花生功能因子的研究与开发

1、花生功能因子的研究与开发孙庆杰 博士 教授青岛农业大学食品科学与工程学院2011年 4月报告内容引言1花生多酚2花生磷脂4结论6花生油中功能成分3花生多肽5一.引言 花生（Arachis hypogaea L.）属于豆科植物，营养价值和大多数坚果基本相同，所以一般归类为坚果。花生是唯一生长在地下的坚果，所以又称为落花生。 花生含有大量的功能活性成分。其中花生仁含 40-50%的油脂，27-29%的蛋白质。除富含油脂、蛋白质、膳食纤维外，花生还富含功能活性成分、包括多酚物质、花生类黄酮、原儿茶素乙酯、磷脂、多肽、维生素E、白藜芦醇等。同时，花生也富含植物甾醇、镁、钙、锌等。 花生中的主要成分如表

2、1所示。表1 花生的主要成分（%）成分子叶花生壳种皮胚芽水分5-85-89.01 蛋白质27.64.8-7.211.0-13.426.5-27.8脂肪52.11.2-2.80.5-1.939.4-43.0碳水化合物13.310.6-21.248.3-52.2 灰分2.441.9-4.62.12.9-3.2 主要介绍了花生多酚、白藜芦醇、花生类黄酮、原儿茶素乙酯、花生油、生育酚、植物甾醇、磷脂、花生多肽等花生功能活性成分的研究进展，以及关于花生在食品、医药、养殖等行业中的应用。二.花生多酚 多酚类物质是花生的重要组成成分，多酚是多羟基酚类化合物的总称，又叫单宁、 鞣质，它是植物的次生代谢产物，分

3、子内含有多一个或几个苯环相连的羟基化合物，具有极强的抗氧化、酶活性抑制、抑菌、抗突变、抗炎、防辐射、降血压等活性。 美国科学家研究发现花生红衣中存在三类多酚物质，包括酚酸（咖啡酸，绿原酸，阿魏酸和香豆酸），黄酮（儿茶素和原花青素），芪（白藜芦醇）。 据报道：每克脱脂花生红衣中含150mg的多酚化合物。 研究还发现，在花生红衣中发现六种原花青素，这六种化合物都能抑制透明质酸酶的活性，这是一种能够释放组织胺从而引发炎症的酶。 这些研究证明花生红衣富含廉价的功能营养成分，若将其功能成分提取成商业化产品，必将产生巨大的经济效益。 2.1 多酚类化合物白藜芦醇 白藜芦醇（3、5、4-三羟基-反-均二苯代

4、乙烯）是植物在受到应激时自身合成的一种植物抗毒素。存在于花生，葡萄籽和酒中。 白藜芦醇还作为抗氧化剂、调节脂蛋白代谢、抑制血小板凝集、活血剂来保护机体的健康，白藜芦醇最重要的作用是对多种肿瘤细胞具有抗性作用，作为化学预防剂，白藜芦醇在肿瘤的起始、 促进、发展3个阶段均有作用。 目前市场上白藜芦醇的价格大概在3000元/公斤。在商品的花生酱中发现了白藜芦醇糖苷，其含量在0.187-0.067微克/克。利用大孔树脂分离法提取花生红衣中的白藜芦醇已经应用工业生产中。 2.2 花生类黄酮 黄酮类化合物是一类植物的次级代谢产物。 花生壳提取物的有效成分是以木犀草素为主的黄酮类化合物。现代研究表明, 花生

5、壳黄酮具有降脂减肥、抗自由基、抗氧化、抑菌、抗病毒等作用。 黄酮类化合物是植物化学及医药保健领域研究的热点之一。随着对黄酮类化合物研究和应用的不断发展, 人们将目光转向寻找黄酮类化合物的新资源, 花生壳是一种优良的黄酮潜在资源。从花生壳中提取的黄酮类化合物无毒、安全, 且花生壳提取物因含有木犀草素等黄酮类化合物, 在体内具有较多的药理作用; 补充花生壳提取物可望成为调节身体机能、维护人体健康的有效方式。2.2.1 花生类黄酮的应用 （1）食品工业：研究表明，花生类黄酮具有不同程度的抗氧化作用，可以代替合成抗氧化剂，用于油脂中的氧化剂。 （2）药品工业：黄酮类化合物具有镇痛、保护心血管系统、抗心

6、率失常、降血脂、抗动脉粥样硬化、抗凝血、抗肿瘤等一系列的重要功用。原花青素与血管组织有着密切的关系，它们对于保护胶原蛋白和弹力蛋白有重要的作用，这是结缔组织中两种关键的蛋白质，同时能强烈抑制许多酶降解胶原蛋白，弹力蛋白和透明质酸。2.2.2 花生类黄酮原花青素 原花色素是一类黄烷类单体及其聚合体多酚类化合物。原花青素和儿茶素是目前为止花生中研究最深的黄酮类化合物 。 研究表明 ：原花色素不仅可用作清除人体自由基口服保健药品，还广泛用于延缓衰老、调节血压、血脂、抗肿瘤、健脑等保健食品中；同时还具有抗菌、消炎、除色素沉淀，使皮肤富有弹性、细嫩、光洁功能，也用于高级化妆品中。 葡萄籽和花生红衣中原花

