超临界萃取葡萄籽原花青素的研究进展

1. 2 溶剂提取法
葡萄籽经烘干、粉碎、调湿后, 放入滤纸筒中, 将 滤纸筒放入索氏提取器, 从提取器上部倒入沸程为 30~ 60 石油醚或者正己烷, 倒入时尽量让溶剂直 接进入滤纸筒, 溶剂量大约为烧 瓶容积的 2 /3。冷 凝回流, 水浴加热烧瓶, 开始提取。国外研究机构采 用过热 正 己烷 提 取法, 采 用 索氏 提 取, 提 取温 度 80 。溶剂提取法出油率较高, 提取较彻底, 溶剂可 回收, 降低了成本, 操作简易, 易于实验室研究; 但在 溶剂回收过程中易引起不饱和脂肪酸分解且产品中
2. 1 抗氧化作用
原花青素是一种高效的抗氧化剂, 其在生物体 内的抗氧化作用 高于常用的维生素 C 和维生素 E 几十倍, 实验证明, 服用原花青素可明显提高身体的 抗氧化能力, 保护抗氧化酶的活性, 减低脂质过氧化 物水平, 抑制生物膜脂质过氧化, 并能减轻 DNA 氧 化损伤的程度, 促进 DNA 损伤的修复, 许多欧美国 家认为长期服用原花青素制剂能延缓衰老过程, 预 防肿瘤、动脉硬化等疾病的发生。
有溶剂残留, 溶剂极易燃, 对操作安全要求较高。
1. 3 超临界流体萃取法
不饱和脂肪酸不稳定, 容易被氧化分解, 用 CO 2 超临界流体萃取葡萄籽油具有独特的优势。提取条
件: 采用 CO 2 超临界提取装置, 水分含量为 5 0% ,
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广 东轻工 职业技术 学院学 报
第 5卷
湿蒸时间 30m in, 萃取压力 28M Pa, 温度 33 , 气速 3 5kg /h, 在此条件下萃取 1 5h, 葡萄籽油的提取率 可高达 14% 。超临界流体萃取法最大的优点是可 以低温操作, 避免了不饱和脂肪酸被氧化分解, 而且 溶剂无残留, CO 2 易得, 且能耗低。与溶剂提取法相 比, 省去了溶剂回收以及 精炼过程, 从而降低了成 本, 容易实现工业化生产。
第 3期
周 亮 等: 超临界萃 取葡萄籽原花青素的研究进展
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决定了其在提油、萃取天然成分等非极性物质方面 具有独特的优越性: 速度快, 产率高, 油脂色泽浅, 脱 酸、脱色、脱蜡、脱臭等在萃取器内一次完成。现在, 超临界流体技术的基础性和应用性研究正处于一个 高潮。
超临界流体萃取工艺超临界流体萃取是以高压 下的高密度超临界流体为溶剂萃取所需组分, 然后 采用升温、降压及吸附等手段将溶剂与所萃取的组 分分离, 其基本工艺为: 将物料与超临界流体在萃取 器混合后, 高密度的超临界流体就能选择性地萃取 物料中所需要的组分, 然后使含有提取物的超临界 流体从萃取器进入分离器, 通过调节温度和压力使 其密度降低, 萃取物和超临界流体在分离器中分离 开来。超临界流体经降温和压缩送回萃取器中循环 使用。具体操作方法如下:
第 5卷 第 3期 2006年 9 月
广东轻工职业技术学院学报 JOURNAL OF GUANGDONG INDUSTRY TECHN ICAL COLLEGE
V o .l 5 N o. 3 Sep. 2006
超临界萃取葡萄籽原花青素的研究进展*
周 亮1 莫启武 2
( 1. 广东轻工职业技术学院 广东 广州 510300; 2. 美晨集团股 份有限公司 广东 广州 510075)
收稿日期: 2006- 07- 09 * 基金 项 目: 广 东 省 自 然 科 学 博 士 启 动 资 金 资 助 项 目
( 04300373) 作者简介: 周 亮 ( 1972- ), 男, 博士。
