从葡萄籽中提取分离原花青素的研究

试验研究从葡萄籽中提取分离原花青素的研究

李春阳，许时婴，王　璋

（江南大学食品学院，无锡　　２１４０３６）

摘要：葡萄籽中总酚含量（以没食子酸计）大约为４．８５％，原花青素含量为３．０５％（以湿基含水１０％计算），具有很大的开发利用价值。研究结果表明：选择１３０～１５０目的葡萄籽粉，在２０℃条件下，采用７０％丙酮搅拌４０分钟，提取原花青素效果最佳，提取率可达９９．１１％；超声波处理对原花青素提取有一定影响，在保持提取温度不变的情况下，超声波处理功率档次越大，原花青素提取率越高；葡萄籽进行真空干燥比自然干燥的原花青素提取率高１２．６１％。

关键词：葡萄籽；原花青素；总酚

中图分类号：Ｓ３２５　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　文献标识码：Ａ

Extraction of proanthocyanidins from grape seed

ＬＩ　Ｃｈｕｎ－ｙａｎｇ，　ＸＵ　Ｓｈｉ－ｙｉｎｇ，　ＷＡＮＧ　Ｚｈａｎｇ

（Ｆｏｏｄ　ｃｏｌｌｅｇｅ，　Ｓｏｕｔｈｅｒｎ　Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，　Ｗｕｘｉ　　　２１４０３６　）

Abstract：　Ｔｈｅ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ　ｏｆ　ｐｈｅｎｏｌｓ　（ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ａｓ　ＧＡＥ）　ｉｎ　ｇｒａｐｅ　ｓｅｅｄ　ｉｓ　ａｂｏｕｔ　４．８５％，　ｐｒｏａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎ　ａｂｏｕｔ　３．０５％（１０％ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ｏｆ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ）．　Ｓｏ　ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｒａｐｅ　ｓｅｅｄｓ　ｈａｓ　ｇｒｅａｔ　ｖａｌｕｅ　ｉｎ　ｕｓｅ．　Ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｇｒａｐｅｓｅｅｄ　ｐｏｗｄｅｒ　ｏｆ　１３０～１５０　ｍｅｓｈ　ｗａｓ　ｅｘｔｒａｃｔｅｄ　ｂｙ　７０％　ａｃｅｔｏｎｅ　ｗｉｔｈ　ｓｔｉｒｒｉｎｇ　４０ｍｉｎ　ａｔ　２０？，　ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｐｒｏａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎｗａｓ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｓｔ　ｏｆ　９９．１１％．　Ａｔ　ａ　ｃｏｎｓｔａｎｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，　ｔｈｅ　ｍｏｒｅ　ｐｏｗｅｒ　ｏｆ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｗａｖｅ，　ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｒ　ｅｘｔｒａｃｔ　ｒａｔｉｏ　ｏｆｐｒｏａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎ．　Ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｐｒｏａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎ　ｉｎ　ｇｒａｐｅ　ｓｅｅｄ　ｄｒｉｅｄ　ｂｙ　ｖａｃｕｕｍ－ｄｅｓｉｃｃａｔｏｒ　ｗａｓ　１２．６１％　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｄｒｉｅｄｎａｔｕｒａｌｌｙ．

Key words：　Ｇｒａｐｅ　ｓｅｅｄ；　Ｐｒｏａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ；　Ｐｈｅｎｏｌｓ

葡萄籽中含有大量以黄烷醇结构为主的黄烷类生物活性物质。原花青素也称黄烷－３－醇（ｆｌａｖａｎ－３－ｏｌｓ）聚合体，包括黄烷－３、４二醇，其Ｃ环３位碳上连有一个羟基，是由儿茶素、表儿茶素单体以４、８键或４、６键或２、７键（很少）聚合而成的儿茶素类化合物，有人将其称为缩合单宁。

国内外大量医学和药理学研究表明：原花青素具有抗氧化、清除自由基、降血压、降血脂、消炎、抗癌、治疗心血管疾病等功效。１９９５年，从葡萄籽中提取的

原花青素被美国公众评为最受欢迎的十种植物药之一。１９９７年，美国《Ｗｈｏｌｅ　Ｆｏｏｄ》杂志对美国２００家草药零售商（或称天然食品店）销售情况进行了调查，葡萄籽提取物（主要成分为原花青素）的年销售额为９９７万美元。在欧洲、东南亚一带（韩国、日本、台湾），原花青素越来越受到了人们的重视。每年，我国葡萄废弃物高达十几万吨，如何对葡萄废弃物进行有效的综合利用一直是食品科技工作者极为关注的问题。１　　材料与方法

