石榴皮多酚提取工艺及活性研究进展
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第30卷第1期Vol.30,No.1
西华大学学报(自然科学版)
Journal of Xihua University ·Natural Science
2011年1月Jan.2011
文章编号:1673-
159X (2011)01-0098-05收稿日期:2010-10-14基金项目:四川省教育厅自然重点项目(09ZA158);西华大学2008校人才培养与引进科研课题(R0820501)
作者简介:唐鹏程(1985-),男,硕士研究生,主要研究方向为食品营养与安全。通信作者:焦士蓉(1968-),女,副教授,博士,主要研究方向为食品生物技术。E-
mail :jsrong2004@ 石榴皮多酚提取工艺及活性研究进展
唐鹏程,焦士蓉,唐远谋
(西华大学生物工程学院,四川成都610039)
摘要:结合多酚提取方法及原理,综述了近年来国内外关于石榴皮多酚的提取方法,并对石榴皮提取物活性
研究成果进行了归纳和总结。
关键词:石榴皮;多酚;提取;活性中图分类号:TS255
文献标志码:A
Advance of the Extraction of Pomegranate Peel Polyphenol and Its Activity
TANG Peng-cheng ,JIAO Shi-rong ,TANG Yuan-mou
(School of Bioengineering ,Xihua University ,Chengdu 610039China )
Abstract :In this paper ,methods for extraction of Pomegranate Peel Polyphenol are reviewed ,at the same time ,the activities of pomegranate peel extract at home and abroad are summarized.
Key words :pomegranate peel ;polyphenol ;extraction ;activity
石榴(pomegranate )为石榴属落叶灌木或小乔
木植物,原产于中亚一带,至西汉张骞出使西域引入我国,我国陕西临潼、山东枣庄、安徽怀远、四川会
理、云南蒙自均有种植[1]
。石榴皮(pomegranate peel )为石榴的干燥果皮,其性酸、味涩,具有涩肠、
止血、杀虫之功效[2]
。石榴皮多酚是石榴皮中多酚羟基化合物的总称,包括鞣花单宁、没食子单宁、鞣花酸、没食子酸、儿茶素、花色素、绿原酸、阿魏酸和栎精等多种化合物,占干重量的10% 20%,研究表明其具有抗氧化、抗衰老、抗菌、抗突变、降血压和润肤美容的作用,在食品、医药和日用化学品等领域有巨大的应用价值。
1石榴皮多酚提取方法
多酚物质的提取方法一般有热水提取法、溶剂提取法、碱性稀醇或碱性水提取法、超声波辅助提取法、微波提取法和超临界CO 2提取法,在多酚的提取过程中选择适宜的提取方法将有助于提取效率的提高和提取效果的增强,从而得到理想的实验效果,为后续实验创造有利的条件。
1.1
溶剂提取法
溶剂提取法是根据植物中各种成分在溶剂中的溶解性质,选用对活性成分溶解度大,对不需要溶出成分的溶解度小的溶剂,将活性成分从植物组织内
溶解出来的方法[3]
。目前,多酚的浸提方法主要是有机溶剂提取法,常用的有甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙
酯等[4-6],这些有机溶剂对多酚都有良好的溶解能
力,不与多酚物质发生化学反应,且浸出杂质少、易
于分离。贾冬英等[7]
采用体积分数为20%的乙醇做溶剂,料液比1:20,在50ħ条件下提取1h ,多酚
得率达22.86%,取得了很好的效果;孙兰萍等[8]
亦
采用50%的乙醇作为提取溶剂,在液料比25ʒ1,
70ħ条件下提取1.5h ,石榴皮多酚得率为16.28%;
王晓瑜等[9]
通过预实验采用甲醇、乙醇、乙酸乙酯和水分别对新疆石榴皮总多酚进行提取,结果多酚得率是甲醇>乙醇>水>乙酸乙酯。由于甲醇和乙醇作溶剂时多酚得率相差不大,并且三种溶剂中乙醇的安全性最高,价格最为低廉,来源广,回收率高,因此选用乙醇作为提取溶剂。由此可见,石榴皮多
第1期唐鹏程,等:石榴皮多酚提取工艺及活性研究进展
酚的提取在提取溶剂的选取上,乙醇备受青睐。
1.2微波辅助提取法