- 3醇 ( 5, 7, 3 , 4 - tetrahydroxyflavan - 3- ol), 即 ( + ) - 儿茶素 ( ( + ) - catech in) 、( - ) - 表儿茶素 ( ( - ) - epicatechin) 为单位聚 合而成的 这类 化合 物。
2. 2 清除自由基作用
现代医学研究证明, 人体疾病的发生与自由基 损伤有密切关系, 自 由基攻击生物膜, DNA 等生物 大分子, 引发脂质的过氧化, 从而对机体组织、细胞 产生损伤作用。原花青素是一种良好的自由基清除 剂。实验证实, 原花青素对氧负离子自由基等多种 自由基均有不同程度的清除作用。在体内和体外实 验条件下, 均可观察到原花青素对自由基损伤有良 好的防护作用。原花青素可有效的预防、阻断和终 止活性氧自由基引发的脂质过氧化链式反应, 从各 个不同方面抑制自由基对人体的损伤作用, 从而产 生了强大的抗衰老作用和对各种疾病的防治作用。
目前, 超临界 CO2 萃取研究的重点包括以下几 个方面:
(一 )超临界 CO2 流量对出油率的影响: 超临界 CO2 流量主要影响萃取时间。一般来说, 流量越大, 葡萄籽出油率越高, 但流量过大不利于分离器中葡 萄籽油和 CO2 分离。因此, 二氧化碳的流量选择为 本研究的主要内容之一。
(二 )萃取压力对出油率的影响较 大, 在温度、 流量恒定时, 压力增大, 超临界 CO2 密度增大, 葡萄 籽油在 CO2 中的溶解度增加, 但二者并非呈线性关 系, 当压力增加到一定程度时, 葡萄籽油在 CO2 中 的溶解度增加缓慢, 考虑到高压会增加设备投资和 操作费用, 影响油的纯度, 故并非压力越高越好。选 择合适的萃取压力为研究的主要内容之一。
2. 3 抗辐射作用
原花青素可有效预防和减轻紫外线照射对皮肤 的损伤, 对皮肤细胞有保 护作用, 可 以消退皮肤色 斑, 从而产生美白护肤作用。以其为功效因子的美
白化妆品在欧美有多种产品上市, 受到消费者的欢 迎。原花青素抗辐射作用的机制是原花青素的极强 的清除自由基能力, 抑制自由基引发的脂质过氧化。
2 原花青素的功效
近年来, 国内外学者对原花青素的理化特性和 生物活性 进行了 大量研 究工 作, 并取 得突破 性进 展 [ 7- 12] 。目前, 已经证 实原 花青 素具 有抑制 自由 基、抗氧化、抗辐射、抗肿瘤、抗衰老和心血管活性等 多种生物学功效, 在药品、保健品和食品和化妆品等 领域有广泛的应用, 有关原花青素产品的种类和数 量在迅速增加, 原花青素在美国被评为最受欢迎的 植物药。
精制方法包括: ( 1) 溶剂分级精制: 取一定量的 粗品原花青素, 加入醇水配制成一定量的溶液, 然后 以乙酸乙酯进行分级萃取。水层则再次以正丁醇进 行萃取。 ( 2) 吸附层析法: 以大孔 树脂对原花青素 粗提物进行分级分离, 由此获得高含量原花青素的 产品。此外还有活性炭吸附法, 不过活性炭吸附法 中活性炭不吸附物中原花青素得率很高, 但是其抗 氧化作用远不如溶剂分级精制法中的乙酸乙酯萃取 物, 而且溶剂萃取法简便、省时、经济。而吸附层析 法则可使溶剂洗脱产物纯度提高到 95% 以上, 洗脱 物比粗提物更适用于作为功能性食品和医药原料。
( 四 ) 萃取时间对出油 率的影响: 一般来说, 流 量一定时, 萃取时间越长, 葡萄籽出油率越高。萃取 开始, 超临界 CO2 与葡萄籽未充分接触, 萃取量较 少; 随着萃取时间的延长, 葡萄籽油充分溶出, 萃取 量增大, 直至达到最大值; 继续延长时间, 增加幅度 如何, 这也是研究的内容之一。
