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1、葡萄多酚抗氧化word版葡萄多酚抗氧化摘 要：葡萄多酚类物质是葡萄重要的次生代谢产物, 葡萄多酚具有较强的抗氧化活性, 是一种很好的自由基清除剂和脂质过氧化抑制剂, 其抗氧化性在药品、保健品、食品、化妆品等领域有很多应用。就葡萄多酚的主要成分及其抗氧化机制，提取方法和抗氧化方面的研究进行综述。关键字：多酚；机制；提取；抗氧化Abstract：Grape polyphenols are important secondary metabolites of grape.The grape polyphenol with strong antioxidant activity is a good f

2、ree radical scavengers and lipid peroxidation inhibitors. Its antioxidant activity has many applications in the field of medicine,health care products,food,cosmetics,etc.In this paper, the main ingredient of grape polyphenol，their antioxidant mechanism，the extraction of grape polyphenols and antioxi

3、dant are summarized.Key words：polyphenols；mechanism；extraction；antioxidant葡萄作为一种常见水果，含有大量生理活性物质，特别是黄酮型多酚类，其功效引起了世人的注目。葡萄多酚类物质具有较强的抗氧化活性, 是一种很好的自由基清除剂和脂质过氧化抑制剂, 其抗氧化性在药品、保健品、食品、化妆品等领域有很多应用（李焱，2013）。1.葡萄多酚及其抗氧化机制葡萄中含有大量以多酚类为主的酚类化合物，其含量会随葡萄品种、栽培方法、场所以及气候等的不同而异。红葡萄的酚含量平均为5631mg/kg,比白葡萄的酚含量要高得多。大部分的酚存在于果

4、皮和种子、红葡萄比例为33%和63%，而白葡萄中为23%和71%，果汁中存在大约为2%5%左右。表1 葡萄中的全酚含量（mg/kg，以没食子酸换算）组织白葡萄红葡萄果皮9041859压榨浆3541果汁176206种子27783525总计38935631葡萄果皮中的多酚主要为花色素类、黄酮以及白藜芦醇等，种子中主要为儿茶素类、槲皮苷、黄花青素、单宁等，而果汁中除了花色素外几乎不含有其他黄酮类，主要为一些非黄酮类型的酚酸类物质（唐传核等，2000）。目前，葡萄中较重要的多酚类为黄酮型多酚类，包括儿茶素、黄酮单宁、黄酮醇、黄烷醇、查耳酮以及花色苷等。1.1花色苷花色苷配基或花色素（anthocyan

5、idin）为苯并吡洋的衍生物，具有阳离子的性质。一般酿酒葡萄的花色苷含量为5001000mg/kg，主要为花葵素、花青素、芍药素、花翠素、矮牵牛素、锦葵色素。花青素通常不太稳定，于是葡萄中主要以它的花色素的3,5或3,7号碳的羟基上。糖增加了花色素的化学稳定性和水溶性。花色苷分子上的葡萄糖残基还可进一步与乙醇、香豆酸和咖啡酸结合成酰化花色苷。花色苷具有抗氧化以及清除自由基的功能。花青素属于酚类化合物中的类黄酮。基本结构包含两个苯环，并由一个三碳单位连结(C6-C3-C6)。花青素因其所带羟基数(-OH)、甲基化(methylation)、醣基化(glycosylation)数目、糖种类和连接位

6、置等因素而呈现不同颜色。花色苷抗氧化作用的主要活性基团是分子中的酚羟基。由下表可知花色苷的结构中有多个酚羟基，是羟基供体，同时也是一种自由基清除剂。它不仅能和蛋白质结合防止过氧化，而且还能提供质子，有效清除脂类自由基，切断脂类氧化的链式反应，起到防止脂质过氧化的作用（薛红玮，2009）。花色苷的结构如下图1所示。图1 花色苷结构1.2黄酮醇以及黄烷醇类4位以酮形式存在的黄酮类，有黄烷酮、黄酮、黄烷酮醇、黄酮醇等几种。葡萄中几乎不含有黄酮和黄烷酮，主要含有黄酮醇类如堪非醇和槲皮苷，而在一些白葡萄中有时也不含黄酮醇，红葡萄中的黄酮醇含量为20100mg/kg。由于此类化合物较易水解，所以经常以糖苷

