CN102224923A

CN102224923A - 一种改性苹果多酚的制备方法

Info

Publication number: CN102224923A
Application number: CN2011101052457A
Authority: CN
Inventors: 赵平; 王予凤; 黄向阳
Original assignee: URUMQI FURUN DONGFANG BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Current assignee: URUMQI FURUN DONGFANG BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2011-04-26
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2031-04-26
Also published as: CN102224923B

Abstract

本发明公开了一种改性苹果多酚的制备方法，包括如下步骤:(a)改性反应：将苹果多酚原料和改性剂葡萄籽多酚溶于重量百分比浓度酸水溶液中，于40～100℃温度条件下反应；(b)后处理：步骤(a)中反应后的溶液先用吸附树脂吸附，再用蒸馏水洗涤，然后用乙醇水溶液洗脱后，洗脱液经浓缩干燥后，即得改性苹果多酚。本发明的制备方法不使用有机溶剂并能在短时间内实现苹果多酚的有效改性，具有环保、快速、高效、操作简便、成本低的优点，适宜进行规模化工业生产。

Description

一种改性苹果多酚的制备方法

技术领域

本发明涉及一种植物抗氧化剂的制备方法，尤其涉及一种改性苹果多酚的制备方法。

背景技术

近年来许多研究已证实，自由基引起的体内氧化损伤与癌症、心脑血管疾病等一些慢性病的发生有着密切关系。因此，从植物中寻找天然、高效、低毒的抗氧化剂和自由基清除剂是保健、医药等领域发展的一个必然趋势。从目前的研究来看，天然植物抗氧化剂绝大部分都是多酚性物质，其中应用较多的有茶多酚、松树皮提取物和葡萄籽提取物等，它们的主要成分均为原花青素类物质。自1951年法国学者Jacques Masquelier首次发现原花青素具有抗氧化作用，1992年法国学者Renaud发表研究论文解释著名的“法国悖论”现象，到2006年美国食品和药物管理局批准上市的以茶多酚为主要成分的第一个植物药

软膏，原花青素因其具有超强的抗氧化活性和自由基清除作用日益受到极大关注。从上世纪80年代以来，国内外对于原花青素的资源开发、提取分离、结构鉴定及其生物活性等进行了大量研究，已有多种产品作为天然抗氧化剂进入市场，如源于法国沿海松树皮的碧萝芷

马尾松树皮提取物、葡萄籽、皮的和

和未成熟苹果的苹果多酚

等。

原花青素是植物中的一大类多酚类聚合物的总称，由不同数目的黄烷3-醇如儿茶素、表儿茶素等单元通过C₄-C₈或C₄-C₆等不同键合方式聚合而成，广泛存在于松树、葡萄等植物中，也存在于许多饮料、蔬菜、水果和粮食中，与人类的日常生活密切相关。按照聚合度的大小，通常将二～四聚体称为低聚原花青素，五聚体及以上的称为多聚原花青素。近几十年来的研究表明，聚合度对原花青素的抗氧化活性影响较大，随着聚合度的增加其抗氧化作用显著降低。与多聚原花青素相比，低聚原花青素在抗氧化、清除自由基、防治心血管疾病、抗癌、抗衰老、抗糖尿病等方面有显著的生物活性，其在体内的抗氧化能力是V_E的50倍、Vc的20倍，能防止多种因自由基引起的疾病，并以高效、低毒、高生物利用℃著称。特别是近十年来，低聚原花青素作为一种天然强力抗氧化剂在欧、美、日等国家的营养、保健、医药等领域得到广泛应用，并享有“皮肤维生素”和“口服化妆品”等美誉。

但是，低聚原花青素除了在葡萄籽皮和松树皮中的含量相对较高之外，一般植物中的含量都很低，无法进行大规模的商业生产和实际应用。而分布于多种植物中的原花青素则主要以多聚物的形式存在，如松树皮原花青素平均分子量为2800，平均聚合度为9-10，苹果多酚中多聚原花青素占50％。由于多聚物分子量较大，一方面导致其不易透过生物膜，降低其生物利用℃。另一方面，由于多聚物在植物组织中常与不溶性细胞壁多糖等形成复杂复合体，采用常规提取方法对其提取不完全，导致部分多聚物仍残留在植物残渣中，造成资源极大浪费。目前在国内外市场上走俏的一些原花青素产品实际上仍然是含有大部分多聚物的原花青素提取物，存在生物利用度低、影响产品质量和功效等不足。因此，如果能有效地将多聚原花青素降解为低聚物，发挥其潜在的抗氧化活性，这对提高天然资源的利用率和原花青素产品附加值等无疑具有深远的意义。

