周吉福食品科学与工程葡萄籽中原花青素组成成分及其功能

葡萄籽中原花青素组成成分及其功能学院：生命科学与工程学院专业：食品科学与工程姓名:周吉福学号：P122115254指导教师：刘慧霞日期：年月日萄籽中原花青素组成成分及其功能专业：食品科学与工程姓名：周吉福指导老师：刘慧霞摘要：葡萄籽作为葡萄酒行业的副产物,常常被人们忽略，但是经科学家研究它不仅营养丰富,而且具有抗衰老、美容养颜护肤的保健功能。葡萄籽中含有丰富的蛋白质、纤维素、脂肪、矿物质和维生素等营养成分,此外葡萄籽中原花青素含量也极其丰富，其中原花青素有强抗氧化能力。花青素（Proanthocyanidin,简称PC）是葡萄籽中含量最大的酚类物质，其优越的抗氧化剂活性、抗弹性酶活性和血管活性使之成为在治疗眼科疾病、改善外周微循环、清除氧自由基、化妆品等领域中深受公众青睐和具有广阔发展前景的植物药。本论文重点介绍了葡萄籽中花青素的性质、结构、功能及其作用。关键词：葡萄籽，原花青素，组成成分，功能葡萄是世界上经济价值较高的一种水果，葡萄果实中含有大量的酚类物质，其中30-40%存在于葡萄皮中，60-70%存在于葡萄籽中。而葡萄籽中原花青素即从葡萄籽中提取的一类天然多酚化合物，有很高的生理活性和药理作用，具有极强的抗氧化性，是一种极好的自由基清除剂及脂质过氧化抑制剂，具有抗炎、抗肿瘤及保护心肌细胞等作用。原花青素在水和醇中良好的溶解性，加上其色泽亮丽，疗效显著，被广泛加入到饮料和酒中。作为具有极强抗氧化性的天然功能性成分，在欧美被广泛加入到各种普通食品如蛋糕、奶酪中，既作为营养强化剂，又作为天然防腐剂来代替合成防腐剂（如苯甲酸等），符合人们回归自然的要求，提高了食品的安全性1.葡萄籽的组成成分葡萄籽含有水、蛋白质、脂肪、碳水化合物、膳食纤维、矿物质等多种营养素。表1给出了其中的原花青素、水分、灰分、粗蛋白、粗纤维、油脂、以及碳水化合物的含量。表1葡萄籽主要成分的含量成分含量(%)原花青素3.9粗蛋白8.2粗纤维38.6油脂14.0总灰分2.2碳水化合物33.1水分43.1原花青素是由不同数量的儿茶素或表儿茶素与表儿茶素缩合而成。儿茶素与表儿茶素的结构见图1-1，最简单的原花青素是儿茶素或表儿茶素与表儿茶素形成的二聚体、三聚体、四聚体等直至十聚体。按聚合程度的大小，通常将二~四聚体称为低聚体（procyanidoicoligomers，简称OPCs），将五聚体以上的称为高聚体（procyanidoicpoymers，简称PPC），原花青素的结构通式如图1-2所示。二聚体中，因两个单体的构象或键合位置的不同，可有多种异构体，已分离确定的8种结构形式分别为B1~B8，其中，B1~B4是由C4~C8键合，B5~B8由C4~C6键合。在各类原花青素中，二聚体分布最广，研究最多，是最重要的一类原花青素，主要二聚体结构见图1-2所示。三聚体中，其中C1在自然界中分布最丰富，是重要的一类花青素。2.葡萄籽原花青素的生理功能2、1清除自由基的作用近年来人们已发现机体有上百种损伤和疾病与自由基作用有关，如动脉硬化、高血脂、肿瘤等。葡萄籽提取物原花青素是迄今为止所发现的最强有效的自由基清除剂之一。BagchiD使用化学发光法和细胞色素C还原法测定了葡萄籽提取物原花色素。Vc、VE、β一胡萝卜素、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶以及甘露醇的清除超氧阴离子自由基和轻基自由基的能力。原花青素还能有效增加受损伤的线粒体的膜脂流动性，明显减少受损伤的线粒体肿胀及脂质过氧化物的形成，从而维护线粒体结构和功能的完整性。2.2预防心血管疾病的作用心血管疾病是目前威胁人类健康的最主要疾病，其发生和发展与很多因素有关。其中缺血缺氧、自由基、药物等因素最为常见。对糖尿病大鼠心血管病变的干预研究中发现:葡萄籽原花青素GSPE治疗组的病变较空白对照组轻，具体表现在糖原颗粒沉积明显减少，核周池肿胀减轻，心肌肌原纤维断裂较少等，但仍有线粒体簇状聚集现象。