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原花青素(Procyanidin,Pc)也被稱為縮合單寧,是一種存在于植物中的多酚類化合物,是由不同數(shù)量的兒茶素(atechin)或表兒茶素(epicatechin)通過C4-C6或C4-C8鍵連接而成的二聚體,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中C4-C8連接而成的二聚體分別為B1、B2、B3、B4,C4-C6連接而成的二聚體分別為B5、B6、B7、B8,在8種異構(gòu)體中B2是活性最強的一個二聚體。原花青素按聚合度劃分,一般可分為低聚體(平均聚合度≤4)和高聚體(平均聚合度>4),且低聚體的抗氧化活性遠遠高于高聚體。
蓮房為睡蓮科植物蓮的成熟花托,在我國主要產(chǎn)白江西、湖南、福建、江蘇、浙江等省,呈倒圓錐狀或漏斗狀,直徑5.0~8.0cm,高4.5~6.0cm,鮮品為石綠色,干品表面灰棕色至紫棕色,質(zhì)地疏松,破碎面呈海綿樣。蓮房原花青素(LotusSeedpodPr0cyanic1in,LSPC)是蓮房的主要活性成分之一,是一種具有特殊分子結(jié)構(gòu)的類黃酮,具有改善睡眠、提高認(rèn)知記憶、抑制腫瘤、保護心血管系統(tǒng)、抗輻射、抗氧化損傷等多種生理功能,還具有抗脂質(zhì)氧化、抑制丙烯酰胺生成、抑制亞硝酸鹽、抑制糖基化終末產(chǎn)物等功效。蓮房中富含原花青素(干重中含量高達7.8%),而在民問除作藥用,多將蓮房丟棄,造成了資源的大景浪費。目前原花青素主要應(yīng)用在包括食品、藥品和化妝品等領(lǐng)域或行業(yè),且主要來源于葡萄籽和藍莓等,由于原料成本比較高,加之提取效率低下,使得原花青素價格普遍偏高。因此,最大限度開發(fā)利用蓮房及其原花青素將有利于拓寬原花青素來源,降低原花青素生產(chǎn)成本,進而實現(xiàn)原花青素的規(guī)?;瘧?yīng)用。本文歸納總結(jié)了日前蓮房原花青素的主要提取方法,綜述了蓮房原花青素的主要生理功能及其在食品在工業(yè)中的主要應(yīng)用,這將有利于原花青素新資源的積極開發(fā),最終助力于蓮房資源最大化利用,變廢為寶。
日前,LSPC的提取方法主要有傳統(tǒng)有機溶劑法、酶提取法、超聲波輔助提取法、脈沖超聲輔助提取法、微波輔助提取法等,現(xiàn)介紹如下:
回流、滲漉和恒溫水浴等幾種方法都是較為常用的傳統(tǒng)有機溶劑提取法。幾種常用的試劑的極性強弱次序為甲醇>乙醇>丙酮。其中乙醇因其價格實惠,來源充足,在提取原花青素中最為常見。適當(dāng)濃度(50%~75%)的甲醇和丙酮的水溶液對原化青素都有較強溶解性,常用于原花青素測定時的提取劑。例如,崔倩等利用正交試驗優(yōu)化了蓮房中原花青素的最佳提取工藝,即提取溫度50℃,提取溶劑60%乙醇,料液比1:30,提取時間30min,在此條件下測定了蓮房粉中原花青素的干基含最為7.58%。陳衛(wèi)航等借助響應(yīng)面分析法優(yōu)化了蓮房中原花青素的提取工藝參數(shù),即乙醇體積分?jǐn)?shù)50%、液料比25mL/g、提取溫度55℃、提取時問60min,在此條件下提取1次,原花青素的實際提取量可達6.67mg/100g。欒連軍等又利用正交試驗優(yōu)化了LSPC提取的最佳工藝條件,即8倍量50%乙醇回流提取2次,每次3h,在此工藝條件下,原花青素提取率達91.3%。此外,肖俊松等采用甲醇-水作為提取溶劑,利用同流裝置優(yōu)化了LSPC的提取工藝條件,即甲醇體積分?jǐn)?shù)60%、提取溫度60℃、提取時問lh、料液比1:20(m/V)、提取pH2.0,在此條件下原花青素提取率達到7.65%。
有機溶劑一般不被單獨使用,原因在于單純的有機溶劑滲透性差,而水恰好充當(dāng)著傳質(zhì)劑,因此使用水與有機溶劑混合使用能改良滲透性差的缺點。而且使用有機提取劑存在一些缺點,主要是提取過程耗時長,容易破壞熱不穩(wěn)定組分,提取物中雜質(zhì)較多,后期較難純化,且消耗有機試劑多,容易污染環(huán)境,不利于環(huán)保。因此越來越多的科學(xué)家都在致力于研究新型提取方法。
酶反應(yīng)過程能夠在較溫和條件下分解植物組織,同時也有很好的凹收率,被認(rèn)為是一種從植物中獲得有效成分,特別是熱敏性功效成分的良好方法。在眾多酶中,纖維素酶是目前最為常用的,因為植物細胞壁多為纖維素,細胞壁內(nèi)存在著細胞的活性成分,纖維素酶能夠使植物細胞壁受到破壞,從而使細胞內(nèi)容物釋放出來,進而提高提取率。
