制作用、对两种自由基的清除能力，并且测定了提取物在两 种食用油脂中对自动氧化的抑制情况。主要结果如下： 1 通过对提取条件中料液比、乙醇浓度、提取温度、提取时间和提取次数的试验，确 定了最佳提取条件为：料液比1 ：1 0 ( m v ) ，乙醇浓度5 0 ( v v ) ，提取温度4 0 ，提取时 间2 0 h ，提取次数为2 次，提取率为鼹9 。 2 通过提取液在两种树脂的静态吸附试验和静态洗脱试验，确定了s 8 大孔吸附树脂 对紫丁香叶多酚提取物的吸附和洗脱效果，要好于 q k a - i i 大孔吸附树脂。 3 紫丁香叶粗提物纯化的适宜条件为：动态吸附时上柱速度2 0 b v h 1 ，动态洗脱时乙 醇浓度7 0 ，洗脱剂流速2 0b v h 1 ，洗脱剂体积4b v ，多酚提取物的回收率约为7 9 4 4 体外c u 2 + 诱导l d l 氧化反应，通过对氧化修饰后l d l 反应体系中丙二醛( m d a ) ， 脂褐素和l d l 相对电泳迁移率的测定，确定了紫丁香叶多酚提取物对体外l d l 氧化反应有 很好的抑制作用。 1 ) 提取物添加量为5 0m g l 1 , - 4 0 0m g l - j 时，对氧化修饰的l d l 中m d a 的生成量均 有明显的抑制作用，抑制率为1 0 0 - - 7 1 9 。呈现明显的剂量一效应关系 2 ) 提取物添加量为5 0m g l - 1 枷m g - l 1 时，对氧化修饰的l d l 中脂褐素的生成量也 有抑制作用，抑制率为2 9 2 嗡2 ，剂2 - 效应关系明显。 3 ) 提取物添加量为1 0 0m g - l 1 、2 0 0m g l - 1 、4 0 0m g - l 1 时，对氧化修饰的l d l 相对电 泳迁移率也有明显的抑制作用。抑制率分别达到1 7 5 、2 2 4 和3 1 2 。 5 评价了紫丁香叶提取物对自由基的清除能力对于羟自由基( - o h ) 的清除，反应 体系中添加0 0 0 7 8 4 ) 2 5 0 的提取物，清除率达到2 0 8 - 9 6 2 ，提取物对羟自由基的清 除能力强于v c 对于超氧阴离子自由基( - 0 2 ) 的清除，提取物的添加浓度为6 0 m g l - j 、 2 4 0m g l - 1 和9 6 0m g l 1 时，对超氧阴离子自由基的生成也具有一定的抑制作用，但提取物 对0 2 - 的清除能力不如v “只有提取物浓度达到2 4 0m g - l 1 时，才与浓度为1 0 0m g l - 1 的 v c 的清除效果相接近。 6 在食用油脂抗氧化试验中，紫丁香叶提取物对猪油和精炼一级大豆油均有很好的抗 氧化作用，可以抑制它们的自动氧化反应。提取物添加量为0 0 1 时，其抗氧化作用与添加 0 0 1 没食子酸丙酯( p g ) 的抗氧化作用相近。当提取物添加量增大到0 0 5 或0 1 时，提 取物的抗氧化能力还有所增加，但增幅不明显；使用o 0 1 吼0 5 的紫丁香叶提取物，已经 能够达到与p g 相等的效果。提取物添加量为0 1 时，在6 0 - - - 1 c 的条件下贮藏2 5 天后， 猪油的过氧化值为1 4 5 m e q k g - 1 ( 国家标准为1 6 m e q k g 1 ) ，精炼一级大豆油的过氧化值为 9 4m e q k g - 1 ( 国家标准为1 0m e q k g 1 ) ，均符合国家标准。 关键词：紫丁香叶；多酚；提取；纯化；抗氧化性；食用油脂；自由基 e x t r a c t i o no fp o l y p h e n o l sf r o ml e a v e so fs y 砌肛o b l a t al i n dl a n d e v a l u a t i o no ft h e i ra n t i o x i d a t i v ep r o p e r t y a b s t r a c t w i t ht h es y r i n g ao b l a t al i n d 1 e a fa sr a wm a t e r i a lt h es o l i dp o l y p h e n o le x t r a c tw a so b t a i n e d f r o mt h et r e a t m e n to fd r y i n g , s m a s h i n g , a n de x u a o i n gl e a f , a n dt h e np u r i f y i n ga n df r e e z e - d r y i n g e x t r a c t t h cc o n d i t i o n sf o re x t r a c t i n ga n dp u r i f y i n gw e r ed e t e r m i n e d 砀ci n h i b i t i o no fe x t r a c to n t h eo x i d a t i o no fl o w - d a n s i t yl i p o p r o t e