１．１　　实验材料

赤霞珠葡萄籽：由秦皇岛华城葡萄酒有限公司提供；没食子酸（分析纯）：贵州遵义第二化工厂生产；原花青素标样由天津尖峰天然产物公司提供；甲醇、丙酮、乙醇均为分析纯。１．２　　主要仪器

ＬＥＮＧＧＵＡＮＧ７２２可见分光光度计：上海精密科学仪器有限公司；ＱＺＲ－５型喷雾干燥机：无锡市林洲喷雾干燥厂；ＤＦＴ——２００中药粉碎机：浙江温岭市大德中药机械有限公司；ＺＸ９８—１旋

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转蒸发仪：上海仪表电机厂。１．３　　实验方法

１．３．１　　原花青素的提取：葡萄籽原花青素提取率＝［（原花青素含量×溶液液体积×稀释倍数）／（原料中原花青素含量×称样量）］前体如乙酸、苯丙酸等在浆果和籽中合成酚类物质，经葡萄梗输送到植物的各个部位，因此果浆真空干燥后，用中药粉碎机粉碎，称取１００克粉置于烧杯中，加入７０％乙醇６００ｍｌ进行提取，即得原花青素粗提液。

１．３．２　　原花青素粗粉制备：将上述原花青素粗提液离心、过滤，真空浓缩至１００ｍｌ，再经喷雾干燥即得原花青素粗粉（也有人称之为葡萄籽提取物、葡多酚）。１．３．３　　原花青素含量的测定

试剂配制：　Ａ：１％香草醛溶液（称取１．０００ｇ香草醛溶于甲醇液中，最后定容到１００ｍｌ）。　Ｂ：８％的盐酸液（取８ｍｌ浓盐酸溶于甲醇中，定容至１００　ｍｌ）。显色剂：Ａ：Ｂ＝１：１，现用现配。

标准曲线绘制：配制原花青素标准溶液，浓度为１．２ｍｇ／ｍｌ。分别取１、２、３、４、５、ｍｌ，然后定容至１０ｍｌ。再各取１ｍｌ，分别加入５ｍｌ显色剂，摇匀。避光，在３０±１℃恒温水浴中保持３０ｍｉｎ。取出，在５００ｎｍ波长下，用分光光度计测定其吸光值，得线性回归方程为：ｙ＝０．２３５２ｘ－０．０９７８　　Ｒ２＝０．９９９１。葡萄籽中原花青素总含量的测定：取１～２ｇ葡萄籽粉，加入１０ｍｌ甲醇，用旋涡震荡器震荡２０ｍｉｎ，３０００ｒｐ离心２０ｍｉｎ，取上清液１ｍｌ，按照上述标准曲线测定方法，测定其吸光值。原花青素含量＝Ｃ×Ｖ×ｎ／Ｍ×１００％，其中　Ｃ：原花青素浓度（ｍｇ／ｍｌ）；Ｖ：溶液体积（ｍｌ）；ｎ：稀释倍数；Ｍ：取样量（ｍｇ）×１００％。和籽中的酚类物质（主要是原花２　　结果与讨论青素）含量比梗中要高。而葡萄２．１　　葡萄籽的化学组成

皮长期暴露在空气中，在日光的由表１可知，葡萄籽中粗纤维照射下，所含酚类物质发生氧化和碳水化合物含量较高。葡萄籽分解，其酚类物质的含量也比籽中的多酚类物质（主要是原花青低［７、８］。从表２还可以看到，葡萄素）大多以结合态与蛋白质、纤

籽、梗、皮中原花青素含量分别维素结合在一起［４、５］

，一般不易被

占总酚的６２．９％、４０．２％、４６．７％，提出，需加入有机溶剂、加酸、搅因此国外研究者把葡萄籽看作是拌、加温等处理，才能够提取出儿茶素类物质的最佳来源，从葡来。

萄籽中提取原花青素。

２．２　　葡萄皮、梗、籽中的总酚、原２．３　　有机溶剂种类和浓度对原花花青素含量

青素提取率的影响

以甲醇为提取溶剂［６］，测定以８０目葡萄籽粉为原料，在葡萄籽中的多酚与原花青素见表２０℃条件下，搅拌提取４０分钟。２。从表中可见，　葡萄籽中多酚和由图１可知，甲醇、乙醇提取原花原花青素的含量较高，分别为４．青素的效果相差不大，丙酮提取８５％和３．０５％，具有一定的开发利效果显然比前两者都好。７０％丙用价值。葡萄皮、梗中原花青素酮提取原花青素效果最佳，低于含量比葡萄籽少的原因是：在植或高于此浓度，原花青素提取率物代谢过程中，葡萄梗起着输送都降低，其中１００％丙酮提取率最营养物质的作用，大量酚类物质

