葡萄皮花色苷的生理活性及穩(wěn)定性研究進(jìn)展

王衛(wèi)國(guó)，林　強(qiáng)，張仟偉

（河南工業(yè)大學(xué) 生物工程學(xué)院，河南 鄭州 450001）

葡萄皮花色苷的生理活性及穩(wěn)定性研究進(jìn)展

王衛(wèi)國(guó)，林強(qiáng)，張仟偉

（河南工業(yè)大學(xué) 生物工程學(xué)院，河南 鄭州 450001）

葡萄皮花色苷屬于黃酮類天然色素，不僅資源豐富，而且具有抗氧化、清除自由基、降血脂、抗突變、延緩衰老、預(yù)防肝損傷和老年癡呆、改善視力、保護(hù)心血管和神經(jīng)系統(tǒng)等多種營(yíng)養(yǎng)和保健功能。但葡萄皮花色苷的分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，在加工和貯存過程中易受光、氧、溫度、pH、金屬離子等因素的影響而發(fā)生變化，這嚴(yán)重制約著葡萄皮花色苷的研究與應(yīng)用。因此，對(duì)葡萄皮花色苷穩(wěn)定性的研究成為食品、醫(yī)藥、化工和生物工程等領(lǐng)域重要的研究方向。本文綜述了葡萄皮花色苷的分離純化法、生理功能和穩(wěn)定性研究進(jìn)展，并指出其研究應(yīng)用中存在的問題和發(fā)展趨勢(shì)，為其深入研究提供參考。

葡萄皮花色苷；分離純化方法；生理活性；穩(wěn)定性

隨著近些年來我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，葡萄的種植面積和產(chǎn)量呈直線上升趨勢(shì)。與此同時(shí)葡萄在加工過程中都把大量葡萄皮當(dāng)作殘?jiān)鼇G棄，如用于釀酒的葡萄每年會(huì)產(chǎn)生40多萬t的葡萄皮渣。這些葡萄皮渣隨便丟棄，一方面對(duì)周圍環(huán)境造成污染。另一方面葡萄皮中含有的花色苷具有強(qiáng)氧化性，能有效清除人體內(nèi)的自由基，如細(xì)胞在需氧代謝過程中產(chǎn)生的一系列活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）等。醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)［1-3］，自由基可導(dǎo)致蛋白質(zhì)和核酸分子過氧化損害，是導(dǎo)致一些疾?。ㄈ绨┌Y、心血管疾病、糖尿病、動(dòng)脈粥樣硬化和關(guān)節(jié)炎等）的主要原因。葡萄皮花色苷還具有促進(jìn)視紅素再生、消除炎癥、提高機(jī)體免疫力抗衰老等多種生理功能，可有效預(yù)防和治療由自由基引起的相關(guān)疾病。GUO J T等［4］研究發(fā)現(xiàn)，葡萄皮花色苷和α-生育酚的抗氧化活性強(qiáng)度相當(dāng)。DANG O等［5］將從葡萄皮中提取的花色苷加入香煙煙絲中，結(jié)果表明，可有效減輕吸煙對(duì)人體的過氧化損傷。但是目前國(guó)內(nèi)、外對(duì)于葡萄皮花色苷的提取、純化以及穩(wěn)定性增強(qiáng)等方面的研究水平都普遍較低，存在著提取率低、穩(wěn)定性差等一系列問題，嚴(yán)重制約著葡萄皮花色苷相關(guān)的開發(fā)與應(yīng)用。因此，如何提高葡萄皮花色苷的提取率和穩(wěn)定性成為了目前的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)，市場(chǎng)應(yīng)用前景十分廣闊，同時(shí)也符合我國(guó)當(dāng)前努力建設(shè)社會(huì)主義節(jié)約型社會(huì)的大方向。本文通過對(duì)影響葡萄皮花色苷穩(wěn)定性的因素以及目前分離與純化方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行歸納與總結(jié)，為今后對(duì)葡萄皮花色苷在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域進(jìn)行深入系統(tǒng)研究時(shí)提供理論參考。

1　葡萄皮花色苷簡(jiǎn)介

葡萄皮花色苷是以葡萄皮為原料，通過提取、分離、濃縮等技術(shù)而獲得的黃酮類化合物。花色苷糖苷配基的基本結(jié)構(gòu)為3，5，7-三羥基-2-苯基苯丙呋喃［6］。葡萄中的花色苷種類較多，不同葡萄品種的花色苷種類有所不同，但以錦葵素糖苷為主。自然狀態(tài)下，葡萄皮花色苷不穩(wěn)定，易受環(huán)境因素（如光照、溫度等）影響而發(fā)生結(jié)構(gòu)改變［7］。葡萄花色苷可溶于水、甲醇、乙醇、丙二醇、丙三醇、冰醋酸、檸檬酸等極性溶劑，不溶于苯、甲苯、氯仿、石油醚、四氯化碳、油脂等非極性溶劑，能和醋酸鉛發(fā)生沉淀反應(yīng)，易被活性炭吸附。

