多酚类化合物提取纯化研究进展买吾拉江

多酚类化合物的提取纯化研究进展买吾拉江▪阿不都热衣木（新疆大学生命科学与技术学院乌鲁木齐830046）摘要：对多酚类化合物提取及其分离纯化技术的研究成果进行了综述，主要介绍了超声波提取、酶法法提取、超临界流体萃取和吸附树脂纯化等技术在提取纯化多酚类化合物中的应用，并对多酚类化合物提取纯化技术的应用前景和相关产品的开发前景进行了评价。关键词：多酚类化合物提取分离纯化多酚类化合物是指植物中一组化学物质统称，因含有多个酚基团而得名。多酚类化合物可作为优良抗氧化剂资源，在整个植物界，含有多酚或酚类化合物及其衍生物达6500种以上，这些都是植物代谢过程中次生副产物，存在于许多普通水果、蔬菜中，是人们每天从食物中摄取数量最多抗氧化物质。多酚类化合物除呈有良好抗氧化功能外，还具有强化血管壁、促进肠胃消化、降血脂、增强人体免疫力、防动脉硬化、血栓形成，及利尿、降血压、抑制细菌与癌细胞生长等作用[1]。多酚的抗氧化性也较常用的抗氧化剂VE、VC强,并且多酚与VE、VC同时存在时,具有协同抗氧化效应。植物多酚的抗氧化、清除自由基的性质,是其具有某些生理活性德基础。作为天然的抗氧化剂,植物多酚在医药、食品、化妆品、电化学等很多领域被广泛应用。此外，单宁与人们日常生活密切相关，因此从营养学和植保的角度研究单宁的作用也具有重要的意义[2]。1.提取工艺的研究进展最近几年，随着对多酚研究的日益深入，对多酚类化合物的研究也越发重视，这促进了多酚提取技术的发展．提取多酚类化合物的方法主要有以下几种．1.1有机溶剂萃取法陈丛瑾、胡华宇等[3]马占相思树叶中总多酚进行乙醇回流提取,每克马占相思树叶提取总多酚25.71mg，提取物以多计的清除DPPH的IC50值为32.573gDPPH/g总多酚。所以马占相思树叶是多酚类化合物的良好来源。工艺条件为:提取溶剂60%乙醇、提取温度80℃,料液比1∶9、提取时间60min,提取次数5次。李巨秀、张朝红等[4]对桑椹进行乙醇回流提取总多酚的提取含量是6709μg/g。1.2超声提取法超声波具有空化作用，在超声波作用下，液体的内部产生强的冲击波和微射流，局部出现高温、高压，导致多重次级效应如击碎、乳化、扩散和强烈的机械振荡等，从而加快了体系的传质和传热速度；在萃取过程中，这种强大的冲击流能够有效地减小溶剂与水相之间的阻滞层，从而使溶质扩散加速，同时冲击流对动植物细胞组织产生一种物理剪切力，使之变形、破裂，并释放出内含物黄酮类化合物，这大大加速了萃取过程。SheuSJ等[5]对茵陈中多酚的含量进行了测定,欧阳玉祝、吴道宏等[6]用超声辅助提取法提取茵陈中的总多酚。结果表明总多酚提取率为0.5036%。工艺条件：用60%乙醇作提取溶剂,在固液比为1:10(m:V),70℃下超声提取100min。闵勇、王洪等[7]采用正交试验对石榴皮多酚的提取工艺进行研究。房玉林、齐迪等[8]利用超声波辅助法提取石榴皮中多酚类物质,最终测定石榴皮多酚含量为14.06mg/g。最佳工艺条件：料液比1:20(g/ml)、30℃条件下超声波(固定功率100W)作用20min、提取1次。1.3酶法提取在中药提取过程中，溶剂需要克服来自细胞壁及细胞间质的传质阻力。细胞壁是由纤维素、半纤维素、果胶质等物质构成的致密结构，选用合适的酶(如纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶)对中药材进行预处理，能分解构成细胞壁的纤维素、半纤维素及果胶，从而破坏细胞壁的结构，产生局部的坍塌、溶解、疏松，减少溶剂提取时来自细胞壁和细胞问质的阻力，加快有效成分溶出细胞的速率，提高提取效率，缩短提取时时间[9-10]。李长春、姚国新等[11]采用纤维素酶法提取荷叶多酚，纤维素酶法提取荷叶多酚的条件为：纤维素酶含量0.5％、料液比1:30、pH值4.8、提取温度50℃、提取时间45min、提取次数3次，在此条件下荷叶多酚得率为2.669％。王华斌等[12]用酶法提取石榴皮多酚，多酚得率达23.87±0.08）。