纵观国内外迄今关于原花青素的大量研究报道，以往研究多着眼于其本身固有的生物活性，如作为抗氧化剂及自由基清除剂，在保健品、医药、食品、化妆品中得到了多方面应用。但是，对通过多聚原花青素的化学改性来获取低聚物以增强其生理活性的研究鲜有报道。近年来，国外学者发现一些氨基酸如半胱氨酸、寡肽如谷胱甘肽(国际发明专利申请号PCT/JP2004/007448)、间苯三酚类(国际发明专利申请号PCT/JP2006/303402)等可作为求核剂应用于葡萄籽、松树皮、荔枝多聚原花青素的降解中，发现降解产物具有良好的抗氧化、抗肿瘤、免疫调节和神经保护等生理活性。申请号为200410016355.6的中国发明专利报道了采用20-60％的双氧水或氯酸钾作为降解氧化剂，在中性条件下氧化栲胶的多聚原花青素获得低聚物产品的工艺路线；专利号为ZL200710067047.X的中国发明专利报道了加热、酸性和隔绝空气条件下制备葡萄籽低聚原花青素的方法；申请号为200810034736.5和200910050368.8的中国发明专利分别报道了肉桂和金荞麦原花青素高聚物催化氢解为低聚物的制备方法。上述这些方法由于存在有：或在反应体系中使用甲醇，或反应时间过长，或使用催化剂量过大、或需要隔绝空气或高压设备，以及得到的产物需要重新进行安全性评价等缺陷，至今仍局限于实验室研究使用阶段，难以进行产业化推广应用。到目前为止尚未有改性苹果多酚的报道。

发明内容

本发明的目的是针对现在技术的不足，提供一种在不使用有机溶剂和短时间条件下将苹果多酚中的苹果多聚原花青素改性为低聚原花青素的方法，从而制备改性苹果多酚。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明改性苹果多酚的制备方法包括如下步骤：

(a)改性反应：将苹果多酚原料和按重量分数计5～20％原料用量的苹果多酚改性剂葡萄籽多酚溶于重量百分比浓度为1～10％的酸水溶液中，配制成多酚浓度为10～100g/L的混合液，在温度40～100℃温度下进行0.5～5小时的改性反应。

(b)后处理：反应结束后，反应溶液经吸附树脂吸附，用蒸馏水洗涤后，用体积百分比浓度为30～80％乙醇水溶液洗脱，洗脱液经浓缩干燥后，即得改性苹果多酚。

所述的苹果多酚及其改性剂-葡萄籽多酚可以为市售产品，原花青素含量≥75％，也可按照常规的多酚制备方法分别从野生或栽培苹果、葡萄籽、皮中进行制备。

所述的酸水溶液，其中使用盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、醋酸、甲酸、柠檬酸、抗坏血酸、苹果酸、酒石酸、没食子酸中的至少1种，优选盐酸、柠檬酸、抗坏血酸中的至少1种。

所述的酸水溶液浓度优选为2～5％。

所述的改性反应优选在温度50～70℃条件下进行，时间1～2小时。

进一步地，后处理中，所述的吸附树脂为苯乙烯-二乙烯基苯类吸附树脂、离子交换树脂、甲基丙烯酸类吸附树脂、亲水性乙烯基树脂、葡聚糖凝胶、改性右旋糖酐凝胶、聚丙烯酰胺凝胶或反相硅胶中的一种。

