葡萄籽中含有大量以黄烷醇结构为主的黄烷类生物活性物质。原花青素也称黄烷-3-醇(flavan-3-ols)聚合体,包括黄烷-3、4二醇,其C环3位碳上连有一个羟基,是由儿茶素、表儿茶素单体以4、8键或4、6键或2、7键(很少)聚合而成的儿茶素类化合物,有人将其称为缩合单宁。
国内外大量医学和药理学研究表明:原花青素具有抗氧化、清除自由基、降血压、降血脂、消炎、抗癌、治疗心血管疾病等功效。1995年,从葡萄籽中提取的原花青素被美国公众评为最受欢
迎的十种植物药之一。1997年,美
国《Whole Food》杂志对美国200
家草药零售商(或称天然食品店)
销售情况进行了调查,葡萄籽提
取物(主要成分为原花青素)的
年销售额为997万美元。在欧洲、
东南亚一带(韩国、日本、),
原花青素越来越受到了人们的重
视。每年,我国葡萄废弃物高达
十几万吨,如何对葡萄废弃物进
行有效的综合利用一直是食品科
技工作者极为关注的问题。
1 材料与方法
1.1 实验材料
赤霞珠葡萄籽:由秦皇岛华
城葡萄酒有限公司提供;没食子
酸(分析纯):贵州遵义第二化工
厂生产;原花青素标样由天津尖
峰天然产物公司提供;甲醇、丙
酮、乙醇均为分析纯。
1.2 主要仪器
LENGGUANG722可见分光
光度计:上海精密科学仪器有限
公司;QZR-5型喷雾干燥机:无
锡市林洲喷雾干燥厂;DFT——
200中药粉碎机:浙江温岭市大德
中药机械有限公司;ZX98—1旋
从葡萄籽中提取分离原花青素的研究
李春阳,许时婴,王 璋
(江南大学食品学院,无锡 214036)
摘要:葡萄籽中总酚含量(以没食子酸计)大约为4.85%,原花青素含量为3.05%(以湿基含水10%计算),具有很大的开发利用价值。研究结果表明:选择130~150目的葡萄籽粉,在20℃条件下,采用70%丙酮搅拌40分钟,提取原花青素效果最佳,提取率可达99.11%;超声波处理对原花青素提取有一定影响,在保持提取温度不变的情况下,超声波处理功率档次越大,原花青素提取率越高;葡萄籽进行真空干燥比自然干燥的原花青素提取率高12.61%。
关键词:葡萄籽;原花青素;总酚
中图分类号:S325 文献标识码:A
Extraction of proanthocyanidins from grape seed
LI Chun-yang, XU Shi-ying, WANG Zhang
(Food college, Southern Yangtze University, Wuxi 214036 )
Abstract: The percentage of phenols (calculated as GAE) in grape seed is about 4.85%, proanthocyanidin about 3.05%(10%moisture of raw materials). So exploitation of grape seeds has great value in use. The research results showed that when the grapeseed powder of 130~150 mesh was extracted by 70% acetone with stirring 40min at 20?, the extract ratio of proanthocyanidinwas the highest of 99.11%. At a constant temperature, the more power of ultrasonic wave, the higher extract ratio ofproanthocyanidin. The extract ratio of proanthocyanidin in grape seed dried by vacuum-desiccator was 12.61% higher than driednaturally.
Key words: Grape seed; Proanthocyanidins; Phenols
试验研究SINO-OVERSEAS GRAPEVINE & WINE
转蒸发仪:上海仪表电机厂。1.3 实验方法
1.3.1 原花青素的提取:葡萄籽真空干燥后,用中药粉碎机粉碎,称取100克粉置于烧杯中,加入70%乙醇600ml进行提取,即得原花青素粗提液。
1.3.2 原花青素粗粉制备:将上述原花青素粗提液离心、过滤,真空浓缩至100ml,再经喷雾干燥即得原花青素粗粉(也有人称之为葡萄籽提取物、葡多酚)。1.3.3 原花青素含量的测定
试剂配制: A:1%香草醛溶液(称取1.000g香草醛溶于甲醇液中,最后定容到100ml)。 B:8%的盐酸液(取8ml浓盐酸溶于甲醇中,定容至100 ml)。显色剂:A:B=1:1,现用现配。
标准曲线绘制:配制原花青素标准溶液,浓度为1.2mg/ml。分别取1、2、3、4、5、ml,然后定容至10ml。再各取1ml,分别加入5ml显色剂,摇匀。避光,在30±1℃恒温水浴中保持30min。取
原花青素提取率=[(原花青素含
量×溶液液体积×稀释倍数)/
(原料中原花青素含量×称样量)]
×100%。
2 结果与讨论
2.1 葡萄籽的化学组成
由表1可知,葡萄籽中粗纤维
和碳水化合物含量较高。葡萄籽
中的多酚类物质(主要是原花青
素)大多以结合态与蛋白质、纤
维素结合在一起[4、5],一般不易被
提出,需加入有机溶剂、加酸、搅
拌、加温等处理,才能够提取出
来。
2.2 葡萄皮、梗、籽中的总酚、原
花青素含量
以甲醇为提取溶剂[6],测定
葡萄籽中的多酚与原花青素见表
2。从表中可见, 葡萄籽中多酚和
原花青素的含量较高,分别为4.