7、配基的形式存在。在黄酮醇类中葡萄形式的槲皮苷含量最多，还含有少量的堪非醇和杨梅黄酮。此外，还含有微量的黄烷酮醇类，如三维结合鼠李糖苷的二氢堪非醇和二氢槲皮苷（李华等，2005）。如图2所示，黄烷构架和黄烷醇类的基本结构示意图图2 黄烷构架和黄烷醇类结构黄酮类化合物可通过不同途径和机制抵制对机体有氧化损伤作用的自由基，从而发挥其抗氧化作用。有报道显示，黄酮类化合物对体内的多种氧化酶均有抑制作用，例如黄嘌呤氧化酶（XO）、脂氧合酶（LOX）。黄酮类化合物对金属离子具有一定的络合作用，从而抑制自由基的产生。黄酮类化合物可与脂质链式氧化产生的中间产物即脂自由基或脂氧自由基反应，从而终止链反应，抑制脂质

8、氧化（鲁晓翔，2012）。黄酮类化合物对机体已产生的自由基具有较强的直接清除作用。原因在于黄酮类化合物通过其分子中的多个羟基与自由基反应生成稳定的半醌式物质而终止自由基的链式反应。黄酮类化合物可通过激活体内固有的抗氧化系统而发挥抗氧化作用。机体的抗氧化体系包括酶系统和非酶系统。体内的抗氧化酶主要有超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和过氧化氢酶(CAT)等，这些酶的主要功能是抵抗自由基，如SOD 可清除O2、GSH-Px 可清除LPO 和H2O2，两者均能减少OH 的生成；而CAT 可清除红细胞及线粒体中的H2O2。体内抗氧化的非酶系统常包括一些低分子物质如VC、VE

9、和GSH等。1.3儿茶素类葡萄中的儿茶素类主要为（+）-儿茶素和（-）-表儿茶素。此外，含有少量的（+）-表儿茶素和（-）-表没食子儿茶素。一般两者的含量差不多，儿茶素具有一定的苦味，而没涩味。 图3 儿茶素的基本结构图儿茶素类生理功能研究主要以茶多酚为主。因茶多酚的主要成分为儿茶素类。儿茶素的抗氧化作用主要表现在清除自由基和增加抗氧化酶及其活性2个方面。研究发现，EGCG 有一定的疏水性，在DNA分子附近可能有一个较高的聚积，可以更好地捕获羟自由基(OH)，达到保护DNA的作用。利用电子自旋共振技术结合免疫分析技术发现，儿茶素还能清除脂质自由基，降低脂质过氧化，实现对生物膜结构的保护; 同时

10、，儿茶素通过上调体内一些抗氧化酶如超氧化物歧化酶(SOD) 、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px) 、过氧化氢酶(CAT) 等的表达和活性来降低氧化损伤。儿茶素的抗氧化机制在于自身被氧化成醌型结构时，能提供3H+使电位值比儿茶素高的已氧化物质还原,从而起到抗氧化作用。因此儿茶素类化合物的抗氧化能力是随其分子上羟基数目的多寡而定的(崔志杰,2011)。1.4原花色素以及缩合单宁原花色素是葡萄籽以及果皮中的主要成分，也是葡萄多酚类中含量最多的一类，较新研究显示该类物质具有许多比较注目的生理功能。在葡萄中不含有单个的黄烷-3,4-二醇或原花色素，原花色素在葡萄中主要以二聚体或多聚体形式存在，后者即为缩