i n , w h i c hw a si n d u c e db yc u p r i ci nv i t r o , t h es c a v e n g i n g a c t i v i t yo fe x l r a c to nf r e er a d i c a l sa n dt h ea n f i o x i d a d o no fe x t r a c ti nt w oe d i b l eo i l sw e r ea n e v a l u a t e d 1 t h eo p t i m u me x t r a c t i n gc o n d i t i o n sf o r t h ep o l y p h a n o le x t r a c tf r o m r i n g ao b l a t al r i d l 1 e a fa c c o r d i n gt ot h es c r e e n i n ge x p e r i m e n tw e r es e l e c t e d t h er a t i oo fr a wm a t e r i a lt os o l v e n t , t h ec o n c e n t r a t i o no fe t h a n o l , t e m p e r a t u r e ，t i m e sa n dt i m eo ft h ee x t r a c t i o nw f r ef o l l o w i n g ：1 ：1 0 ， 5 0 ，4 0 ，t w i c e f o r 2 h t h ce x t r a c t i n gr a t e o f p o l y p h e n o l s w a s 褐9 2 1 t es - 8 瑚翻叩o m 璐r e s i nh a db e t t e rs t a t i c a d s o r p t i o na n ds t a t i cd e s o r p t i o n t h a n n k a - i i m a c r o p o r o n sr e s i n t h es - 8m a c r o p o r o u sr e s i nw a sm o 他s u i t a b l et op u r i f yt h er u d e e x t r a c t 3 t h co p t i m u mp u r i f y i n gc o n d i t i o n sf o rt h er u d ee x t r a c tt ot h es c r e e n i n ge x p e r i m e n tw e r f s e l e c t e d t kf l o wv e l o c i t yf o rd y n a m i ca d s o r p t i o nw a s2 0b v h - f o rd y m m i ed e s o r p t i o n , t h e c o n c e n t r a t i o no f e t h a n o lw a s7 0 ，t h ef l o wv e l o c i t yo f e t h a u o lw a s2 0b v 士i a n dt h ev o l u m eo f t h e e t h a n o l w a s 4 b v t h er e c o v e r y o f p e l y p h e n o l s w a s 7 9 4 4 t h r o u g ho x i d a t i v em o d i f i c a t i o no fl o w - d c u s i t yl i p o l a v t e i n ( l d l ) w h i c hw a si n d u c e db y 印p 咖i nv i t r o ，t h ef o r m a t i o no f d a ，l 枷l l l s c i n ，a n dt h er e l a t i v ee l e e t m p h o r e t i cm o b i l i t yo fu ) l o x i d i z e dw e r ed e t e r r a m e d n cr e s u l t ss h o w e dt h a tt h e e x t r a c th a dg o o di n h i b i t i o nt ot h el d l o x i d a t i o n 1 ) w h e n t h ea d d i t i o n l e v e l s o f t h ee x t r a c t o f s y , - 加g a o b l a t a 丘耐1 e a f w e r e5 0 m g l 1 删 n a g l 1 t h ei n h i b i t i o nt ot h ef o r m a t i