葡萄籽多酚的提取及抗氧化性研究和应用综述

2020-09-09徐伟伟

湖南饲料 2020年4期

徐伟伟杨泰

(湖南农业大学动物科学技术学院，湖南，410000)

众所周知，人们对物质生活的要求越来越高，食品中所含的营养成分逐渐被人们所重视，自然氧化对食品中的营养物质破坏严重。空气中氧气的氧化作用不仅会加快食品的变质腐败，而且会使食物中的油脂发生氧化酸败，危害人们的身体健康。因此，如何高效，安全防止食物氧化十分重要。除了采取一些必要的物理防护措施外，还需一些高效，安全的抗氧化剂帮助。随着国内外研究的发展，葡萄籽多酚（Grape seed polyphenols）优良的抗氧化特性被科研人员发现，它是高效低毒的天然抗氧化剂。

1 葡萄籽多酚组成及结构

葡萄籽多酚（GSP）的主要组成物质为没食子酸、儿茶素、原花青素二聚体、原花青素等，这些物质被称为多酚，多酚类物质因为具有数个酚基团而得名，其中原青花素以及白藜芦醇占绝大部分，葡萄籽多酚中的原青花素主要以B 形为主，及以儿茶素、表儿茶素或其没食子酸酯为单位，以C4－C8 （线形）或C4－C6 （支形）键合而成，平均聚合度为2.4～16.7，葡萄籽中分离出的单体、二聚体和三聚体等与其具有的结构类似，都有捕捉氧自由基的能力，其中二聚体已鉴定有8 种结构，具体结构如图1～4。

2 葡萄籽多酚的抗氧化作用

葡萄籽多酚是一种混合多酚，研究团队利用ESR 自旋捕集技术对葡萄籽中分离出的单体、二聚体和三聚体进行对氧自由基的清除率的测定，首先从结构上分析苯环上含有若干个羟基这种基团本身就决定了该物质具有一定的氧自由基清除能力，通过对Fenton 反应产生的羟基自由基的ESR 波谱分析后发现，随着葡萄籽多酚类物质的浓度增加， ESR 信号明显减弱，用DMPO（0.1mol/L）捕集的Fenton 反应（Fe2+（0.4mmol/L） +H2O2（0.05mol/L）产生的羟基自由基的ESR波谱显示在浓度为0.1μg/mL 对氧自由基的清除率几乎为零，而随着组份浓度的增加，当增加到组份的浓度大于20μg/m L 时葡萄籽多酚对氧自由基的清除率达100%，所以氧自由基的清除率与浓度有明显的依赖性。

王传现等在对葡萄籽多酚（GPC）对多种含氧自由基清除效果进行论述，在进行GPC 对·OH清除时发现·OH 被DMPO 捕捉形成自旋加合物DMPOOH 在ESR 波谱仪上呈现特征性波谱，再加入GPC 后ESR 波峰明显降低，说明GPC 对·OH 有明显的清除作用，在进行GPC 对LOO·清除时发现， Fe2+启动心肌线粒体膜脂质过氧化产生的LOO·被自旋捕捉剂4－POBN 捕捉,形成4－POBNOOL 自旋加合物在ESR 波谱仪上呈现特征性波谱,在加入GPC 后该图谱波峰明显降低，说明GPC 对LOO·有很好的清除作用。 GPC 可以降低细胞膜和小鼠心肌血清等组织成分的等脂质过氧化产物的形成，增强SOD， GSH－PX等抗氧化酶的活性,保护线粒体ATPase 活性， GPC 对生物膜脂质过氧化和阿霉素诱发的小鼠心肌等组织的脂质过氧化作用都有很好的预防作用。

3 葡萄籽多酚的应用

葡萄籽多酚具有特殊的生物活性和药理作用，在药品、食品、保健品等领域有很大的发展前景。

3.1 葡萄籽多酚在药品中的应用

3.1.1 GSP 降低小鼠收缩压

研究表明，葡萄籽多酚在铬、锌的共同作用下可以降低大鼠因年龄增加导致的收缩压增加，能有效延长有中风倾向的小鼠的寿命。

3.1.2 GSP 降脂防止小鼠动脉硬化

葡萄籽多酚对降低小鼠血脂以及防止动脉粥样化硬化也有显著作用，研究结果GSP 组与高脂模型组相比GSP 能显著降低小鼠血浆TC 和TG水平；减少AS 斑块的形成及斑块中巨噬细胞的浸润，调控肝脏中LDLR 相关蛋白1 （LPR1）和线粒体胆固醇27－羟化酶（CYP27A1）的表达，说明GSP 降脂可能与胆固醇代谢中的替代途径和中性成途径增加胆固醇转化成胆汁酸、促进脂质的转运有关。熊何健等通过实验发现葡萄籽多酚能够有效的降低血液中的血脂，与对照组相比降脂作用明显。