11、合单宁。原花色素类中含有原花青素、原花翠素以及原天竺葵素等，其在加热条件下会分解，生成少量的花色素和大量的表儿茶素。天然存在的原花色素类的大部分为原花青素，其机构为黄烷-3,4-二醇的4位碳与其他黄酮的6位或8位碳公家连接。此外，还有部分的原花色素被没食子酸酯化。几乎所有葡萄中的单宁都是原花色素的多聚物，通常缩合单宁结构主链主要由表儿茶素单元构成，末端接上儿茶素单元。图4 原花色素的基本结构图原花色素具有极强抗氧化活性，作为一种良好氧游离基清除剂和脂质过氧化抑制剂，其分子结构单元芳香环有多个邻、间位活性酚羟基，易于释放H给各类自由基，并终止自由基链式反应，从而防止氧化。体外模型实验证实，原花色

12、素分子中黄烷醇是捕捉自由基基本结构；电子自旋共振（ESR）分析表明，反应通过酚羟基（-OH）直接反应。原花色素抗氧化功能主要存在三种机制：（1）通过酚羟基与自由基进行抽氢反应生成稳定半醌自由基，从而中断链式反应；（2）通过氧化还原反应直接给出电子，从而清除自由基；（3）通过对参与催化反应金属离子络合，降低链式反应速度，间接实现抗氧化作用。原花色素抗氧化作用最重要机制是抽氢反应，其机理如下：AH ROO ROOH AAH RO ROH A原花色素芳环上供电子取代基提高酚羟基上氢原子活性，使酚羟基成为供氢体，可释放氢给脂类化合物自由基（RO、ROO），生成ROH、ROOH，从而中止自由基引发链式反

13、应。同时，原花色素自身转变为较稳定酚基自由基（A），降低自动氧化链反应传递速度，从而抑制脂类进一步被氧化（张长贵，2009）。原花色素抗氧化、清除自由基作用预示其对自由基引起疾病，例如心脑血管疾病、肝病和免疫反应炎症等具有预防作用。1.5白藜芦醇1992年Siemann和Creasy首次报道了葡萄酒中村咋白藜芦醇（Resveratrol）。此物质是Stilbene化合物中的一种，在葡萄树体以及叶子中存在较多，其次为葡萄果皮，在种子种也有存在，而葡萄浆中几乎没有。白藜芦醇咋植物生理中作为植物补体，防御葡萄受霉菌的感染。在葡萄酒中存在的Stilbene化合物，主要为trans-白藜芦醇，也含有它的

14、异构体cis-白藜芦醇存在，还有它们的配糖体存在。在考虑白藜芦醇的含量时，还要考虑其异构体以及配糖体的含量。 图5 反式-白藜芦醇和顺式-白藜芦醇的结构图Hung等人研究证实白藜芦醇的抗氧化作用能清除自由基, 尤其是羟自由基，使DNA免受损伤，还可通过抑制二硫化谷胱甘肽的形成, 使谷胱甘肽处于还原状态, 从而抑制羟自由基的形成。此外，白藜芦醇还可降低血中丙二醛(malondialdehyde，MDA) 水平，抑制脂质过氧化(孙芸，2007；刘文，2012)葡萄中含有大量的活性物质，随着对它的研究不断深入，许多生理活性物质也不断为人们所认识。作为葡萄中最主要的活性物质，多酚类化合物具有许多较注目

15、的生理功能作用，人们期待开发出各种功能的保健食品以及药品（Rieko Nakata et al.,2012）2.葡萄多酚的提取2.1有机溶剂提取法汪成东等人回采用有机溶剂进行葡萄多酚提取工艺的研究，确定提取工艺的最佳条件是提取温度70，体积分数50%的乙醇，料液比l5，提取时间60 min，对于新鲜材料，前2 次的提取率达到87.42% 。李春阳等人以过130150目筛的葡萄籽粉为原料，采用体积分数90%的甲醇提取，在温度20,搅拌时间40min的条件下，多酚提取率最高为100.02% 。2.2 超声波辅助提取法李春阳等人区试验表明，超声波处理对多酚和原花青素提取有一定影响，在保持提取温度不变