7、青素和白藜芦醇含量是不同的（表2） 表2 花生红衣和葡萄籽中原花青素的成分（mg/100g，干基） 原料 类型 原花青素单体（儿茶素）原花青素二聚体 原花青素三聚体 原花青素四聚体 花生红衣未处理的 16.11.3 111.3 1.8221.3 7.8 296.1 5.8 烘烤后 8.8 0.3 143.5 3.0157.5 4.8 203.9 0.7葡萄籽种类嘉本纳弗朗 232 169 26 NR 卡勃耐 125 95 32 NR 佳美 228 375 67 NR 梅乐 143 97 23 NR 黑比诺 437 235 84 NR 霞多丽 141 126 9 NR 威士莲 49 54 7NR

8、 NR代表未报道 2.3 原儿茶素乙酯 Huang等人从花生红衣中分离得到一种抗氧化物原儿茶素乙酯（EP）（图2），EP具有较强的抗氧化性，能够抑制脂质的氧化。表2，显示了不同提取剂花生种皮提取物的得率和抗氧化性。 图2 原儿茶素乙酯的分子结构表2 不同提取剂花生种皮提取物的得率和抗氧化性样品 得率（mg） 抗氧化性（%） 花生种皮甲醇提取物 212.4 93.5 2.0c 花生种皮乙醇提取物 252.8 95.8 0.1b 花生种皮丙酮提取物 199.0 3.0 2.4e 花生种皮己烷提取物 35.1 3.0 0.4e BHA 90.4 0.3 0.4f 维生素E 99.1 3.6a 2.3

9、.1 原儿茶素乙酯的应用 （1）食品工业：Hsieh等人研究EP是抑制铜离子诱导的低密度脂蛋白氧化改性主要的来源。在不同的组织中EP已经被证明可以作为一种有效的抗氧化剂。 （2）药品工业： EP在肝脏中能够抑制二乙基亚硝胺，在口腔中抑制4-硝基喹啉-1-氧化物。在结肠中抑制氧化偶氮甲烷，在膀胱中抑制N-丁基-N-（4-羟丁基）-亚硝胺。因此，EP能保护这些器官免受自由基的侵害。 同时，EP也可以添加到食品中来保存和保护脂质免受氧化。但当剂量在500mg/l能促进肿瘤的形成，诱导小鼠皮肤过敏，扰乱最终致癌物质的解毒。因此，如果要把EP作为食品添加剂或植物化学物质，还需要对它的安全性和毒理进行更广

10、泛和细致的研究。2.3.1 原儿茶素乙酯的应用 2.4 花生多酚提取技术乙醇提取法脱脂花生衣在乙醇存在的条件下进行提取，抽滤后回收乙醇，经过真空干燥浓缩即可得到粗提取物。超声波提取法在乙醇提取工艺的基础上，加入超声波处理，提取多酚类物质，多酚类物质得率为6.45%。微波辅助提取法微波辅助提取，就是加入微波处理，然后确定最佳工艺，花生衣总多酚提取率可183mg/g。超临界萃取法国内学者采用超临界CO2萃取技术, 研究了从花生壳中提取多酚类物质的工艺。得率可达6.19%。酶解法日本的Motoda S，在35，pH4.7的条件下采用多酚氧化酶制取了花生红衣色素，提取率为15。 花生油是煎炸食品和烹饪

11、的优良油脂。花生油被认为是健康促进剂，因为花生含有更高的比例的不饱和脂肪酸，花生油通常含5565%单不饱和脂肪酸、2628%的多不饱和脂肪酸和1718%饱和脂肪酸。长链饱和脂肪酸（落花生，二十二碳烷酸，二十四碳烷酸）有助于人体内胆固醇的生长，只占花生油的一小部分。花生油由12种脂肪酸组成，大约80%的是油酸和亚油酸。同时也富含生理功能活性成分如生育酚和 植物甾醇类。三.花生油中功能成分3.1 生育酚 生育酚，也被称为维生素E，是仅能从植物提取的脂溶性抗氧化剂。花生富含生育酚，花生在生育酚含量随品种和产地而改变。花生油主要包括-生育酚（50-373ppm）和-生育酚（90-390）。Cobb和J