3.1.3 GSP 抗癌作用

葡萄籽多酚还具有抗癌作用，夏兰兰等，对葡萄籽的各酚类参数及抗癌细胞增殖活性进行了相关性分析，对癌细胞抑制的EC50 值与总酚、类黄酮及黄烷－3－醇含量显著相关，相关系数达到－0.918，－0.883，－0.825，相关性顺序依次为总酚＞类黄酮＞黄烷－3－醇，证了酚类化合物含量越高， EC50 值越低，对癌细胞增殖的抑制作用就越强，说明葡萄籽多酚对癌细胞也具有抑制作用。

3.1.4 GSP 抗炎作用

王雨楠等利用小鼠构建模型，将小鼠分为5组，分别为正常组（NC），疾病模型对照组（UC），阳性药物对照组（5－ASA） ,葡萄籽多酚高剂量组（GSPH），和葡萄籽多酚低剂量组（GSPL）进行为其一周的试验后处死，观察结肠组织病理形态的改变；使用qPCR 检测结肠组织中炎症因子的表达等，得出结论GSPH 与阳性药物组对炎症的消除作用相当，作用机制与其抑制炎症细胞浸润及消炎因子的表达有关。

3.2 葡萄籽多酚在食品中的应用

葡萄籽多酚因其生物特性现已广泛应用于食品行业，如作为抗氧化剂、着色剂、防腐剂等添加在肉制品、面包、蔬菜、方便面等预包装食品中，肉制品在储存运输过程中容易出现腐败发臭等现象，葡萄籽多酚现已证实可以预防食物氧化，脂质过氧化等，还可以预防食物腐败散发出来的腐败性气味等。 Ahn 等经研究指出，熟牛肉在冷冻储运过程中加入1%葡萄籽多酚有助于抑制沙门氏菌及大肠杆菌等病原微生物的生长，同时还可以降低牛肉中的脂质氧化产物，防止牛肉发生褐变。张峻等在食用油脂中添加葡萄籽提取物（0.2g/kg），进行油脂过氧化值测定，与常用的油抗氧化剂BHT （0.2g/kg）进行对照，发现在特定的条件下葡萄籽提取物可以使猪油等油脂类保质期延长。

4.葡萄籽多酚主要的提取方法

4.1 溶剂提取法

溶剂提取法是利用合适的溶剂将目标成分从物质中提取出来的方法，汪成东等采用有机溶剂提取法提取葡萄籽多酚，最佳提取条件：温度70℃， 50%乙醇浓度5 倍体积比，提取60min。熊何健等利用70%的丙酮水溶液在室温条件下浸取3 次， 0.5h/次，对脱脂葡萄籽进行葡萄籽多酚提取，提取率为13.3%，纯度为25.2%。唐华丽等利用Central Composite Design 法设计响应面试验，对溶剂提取法进行改良得出利用丙酮提取最佳提取条件：体积分数72%的丙酮，提取时间32min，提取温度65℃，提取次数4 次，提取率可达2.892%。

4.2 超声波辅助提取法

超声波提取法是溶剂提取法的一个改良提取办法，贾荣等利用超声波辅助乙醇提取法进行提取，最佳工艺条件：乙醇浓度为60%，提取温度为50℃，提取时间为30min，超声功率为120W，料液比为1： 8，提取次数为2 次，在此方法下，葡萄籽多酚的取得率为11.7%，多酚含量为32.86%，李华等利用超声波法对葡萄籽多酚进行提取，最佳工艺条件为：温度在45℃以下，频率为40kHz，液料比为1： 12，一共提取5 次，提取间隔时间为55min。

4.3 酶辅助提取法

原青花素等物质多存于植物体籽、皮和杆等组织中，使用生物酶解法可破坏植物细胞壁从而释放原青花素等物质，张涛等采用Box－Behnken设计对葡萄籽原花青素的纤维素酶辅助提取工艺最佳条件进行实验探究，发现最佳提取条件为：Ph4.4，酶浓度0.4%，酶解温度47.8%，在此条件下取得率为3.37%。

4.4 超临界流体萃取法

超临界流体萃取是利用超临界流体与固体或液体相接触，通过超临界流体将目标物质带出，并通过改变流体的压强与温度将目标物质分离出来，该方法溶解速度快，提取率高，成本较低，是现在新兴的方法之一，该方法目前还未用于工业化生产，这可能说明该方法不适合工业生产，所以目前还是溶剂萃取法运用最为广泛。

4.5 微波辅助提取法

微波具有控制方便，易于操作，易控制温度等特点，近年来被广泛用于植物组织中的物质提取，李凤英等利用微波辅助法对葡萄籽原青花素进行提取，确定最佳提取条件为：体积分数70%的乙醇，料液比为1g： 11ml，微波功率为180W，处理10s，在用50℃水浴浸取30min,原青花素提取量为4.109mg/g,不用微波则为2.394 mg/g，效果明显。