16、的情况下，超声波处理功率越大，提取率越高。李华等人切研究利用超声波辅助提取葡萄籽中总多酚的最佳条件，得到多酚提取的最佳工艺条件为：温度45,料液比1 : 12，超声频率40Hz，提取5次，每次提取时间为55min。这种提取方法能够避免多酚在高温下的分解，并极大地缩短了提取时间，此方法广泛应用于实验室内多酚的提取。令博等人同以酿酒葡萄皮渣为原料，应用响应面分析法得到的超声波辅助提取葡萄皮渣多酚最优工艺为：在100W的超声条件下，以体积分数40%的乙醇溶液为提取溶剂，液料比161，置于50下浸提57min，多酚提取量为(42.51.21) mg/g，与预测值之间的相对偏差较小，证明响应面法优化得到

17、的提取工艺科学合理，准确可靠，具有一定的实用价值（陈茵茹，2014）。 金华，刘志刚等人利用响应曲面法优化超声提取葡萄籽原花青素的工艺8。在单因素实验基础上，采用中心组合设计响应面实验，考察了提取温度、液料比、乙醇浓度以及超声时间对原花青素提取率的影响，并建立回归模型。优化后的工艺：提取温度55，液料比20（ml/g），乙醇浓度65%，超声时间10min，在此条件下葡萄籽原花青素的提取率为2.482%，与回归模型预测值的相对偏差为0.36% 。2.3 微波辅助提取法李凤英等人四试验表明, 微波辅助提取葡萄皮多酚的最佳条件为: 以体积分数50%的乙醇溶液为提取剂, 料液比135 , 微波功率54

18、0 W, 处理35s ,于70水浴浸提25min。在此条件下, 葡萄皮多酚的提取率可达95.02 %。刘焕云等人利用微波辅助技术对葡萄皮中多酚类物质的最佳提取条件进行研究, 得到葡萄皮中多酚类物质提取率为13.6810-3,明显高于常规水浴加热法的提取量。叶新红等人采用常温处理、热水浸提处理、微波促溶处理和超声波辅助处理4种方法, 比较了葡萄汁中多酚类物质的溶出结果表明, 微波促溶处理和超声波辅助处理均可以促进葡萄汁中活性成分多酚类物质的溶出。其中, 微波促溶处理后的葡萄汁中总酚质量浓度为1254mg/L,超声波辅助处理后的葡萄汁中总酚质量浓度为1253mg/L,但微波辅助处理时间短,只有超声

19、波处理时间的1/50, 处理后的葡萄汁色泽好, 褐变指数较小, 综合效果明显优于超声波辅助处理。Marwa Brahim, Franc ois Gambier等人研究从水介质中从葡萄残渣中提取多酚的最佳方法的试验中，得出对于葡萄压榨后的果渣（marc）经过微波处理，其他条件参数分别为100，处理时间为8min，无NaCO3为最佳，葡萄果渣在100，8min处理时间，2.5% w/w NaCO3的情况下为最佳。相比与传统的提取方法，微波提取，时间段，所需溶剂少，多酚提取率高（Sheiraz Al Bittar et al.,2013 Marwa Brahim et al.,2014）。2.4 超

20、临界流体萃取法唐韶坤分别采用了3 种不同的夹带剂加人方式, 即将夹带剂与物料混合的静态加人方式。将夹带剂加至超临界CO2中的动态加人方式以及上述2 种加人方式同时使用结果表明，同时使用静态和动态夹带剂时超临界CO2萃取原花青素工艺的萃取效果最好, 在适宜条件下的产品平均得率为11.62%，平均纯度为96.54%。与传统工艺相比，采用超临界流体萃取工艺的产品得率高于树脂吸附工艺，超临界流体萃取技术用于原花青素的提取具有较明显的优势。Palenzuea B 等人研究了利用超临界流体萃取技术从葡萄果渣中提取多酚的新方法，此法可在较低温度下操作,可防止多酚高温氧化，使产品质量得以保证Esen Eyli

21、er Yilmaz等人研究发现超临界萃取条件中, 对葡萄籽中多酚物质提取率影响最大的因素是乙醇的比例, 同时没食子酸、表桔儿茶素、表桔儿茶素没食子酸醋在30MPa、50,乙醇体积分数20%的条件下提取率最高；儿茶素和表儿茶素在30MPa , 30 ,乙醇体积分数20%提取率最高；表儿茶素没食子酸醋在25MPa,30，乙醇体积分数15%提取率最高(Carla Da Porto et al.,2013)。3.多酚纯化方法目前, 多酚的纯化方法主要有液一液萃取、固相萃取等。液相微萃取(uME)是一种微型液一液萃取技术，是一种环境友好的样品前处理技术.胡玉玲等人建立了一种基于液相微萃取与高效液相色谱联