进一步地，后处理所述的洗脱优选使用体积百分比浓度为40～60％的乙醇水溶液。

本发明的有益效果如下：

1.在苹果多酚的改性反应中，不使用有机溶剂并能在短时间内实现苹果多酚的有效改性，具有具有环保、快速、高效、操作简便、成本低的优点，适宜进行规模化工业生产。

2.使用食品来源的葡萄籽多酚作为苹果多酚改性剂，所得改性苹果多酚产品无需进行安全性评价，可以直接加以应用。

3.所得改性苹果多酚具有比天然苹果多酚更优良的抗氧化活性，可作为自由基清除剂广泛应用于食品、保健品、化妆品和医药品等中。

具体实施方式

以下通过列举本发明的实施例来具体说明本发明的实质性内容，但本发明并非只局限此范围内。

实施例1

取市售苹果多酚18g，葡萄籽多酚3g溶解于250ml重量百分比浓度为1％的盐酸水溶液中，再通过加入重量百分比浓度为1％的盐酸水溶液定容至300ml配制成多酚浓度为70g/L的混合液，在60℃下反应1小时。反应结束后，反应溶液冷却至室温，上葡聚糖凝胶LH-20层析柱，先用2个柱体积蒸馏水洗涤，然后用3个柱体积浓度为50％(体积浓度)的乙醇水溶液洗脱，将收集的洗脱液减压浓缩、真空干燥，得改性苹果多酚19.5g，收率为92.9％，平均聚合度为2.95。

实施例2

取市售苹果多酚18g，葡萄籽多酚1.5g溶解于250ml重量百分比浓度为2％的盐酸水溶液中，再通过加入重量百分比浓度为2％的盐酸水溶液定容至300ml配制成多酚浓度为65g/L的混合液，在70℃下反应1小时。反应结束后，反应溶液冷却至室温，上离子交换树脂层析柱，先用2个柱体积蒸馏水洗涤，然后用3个柱体积浓度为70％(体积浓度)的乙醇水溶液洗脱，将收集的洗脱液减压浓缩、真空干燥，得改性苹果多酚18.5g，收率为94.9％，平均聚合度为3.15。

实施例3

取市售苹果多酚18g，葡萄籽多酚1.5g溶解于250ml的重量百分比浓度为2％的盐酸水溶液中，再通过加入重量百分比浓度为2％的盐酸水溶液定容至300ml配制成多酚浓度为65g/L的混合液，在90℃反应0.5小时。反应结束后，反应溶液冷却至室温，上亲水性乙烯基树脂层析柱，先用2个柱体积蒸馏水洗涤，然后用3个柱体积浓度为70％(体积浓度)的乙醇水溶液洗脱，将收集的洗脱液减压浓缩、真空干燥，得改性苹果多酚16.5g，收率为86.8％，平均聚合度为2.78。

实施例4

取市售苹果多酚2.857g，葡萄籽多酚0.147g溶解于250ml的重量百分比浓度为10％的硫酸水溶液中，再通过加入重量百分比浓度为10％的硫酸水溶液定容至300ml配制成多酚浓度为10g/L的混合液，，在40℃下反应0.5小时。反应结束后，反应溶液冷却至室温，上苯乙烯-二乙烯基苯树脂层析柱，先用2个柱体积蒸馏水洗涤，然后用3个柱体积浓度为80％(体积浓度)的乙醇水溶液洗脱，将收集的洗脱液减压浓缩、真空干燥，得改性苹果多酚2.7g，收率为90.1％，平均聚合度为2.70。

实施例5

取市售苹果多酚25g，葡萄籽多酚5g溶解于250ml的重量百分比浓度为5％的盐酸水溶液中，再通过加入重量百分比浓度为5％的硝酸水溶液定容至300ml配制成多酚浓度为100g/L的混合液，在50℃下反应2小时。反应结束后，反应溶液冷却至室温，上离子交换树脂层析柱，先用2个柱体积蒸馏水洗涤，然后用3个柱体积浓度40％(体积浓度)的乙醇水溶液洗脱，将收集的洗脱液减压浓缩、真空干燥，得改性苹果多酚26g，收率为86.8％，平均聚合度为2.78。

实施例6

取市售苹果多酚18g，葡萄籽多酚1.5g溶解于250ml的重量百分比浓度为5％的磷酸水溶液中，再通过加入重量百分比浓度为5％的磷酸水溶液定容至300ml配制成多酚浓度为65g/L的混合液，在50℃下反应0.5小时。反应结束后，反应溶液冷却至室温，上甲基丙烯酸类树脂层析柱，先用2个柱体积蒸馏水洗涤，然后用3个柱体积浓度为40％(体积浓度)的乙醇水溶液洗脱，将收集的洗脱液减压浓缩、真空干燥，得改性苹果多酚17.6g，收率为90.2％，平均聚合度为2.80。

