葡萄籽原花青素的提取技术研究概况

来源:用户上传      作者: 陈娜

　　摘要：原花青素是植物界广泛存在的一类多酚类化合物，葡萄籽被认为是提取原花青素的最佳原料。随着科技的发展和进步，提取技术不断被突破，本文分析和整理近年来国内外期刊有关的文献，对葡萄籽原花青素的提取技术进行综述，为葡萄籽原花青素的工业生产研究提供参考。
　　关键词：葡萄籽，原花青素，提取
　　原花青素（Procyanidine，PC）是植物界广泛存在的一类多酚类化合物。葡萄籽作为葡萄酒及葡萄汁生产的下脚料，是原花青素的主要来源，具有明显的成本优势，被认为是提取原花青素的最佳原料。
　　原花青素由不同数量的单体黄烷-3-醇缩合而成，黄烷醇结构上可以连接不同的酰基或糖酰基，最常见的是没食子酸与（-）-表儿茶素C3羟基缩合形成的酯。由于单体组成及单体间连接键的不同，每种聚合体还可能包含许多同聚异构体，形成复杂的混合物。通常将聚合度2～4的称为低聚体（procyanidolic oligomers，简称OPCs），将聚合度5以上的称为高聚体（procyanidolicpolymers，简称PPC）。
　　随着科学技术的快速发展和进步，传统提取方法不断被突破，超临界流体萃取、微波辅助提取以及动态罐组式连续逆流提取等新的提取方法和技术不断完善。这些新技术具有提取率高、提取物纯度高、提取速度快等优点，具有十分广阔的应用前景。
　　1 提取技术
　　1.1 超临界流体萃取（SFE） 超临界流体萃取（supercritical fluid extraction， SFE）是以超临界流体代替常规有机溶剂，对中草药中有效成分进行萃取和分离的新技术。气体在超临界状态下兼有气液两相的双重特点，既具有与气体相当的高扩散系数和低黏度，又具有与液体相近的密度和对物质良好的溶解能力。将处于超临界状态下的流体与待分离的中药材接触，选择性地溶解其中的某种成分，然后通过减压，使超临界流体迅速挥发，被溶解的物质以固态或液态形式析出，从而实现所需组分的提取与分离。
　　国内外均有运用CO2超临界流体萃取法制备葡萄籽原花青素的报道。胡佳兴[1]利用甲醇为夹带剂的超临界萃取法提取葡萄籽中的原花青素；Chafer等[2]也是采用乙醇作为夹带剂提取原花青素，并用HPLC法测定提取物中的成分；Pinelo等[3]比较了超临界流体萃取法与固液萃取法，发现前者提取的原花青素具有更好的抗氧化性。超临界流体萃取主要获得低聚原花青素，产品具有较高的抗氧化性，但由于原花青素极性较高，在不添加夹带剂（甲醇、乙醇或丙酮）时萃取率较低。
　　1.2 超声提取 超声波具有空化、粉碎、搅拌、扩散、化学效应等特殊作用，能破坏植物细胞，促进溶剂渗透到细胞中，使化学成分溶于溶剂。超声波增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，提高药物溶出速度，缩短提取时间，提高提取效率。
　　目前，已有将超声提取技术应用到葡萄籽原花青素的提取中，但国内外报道的数量较少。Ghafoor等[4]通过正交试验对乙醇浓度、提取温度和提取时间等条件进行优化，结果显示超声提取法能缩短提取时间，显著降低提取温度，防止原花青素的降解。
　　受到设备条件的限制，目前超声提取技术基本上还局限于实验室小规模样品的处理，如能对原有的提取系统进行改进或开发新的超声提取系统，扩大其工业化生产规模，将会对中药制药业及中药产业化起到良好的促进作用。
　　1.3 微波辅助提取 微波辅助提取是利用高频电磁波穿透萃取媒质，到达被萃取物料的内部，微波能迅速转化为热能使细胞内部温度快速上升，当细胞内部的压力超过细胞壁承受能力时，细胞破裂，细胞内的有效成分自由流出，在较低的温度下溶解于萃取溶媒中，再通过进一步的过滤和分离后，获得最终萃取成分。微波辅助提取技术已应用于黄酮、蒽醌、皂苷、多糖、萜类和挥发油、生物碱、有机酸等多类化学成分的提取。
　　微波辅助技术用于葡萄籽原花青素提取的报道很少。Hong等[5]研究了微波法提取植物多酚，微波功率为300～150 W、提取时间为20～200 s的范围内改变提取条件，对多酚的提取率没有显著的变化，当提取溶剂中加入10%的水时，多酚的提取率从13.5%提高到15.2%。
　　尽管微波辅助提取具有一些其他提取技术难以比拟的优势，但其自身也存在一些不足之处。如不适于热敏感的物质。微波提取过程中是否会使化学成分发生变化等主要问题，目前对此尚未见较为深入的研究；大型微波设备如何防止微波泄漏，确保安全生产，也是微波提取技术需要解决的关键问题。
　　1.4 动态罐组式逆流提取 动态罐组逆流式提取是在多个提取单元之间，通过药材和溶剂的合理浓度梯度排列和相应的流程配置，结合物料的粒度、提取单元数和提取温度等参数，以循环组合的方式对物料进行提取的方法。该技术主要利用了固液两相中有效成分的浓度差，逐级将药材中有效成分溶出扩散至起始浓度较低的提取溶剂中，达到最大限度转移药材中有效成分的目的。目前，动态罐组式逆流提取技术主要应用于食品和中药材等天然产物有效成分的提取。该提取技术的研究刚刚起步，工业生产设备的设计与自动化的结合，有待进一步深入和完善。
　　2 结论
　　葡萄籽作为原花青素的最佳来源，具有强抗氧化作用，人体吸收度高，已被我国卫生部批准为保健品原料。在实际工业大生产中，提取时临众多挑战，为此笔者也曾进行过相关研究[6]。在此，对葡萄籽原花青素的提取技术进行概括，以使葡萄籽原花青素得到更好的应用。
　　参考文献：
　　[1]胡佳兴， 楼一层， 李淼，等. 葡萄籽中原花青素的超临界CO2萃取工艺优选[J]. 中国医院药学杂志， 2008. 28（12）： 968-970.
　　[2]Chafer A.， Pascual-Marti M.C.， Salvador A.， et al.， Supercritical fluid extraction and HPLC determination of relevant polyphenolic compounds in grape skin[J].Journal of Separation Science， 2005. 28（16）： 2050-2056.
　　[3]Pinelo M.， Ruiz-Rodriguez A.， Sineiro J.， et al.， Supercritical fluid and solid-liquid extraction of phenolic antioxidants from grape pomace： a comparative study[J].European Food Research and Technology， 2007. 226（1-2）： 199-205.
　　[4]Ghafoor K.， Choi Y.H.， Jeon J.Y.， et al.， Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction of Phenolic Compounds， Antioxidants， and Anthocyanins from Grape （Vitis vinifera） Seeds[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 2009. 57（11）： 4988-4994.
　　[5]Hong N.， Yaylayan V.A.， Raghavan G.S.V.， et al.， Microwave-assisted extraction of phenolic compounds from grape seed[J].Natural Product Letters， 2001. 15（3）： 197-204.
　　[6]栾连军， 陈娜， 刘雪松， 吴永江. 葡萄籽原花青素多级逆流提取工艺研究[J]. 中国食品科学， 2010，10（5）： 31-36.
　　编辑/许言
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