22、用技术测定葡萄汁中棘花酸、白黎芦醇和懈皮素的分析方法。比较了单液滴液相微萃取和中空纤维液相微萃取2 种萃取模式, 选择了单液滴液相微萃取作为3 种多酚类化合物的液相微萃取模式。结果表明,单液滴液相微萃取对各分析物的萃取率均高于中空纤维液相微萃取的萃取率，尤其是蹂花酸。固相萃取包括大孔树脂柱色谱、葡聚糖凝胶柱色谱、硅胶柱色谱和聚酸胺柱色谱等。郭雄飞等人考察了从葡萄籽中提取多酚的最佳工艺, 用大孔吸附树脂对提取物进行纯化, 从7种大孔吸附树脂中选出纯化效果最佳的D101树脂, 解析率达95%，纯度达96%以上。该方法简单易行、周期短、成本低，所得多酚物质纯度高，总得率达80%以上, 对工业生产具有

23、重要意义。相比较而言, 固相萃取技术具有操作简便快速、有机溶剂用量少、分析物的回收率高等优点。近年来, 固相萃取技术在不同的样品前处理中应用更广泛。4.多酚抗氧化的测定目前, 抗氧化检测方法主要包括: 测定待测物的还原能力的方法；以清除自由基为基础的方法, 目前最常用的自由基清除测定方法是ABTS法、DPPH法、ORAC法、羟自由基清除能力和超氧自由基清除能力；以脂质的氧化降解为基础的方法。虽然每种评价方法的原理不同，但都从不同侧面反映了多酚的抗氧化能力，而且有一定的相关性。大多数方法涉及到直接或间接测量：底物或标记底物的衰减；氧化产物的生成；特征自由基的形成或衰减的速度或程度。吕禹泽等人对葡

24、萄多酚抗氧化活性进行研究,葡萄多酚对DPPH，超氧阴离子自由基、羟基自由基清除活性的IC50值分别为1.96ug/mL，7.50 mg/mL，1.91mg/ml。结果表明, 葡萄多酚对以上3 种自由基都具有较好的清除活性, IC50与茶多酚处于同一数量级水平。王传现等人采用电子自旋共振(ESR) 和自旋捕集技术直接测定不同浓度GPC对Fenton反应体系产生的经自由基(HO)、光照核黄素/EDTA体系产生的超氧阴离子(O2-) 及Fe2+启动线粒体膜脂质过氧化产生的脂类自由基(LOO) 清除作用。葡多酚对HO，O2-及LOO清除活性的IC50值分别为128.9，89.4，10.4mg/L，葡萄

25、多酚对3种活性氧自由基均有不同程度的清除作用，且LOOO2 H O。郭英等人在葡萄多酚的体外抗脂质过氧化试验研究表明，葡萄多酚可以明显降低大鼠肝、脑组织自发性丙二醛的生成, 减轻Ccl4，H2O2和铁离子-抗坏血酸所致的肝脏脂质过氧化反应, 减轻肝组织GSH的消耗。Koga研究葡萄籽多酚对进食大鼠血浆氧化水平时发现, 摄人多酚可提高血浆对氧化刺激的能力。王传现必研究得出，GPC可降低细胞膜和小鼠心肌血清等组织成分的M DA等脂质过氧化产物的形成, 增强SOD，GSH-Px等抗氧化酶的活性, 保护线粒体ATPase活性, 表明GPC对HO引发的生物膜脂质过氧化和阿霉素诱发的小鼠心肌等组织的脂质过