实施例7

与实施例6不同的是，所用的酸水溶液醋酸水溶液，用亲水性乙烯基苯类树脂吸附，得改性苹果多酚16.8g，收率为86.1％，平均聚合度为2.45。

实施例8

与实施例6不同的是，所用的酸水溶液为甲酸水溶液，用葡聚糖凝胶树脂吸附，得改性苹果多酚17.5g，收率为89.7％，平均聚合度为2.92。

实施例9

与实施例6不同的是，所用的酸水溶液为柠檬酸水溶液，用改性右旋糖酐凝胶树脂吸附，得改性苹果多酚17.6g，收率为90.2％，平均聚合度为3.02。

实施例10

与实施6不同的是，所用的酸水溶液为抗坏血酸水溶液，用聚丙烯酰胺凝胶树脂吸附，得改性苹果多酚16.8g，收率为86.1％，平均聚合度为2.88。

实施例11

与实施6不同的是，所用的酸水溶液为苹果酸水溶液，用反相硅胶树脂吸附，得改性苹果多酚16.9g，收率为86.7％，平均聚合度为3.10。

实施例12

与实施11不同的是，所用的酸水溶液为酒石酸水溶液，得改性苹果多酚18.2g，收率为93.3％，平均聚合度为2.84。

实施例13

与实施11不同的是，所用的酸水溶液为没食子酸水溶液，得改性苹果多酚17.7g，收率为90.7％，平均聚合度为2.93。

实施例14

本发明所得的改性苹果多酚和苹果多酚、葡萄籽多酚的DPPH(1，1-二苯基苦基苯肼)自由基清除能力比较测定。

DPPH自由基清除能力测定方法如下：

用双蒸馏水分别配制好浓度为0.5mg/ml的样品(改性苹果多酚、苹果多酚、葡萄籽多酚)和阳性对照品(Vc)溶液备用。用移液枪分别吸取上述溶液200μl，在96微孔板上按2倍梯度稀释成100μl的8个系列稀释溶液，同时吸取双蒸馏水100μl代替待测溶液作为空白对照。在各孔中添加100μl的750μM DPPH乙醇溶液并充分混匀，在室温、暗黑条件下反应30分钟后，在酶标仪上517nm处测定个孔溶液的吸光值，根据公式：清除率(％)＝[(A_对照-A_待测)/A_对照]x 100计算各清除率，式中A_待测为加入待测液时DPPH·溶液的吸光值；A_对 _照为未加入待测液时DPPH·溶液的吸光值。

待测样品的DPPH自由基清除能力的强弱用SC₅₀表示，其值越小表示清除能力越强。SC₅₀定义为DPPH·清除率为50％时所需抗氧化剂浓度，根据不同浓度抗氧化剂的清除率作曲线而得出该值。

测定结果见表1，表明本发明所得的改性苹果多酚比原料苹果多酚等具有更好的自由基清除活性。

表1

	改性苹果多酚	苹果多酚	葡萄籽多酚	Vc
					SC₅₀(μg/ml)	1.18	1.83	1.65	15.9

Claims

1.一种改性苹果多酚的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:

(a)改性反应：将苹果多酚原料和以质量分数计5～20%原料用量的改性剂葡萄籽多酚溶于重量百分比浓度为1～10％的酸水溶液中，配制成多酚浓度为10～100 g/L的混合液，于40～100℃温度条件下反应0.5～5小时；

(b)后处理：步骤(a)中反应后的溶液先用吸附树脂吸附，再用蒸馏水洗涤，然后用体积百分比浓度为30～80%乙醇水溶液洗脱后，洗脱液经浓缩干燥后，即得改性苹果多酚。

2.根据权利要求1所述的改性苹果多酚的制备方法，其特征在于，所述酸水溶液的重量百分比浓度为2～5%。

3.根据权利要求1所述的改性苹果多酚的制备方法，其特征在于，所述的改性反应在50～70℃条件下进行，反应时间为1～2小时。

4.根据权利要求1所述的改性苹果多酚的制备方法，其特征在于：所述的酸水溶液所使用的酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、醋酸、甲酸、柠檬酸、抗坏血酸、苹果酸、酒石酸、没食子酸中的1种或几种的混合物。

5.根据权利要求1所述的改性苹果多酚的制备方法，其特征在于：所述的吸附树脂为苯乙烯-二乙烯基苯类吸附树脂、离子交换树脂、甲基丙烯酸类吸附树脂、亲水性乙烯基树脂、葡聚糖凝胶、改性右旋糖酐凝胶、聚丙烯酰胺凝胶或反相硅胶中的一种。

6.根据权利要求1所述的改性苹果多酚的制备方法，其特征在于：在后处理中洗脱时使用的乙醇水溶液的体积百分比浓度为40～60%。