物料经微波加热,内部温度升高、压力增大,当压力达到一定程度时,原料物细胞发生破裂,细胞内的欲提取物质溶入提取溶剂中;再者,微波产生的电磁场加速了被萃取成分由物料内部向萃取溶剂界面的扩散速率,从而缩短了萃取时间[10-11]。宋薇薇等[12]在最佳实验条件下:乙醇为40%、提取功率为242W、提取时间为60s、料液比为1ʒ35时,提取3次粗提取物多酚含量为19.548g/100g;刘洪等[13]采用微波提取法对四川会理石榴皮中的多酚进行提取,通过正交试验确定最佳的提取工艺:30%乙醇溶液,料液比1ʒ20,提取功率300W,提取温度60ħ,提取时间100s,提取3次多酚得率达26.91%。各因素对石榴皮多酚得率的影响由大到小依次为提取功率>提取温度>提取时间>提取次数。微波辅助提取石榴皮多酚时间短、多酚得率较高,为提取工艺的综合研究找到了一条新途径。
1.3超声波辅助提取法
超声波辅助法是利用超声波使植物组织在溶剂中瞬时产生空穴效应,让其细胞破裂,从而溶剂渗透到植物细胞内部,溶解其活性成分。超声波辅助提取具有提取效率高、不破坏有效成分、可防止提取物在长时间高温或空气暴露条件下发生降解或褪色等变化的特点,目前已广泛用于提取生物碱等生物活性成分[14-15]。赵艳红等[16]通过响应曲面法优化超声波提取石榴皮多酚,探讨了在该最佳提取条件下石榴皮多酚得率与二次提取时间的关系,还对摇床振荡提取和超声波辅助提取进行了比较,超声波提取不需加热,总提取时间仅为35min,为摇床振荡提取时间的1/7。得到了可供工业化生产参考的最佳提取条件:乙醇体积分数为59%,超声时间(第1次26min,第2次为10min),超声功率90W(超声强度为0.2W/cm),提取量达321.26mg/g;焦士蓉等[17]通过正交试验,在以溶剂为40%乙醇、料液比为1ʒ30、提取时间为30min、提取温度为60ħ的最佳工艺条件下提取3次。按此最佳条件提取石榴皮多酚,其提取率为25.45%。所以,超声波辅助提取能有效地提高总多酚的提取速率,具有时间短、提取量高等优点。
1.4超临界流体萃取法
超临界流体萃取分离是利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下,将超临界流体与待分离的物质接触,使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。超临界CO2萃取技术具有安全、卫生、高品质、高效率、可以在常温下运行的特点,特别适合对挥发性和热敏性物质的提取,并能保证提取物的“纯天然性”。于基成等[18]通过单因素条件的选择以及正交试验的优化,采用超临界CO2萃取技术提取绿茶中茶多酚的最优条件为温度60ħ、压力25MPa、萃取时间1h,茶多酚的萃取率为43.68%。从实验数据我们可以看出其多酚提取率较为可观。冯务群等[19]用超临界CO2萃取、超声提取、微波提取及浸渍提取等方法提取石榴皮中的没食子酸并用HPLC法测定其含量。结果表明:4种方法提取所得没食子酸的含量分别是0.396%、0.311%、0.271%和0.498%。可见以超临界CO2萃取法提取石榴皮中的没食子酸是一种提取效率较高的提取方法。
2石榴皮提取物活性研究成果
2.1抗氧化作用
自由基是人体内许多生化反应的中间代谢产物。正常情况下,人体内自由基处于不断产生和不断清除的动态平衡中,自由基产生过多或清除过少,就会造成对组织的伤害[20]。Harman[21]在总结前人研究的基础上完善了自由基理论:认为自由基攻击生命大分子从而造成组织细胞损伤,是引起机体衰老、肿瘤和一些其他疾病的根本原因。现代医学和自由基科学越来越多地证明自由基与许多生命现象的疾病密切相关,例如动脉粥样硬化、高血压、白内障、癌症、心肌缺血再灌损伤、关节炎和类风湿症等。石榴皮多酚提取物能有效地清除自由基,从而能起到抗氧化的作用。张茜等[22]研究表明:石榴皮的水、甲醇、丙酮和乙酸乙酯4种提取物均具有抗油脂过氧化和清除DPPH自由基的能力,其抗氧化活性随添加量的增加而增加。其中丙酮提取物的抗油脂过氧化作用最大,当其添加量为猪油质量的0.1%时,抗油脂过氧化活性接近添加量为0.02%茶多酚或BHT。质量浓度为0.0175mg/mL的水提取物对DPPH自由基的清除率高达85.2%,高于BHT,但略低于茶多酚;田卉等[23]通过石榴皮醇提物和小鼠肝匀浆共浴,用自发产生脂质过氧化或分别以自由基诱导剂CCL4、H2O2和铁离子-抗坏血酸(Fe2+-VitC)激发脂质过氧化作用,以MDA产生量作为脂质过氧化作用程度指标。结果表明:石榴皮醇提物可明显降低小鼠肝组织自发性MDA的生成,减轻CCL
4
、H
2
O
2
和(Fe2+-VitC)所致的肝脏脂质过氧化反应,具有良好的抗脂质过氧化作用;周本宏等[24]研究了石榴皮对自由基引起的细胞膜脂质过氧化损
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