o no fm d a i no x - l d l w e r es i g n i f i c a n lt h ei n h i b i t i n ge x t e n t s w e r e1 0 0 - 7 1 9 r e s p e c t i v e l y t h e r ei ss t r o n gc o r r e l a t i o nb e t w e e nd o s ea n de f f e c t 2 ) x t f v h c u t h ea d d i t i o n i e v e l so f t h ee x t r a c t o f s y r i n g a o b a 船l n d 三i e a f w e 他5 0 m g - l 1 4 0 0 m g l 1 t h ei n h i b i t i o nt ot h ef o r m a t i o no fl i p e f o s c i ni no x - l d lw e r es i g n i f i c a n t 1 1 把i n h i b i t i n g e x t e n t sw e r e2 9 2 - 5 6 2 r e s p e c t i v e l y t h e r ei ss t r o n gc o r r e l a t i o nb e t w e e nd o s ea n de f f e c t 3 ) w h e nt h ea d d i f i o nl e v e l so ft h ee x t r a c to f s y r i n g ao b l a t al n d l 1 e a f w e r e1 0 0m g l 1 2 0 0 m g l 1 ，4 0 0r a g - l 1 。t h ei n h i b i t i o n t ot h er e l a t i v ee l e c t r o p h o r e t i em o b i l i t yo fo x - l d lw e r l s i g n i f i c a n lt h ci n h i b i t i n ge x t e n t sw e r e1 7 5 。2 2 4 a n d3 1 2 r e s p e c t i v e l y 5 t h es c a v e n g i n ge c t i v i t yo fe x t r a c tf r o ms y 砌g ao b l a t al i n dl 1 e a fo nh y d r o x y lf r e er a d i c a l a n ds u p c r o x i d ea n i o nf r e er a d i c a lw e r es t u d l e d t h ef i n a lr e s u i t ss h o w e dt h a tt h ec x n a c th a d s i g n i f i c a n t l ys c a v e n g i n ga c t i v i t yt ot h eh y d r o x y lf r e er a d i c a l t h ea d d i t i o nl e v e l so ft h ee x t r a c to f 东北农业大学工学硕士学位论文 s y r i n g ao b l a t al i n dl l e a fw e r e0 0 0 7 8 - 0 2 5 0 t h es c a v e n g i n ge x t e n t sw e 2 0 8 - - 9 6 2 ， r c s w e t i v e l y n ee x t l a c th a dh 迪出e rs c a v e n g i n ga c t i v i t yt oh y d r o x y lf r e er a d i c a lt h a na s c o r b i ca c i d w h e nt h ea d d i t i o nl e v e l so fa s c o r b i ea c i dw e r e0 0 6 2 5 a n d0 1 2 5 m es c a v e n g i n ge x l e n t s 珊 8 7 4 a n d9 1 1 t h ea d d i t i o nl e v e l so ft h ee x t r a c t o f s y r i n g ao b a t a a n d l l e a f w e r e6 0m g l - j 2 4 0m g l 4a n d9 6 0n a g l i th a ds o r l l es c a v e n g i n ga c t i v i t yt ot h es u p e r o x i d ea n i o nf r e er a d i c a l 皿es c a v e n g i n