12、ohnson研究在花生中生育酚含量大概为26-60mg/g、-生育酚约含12-25mg 、-生育酚约含10-34mg、-生育酚约含0.6-2.5mg。 （1）食品工业：维生素E可作为油脂和含油食品的抗氧化剂，这在增加营养的同时，还可起到保持成分的稳定和保持新鲜风味的双重作用。 （2）化妆品行业的应用；在化妆品配方中加入维生素E，可防止基料中油脂类物质的氧化，增强皮肤柔软润滑感，防止色素沉淀，起到营养和改善皮肤的作用。3.1.1 生育酚的应用3.2 植物甾醇 花生毛油中植物甾醇的含量为0.19-0.25%，花生油脱臭馏出物中植物甾醇的含量可达到5.9%，为制取植物甾醇的良好原料来源 。 植物甾醇

13、类是所有植物油中的微量成分，且是油中不可皂化部分主要成分。花生油中主要的植物甾醇包括-谷甾醇（大于80%的含量），菜油甾醇（大约10%），和豆甾醇（小于5%）。植物甾醇不但可能以自由基的形式出现，而且也可以与游离的脂肪酸，糖基或酚酸酯化。自由形式的甾醇大约占总的植物甾醇的65%。 植物甾醇具有类似于羟基保泰松和氢化可的松的抗炎作用，医药上的谷甾醇软膏及片剂、栓剂和薄膜等可用于治疗口腔溃疡、支气管哮喘、放射性皮炎等疾病。此外，植物甾醇在饲料添加剂、纺织柔软剂、汽油乳化剂和颜料分散剂等方 面的应用也展现出良好的前景。3.2.1 植物甾醇的应用 四. 花生磷脂 磷脂是近年来迅速发展的医疗保健和营养补

14、品,是人体细胞不可缺少的基本物质, 它可增加磷酸胆碱、胆胺、肌醇和有机磷, 以补充人体营养的需要。它能够促进神经传导, 提高大脑活力, 而且由于它具有良好的乳化性, 能够阻止胆固醇在血管壁沉积并清除部分沉积物, 从而起到降低血清胆固醇、降低血液黏度、促进血液的循环、预防心血管疾病的作用。 磷脂还是一种优良的天然表面活性剂, 其突出的乳化、分散、渗透、稳定等性能, 广泛应用于食品、化妆品、饲料等工业。植物磷脂是一种纯天然食品乳化剂, 广泛用于人造奶油、冰淇淋、糖果、巧克力、饼干、面包和起酥油的乳化, 是一种有开发前景的食品添加剂。 花生磷脂是花生油精制过程中的一种副产品,由于含量比大豆和菜籽少,

15、 而且花生油对精制的要求不高, 有些地方省去了水化脱胶的工序, 有些甚至不进行精炼, 只通过简单的过滤, 因此花生磷脂长期以来没有得到利用开发。随着生活水平的提高, 人们对食品安全越来越重视, 国家对食用油的质量标准控制也越来越严格, 因此花生油生产必须经过精炼的工序, 其副产品花生磷脂是一种品质优良的磷脂,搞好花生磷脂的开发利用, 具有良好的经济效益和社会效益。五.花生活性肽 多肽是指对生物机体的生命活动有益或具有生物活性的肽类化合物。 花生多肽的总氮达 11.3%以上分子量在 2660 以下，最低可至 4500 ，水溶性均在 90以上。有研究证明，花生蛋白经蛋白酶 Alcalase 水解的

16、产物是多种小肽混合物，其分子量基本在 3002600 范围内，其中分子量在 1000 以下的约占 98.5%，由 8 肽以下的小肽组成，许多功能性小肽多集中在这部分 。功能性多肽的制备蛋白质酶解法合成法5.1 花生多肽的提取技术 食品级的5种蛋白酶-Alcalase、Protamex、Flavourzyme、木瓜蛋白酶和1398中性蛋白酶。 利用超滤法去除花生多肽酶解液中的大分子物质可以降低多肽分离的难度，并且与Sephadex G-25 凝胶过滤相结合可以分离出单一的多肽。 5.2 花生活性多肽的应用 花生蛋白活性多肽的研究在近几年得到了充分的发展，在营养保健领域应用广泛：一.多肽可由肠道不经降解直接吸收，吸收速度和吸收率比蛋白质和氨基酸都高，因而可作为肠道营养剂和以流质食物的形式提供给处于特殊身体状况下的人群。食欲不振和消化功能衰退的老人、手术后特别是消化道手术后的康复者或有待于治疗的康复病人、大运动负荷需摄入大量蛋白质而肠胃又不堪重荷者、蛋白质抗原性过敏性体质者等； 二.它不仅提供人体必须的蛋白营养，还能有效降低血液中胆固醇和甘油三酯的含量，加快体内耗能，抵抗肥胖； 三. 人体免疫系统只有获得充分营养特别是蛋白才能防止90以上的入侵细菌和病毒 从而起到预防作用是花生蛋白活性多肽能