1、文 獻(xiàn) 綜 述 題 目： 蘋果渣中提取純化多酚的研究進(jìn)展 蘋果渣中提取純化多酚的研究進(jìn)展摘要: 蘋果中含有豐富的營養(yǎng)成分, 位列我國四大水果之首。近年來, 隨著我國蘋果種植面積的不斷擴(kuò)大, 蘋果產(chǎn)量逐年增加, 蘋果加工也越來越受到人們的關(guān)注。由于蘋果中含有的生物活性物質(zhì)-蘋果多酚, 具有很強(qiáng)的抗氧化性、清除體內(nèi)自由基、抑菌、抗衰老、等功能, 因而其廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、食品、制革和日用化工等領(lǐng)域,并發(fā)揮著不可替代的作用。蘋果渣是蘋果加工中的副產(chǎn)物，含有豐富的生物活性物質(zhì)，它的綜合利用不僅能提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，還能避免大量的蘋果廢渣對(duì)環(huán)境造成污染蘋果多酚具有很高的藥理生理價(jià)值，因而廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)食品日

2、用化工等領(lǐng)域，發(fā)揮著不可替代的作用。我國對(duì)蘋果果渣的研究利用始于20世紀(jì)50年代,但一直未取得突破性進(jìn)展。因此，如何充分利用蘋果渣進(jìn)行深加工使之變廢為寶已經(jīng)成為眼下較為關(guān)注的熱點(diǎn)問題。本文主要論述了蘋果渣中多酚類物質(zhì)的組分、性質(zhì)、提取工藝、生物活性以及應(yīng)用現(xiàn)狀。關(guān)鍵詞:蘋果渣；多酚；提??；分離純化；生物活性我國現(xiàn)在是世界上最大的蘋果生產(chǎn)國和消費(fèi)國，蘋果種植面積和產(chǎn)量均占世界總量的40%以上，在世界蘋果產(chǎn)業(yè)中占有重要地位。蘋果渣雖然是蘋果果汁加工中的廢料，但是含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，其中果肉和果皮含量占總量的90%。我國對(duì)果渣的研究利用始于20世紀(jì)50年代，但是一直未取得突破性進(jìn)展，果品加工廢料的綜

3、合利用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家2。目前蘋果廢渣的綜合利用主要有以下幾種途徑。利用蘋果渣做飼料；利用蘋果渣的微生物發(fā)酵生產(chǎn)酒精等產(chǎn)品；從蘋果渣中提取膳食纖維。但所利用的蘋果渣僅占總量的一小部分，大多數(shù)蘋果渣還是作為垃圾處理。既浪費(fèi)資源，又污染環(huán)境，因此，如何充分利用果渣進(jìn)行深加工已經(jīng)成為了眼下較為關(guān)注的熱點(diǎn)問題。我國對(duì)于蘋果渣的利用研究目前處于起步階段，其中對(duì)于多酚類物質(zhì)的提取也進(jìn)行了初步研究，蘋果渣的利用卻已經(jīng)得到人們?nèi)罕姷母叨戎匾?，?duì)于蘋果渣的資源利用必將具有廣闊的前景。多酚是水果中常見的物質(zhì)，幾乎所有的水果中都含有多酚類物質(zhì)?，F(xiàn)在已從茶葉、葡萄、銀杏、蘋果、棗、梨、李等多種植物中提取出多酚類物質(zhì)。

4、多酚類物質(zhì)對(duì)水果及其制品的風(fēng)味和顯色起一定作用，人們很早就發(fā)現(xiàn)多酚類物質(zhì)的一系列功效，并利用其特點(diǎn)改善果制品加工工藝。近年來，學(xué)者們對(duì)多酚類物質(zhì)的研究也從開發(fā)利用逐漸向提取、分離、純化、生物活性等方向轉(zhuǎn)變。1.蘋果多酚的分布分類多酚類物質(zhì)的化學(xué)研究始于18世紀(jì)末，但是由于其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，性質(zhì)活潑，衍生物繁多，并且經(jīng)常以性質(zhì)結(jié)構(gòu)類似的同系混合物的形式存在，因此對(duì)于多酚類物質(zhì)的研究，進(jìn)展比較緩慢。直到1920年德國科學(xué)家Freudenferg才提出，根據(jù)結(jié)構(gòu)特征的不同將多酚類物質(zhì)分為水解單寧和縮合單寧兩大類3。到20世紀(jì)后期，隨著對(duì)多酚類物質(zhì)研究的深入，其分類方法也愈加詳細(xì)，蘋果中常見的多酚類物質(zhì)