葡萄 籽 提 取 物 原花 青 素 ( Grape Seed Ex tract P roanthocyan id in)是广泛存在于植物界的属于双黄 酮衍生物的天然多酚化合物, 这类化合物是由不同 数目的黄烷醇聚合而成, 在酸性溶液中加热生成白 花色素或原花青素 ( P roanthocyan id in)。目前研究最 广的是存在于葡萄籽的由 5, 7, 3 , 4 - 四羟基黄烷
摘 要: 综述了超临界流体萃取技术在提取葡萄籽原花青素方面的研究进展, 并就原花 青素的抗氧化性及其应用作了介绍。 关键词: 超临界萃取; 原花青素; 葡萄籽 中图分类号: TS 201; TQ 028. 3 文献标识码: A 文章编号: 1672 1950( 2006) 03 0027 04
1 前言
3 原花青素的提取Байду номын сангаас艺现状
原花青素的植物提取法: 20世纪 50年代, 法国 科学家就发现可以从松树皮中提取大量原花青素, 其原花青素含量达 85% 。 70年代, 则发现葡萄籽是 提取原花青素的更好资源, 提取物中其含量可高达 95% 。
现在原花青素的植物来源主要源于葡萄籽、皮 以及松树皮中。葡萄籽壳中原花青素含量比仁中要 高得多, 目前, 普遍采用的工艺是先脱脂的方法包括 压榨法、溶剂法、超临界 CO 2 萃取法, 其中, 超临界 CO 2 萃取法最佳, 不仅油脂提取率高, 而且对原花青 素的破坏作用最小, 原花青素质量较好。油脂分离 之后, 一般采用乙醇或丙酮等有机溶剂来对籽壳进 行萃取, 得到的壳渣经过加热脱溶可以循环使用有 机溶剂。萃取液经过滤、喷雾干燥, 即可得到原花青 素粗品 [ 13, 14] 。
目前葡萄籽的提取方法主要包括 [ 1 - 6 ] :
1. 1 压榨法
葡萄经轧汁后去皮烘干得葡萄籽 (原料收购多 在酒厂进行, 原料含一定数量的杂质 ) , 除杂后去破 碎机破碎, 然后去软化锅软化, 经平板烘干机调节水 分, 控制进浸出器的葡萄籽坯水分低于 12% 。压榨 法工艺简单, 易于实现工业生产, 无化学污染, 容易 分离; 缺点是由于葡萄籽核坚硬, 出油率低, 饼渣中 残油量高, 杂质含量高, 且能耗大。
总而言之: 采用压榨法, 得率低, 容易使热敏性 的活性物质发生变化; 而使用溶剂法则会在生产过 程中由于溶剂的挥发造成环境污染, 而且产品中难 免有溶剂残留。再者, 上述两种方法都需要冗长的 粗产品精制工序, 不仅耗能, 而且容易影响产品的质 量。为了提升产品的质量, 提取和分离过程的低温 化成为研发的趋势所在。而超临界流体萃取工艺正 顺应了这一潮流。超临界流体萃取技术是近年来新 兴的一门食品工程高新技术, 超临界流体以其特有 的理化性质、无可比拟的优点受到了各行各业的重 视并被不断的加以应用。超临界 CO2 的特殊性质
葡萄始载于 本经 , 列为上品, 具有补气血, 强 筋骨, 利小便的功效, 主治气血虚弱, 肺虚咳嗽, 心悸 盗汗, 烦渴, 风 湿痹痛, 淋病, 水肿, 痘 疹不透等症。 中医认为: 葡萄性味甘酸, 平。具有健脾生肌, 壮阳 益智, 养血安神等功效。对气血虚弱, 肺虚咳嗽, 心 悸盗汗, 风湿痹痛, 失眠健忘, 浮肿, 淋病, 神经衰弱 以及病后、产后身 体虚弱等症有良好的疗效。 本 草纲目 还认为葡萄可逐水利尿, 益气补血, 补脑养 神, 除烦明目。现代药理试验表明: 葡萄籽中所含的 多酚低聚物具抗氧化活性, 能清除实验系统中的氧 自由基, 抑制脂质过氧化。而葡萄籽是葡萄酒厂和 饮料厂在榨汁生产过程中的一种副产品, 过去没有 得到合理利用。我国葡萄栽培地域广阔, 产量随着 酿酒业和饮料业的发展而逐年增加, 而副产物葡萄 籽亦将逐年相应增加。葡萄籽浑身都是宝, 亟待开 发利用, 这是一项很重要的天然资源。