ga c t i v i t yo ft h ee x t r a c tt ot h es u p e r o x i d ea n i o nf r e er a d i c a lw a si n c r e a s e d 勰 a d d i t i o nl e v e li n c r e a s e d b u tt h ee x t r a c lh a dl o w e rs c a v e n g i n ga c t i v i t yt os u p e r o x i d ea n i o nf l e e r a d i c a lt h a na s c o r b i ea c i d ，o n l yw h e nt h ea d d i t i o nl e v e lo ft h ee x t r a c tw 弱2 4 0n a g l 1 i th a dt h e s 啪es c a v e n g i n ga c t i v i t y a s e o r b i ea c i dw h i c hw a s1 0 0 r a g l - 4 6 t h ce x t r a c tf r o ms y r i n g ao b l a 细l i n dl l e a fh a dg o o da n t i o x i d a t i o a0 1 1t h el a r da n dr e f i n e d s o y b c a l lo n t h ee f f e c tw a ss i m i l a ri ot h a to fp r o p y lg a l l a t ew h e nt h e yw e r ea tt h es a m ea d d i t i o n l e v e l ( 0 0 1 ) w h e nt a ca d d i t i o nl c v e l si n e r e a s e x lt o0 0 5 a n d0 1 ，t h ea n t i o x i d a t i o no ft h e e x i n ds t i l li n c r e a s e di nt h e1 w oe d i b l eo i l s b u tt h ee x t e n ti n c r e a s e dw n o ts i g n i f i c a n t t h i s m e a n tt h a tw h e nt h ea d d i t i o nl e v e lo ft h ee x l r a e tw 0 0 1 - 0 0 5 i nt l a ee x p e r i m e n t , i th a dt h e s a m ea n t i o x i d a t i o n p r o p y lg a n a t e w h e nt h ea d d i t i o ni e v e lw 鹊0 1 f i l es t o r a g et e m p e r a t u r e w 私6 0 ：t = 1 ，2 5d a y sl a l e r , t h ei o vo tl a r ds a m p l ew 鹋1 4 5m e q k g - 1f g b 1 6m e a l k g 1 ) a n d t h ep o vo tr c t i n e ds o y b e a n 甜w a s9 4m c q 唔1 ( g b r 1 0m e q i c g 。1 ) ，w h i c hc o n f o r m e dt o n a t i o n a ls t a n d a r d k 昭w o r d s ：s y r i n g ao b l a t au n c t l l c a f ；p o l y p b e n o l ；e x t r a c t i o n ；p m i f i e a t i o r , ；a n t i o x i d a t i o n ；e d i b l e o i l ；f r e er a d i c a l c a n d i d a t e ：w a n gl i l i s p e e l a i 蚵：f o o ds c i e n c e s u p e r v i s o r ：p r o f z h a ox i n h u a i 研究生学位论文独创声明和使用授权书 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得 ( 注! 垫翌直墓他噩噩挂型直盟的：查拦互窒2 或其他教育机构的学位或证 书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：王厨两 日期：御年彳月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。 