5、按官能團(tuán)結(jié)構(gòu)可分為黃烷-3-醇類、黃酮醇類化合物、羥基笨丙烯酸類、二氫查耳酮、花色素類等五大類4。按多酚空間結(jié)構(gòu)大小可分為單體、糖苷類多酚和縮合單寧三大類。但總體上來說，多酚類物質(zhì)是帶有一個(gè)或多個(gè)羥基取代基的芳香環(huán)。多酚通常是作為二次代謝產(chǎn)物存在于植物組織中，蘋果屬于富含多酚類物質(zhì)的水果并且果皮中多酚類物質(zhì)的含量大于果肉中的含量。蘋果多酚的組分分布與含量隨著蘋果的品種，種植條件，成熟度等區(qū)別表現(xiàn)出較大的差異性5。唐傳核，彭志英等對(duì)不同成熟度的蘋果進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)成熟蘋果的主要多酚類為綠原酸、兒茶素和原花青素等；而未成熟的蘋果中則含有較多的二氫查耳酮，槲皮酮等化合物6。王思新等研究發(fā)現(xiàn)，在不同品

6、種的蘋果果實(shí)中，首紅和果光的多酚含量較高7。2.蘋果多酚的理化性質(zhì)蘋果多酚是蘋果中具有苯環(huán)并結(jié)合有多個(gè)羥基化學(xué)結(jié)構(gòu)物質(zhì)的總稱，主要包括黃烷-3-醇類，黃醇類化合物、羥基苯甲酸類、二氫查耳酮、花色苷類等5大類。蘋果多酚為棕紅色粉末狀，20%水溶液，呈紅褐色。100%粉末狀為黃褐色。液狀及粉末狀略有蘋果風(fēng)味，有一點(diǎn)苦味。易溶于水及乙醇，且加工適應(yīng)性高。粉末狀制劑室溫下可保存一年，其性質(zhì)和生理功能幾乎不變。穩(wěn)定性較好，其中，0.1%-1%多酚水溶液在pH2-10范圍內(nèi)加熱30min(100)其保存率在80%以上8。3.蘋果多酚生理功能的研究現(xiàn)狀3.1抗氧化作用對(duì)蘋果多酚的抗氧化性研究起于20世紀(jì)90

7、 年代。Lee發(fā)現(xiàn)各種抗氧化劑的抗氧化性順序如下: 槲皮素>表兒茶素>原花青素B2>維生素C>根皮素>綠原酸。所以，蘋果中的槲皮素、表兒茶素和原花青素B2是蘋果的主要抗氧化劑，而不是維生素C。3.2抗過敏功能Tomomasa從未成熟蘋果中分離提純蘋果縮合丹寧, 并以此為原料研究其對(duì)小鼠堿性白血病(RBL-2H3) 細(xì)胞中組胺釋放的抑制作用, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)蘋果縮合丹寧可以影響小鼠的早期信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)包括鈣的流動(dòng)9。3.3抑菌作用蘋果多酚具抑菌效果，尤其以多酚中的苯丙烯酸類物質(zhì)對(duì)細(xì)菌，真菌，病毒等微生物均有不同程度的抑制作用，有些殺菌抗毒的藥物的主要有效成分中就含有苯丙烯酸類物