低；乙醇浓度为７０％时原花青素

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提取率达到最大值为８７．４４％，低于或高于７０％乙醇浓度时，原花青素提取率都下降；甲醇浓度变化对原花青素的提取率影响较小，采用９０％甲醇的原花青素提取率最大为８７．４０％，随着甲醇浓度降低（由９０％降低到５０％），原花青素提取率逐渐减少，但是降低幅度不大。

原花青素含有多羟基，丙酮含有酮基易于与原花青素中的羟基以氢键形式缔合，在水溶液中两者的氢键缔合作用较强，因此含水丙酮提取原花青素比甲醇、乙醇强。

２．４　　超声波处理对原花青素提取率的影响

我们选用了５０％、７０％、９０％、９９％四个功率档次，以８０目葡萄籽粉为原料和７０％乙醇为提取溶剂，在２０℃条件下研究超声波处理对原花青素提取率的影响。由图２可见，随着超声波功率档次的增加，原花青素提取率也增加，近似成线性关系。而超声

波处理时间对原花青素提取率的影响较为复杂，随着时间的延长，超声波提取原花青素的提取率开始保持平稳（１５～３０分钟），在４５分钟时略有下降，在６０分钟时有很大提高。这主要是刚开始时超声波提取的大部分都是以游离态形式存在的原花青素，而大部分与纤维素、蛋白质紧密结合的原花青素尚未被提取出来，因此原花青素的提取率趋于稳定，在４５分钟时由于热效应产生的氧化作用超过提取效应，使原花青素提取率略有下降。但随着超声波处理的进行，与纤维素、蛋白质紧密结合的花青素被大幅提出，６０分钟后超声波提取效应远远超过热效应，原花青素提取率迅速上升。２．５　　提取温度和搅拌时间对原花青素提取率的影响

原花青素是葡萄籽中多酚的重要组成部分，其稳定性较差，易氧化、聚合。温度升高，原花青素会发生氧化，提取率下降；温度降低，原花青素与蛋白质、纤维素等结合物分离较慢，提取率也

下降。因此，我们设置了１０℃、２０℃、３０℃三个提取温度，以８０目葡萄籽粉为原料和７０％乙醇为提取溶剂，搅拌４０分钟，进行提取。由图３可知，原花青素在２０℃时提取率最高。搅拌时间对原花青素提取既有正影响也有负影响，从理论上来说搅拌时间越长原花青素提取也越充分。但是，随着搅拌时间的延长，一是大量空气混入提取液中，使酚类物质与氧充分接触，发生氧化；二是搅拌时间越长，搅拌产生的热量会使局部提取液中的原花青素在高温下发生氧化、聚合等变化，使原花青素提取率下降。理想的搅拌时间应为４０分钟，此时原花青素提取率最高。

２．６　　葡萄籽粉粒度及酸化对原花青素提取率的影响

以７０％乙醇为提取溶剂，在２０℃下提取，由图４可知，当葡萄籽粉粒度为１３０～１５０目时，原花青素提取率最高。但葡萄籽粉粒度越小，粉碎时间越长，容易产生热效应，使部分原花青素发生

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图４　籽粉粒度及酸化对原花青素提取率的影响

氧化、造成一定损失。在提取过程中加入适量的乙酸主要是为了破坏蛋白质、多糖、纤维素与原花青素的结合，从而提高原花青素的提取率和提取速度。过度酸化，会造成原花青素酸解沉淀，原花青素提取率反而下降。２．７　　干燥方式对原花青素提取率的影响

葡萄籽一旦从鲜果中分离出来，必须及时干燥，否则高水分含量的葡萄籽极易发生氧化，使葡萄籽中的原花青素含量降低。而且，不同干燥方式处理的葡萄籽，原花青素的提取率也有很大不同。由图５可知，对于６０～８０目葡萄籽粉，真空干燥粉比自然干燥粉的原花青素提取率多９．９％；对于８０～１５０目葡萄籽粉，则多１２．６１％。这主要是由于真空干燥后的葡萄籽粉结构更有利于溶剂提取，而且粒度越小，越有利

于原花青素的溶出，原花青素的提取率越高。３　　结论

３．１　　以１３０～１５０目的葡萄籽粉为原料，采用７０％丙酮提取原花青素，在温度为２０℃、搅拌时间为４０分钟时，原花青素提取率最高为９９．１１％。

３．２　　超声波处理对原花青素提取有一定影响，在保持提取温度不变的情况下，超声波处理功率越大，提取率越高。

３．３　　真空干燥的葡萄籽粉比自然干燥的葡萄籽粉原花青素提取率高，粒度越小原花青素提取率越高。对于８０～１５０目葡萄籽粉，真空干燥比自然干燥的原花青素提取率高１２．６１％。

参考文献

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