本人授权学校可以将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、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解 密后适用本授权书) 学位论文作者签名：王两厨 日期：w 刀年铜日 导师签名：延打i 。吼刁嘲，细 引言 1 引言 1 1 紫丁香 紫丁香( y r i n g ao b l a t a l i n d l 。) 别名丁香、紫花丁香为木犀斟( o l e a c e a e ) t 香属( s y r i n g a ) 落叶灌木，植物资源丰富，是庭院绿化的主要树种。紫丁香高可达5m ，树皮灰褐色，有浅 沟裂，枝为假二叉分枝，幼枝较粗壮。单叶对生，叶子表面深绿色，短柔毛或无毛，背面淡 绿色，中脉在背面稍突起，侧脉不突起。叶柄长1 2e m - 3 锄，叶呈广卵形，通常宽大于长， 长4 e m 一9c m ，宽5 伽一1 0 ，基部心形，先端锐尖。圆锥花序自侧芽生出，顶芽缺，长可 达2 0 ，宽可达1 0 锄，花大。紫红色，开后花色变淡，花期5 月。在世界上主要分布于 欧溯和亚洲，该植物约4 0 多种，我国现有2 3 种，主要分布于我国东北、内蒙古、华北、华 东和西北。生于林缘、路旁，多由人工栽培( 魏征骥，2 0 0 4 ) 。 我国栽培丁香、应用丁香的历史悠久，自有丁香的栽培以来。丁香很早就开始了在古代 园林中的应用。例如。江悠悠人不问，十年动外醉中身，殷勤却解丁香结，缎放繁技散缝春。” 和。一树百枝千万结，更应熏染费春工”这两首诗正是古人对园林中春季盛开的丁香花芳香 袭人，使人陶醉的赞誉。随着园林事业的发展，对于丁香的应用也达到了兴盛时期，到了明 清时期，在寺庙、住宅、私人庭园以及皇家园林中，都可见到有丁香栽植。 丁香属植物种类丰富，花色淡雅、美丽，花期从早春到初夏，都有各种丁香相继开放， 而且，它们又具有较强的抗逆性和适应不良环境的能力，多数种类都能在北方栽培，因此利 用各种丁香为材料，建立起专类花园的作法经久不衰。本世纪初，美国阿诺德树木园率先用 各种丁香的种，变种及丰富多彩的栽培品种，建立了颇具特色的丁香专类花园。此后，在欧 洲一些国家的植物园、树林园内，也相继建立了一些丁香专类花园。 1 2 紫丁香的应用价值 1 2 1 花、叶、根、茎的应用 丁香的花、叶、根、茎均可入药。根据本草纲目等有关文献的记载，丁香的根，茎、 叶、花、果等都可用于医药。紫丁香的根和茎，可清心、解热、治疗头痛健忘和失眠等症状； 暴马丁香的茎及其芯材，含o 4 的挥发油，可以镇咳化痰、顺气平喘，主治慢性支气管炎； 花叶丁香的根，能宽胸顺气，祛风湿、治疥疮；羽叶丁香的根及茎，能顺气温中。暖胃治喘； 白丁香的叶，其煎煮液，可治疗红眼病。丁香入药在藏医药中称之为4 沉香”。从丁香中还 可以提取丁香酚。可治疗牙科疾病，防腐止痛，效果显著。丁香散发出来的花香，含有丰富 的丁香酚，对人的大脑皮层、中枢神经有兴奋作用，有利于调节情绪，提神养性，促进健康。 丁香酚中所含的化学物质，其杀菌能力比石炭酸高5 倍以上。对肺炎双球菌、流感细菌等也 有一定的抑制作用。因此开花时节，特别是当丁香花盛开时，若能经常散步丁香树下，或将 一束怒放的丁香花陈设在室内，不仅使入精神轻松、消除疲劳。还可以起到杀菌及清新空气 的作用( 魏征骥，2 0 0 4 ) 。 1 2 2 园林绿化中的应用 丁香可作为装饰树群边缘的主要花本可三五成群地丛植，装饰在向阳坡地上。这样的配 东北农业大学工学硕士学位论文 植，既符合丁香的生态习性，也是绿地中构成树群形式的主要成分。使这一树群形成具有远 近、上下冠层等不同层次的丰富变化的景观，在工作之余，给人们创造可以尽情地享受具有 大自然之类的环境。丁香对烟尘、氟化氢以及二氧化硫等有毒气体都具有一定的抵抗性，因 此，在二氧化硫的轻度污染区以及氟化氢的中度污染区，都可以使用丁香作为绿化材料。这 对降低烟尘、清新空气都是很有效的。丁香属植物都是小乔木或灌木，树冠低矮，对吸收工 矿区的噪音，也可以起到良好的作用。因此，丁香是工矿区和工矿职工生活区中优良的绿化 树种，是美化和净化工矿区环境不可缺少的良好植物材料。 1 2 3 丁香花芳香油的应用 丁香属植物是蜚声世界的观赏植物，此外，在很多方面都有用途。很早以前，我国就开 始了用丁香治病，所以，丁香是一种良好的材料；从丁香油中提取的丁香酚，不仅可以消炎 治病，也是化妆用品中的保健原材料；还可以从花中提取芳香油。有些具有浓香的种类，如 暴马丁香、紫丁香等，可以从其花中提取芳香油，应用于化妆品等工业中。丁香中的丁香酚， 可用于日用化妆品工业制造中，并起杀菌消炎之效。可将提取的丁香酚用于牙膏、香皂、润 面化妆品中，可以起到很好的保健作用。 1 3 植物多酚的作用 人类对植物多酚的认识和利用具有悠久的历史。从远古时代人们就有意识地将之用于鞣 革、治病和染色，近代则大量用于石油开采( 稀释剂和堵剂) 、木材加工( 胶粘剂) 、采矿( 浮 选剂制剂) 、水处理( 除垢剂) 、金属防腐( 涂料) 然而，随着本世纪5 0 - 7 0 年代合成材料 的兴起，天然产物一度被置于次要地位，甚至被忽视，多酚也不例外。