禹華娟等運用纖維素酶和果膠酶對蓮房組織進行酶解預(yù)處理,探討了酶法輔助對原花青素提取率的影響,通過正交試驗優(yōu)化了酶解時問、加酶量和酶解溫度等提取工藝參數(shù),即纖維素酶添加最為0.7%,果膠酶添加量0.1%,酶解溫度55℃,酶解時間2.5h,且優(yōu)化后的提取工藝與直接醇提法相比,能將原花青素的提取率提高約48%,達到4.334mg/mL。類似地,汪志慧等利用Box-Behnken中心組合試驗設(shè)計及響應(yīng)而分析,研究了雙酶法(果膠酶和纖維素酶)提取TSPC的最佳工藝參數(shù),即酶解溫度53℃、酶解時間1.6h、pH4.8、果膠酶:纖維素酶=1:1.1,在此工藝參數(shù)下原花青素的提取率為5.20%,且優(yōu)化后的工藝相對于單一乙醇法的提取率(3.84%)有明顯的提高。使用酶法提取原花青素是一種環(huán)境友好型的提取方式,條件溫和,耗能低,不會破壞環(huán)境,是值得后續(xù)繼續(xù)深入研究的方法。
超聲波輔助提取是一項新型的天然產(chǎn)物輔助溶劑提取中較為常見的技術(shù),它利用超聲波的空化作用、熱效應(yīng)、機械作用加速細胞壁的破碎,使胞外溶劑更容易進入細胞內(nèi),從而促使胞內(nèi)物質(zhì)向溶液內(nèi)滲出,提取效率比較高,在提取原花青素之類的熱敏性物質(zhì)方而展現(xiàn)出了良好的效果。李佳橋等以乙醇為提取劑,利用超聲波輔助提取法提取了蓮房中原花青素,優(yōu)化了提取工藝參數(shù),發(fā)現(xiàn)各因素對原花青素得率的影響大小順序為:乙醇體積分?jǐn)?shù)>液料比>超聲波功率>超聲時問,且優(yōu)化后的最佳工藝條件為:乙醇體積分?jǐn)?shù)45%、液料比21:1(v/w)、超聲波功率700W、超聲時問15min,在此條件下,原花青素得率達到最大值(6.81%)。超聲波輔助提取可以大大縮短提取時問,從而提高生產(chǎn)效率,同時操作也較簡單。
與傳統(tǒng)的連續(xù)超聲場相比,脈沖超聲場對細胞壁的破壞作用更強。段玉清等利用脈沖超聲技術(shù)輔助提取了蓮房中的多酚類化合物,研究了溫度、超聲時間、超聲功率、料液比對原花青素得率的影響,發(fā)現(xiàn)蓮房多酚最佳提取工藝條件為:溫度55℃,超聲功率1000w,超聲時間35min,料液比1:35,在此條件下,LSPC的得率為6.60%,比70%丙酮回流提取法高2.9倍,同時建立了原花青素得率與溫度、超聲功率、超聲時問、料液比關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。脈沖超聲輔助提取同樣可以大大縮短提取時間而提高生產(chǎn)效率,提取效果較好。
微波輔助提取法是由細胞內(nèi)的極性物質(zhì)(多為水分子)在微波輻射下散發(fā)大量的熱,造成水氣化的壓力沖破細胞膜和細胞肇,造成許多小孔,后續(xù)的加熱過程義會使胞內(nèi)和胞壁的水分散失,造成細胞收縮,胞壁裂開。因為小孔的形成和胞壁的裂開,外部溶劑更容易滲進細胞,最終使得原花青素被釋放出來。微波輔助提取時使用的頻率一般都比較高,可以深入到物體內(nèi)部,對細胞的形態(tài)造成破壞,且微波能在短時問內(nèi)快速高效提升物體溫度。因此微波提取時間被大大縮短,顯著地提高提取效率。
段玉清等利用正交試驗優(yōu)化了微波輔助丙酮提取蓮房中多酚類化合物的工藝條件,即提取時問90s,微波輸出功率700W,丙酮體積分?jǐn)?shù)為60%,料液比1:25(w/v),在此條件下,TSPC的提取得率為5.58%,是體積分?jǐn)?shù)60%丙酮回流提取法的2.6倍,且根據(jù)紅外光譜圖和液相色譜圖的對比分析,發(fā)現(xiàn)與60%丙酮回流提取法相比,微波處理對蓮房多酚類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和組成無影響,說明微波輔助法比較適合用于LSPC的提取。
微波輔助提取法優(yōu)缺點明顯,提取時間因設(shè)備差異而小同,少則幾分鐘多則幾十分鐘,操作較優(yōu)越,提取劑仍需用到有機試劑,故也會有一定的溶劑殘留風(fēng)險。
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本研究建立快速同時測定葡萄籽維生素E軟膠囊中原花青素和維生素E的含量測定方法。采取高效液相色譜法,選擇DikmaDiamonsilC18(4.6mm×150mm,5μm)為色譜分離柱,以甲醇為流動相,流速為1.0mL/min,檢測波長284m。
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了解更多> >板栗殼含有多種多酚類物質(zhì),原花青素就是其中一類具有抗氧化性的物質(zhì)。為了充分利用板栗殼資源,文章研究了光照、溫度、pH及金屬離子對板栗殼粗提物中原花青素穩(wěn)定性的影響;利用高效液相色譜-質(zhì)譜(HPLC-MS)對粗提物中原花青素進行結(jié)構(gòu)表征和種類鑒定;通過建立模擬胃和小腸消化環(huán)境的體外消化模型,探究原花青素在人體中的消化情況。
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