85%和3.05%,具有一定的开发利
用价值。葡萄皮、梗中原花青素
含量比葡萄籽少的原因是:在植
物代谢过程中,葡萄梗起着输送
营养物质的作用,大量酚类物质
前体如乙酸、苯丙酸等在浆果和
籽中合成酚类物质,经葡萄梗输
送到植物的各个部位,因此果浆
和籽中的酚类物质(主要是原花
青素)含量比梗中要高。而葡萄
皮长期暴露在空气中,在日光的
照射下,所含酚类物质发生氧化
分解,其酚类物质的含量也比籽
低[7、8]。从表2还可以看到,葡萄
籽、梗、皮中原花青素含量分别
占总酚的62.9%、40.2%、46.7%,
因此国外研究者把葡萄籽看作是
儿茶素类物质的最佳来源,从葡
萄籽中提取原花青素。
2.3 有机溶剂种类和浓度对原花
青素提取率的影响
以80目葡萄籽粉为原料,在
20℃条件下,搅拌提取40分钟。
由图1可知,甲醇、乙醇提取原花
青素的效果相差不大,丙酮提取
效果显然比前两者都好。70%丙
酮提取原花青素效果最佳,低于
或高于此浓度,原花青素提取率
都降低,其中100%丙酮提取率最
低;乙醇浓度为70%时原花青素
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提取率达到最大值为87.44%,低于或高于70%乙醇浓度时,原花青素提取率都下降;甲醇浓度变化对原花青素的提取率影响较小,采用90%甲醇的原花青素提取率最大为87.40%,随着甲醇浓度降低(由90%降低到50%),原花青素提取率逐渐减少,但是降低幅度不大。
原花青素含有多羟基,丙酮含有酮基易于与原花青素中的羟基以氢键形式缔合,在水溶液中两者的氢键缔合作用较强,因此含水丙酮提取原花青素比甲醇、乙醇强。
2.4 超声波处理对原花青素提取率的影响
我们选用了50%、70%、90%、99%四个功率档次,以80目葡萄籽粉为原料和70%乙醇为提取溶剂,在20℃条件下研究超声波处理对原花青素提取率的影响。由图2可见,随着超声波功率档次的增加,原花青素提取率也增加,近似成线性关系。而超声波处理时间对原花青素提取率的
影响较为复杂,随着时间的延长,
超声波提取原花青素的提取率开
始保持平稳(15~30分钟),在45
分钟时略有下降,在60分钟时有
很大提高。这主要是刚开始时超
声波提取的大部分都是以游离态
形式存在的原花青素,而大部分
与纤维素、蛋白质紧密结合的原
花青素尚未被提取出来,因此原
花青素的提取率趋于稳定,在45
分钟时由于热效应产生的氧化作
用超过提取效应,使原花青素提
取率略有下降。但随着超声波处
理的进行,与纤维素、蛋白质紧密
结合的花青素被大幅提出,60分
钟后超声波提取效应远远超过热
效应,原花青素提取率迅速上升。
2.5 提取温度和搅拌时间对原花
青素提取率的影响
原花青素是葡萄籽中多酚的
重要组成部分,其稳定性较差,易
氧化、聚合。温度升高,原花青素
会发生氧化,提取率下降;温度
降低,原花青素与蛋白质、纤维
素等结合物分离较慢,提取率也
下降。因此,我们设置了10℃、20
℃、30℃三个提取温度,以80目
葡萄籽粉为原料和70%乙醇为提
取溶剂,搅拌40分钟,进行提取。
由图3可知,原花青素在20℃时
提取率最高。搅拌时间对原花青
素提取既有正影响也有负影响,
从理论上来说搅拌时间越长原花
青素提取也越充分。但是,随着
搅拌时间的延长,一是大量空气
混入提取液中,使酚类物质与氧
充分接触,发生氧化;二是搅拌
时间越长,搅拌产生的热量会使
局部提取液中的原花青素在高温
下发生氧化、聚合等变化,使原
花青素提取率下降。理想的搅拌
时间应为40分钟,此时原花青素
提取率最高。
2.6 葡萄籽粉粒度及酸化对原花
青素提取率的影响
以70%乙醇为提取溶剂,在
20℃下提取,由图4可知,当葡萄
籽粉粒度为130~150目时,原花
青素提取率最高。但葡萄籽粉粒
度越小,粉碎时间越长,容易产
生热效应,使部分原花青素发生
SINO-OVERSEAS GRAPEVINE & WINE
氧化、造成一定损失。在提取过程中加入适量的乙酸主要是为了破坏蛋白质、多糖、纤维素与原花青素的结合,从而提高原花青素的提取率和提取速度。过度酸化,会造成原花青素酸解沉淀,原花青素提取率反而下降。2.7 干燥方式对原花青素提取率的影响
葡萄籽一旦从鲜果中分离出来,必须及时干燥,否则高水分含量的葡萄籽极易发生氧化,使葡萄籽中的原花青素含量降低。而且,不同干燥方式处理的葡萄籽,原花青素的提取率也有很大不同。由图5可知,对于60~80目葡萄籽粉,真空干燥粉比自然干燥粉的原花青素提取率多9.9%;对于80~150目葡萄籽粉,则多12.61%。这主要是由于真空干燥后的葡萄籽粉结构更有利于溶剂提取,而且粒度越小,越有利
于原花青素的溶出,原花青素的提取率越高。3 结论
3.1 以130~150目的葡萄籽粉为原料,采用70%丙酮提取原花青素,在温度为20℃、搅拌时间为40分钟时,原花青素提取率最高为99.11%。
3.2 超声波处理对原花青素提取有一定影响,在保持提取温度不变的情况下,超声波处理功率越大,提取率越高。
3.3 真空干燥的葡萄籽粉比自然干燥的葡萄籽粉原花青素提取率高,粒度越小原花青素提取率越高。对于80~150目葡萄籽粉,真空干燥比自然干燥的原花青素提取率高12.61%。
参考文献
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图4 籽粉粒度及酸化对原花青素提取率的影响
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