工艺条件：当复合酶（纤维素酶和果胶酶质量比为2:1）质量浓度为0.25mg/mL，酶解时间150min，酶解温度50℃，初始酶解液pH6.0。汪殿蓓等[13]采用复合酶法提取黄秋葵嫩果多酚，总多酚的提取值为29.156mg/g。1.4超临界萃取法用超临界萃取法提取天然产物有效成分成为人们研究的热点。研究领域，在高新提取技术应用和生物活性发掘等方面取得突破。超临界CO2萃取技术作为一种新型分离技术，具有工艺简单、选择性好、无溶剂残留等优点，特别适合于热敏性和易氧化物质等的提取，在植物多酚类物质的提取分离中得到了广泛的应用[14-17]。刘杰超等[18]用超临界CO2萃取枣核多酚类物质，的最佳提取工艺条件为压力35MPa,温度50℃，提取次数2次，每次提取2.5h；枣核多酚提取物具有较强的自由基清除作用，并可有效抑制α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶及透明质酸酶的活性，在试验浓度范围内其最大清除率或抑制率分别可达到93.52％、86.67％、98.73％和96.86％，IC50分别为6.16mg/mL、9.81mg/mL、7.29mg/mL和5.59mg/mL（折合成枣核浓度）。王朝瑾等[19]采用超临界二氧化碳萃取技术提取绿茶，茶多酚的萃取率为10.5%。工艺条件为压力35MPa、釜温50e、静态萃取时间1h、动态萃取时间1h。2.5微波法霍超等[20]采用正交法微波提取朝鲜蓟总多酚，结果表明总多酚含量为3.08%。吕杰等采[21]用微波铺助提取法提取油茶籽多酚的提取量为19.60mg/g。工艺参数为微波功率，800w；提取时间,35s；料液比为1:16。陈丛瑾等[22]微波法提取马占相思树叶总多酚，每克马占相思叶可提取总多酚36.3681-43.4147mg。鉴于微波法与传统热萃取法相比有质量高(可有效保护食品中的功能成分)、产量大、对萃取物有高选择性、省时、溶剂用量少、低能耗的优点[23]。2.多酚类化合物的纯化有关多酚类化合物分离、纯化的研究报道很多，以树脂法为多。2.1树脂法吸附树脂是一类有机高分子聚合物吸附剂，具有物理化学稳定性高、吸附选择性独特、不受无机物存在的影响、再生简便、解吸条件温和，使用周期长、节省费用等优点。2.1.1大孔树脂吸附法大孔吸附树脂是一种具有多孔海绵状结构人工合成的聚合物吸附剂，依靠树脂骨架和被吸附的分子（吸附质）之间的范德华力，通过树脂巨大的比表面积进行物理吸附而达到从水溶液中分离提取水溶性较差的有机大分子的目的。采用大孔吸附树脂提取中草药有效成分如皂甙类、黄酮类、多酚、类生物碱类，具有操作简便、成本较低、树脂可反复使用等优点，适于工业化规模生产。吴嘉琳等[24]对石榴皮多酚进行了纯化，利用SP-700树脂得到的总多酚的含量为31.96mg/mL，总多酚的含量为71.6%。通过这种方法纯化后的多酚含量丰富，能够将其运用到其他领域。张汆等[25]用D101树脂对芡实多酚进行分离纯化，D101树脂对溶液体系中的芡实多酚具有较高的吸附量，其平衡吸附量为33.21mg/g。总酚含量23.12%的多酚样品溶液经D101树脂吸附后，用200ml、pH550%丙酮溶液洗脱，即可将其中91.84%的芡实多酚洗脱下来，其中总酚含量达81.38%。李颖畅等[26]AB-8型大孔树脂纯化蓝莓叶多酚,蓝莓叶多酚的纯度为74.16%，回收率为85.47%。N.Seeram等[27]采用AmberliteXAD-16树脂从石榴皮水提物中纯化多酚,但其纯化物收率低。张茜等[28]利用D141树脂纯化石榴皮多酚，纯化样的收率为15.4g/100g(石榴皮),多酚质量分数从34%提高到76.34%。大孔树脂法操作简单，成本低，树脂可重复利用，有较好的工业化前景。2.1.2聚酰胺吸附树脂法聚酰胺树脂是一类结构中含有重复酰胺键的高分聚合物，酰胺基团上的Ｏ、Ｎ原子具有很强的电负性，在酸性条件下就极易与质子结合形成带正电荷的基团；对于富含酚羟基的多酚类化合物，可以与酰胺基团通过静电吸引力形成氢键缔合产生吸附。