8、質(zhì)10。其中對(duì)大腸桿菌，金黃色葡萄球菌，霍亂菌，枯草桿菌，釀酒酵母等菌種的抑制作用效果顯著；對(duì)變形桿菌，痢疾桿菌，沙門氏菌等抗菌作用稍遜11。在抗毒方面，對(duì)腺病毒，副流感病毒，呼吸道合胞病毒等具有很強(qiáng)的抑制作用，多酚對(duì)微生物的抑制作用受環(huán)境影響較小，在不同條件下，其抑制效果相差不大，目前對(duì)多酚抑菌作用的原理研究尚少，普遍認(rèn)為是多種因素共同作用的結(jié)果。如對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)合，與細(xì)胞膜的結(jié)合，金屬離子的鰲合等12。3.4抑制血壓上升作用 多酚對(duì)微生物具有廣譜抗性，不僅能抵御食草動(dòng)物對(duì)植物體的損害，同時(shí)也阻止了微生物的襲，包括提高對(duì)各種病原菌的耐受力和保護(hù)受傷地。另外，多酚對(duì)動(dòng)物體內(nèi)和其他環(huán)境多種微生物的

9、長都能產(chǎn)生明顯的抑制作用。對(duì)酶的影響作為生物催化劑的酶其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)可以與多酶結(jié)合生成可溶或不可溶的結(jié)合物，結(jié)合物較酶的構(gòu)形有所改變，使酶的催化活性降低或喪失?，F(xiàn)已明確血壓的上升與血壓緊縮素轉(zhuǎn)換酶系密切相關(guān),該酶系中的血管緊縮酶I轉(zhuǎn)換酶(ACE)可生成有血管收縮作用的血管緊縮素II， 而抑制ACE 的活性可起到有效預(yù)防高血壓的效果。田邊正行發(fā)現(xiàn)蘋果多酚成分具有很強(qiáng)的ACE抑制效果13。4.蘋果多酚的提取4.1有機(jī)溶劑提取 多酚類物質(zhì)在乙醇、甲醇、丙酮等有機(jī)溶劑中都有較高的溶解度，因此可以選用有機(jī)溶劑浸提，其中最常用的方法是用水或乙醇作為溶劑浸提。有機(jī)溶劑法有設(shè)備簡單，操作方便，成本低廉等優(yōu)

10、點(diǎn)，故常在工業(yè)化生產(chǎn)中選用；但此法相比其他方法有提取時(shí)間長，提取率低等缺點(diǎn)，有機(jī)溶劑法提取的影響因素主要有溶劑種類，提取溫度，溶劑濃度，溶劑pH值，提取時(shí)間等。其中溶劑種類和濃度的選擇要考慮溶解度，分子大小以及相似相溶原理選擇溶劑。同時(shí)還應(yīng)考慮溶劑回收和安全性等問題，由于蘋果多酚具有良好的熱穩(wěn)定性和酸穩(wěn)定性，可以調(diào)節(jié)溫度和pH值等來提高提取效率，金瑩，孫愛東等對(duì)蘋果多酚的有機(jī)溶劑提取法各影響因素的影響次序做了研究，結(jié)果表明：溶劑選擇溫度料液比濃度。并確定了蘋果多酚的最佳提取工藝為：乙醇濃度60%，提取時(shí)間為120min，溫度為60，料液比1：6，提取一次14。4.2超聲波輔助提取超聲波輔助萃取

11、的原理是利用超聲波輻射產(chǎn)生強(qiáng)烈的空化效應(yīng)、擾動(dòng)效應(yīng)、機(jī)械振動(dòng)等多種作用，增加物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)的頻率和速度以及溶劑的穿透力，從而加速目標(biāo)成分進(jìn)入溶液。欒晏等比較了超聲波輔助提取和有機(jī)溶劑提取，發(fā)現(xiàn)在相同條件下超聲波輔助提取與有機(jī)溶劑直接提取相比，提高了提取效率，節(jié)約溶劑15。任文霞、李建科等以乙醇為溶劑利用超聲波輔助提取蘋果中多酚類物質(zhì)，并確立了最佳工藝參數(shù): 在乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%，料液質(zhì)量體積比為1g20mL，提取溫度為60 ，超聲波功率為800W，提取時(shí)間為24min 的條件下，蘋果多酚的提取率最大16，其提取率為380mg/g。超聲提取與有機(jī)溶劑直提法相比，極大地提高了提取效率，節(jié)約了溶劑，