近年来，随着对天然 产物开发币j 用的重新兴起，植物多酚再次成为研究的热点。多酚化学的发展拓宽了这类天然 产物的应用领域，加深了利用深度( 宋立江等2 0 0 0 ) 。 1 3 1 植物多酚在医药中的作用 1 抑菌 多酚对多种细菌、真菌、酵母菌都有明显的抑制能力，对霍乱菌、金黄色葡萄球菌、大 肠杆菌等常见致病菌都有很强的抑制作用。茶多酚可作胃炎和溃疡药物成分，抑制幽门螺旋 菌的生长并可抑制链球菌在牙齿表面吸附，抑制不溶性糖苷的合成。植物多酚对常见化脓性 感染金黄色葡萄球菌和白色葡萄球菌，对引起继发感染的变形杆菌和绿脓杆菌，对各种痢疾 杆菌、伤寒杆菌和副伤寒杆菌，对食物中毒的鼠伤寒杆菌、沙门氏菌等有明显的抗菌作用。 对金黄色葡萄球菌也有明显的抗菌作用( 金莹等2 0 0 5 ) 。 2 抗病毒 有研究表明，多酚对腺病毒( a f v 3 、a f v 7 ) ，副流感病毒( i 、1 1 i ) ，呼吸道合胞 病毒 r s v ) 和柯萨奇病毒( c o x b l 、c o x b 2 、c o x b 3 、c o x b 4 、c o x b 5 、c o x b 6 ) 所致细胞 病毒具有明显抑制作用。另外目前多酚的抗艾滋病( a i d s ) 研究令人注目，研究发现低分 子量水解单宁，尤其是二聚鞣花单宁( 如马桑因、仙人草素) 可作口服剂用来抑制a i d s ( 裘 爱泳等2 0 0 3 ) 。 3 抗心脑血管疾病 一些研究结果表明，膳食中多酚类物质的摄入量与心血管疾病的发生有很大的相关性。 2 引言 膳食中的黄酮类物质与冠心病、血浆总胆固醇和l d l 有负相关性。氧化修饰的低密度脂蛋 白( o x - l d l ) 在动脉粥样硬化的发生中起主要作用，促进胆固醇酯和泡沫细胞的生成。水 果和蔬菜中的抗氧化剂多酚类物质可以与l d l 结合，从而保护多不饱和脂肪酸不被氧化。 多酚物质可以抑制血小板的聚集，调节胆固醇的合成和吸收( 金莹等2 0 0 5 ) 。 4 抑制癌症 植物多酚防癌抗癌的作用机理主要可以概括为：抗氧化作用、诱导肿瘤细胞凋亡，诱 导肿瘤细胞分化、影响信号传导、改善免疫系统、减毒作用。 5 护肝益肾与其它作用 由于多酚能改善血液状态，降低血糖粘度，同时减少肝脏线粒体中自由基，从而对肝脂 质过氧化起到较强抑制作用。其它柿子多酚还可对蛇毒蛋白质结合起解毒作用。与尼古丁形 成难以挥发的复合物，减少烟雾中尼古丁含量。在石榴皮和槟榔中多酚具有驱虫作用。其它 植物多酚降解后小分子产物可作为合成药物的中间体( 裘爱泳等2 0 0 3 ) 1 3 2 植物多酚在食品中的作用 1 滋味 植物是人类食物最主要来源，广泛存在于植物体的多酚无疑也是人类食物的一类重要成 分最明显例子是多酚与唾液蛋白结合成为食品涩味的原因，也是由于氧化偶合及分子降解 生成天然色素而改变食品的风味和色泽，尤其对于多种饮料如茶、咖啡、葡萄酒、啤酒，涩 味对产品独特口感的形成起到不可替代的作用( 韩丙军等2 0 0 5 ) 2 色泽 ， 植物多酚也是某些色素的前体，植物多酚很容易被氧化，特别是在多酚氧化酶的作用下， 氧化偶合成红棕色或褐色的醌类产物，成为食品色素中一部分令其色泽发生改变。其对食 品影响可分为两个方面：不利的方面在于多酚的氧化使食品发生褐变，在有氨基酸和蛋白质 存在的情况下褐变更为严重；如有金属离子存在，植物多酚还会形成水溶性差的有色螯合物 影响食品的色泽。有利方面是因为多酚的氧化反应，使某些食品如红茶和红葡萄洒色泽漂亮； 另外，对一些天然的色素还有辅色作用( 裘爱泳等2 0 0 3 ) 。 3 食品添加剂 植物多酚是一类抗氧化和清除自由基的活性物质，从植物中提取的物质可作为天然食品 添加剂中的抗氧化剂和防腐剂。油脂是许多食品的主要组分，构成油脂的主要成分是多种高 级脂肪酸的甘油脂。油脂在储藏过程中容易发生氧化反应油脂的氧化反应是自由基反应， 产物是氢过氧化物。催化剂可以是光、热、金属离子、酶等，氢过氧化物又易分解成小分子 量的醛、酮，酸，这些分解产物有毒，气味难闻。可以诱发多种病症。添加抗氧化剂可以减 缓油脂氧化。人工合成的抗氧化剂如二叔丁基甲苯( b t r r ) 和叔丁基羟基茴香醚( b h a ) 等抗氧化活性较好，但其安全性受到怀疑。研究开发高效安全的天然抗氧化剂，成为当今食 品抗氧化剂研究领域中的热点之一。目前茶多酚已形成工业产品，在食品工业中得到应用( 裘 爱泳等2 0 0 3 ；韩丙军等2 0 0 5 ) 1 3 3 植物多酚在化妆品中的作用 1 植物多酚的美白作用 吸收紫外线是多酚的美白途径之一，通过复配可有效地吸收整个区域的紫处光，减少黑 3 东北农业大学工学硕士学位论文 色素的生成。其二，皮肤黑化，雀斑、褐斑和老年斑都与体内酪氨酸酶和过氧化酶的活性增 高密切相关。植物多酚对酪氨酸酶和过氧化酶的抑制，达到美白作用。其三，植物多酚还可 以使黑色素还原和脱色，因为多酚具有抗氧化作用可以还原黑色素中间体，抑制黑色素的生 成。其四，植物多酚作为氢供体可消除自由基( 周玲，2 0 0 5 ) 2 植物多酚的收敛作用 人们在化妆品中采用植物多酚晟直接的原因在于其收敛性。