层析分离用的聚酰胺树脂(简称为层析PA)[29-30],以吸附层析机理,利用其对组分吸附能力的差别实现物质分离。唐课等[31]利用聚酰胺树脂对茶多酚和咖啡因吸附选择性研究，8.0g聚酰胺树脂对700mL1.98g·L-1茶多酚水溶液的静态吸附实验,吸附量高达148.13mg·g-1,吸附率为85.5%；咖啡因和茶多酚的解吸率分别为74%和90%。聚酰胺柱层析法分离效果好，样品容量大，适于在制备分离工艺中应用。目前聚酰胺树脂已广泛应用于植物有效部位或有效成分的分离纯化。展望全球对植物提取物制品的需求量日益增多，近年来上市的保健产品中，很大一部分其主要功效成分都属于多酚类、黄酮类化合物，涉及功能食品的许多方面，如防衰、防癌、提高免疫力、降脂、降压食品等，如红酒多酚面膜、多酚类类口香糖、多酚类牙膏、沙棘汁等。由于多酚类化合物具有强化血管壁、促进肠胃消化、降血脂、增强人体免疫力、防动脉硬化、血栓形成，及利尿、降血压、抑制细菌与癌细胞生长等作用，好多国家进行相关产品的开发，前景十分看好。近年来，人们用超声波提取植物中的多酚类化合物、生物碱、酚酸类等有效成分，该方法具有能耗低、效率高、不破坏有效成分的特点；大孔树脂是一种新型高效的分离纯化材料，能选择性吸附中药及其复方的有效成分，从而达到提取精制的目的，对具体分离物要选择合适的树脂；超临界流体萃取是20世纪70年代兴起的一种新的分离技术，它具有传质速度快、溶解能力强、低温操作、节能等优点，用这些技术提取分离纯化技术天然产物有效成分成为人们研究的热点，在多酚新产品开发和利用中，前景十分看好。参考文献[1]左玉.多酚类化合物研究进展[J].粮食与油脂,2013,26(5):6-7.[2]宋立江,狄莹,石碧,等.植物多酚研究与利用的意义及发展趋势[J].化学展,2000,12(2):162-164.[3]陈丛瑾,胡华宇,黎跃,黄玉松,覃宇奔.马占相思树叶中总多酚的溶剂回流提取工艺[J].光谱实验室2008,25(5):828-829.[4]李巨秀,张朝红,房红娟,魏江华.桑椹总多酚的提取工艺研究[J]食品研究与开发,2011,32(9):75-76.[5]LeeWF,HsuCH.Superabsorbentpolymericmaterials(V):Synthesisandswellingbehaviorofsodiumacrylateandsodium2-acrylamidomethylpropanesufonatecopolymericgels[J].ApplPolymSci,1998,69:229-230.[6]欧阳玉祝,吴道宏,雷刚.茵陈总多酚的超声提取工艺研究[J]应用化工,2010,39(12):1828-1829.[7]闵勇,王洪,姚立华,等.石榴籽多酚提取工艺研究[J].食品科学,2009,30(12):66-68.[8]房玉林,齐迪,郭志君,薛雯,等.超声波辅助法提取石榴皮中总多酚工艺[J].食品科学,2012,33(6):115-116.[9]陈栋,周永传．酶法在中药提取中的应用和进展[J]．中国中药杂志,2007,32(2)：99-101.[10]韩伟,马婉婉,骆开荣.酶法提取技术及其应用进展[J].工艺探讨与系统设计,2010,17:15-16.[11]李长春,姚国新,李国元,等.酶法提取荷叶多酚工艺研究[J].河南农业科学,2014,43（9）:177－178.[12]王华斌,王珊,傅力,等.酶法提取石榴皮多酚工艺研究[M].中国食品学报第,2012,12(6):56-57.[13]汪殿蓓,李建华.复合酶法提取黄秋葵嫩果多酚的工艺优化[J]天然产物研究与开发,2014,26:909-914.[14]GHAFOORK,AL-JUHAIMIFY,CHOIYH.Supercriticalfluidextractionofphenoliccompoundsandantioxidantsfromgrape(Vitislabrusca