26、氧化均有良好的防护作用。焦淑萍等人在对山葡萄多酚(PVAR) 抗衰老、抗氧化作用的研究中，对照组鼠组织MDA含量显著降低；对照组其他胞膜琉基含量、唾液酸含量、红细胞膜N a+K+ATP酶活性及血浆GSHPx 活性显著升高（p0.05) , 表明山葡萄多酚对高龄大鼠具有抗衰老、抗氧化的作用。王尔孚等人研究山葡萄多酚对60Co辐射小鼠红细胞免疫功能及脂质过氧化的影响, 山葡萄多酚效果显著（p微波辅助法提取的葡萄籽PC超声波辅助法提取的葡萄籽PC有机溶剂法提取的葡萄籽PC芦丁。当抗氧化剂浓度为0.5 mg/mL时，其DPPH自由基清除率依次为92.02%、87.55%、83.43%、80.8%、76

27、.42%、68.78%。葡萄籽原花青素清除超氧阴离子自由基(O2)能力的测定试验中，不同提取方法的葡萄PC与芦丁对超氧阴离子都具有清除作用，且对超氧阴离子的清除率随着抗氧化剂浓度的增加而增大。当微波辅助法提取得到的PC纯化产物浓度为0. 5 mg/mL 时，其对超氧阴离子的清除率可达到64.57% 。葡萄籽原花青素清除羟自由基（OH）能力的测定。葡萄籽PC 和芦丁的羟自由基清除能力都随着抗氧化剂的浓度增大而增大。以0.5 mg/mL抗氧化剂浓度为例，超声波辅助法提取葡萄籽PC、微波辅助法提取葡萄PC、有机溶剂法提取葡萄籽PC、超声微波双辅助法提取葡萄籽PC和芦丁对羟自由基的清除率依次是65.7

28、1%、61.43%、50.12%、47.15%、45.33%。通过一系列抗氧化实验发现，葡萄籽PC具有抗氧化活性。当PC浓度为0.5mg /m L时，其对DPPH、O2-和OH的清除率分别可达到87.55%、64.57%和65.71% 。多酚化合物作为合成抗氧剂(如BHT，BHA 等)的代用品，具有高效、低毒、价廉、易得等优点,日益受到重视。我国每年会产生大量的葡萄废弃物葡萄皮和葡萄籽葡萄多酚作为一种天然、安全的活性物质, 有关其高效提取方法以及其抗性的研究已经越来越广泛, 尤其是其较好的抗氧化性,在人类营养保健和疾病预防等方面将发挥着十分重要的作用。如何充分、合理、科学地利用这一绿色资源,

29、已经成为一项值得不断深人探讨的课题。参考文献1 李焱，刘仲华.葡萄多酚提取及抗氧化研究进展J.农产品加工,2013,308(2):52-55.2 张长贵，董加宝.原花色素抗氧化生物活性研究进展J.粮食和油脂,2009(6):10-12.3 崔志杰,何玲,等.儿茶素的生物学活性及其应用前景概述J.动物营养学报, 2011， 23(10):1664-1668.4 薛红玮，陈向民.花色苷类色素抗氧化活性研究进展J.食品研究与开发，2009,30（7）：190-192.5 鲁晓翔.黄酮类化合物抗氧化作用机制研究进展J.食品研究与开发，2012,33（3）：220-224.6 刘文.葡萄白藜芦醇研究现状

30、J.烟台果树.2012,117（1）：1-2.7 陈茵茹，康健.赤霞珠葡萄籽原花青素抗菌抗氧化活性研究J.2014,39（2）：209-215.8 金华，刘志刚. 超声提取葡萄籽原花青素工艺的优化及其抗氧化活性研究J.2014, 39(4):102-107.9 唐传核，彭志英.葡萄多酚类化合物以及生理功能J.中外葡萄与葡萄酒，2000(2)：12-15.10郜海燕,于震宇.白藜芦醇功能和作用机理研究进展J.中国食品学报，2006，6（1）：411-416.11孙芸,徐宝才.葡萄籽原花青素抗氧化作用的研究J.中国粮油学报，2007,22（6）：130-134.12李华，王华，袁春龙.葡萄酒化学M.科学出版社.2005:106-117.13 Sheiraz Al Bittar, Sandrine Prino-IssartierAn innovative grape juice enr