这一性质使含多酚的化妆品 在防水条件下对皮肤有很好的附着能力，并且可使粗大的毛孔收缩，使松弛的皮肤收敛、绷 紧而减少皱纹。从而使皮肤显现出细腻的外观。多酚的收敛作用还可以减少油腻性皮肤的过 渡分泌，接触皮肤后可使汗腺收敛抑制捧汗，从而达到减少汗液分泌量。因此植物多酚也可 用作抑汗剂( 韩丙军等2 0 0 5 ) 。 3 植物多酚的防晒作用 多酚是一类在紫外线光区有强吸收的天然产物。而且对人体无毒性。如茶多酚、柿子单 宁等从植物中提取的多酚均已被证实。通过几种多酚和黄酮的复配利用其紫外光区吸收的差 异可得到广谱防晒的天然紫外吸收剂起到减少皮肤黑色素的形成，防止皮肤老化的作用( 宋 延生。1 9 9 0 ) 4 植物多酚的保湿作用 保湿剂是为了保持皮肤的娇嫩润滑，需要在皮肤表面使用能与水结合的保水物质，使角 质层保湿，延缓和阻止皮肤内水分挥发，这种物质叫做保湿剂。植物多酚即是一种具有保湿 作用的天然产物，因其分子中含有多元醇结构，可使空气中吸潮，植物多酚的保湿还在于具 有透明质酸酶的抑制活性，从而达到护肤品中真正生理上的深层保湿作用 5 植物多酚的抗皱作用 皮肤老化表现在皮肤弹性下降、松弛、粗糙、皱纹和老年斑等现象。从生理上看。主要 涉及皮肤蛋白质和结缔组织的交联和降解两类反应，活性氧自由基是交联的一个主要因素， 抗氧化剂通过消除自由基起抗皱作用，多酚对胶原酶和弹性蛋白酶有抑制作用，可阻止弹性 蛋白的含量下降或变性，维持皮肤弹性及防皱作用( 宋美娟，1 9 9 3 ) 6 植物多酚对皮肤的其它保健作用 植物多酚具有多种药理活性和生理活性，如多酚的收敛，止血、抑菌、抗炎、抗变态等 性质，可以作为外敷剂治疗皮肤的多种炎症和加速伤口愈合，对皮肤起保健作用。 1 3 4 植物多酚的重要性质一抗氧化 大量资料显示，多酚物质具有很强的抗氧化作用，其抗氧化的作用机理可能是由于以下 几种原因： 1 直接清除活性氧自由基 通常状况下，体内自由基的产生和生物体自身对其的清除是平衡的。平衡失调的情况下， 过剩的自由基进攻构成组织细胞的生物大分子，对机体造成如下的损害： 1 ) 损害生物膜 当氧自由基过剩时，可使许多重要的生物大分子发生超氧化反应，如使核酸、蛋白质、 膜多聚不饱和脂肪酸( p u f a ) 等出现交联或断裂，导致细胞结构和功能的破坏。集中表现 为o h 对细胞膜、细胞器膜等生物膜的攻击。其损伤过程为：( 1 ) 与膜上的酶和受体进行共 价结合，从而影响膜成分的活性。( 2 ) 与膜的组成成分共价结合，从而影响膜的功能与抗原 4 引言 特异性。( 3 ) 通过共价结合，使巯基氧化或改变p u f a 与蛋白质比例而干扰膜转运( s a n d r a 等2 0 0 2 ) 。 2 ) 导致机体衰老 脂质过氧化的最终产物丙二醛( m d a ) 与大分子交联会形成高聚物，即脂褐素，难溶 于水，不易被排除，在细胞内大量沉积，妨碍细胞代谢，加速细胞机体衰退，使人体皮肤失 去弹性，出现老年斑、记忆力下降、视力减退等衰老现象( k a r i n 等2 0 0 1 ) 。 3 ) 基因突变与癌变 自由基与脂质过氧化物很容易和d n a 在碱基位置上形成共价结合，对碱基进行修饰， 使核塘氧化、碱基丢失、d n a 链断裂、蛋白质交联等。如羟自由基o h 能夺取d n a 分子中 碱基上的h 原子，具有脱嘌呤和脱嘧啶的作用。使d n a 断裂或交联，引起基因突变，改变 遗传信息的传递。导致蛋白质与酶的合成错误，诱发癌变( v a n i 2 0 0 6 ) 。 目前的研究普遍认为，人体老化导致癌症、心脏病、脑中风等疾病，主要是由于自由基 未能得到有效清除造成的。因此，如果食物中含有丰富的抗氧化物质，就有益寿延年的作用， 植物含有丰富的自由基清除物质。大部分属于酚类化合物与类胡萝 素。 植物多酚的结构中富含酚羟基，可提供活性氢使自由基灭活。而本身被氧化形成的自由 基，由于含有邻苯二酚结构而具有较高的稳定性，因此，植物多酚是供氢的自由基清除剂( 胡 秀芳等1 9 9 9 ) z 抑制脂质过氧化反应 体内产生的自由基极易侵害细胞脂质中的不饱和脂肪酸，形成脂自由基引起脂质过氧化 反应。植物多酚不仅可清除链引发阶段的羟自由基和超氧阴离子自由基，成为断链型抗氧化 剂，还可以清除链反应中间产物脂过氧化自由基和烷氧自由基，从而阻止脂自由基的传播扩 增( k a r i n 等2 0 0 1 ) 。 油脂在氧化过程中要产生多种自由基、氢过氧化物和有毒聚合物，不利于人类健康。自 由基在生物体内起着相当重要的作用，它参与了生物体内的许多生物学过程，氧化损伤分子 的脂质、蛋白和核酸，与衰老和许多疾病的发生、发展密切相关。因此在生物体内必须有一 定量的抗氧化剂，用来清除自由基减少对生物体的危害( 黄永芳等2 0 0 5 ) 。 3 螯合金属离子 铁、铜等金属离子是许多自由基产生过程的催化剂，尤其是f c ”。f c ”介导脂质过氧化， 也是羟自由基等产生的媒介物。植物多酚物质中的邻苯二酚结构可螯合铁离子，形成无活性 的铁复合物，从而影响氧化过程( 宋立江等2 0 0 0 ) 4 激活细胞内抗氧化防御系统 细胞内存在着抗氧化防御系统，可及时清除体内过剩的自由基，维持自由基的动态平衡。 