在空白对照组主动脉壁中见到大景的泡沫细胞，外膜中见到嗜酸性粒细胞增多，提示已经出现动脉粥样硬化的改变，GSPE治疗组均没有发现这种改变，说明GSPE能够保护糖尿病人心肌和主动脉，降低糖尿病所引发的高血脂的危险。2.3抗肿瘤的作用国内外许多研究已经证明葡萄籽PC对许多肿瘤细胞如乳腺癌细胞、前列腺癌细胞、皮肤癌细胞等都有不同程度的抑制作用；此外该物质还可以拮抗化疗药物对正常细胞的毒性作用，这一特性是其他抗肿瘤药物无法比拟的。Bomser等对PC抑制TPA诱导的小鼠皮肤肿瘤发展的活性进行了研究，其活性由两种肿瘤标志物鸟氨酸脱梭酶(ODC)和髓过氧化物酶(MPO)的活性进行评价。小鼠皮肤预先用PC处理，由TPA诱导的表皮ODC活性降低并呈现剂景依赖性抑制。PC也可明显减低MPO活性，抑制皮肤肿瘤最终的发展活性。2.4抗辐射的作用前苏联人早就了解到葡萄籽提取物对辐射损伤的保护作用。前苏联的宇航员们长期服用一种富含原花青素的植物饮料，以预防他们在太空飞行时出现的辐射损伤。前苏联切尔诺贝利核电站发生爆炸，造成严重核污染，当地许多人遭受核辐射损伤，生活在该地区的人们被建议喝一种富含原花青素的葡萄酒，以缓解核泄对人体的影响。2.5抗突变作用1994年，意大利Liviero等的实验结果表明，0.5mg/mL的葡萄籽原花青素可使啤酒酵母5288C菌株线粒体的自发性基因突变比对照组减少65%用相同菌株进行的实验还观察到原花青素可抑制细胞核由对刀豆氨酸敏感到耐刀豆氨酸的自发性突变。日木Sugi一moto证实葡萄籽PC对一种来自食品致突变剂TrpP一2的抑制率达940lo。原花青素的抗致突变活性可部分地归因于他的抗氧化剂活性。2.6抗炎、抗过敏的作用葡萄籽PC的抗氧化活性使其可抑制诸如组织胺、5一轻色胺、前列腺素及白三烯等炎症因子的合成和释放，抑制嗜碱细胞和肥大细胞释放过敏颗粒，从而有效地改善皮肤过敏症状及过敏性哮喘症状。此外，还可抑制组胺脱轻酶的活性，限制透明质酸酶的作用，因而对各种关节炎及胃、十二指肠溃疡效果显著。2.7抗皱美容的功能PC能维护胶原的合成、抑制弹性蛋白酶、协助机体保护胶原蛋白、改善皮肤的弹性、改善皮肤的健康循环，从而减少或避免皱纹的产生。PC可抑制酪氨酸酶的活性，将黑色素的邻苯二醒结构还原成酚型结构，使色素褪色；可抑制因蛋白质氨基和核酸氨基发生的美拉德反应，从而抑制脂褐素、老年斑的形成；可与VC或VE之间起协同效应，因而具有防晒美白功能。在欧美等国家，葡萄籽PC享有“皮肤维生素”、“口服化妆品”的美誉。2.8缓解视疲劳1988年，Boissin和Corbe等分别研究了原花青素对视觉的影响，他们从两个治疗中心挑选了100名无严重视网膜疾病或其他眼科疾病的受试者并分成两组，一组接受200mg/d原花青素5周，另一组为对照组，用3种不同技术检测眼球在强光照射下药物所起的作用。实验结果表明，服原花青素者眼球在强光照射后的视觉性能比对照组有明显改善，表明原花青素能使视网膜结构得到较好营养。这是由于原花青素对微血管的保护最终使视紫红素再生率提高所致。1990年，Fusi等研究了原花青素治疗75名排字工人因工作性质造成的眼睛紧张症的效果，患者接受300mg/d原花青素的治疗，60c1后，眼睛的反差敏感性比对照组有明显改善。3.葡萄籽中原花青素的应用及应用前景葡萄籽中含有大量的原花青素，天然蛋白等物质。现在主要用于药物和化妆品领域，抗氧化能力非常强，甚至可以说是迄今为止发现的最强效的纯天然抗氧化剂，能高效清除体内过剩的自由基，保护VC、VE在到达起效部位前不被氧化失去活性，使三者共同发挥强大的抗氧化作用，故被称为VC、VE的增效剂。OPC属于水溶性物质，易于和胶原蛋白、硬弹性蛋白、结缔组织结合，易被人体吸收并输送到全身各处，人体内“存活”期较长，口服7小时后，仍有一半原始剂量留在体内发挥作用。3.1药物开发葡萄籽原花青素对血管疾病的治疗价值在80年代初即已被世人所承认。在法国，用葡萄籽原花青素制成的专利产品用于治疗微循环疾病，包括眼睛与外周毛细血管通透性疾病及静脉与淋巴功能不全。