12、避免了高溫對(duì)提取成分的影響。4.3微波輔助提取法微波輔助萃取是利用微波來提高萃取效率的新技術(shù)。微波在傳送過程中遇到不同的物料會(huì)根據(jù)物料性質(zhì)的不同而產(chǎn)生反射、穿透、吸收等不同現(xiàn)象。在快速振動(dòng)的微波電磁場(chǎng)中，被輻射的極性物質(zhì)分子吸收電磁能，產(chǎn)生大量熱能。而在微波輔助提取的過程中，微波會(huì)對(duì)樣品和溶劑同時(shí)均勻的加熱，使萃取物在短時(shí)間內(nèi)從母體進(jìn)入到溶液中，從而縮短了提取時(shí)間17。王麗、李化等對(duì)乙醇溶劑的微波輔助提取的影響因子做了研究，結(jié)果表明乙醇濃度的影響最大，微波功率的影響次之，微波時(shí)間的影響再次，料液比的影響最小。各因子的最優(yōu)組合為:乙醇濃度70%、微波功率30%、微波時(shí)間25s，料液比1518。5

13、.蘋果多酚的分離純化 大孔樹脂又稱全多孔樹脂，是由聚合單體和交聯(lián)劑、致孔劑，分散劑等添加劑經(jīng)聚合反應(yīng)制備而成；大孔樹脂在干燥狀態(tài)下其內(nèi)部具有較高的孔隙率，且孔徑較大，在1001000nm之間，樹脂吸附作用是依靠它和被吸附的分子之間的范德華力，通過巨大的比表面進(jìn)行物理吸附工作，使有機(jī)化合物根據(jù)有吸附力及其分子量大小可以經(jīng)一定溶劑洗脫分開而達(dá)到分離、純化、除雜、濃縮等不同目的。大孔樹脂具有吸附量大、機(jī)械強(qiáng)度高、比表面積大、吸附迅速、選擇性好、理化性質(zhì)穩(wěn)定、不溶于酸堿及有機(jī)溶劑、再生處理方便等優(yōu)點(diǎn)，適合用于溶液中化合物的分離純化19。樹脂按化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)分為非極性、中極性、極性和強(qiáng)極性四種。郝少莉，

14、陳小蒙等運(yùn)用靜態(tài)吸附與解吸實(shí)驗(yàn)對(duì)大孔樹脂進(jìn)行篩選，篩選出最好的樹脂對(duì)蘋果渣中多酚類物質(zhì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)D4020對(duì)蘋果多酚表現(xiàn)出良好的吸附性能與最好的解吸效果，張澤生等用AB8樹脂吸附蘋果多酚，發(fā)現(xiàn)最優(yōu)條件：上柱濃度為1.1528mg/mL，pH為4.8，吸附流速為2BV/h20。艾志錄等選用NKA9大孔樹脂對(duì)蘋果渣中多酚進(jìn)行純化，結(jié)果表明使用60%乙醇溶液作為洗脫液時(shí)，解吸率可達(dá)到70%以上，洗脫速度為1.0mL/min，蘋果渣中多酚的動(dòng)態(tài)吸附回收率可達(dá)66.34%21。 大孔樹脂在天然提取物的分離純化上的應(yīng)用時(shí)，具有設(shè)備簡單，操作方便，成本低廉，可重復(fù)使用，條件溫和，純化效率高等優(yōu)點(diǎn)

15、；而且大孔樹脂在使用時(shí)不需要加熱及化學(xué)處理，對(duì)提取物無破壞作用，因此大孔樹脂被越來越多地應(yīng)用在多酚、黃酮、苷類等天然產(chǎn)物的分離純化。參考文獻(xiàn)1李懷玉.寒富蘋果M.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2009,8-10.2王麗媛,仇農(nóng)學(xué)等.固態(tài)發(fā)酵技術(shù)提高蘋果渣附加值的應(yīng)用研究J生物技術(shù)通報(bào),2009,(7):64-67.3Schieber A,Hilt P,Streker P.A new process for the combined recovery of pectin and phenolic compounds from apple pomaceJ. Innovative Food Science

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