细胞内抗氧化防御系统主要有抗氧化酶和一些低分子化合物。低分子化合物如维生素c 、维 生素e 、谷胱甘肽( g s h ) 等可及时中止自由基链反应，抑制自由基的产生。如维生素e 可 清除3 0 2 和0 2 一阻断脂质过氧化。茶多酚一方面还原维生素e 自由基而使细胞内维生素e 再 生，减少维生素e 的耗损；另一方面增强谷胱甘肽还原酶( g s h - r ) 活性，使氧化型谷胱甘 肽还原，在谷胱甘肽过氧化物酶( g s h - p x ) 作用下清除h 2 0 2 和氢过氧化物( 胡秀芳等1 9 9 9 ) 。 1 4 植物多酚的提取 植物多酚种类繁多，均以混合形式存在，它们在植物体内通常与蛋白质、多糖以氢键和 5 东北农业大学工学硕士学位论文 疏水链形式形成稳定的分子复合物。通常可以根据不同植物的结构及多酚的分子量，采用溶 剂提取、沉淀分离、超临界流体( s c f ) 萃取和微波辅助提取等方法进行分离( 裘爱泳等2 0 0 3 ) 。 1 4 1 溶剂提取 植物有效成分溶剂提取的原理是：根据植物中各种成分在溶剂中的溶解性质，选用对有 效成分溶解度大，对无效成分溶解度小的溶剂，将有效成分从植物组织中溶出。当溶剂加到 植物原料中时一溶剂扩散、渗透通过细胞壁进入细胞内，可溶性物质溶解，造成细胞内外的 浓度差，以此为推动力使细胞内可溶性物质向溶液主体扩散，至细胞内外有效成分浓度达到 动态平衡，滤出溶液( j o h n , 2 0 0 5 ) 。影响提取速率的因素，主要有以下几点： 1 液固两相的接触面积 接触面积越大，浸提速率就越快，一般提取速率与固体颗粒的直径的平方成正比。故物 料越薄越小，浸提速率越快。但也不能太薄太细碎，否则会阻碍溶剂在提取溶器内的流通， 并使一些杂质成分溶解在溶液中，而且会增加过滤的难度，反而使生产不经济。 2 主体溶剂与相界面之间有效成分的浓度差 有效成分浓度差是推动提取进行的主要因素，根据f i c k 第一扩散定律，浓度差越大， 提取的传质推动力就越大，提取速率就越快。 3 材料颗粒与溶剂固液两相的相对运动 加强两相问的相对运动，可以减少固液边界上液膜的厚度。降低边界层阻力，并使液膜 不断更新，从而提高浓度差，增大提取推动力，提高传质速率。加强两相间相对运动的最有 效方法是在提取设备中附设搅拌装置。 4 提取温度 对大多数物质而言，提取温度对提取速率有一定的影响，升高温度可以加大物质的溶解 度，溶液粘度下降，扩散系数就增大，可提高有效成分的扩散速率，从而提高提取速率。但 是提取温度过高，对一些热敏性物料有破坏作用 5 溶剂 溶剂对提取速率的影响是溶剂的溶解度、亲和力、粘度、分子大小等各因素的综合影响。 根据相似相容原理选择溶剂，同时还应考虑溶剂容易回收、适当的密度、表面张力、安全性 及化学稳定性等问题。 1 4 2 沉淀分离 沉淀分离多酚物质的原理是多酚物质在一定的介质中，与某些无机离子形成沉淀而富集 多酚，经转溶再用有机溶剂萃取的方法沉淀分离是在溶液中加入溶剂或沉淀剂，通过化学 反应或者改变溶液的p h 、温度、压力等条件，使分离物以固相物质形式沉淀析出的一种方 法。能否将分离物从溶液中析出，取决于分离物的溶解度或溶度积，关键在于选择适当的沉 淀剂和控制条件，沉淀的目的在于通过沉淀使目标成分达到浓缩和去杂质，或是将已纯化的 产品由液态变成固态。最初该方法使用重金属离子( 如p b “、c u 2 t ) 作为沉淀剂，但是由于 重金属离子毒性较大影响产品质量，逐步被毒性较小、廉价易得的c a “，m 9 2 + 、越“、z n 2 + 等沉淀剂所取代。近年来又发现了酸类及阴离子沉淀法、非离子型聚合物沉淀法以及均相沉 淀法等( 韩丙军等2 0 0 5 ) 。 6 引言 1 4 3 超临界流体萃取技术 超临界萃取是以某一介质作为萃取剂，在其临界温度和临界压力时，从液体或固体物料 中萃取出待分离的组分的一种方法。超临界流体由于接近液体的密度使之具有较高溶解度， 由于接近气体的粘度，使之具有良好豹流动性，扩散系数介于气渡之间，使之对待萃取的物 科组织有良好的渗透性，这些特征大大提高了溶质进入超临界流体的传质速率。超临界流体 对萃取成分的溶解度与压力密切相关，随着压力增加，流体气相密度迅速增加，当压力稍大 于临界压力时，溶质在超临界流体中的溶解度急剧增加，这样可将溶质萃取出来；反之，当 压力下降时，溶解度随之急剧降低，这样可将溶质从超临界流体中分离出来( j o h n 等2 0 0 5 ) 1 4 4 微波辅助提取 微波辅助提取是一种新的提取方法，它结合了传统的溶液提取和微波辐射技术。微波辅 助提取的优点是提取时间短、溶剂用量少和适用性广微波使原料分解，这样可以使物料中 的多酚提取完全。微波加热均匀，产品的性质更好自动化强，市场上以有多种自动化的提 取设备 根据有关资料报道，采用微波辅助提取时溶剂和原料的比例为2 0 ：1 在进行微波处理 之前，原料需要预先浸提1 5h 。浸提后的原料在微波条件下处理4r a i n 一1 0r a i n ，处理4 5s - 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