法国的Bonnaure等发明了以原花青素低聚体或单体为活性成分（≥1%）的治疗牙周病的制剂并获专利保护。法国Sanofi公司用葡萄籽原花青素与大豆卵磷脂制成复合物，用作血管保护剂和抗炎剂，每片含复合物250mg。法国的Vennat等还制成了含80%原花青素的高剂量片（50mg片），改进了处方，使此片剂能迅速而完全释放，而且在不同条件下，贮存10个月仍有很好稳定性。此外，德国的Berkhman等研制了用于治疗酒精中毒的原花青素制剂并获专利保护。在罗马尼亚，一种商品名为Endotelon原花青素制剂已上市用于治疗毛细血管疾病。3.2化妆品开发1990年法国Masquelie专门对未包括在已上市原花青素制剂适应证中的治疗作用如抗炎、抗辐射等活性，尤其在皮肤学方面的应用进行了研究。原花青素的治疗作用与其清除自由基的能力密切相关，而环境对皮肤、粘膜和毛发的刺激引起的脂质、蛋白质与核酸的衰退过程均与自由基分不开。原花青素具有的特殊抗氧活性和清除自由基的能力为其在化妆品领域中的应用开辟了广阔前景。法国已开发出用Markushstructure原花青素低聚体制成的脂质体微囊的晚霜、发乳和嗽口水。为了使活性成分便于通过皮肤角质层，意大利的Indena公司用了5年时间研制成功了以磷脂（天然磷脂或合成磷脂）为载体的功能化妆品，商品名为Phytosome。此产品含5%银杏原花青素二聚体，用于皮肤消炎和改善微循环。经18名健康受试者试验（这些人因紫外线照射已出现皮肤炎症和红斑）。表明该化妆品有较好的防护紫外线伤害作用。1990年，日本Yamaskosh研制了含1%原花青素低聚体的可使皮肤亮洁的油性化妆品。日本Ariga等还开发了用作药品、食品和化妆品抗氧剂的原花青素，并获专利保护。原花青素历经30多年的研究、开发，其优越的抗氧活性已为人们首肯，其在改善微循环和治疗眼科疾病方面已获重大进展，并在药物与化妆品等领域得到广泛应用；其资源丰富，疗效确切，副作用微小的特点。不仅使它在欧洲、日本备受青味，近年来又风靡美国。预示了原花青素在医疗应用等方面的广阔发展前景。参考文献1、于晓南.植物叶片中花青素的分析与研究[J].,2000(4):37-38.2、余晓琴，赵国华，等.天然抗氧化剂原花青素的保健功能[J].粮食与油脂,2003,4:40一42.3、丁燕，赵新节.酚类物质的结构与性质及其葡萄与葡萄酒的关系[[J].中外葡萄与葡萄酒,2003,(1):13174、魏蕾.花青素的提取纯化、抗氧化能力及功用方面的研究进展[J]氨基酸和生物资源,2009,(04)5、王建平.葡萄籽提取物的神奇功效[D].山东济南:山东中医药大学,20016、赵超英.葡萄籽提取物原花青素的营养保健功能[J].中国食品卫生杂志，200012(6):38一41.7、常世敏，范蓓红.葡萄酒中原花青素的功能[J]中国食物与营养，2004,9:48一50.8、方忠祥,倪元颖.花青素生理功能研究进展[J].广州食品工业科技,2001,17(3):60—62.9、曹栋.葡萄籽中低聚原花青素的研制[J].中国油脂，2002，26（1):38一39.10、鲍俊竹.测定葡萄籽提取物中原花青素含量的方法[[J].农业科学研究，2005,26(1):4345.11、秦丹.葡萄籽中的天然抗氧化剂及其保健功能[J].食品与发酵工业，2002,28(4):757812、李华，沈洁.超声波法从葡萄籽中提取多酚的研究[J].良酒科技，2005(5):8991.13、何钊.葡萄籽中原花青素提取研究[D].浙江大学硕士论文，200414、李春阳.从葡萄废弃物中提取分离多酚类生物活性物质[J].食品科学，2004,6:88-93.15、李华，土华，袁春龙，等.葡萄酒化学[M].北京:科学出版社，2004.答谢本文在刘慧霞老师的悉心指导和严格要求下已完成，从课题选择，文献查找，论文起草及修改到最终形成。在老师的帮助和鼓励下顺利完成，感谢老师对科技论文写作课程的精心教育指