2　葡萄皮花色苷的分離與純化

2.1葡萄皮花色苷的分離

目前常用的葡萄皮分離方法及優(yōu)缺點(diǎn)如下：（1）溶劑浸提法：優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便［8］；缺點(diǎn)是提取率不高、受浸提劑種類、濃度、時(shí)間、溫度及料液比等因素的影響較大。（2）微波輔助萃取法：優(yōu)點(diǎn)是時(shí)間短、能耗低、污染小、試劑用量少、設(shè)備和操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是升溫會(huì)破壞葡萄皮花色苷的結(jié)構(gòu)。（3）超聲波輔助萃?。簝?yōu)點(diǎn)是提取工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單、快速高效、溶劑用量少、無污染；缺點(diǎn)是設(shè)備的成本高、不易工業(yè)化。（4）酶解法：優(yōu)點(diǎn)是提取率高，反應(yīng)條件溫和、提取時(shí)間短、能耗低；缺點(diǎn)是酶的價(jià)格高，又易失活，操作難度較大［8-13］。

2.2葡萄皮花色苷的純化

從葡萄皮中分離的花色苷純度較低，含有很多有機(jī)酸、蛋白質(zhì)以及小分子等雜質(zhì)［14-15］。傳統(tǒng)的溶劑萃取純化法是通過加入石油醚、乙酸乙酯等物質(zhì)將其進(jìn)行初步純化，能夠除去花色苷粗提物中的一部分極性物質(zhì)。為了提高葡萄皮花色苷的色價(jià)以及穩(wěn)定性，提取液還需經(jīng)真空抽濾和減壓濃縮等一系列后續(xù)處理除去蛋白質(zhì)、糖類和小分子物質(zhì)等。幾種常用且具有代表性的純化方法及優(yōu)缺點(diǎn)：（1）膜分離法：優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單且葡萄皮花色苷色價(jià)高［16］、穩(wěn)定性好、可連續(xù)生產(chǎn)；缺點(diǎn)是成本高，提取率低［17-20］。（2）大孔吸附樹脂法：優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、成本低、吸附量大且速度快、選擇性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度大、可再生和反復(fù)使用；缺點(diǎn)是有毒溶劑殘留問題嚴(yán)重。目前幾乎所有花色苷類物質(zhì)粗提物的純化和精制都是用大孔樹脂來進(jìn)行的。（3）凝膠層析純化法：優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、分離速度快且不破壞生物活性、非特異性吸附少。因此，凝膠層析目前在葡萄皮花色苷的分離純化中的應(yīng)用非常廣泛。

3　葡萄皮花色苷的生理活性

由于葡萄皮花色苷對(duì)羥自由基、超氧自由基等都有很好的清除作用，因而具有多種生理功能［21］。

3.1抗氧化作用

研究發(fā)現(xiàn)葡萄皮花色苷主要通過三種方式抗氧化：一是抑制或清除自由基。二是加強(qiáng)抗氧化酶體系。三是與金屬絡(luò)合。DOHA M M等［22］從葡萄皮中提取高純度的花色苷，測(cè)得其對(duì)穩(wěn)定自由基1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）的半數(shù)抑制濃度為44 mg/L，又利用2-脫氧-D-核糖法產(chǎn)生·OH，在葡萄皮花色苷質(zhì)量濃度為10g/L時(shí)可清除該體系中80%的·OH，說明葡萄皮花色苷具有較強(qiáng)的抗氧化活性。

3.2抗誘變作用

日常生活中越來越多的突變誘導(dǎo)物和致癌物被發(fā)現(xiàn)，如烤牛肉中色氨酸的熱解物Trp-P-1和Trp-P-2、從烤魚中分離得到的2-氨基-3-甲磺酸基喹啉、從燒烤牛排中提取的二甲亞砜等。研究表明，葡萄皮花色苷具有很強(qiáng)的抗突變作用，能有效地減少突變誘導(dǎo)物誘導(dǎo)的突變［23-24］。從遺傳學(xué)和生化毒理學(xué)角度對(duì)葡萄皮花色苷的抗誘變作用及機(jī)理進(jìn)行研究，通過微核試驗(yàn)和小鼠肝組織中谷胱甘肽-s-轉(zhuǎn)移酶（glutathione stransferase，GST）活性、還原型谷胱甘肽（glutathione reduced，GSH）含量的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)葡萄皮花色苷對(duì)環(huán)磷酰胺（cyclophosvnamide，CTX）誘發(fā)的小鼠骨髓多染紅細(xì)胞微核細(xì)胞有較強(qiáng)的抑制作用，并能提高肝臟GST活性，升高GSH含量，還能顯著抑制化學(xué)誘變劑誘發(fā)的TA97、TA98回復(fù)突變。因此，葡萄皮花色苷具有抗誘變性［25］。

3.3降血脂、血糖作用

大量研究發(fā)現(xiàn)［26］，葡萄皮花色苷明顯地抑制血清中谷氨酸-草醋酸轉(zhuǎn)氨酶（glutamate oxaloacetate transaminase，GOT）、谷氨酸-焦葡萄糖酸轉(zhuǎn)氨酶（glutamate pyruvate transaminase，GPT）的上升，還可抑制病鼠血清中的硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）反應(yīng)物、肝臟中的TBA反應(yīng)物及氧化脂蛋白的增加，具有較強(qiáng)的降低血脂和血糖作用。MAIER T等［27］研究了葡萄皮花色苷的降血脂作用，結(jié)果表明葡萄皮花色苷可降低高脂血癥大鼠血脂水平，提高抗動(dòng)脈硬化指數(shù)（anti-atherogenic index，AAI），使肝臟脂肪酶（lipase，LPS）、肝脂酶（hepaticlipase，HL）、脂蛋白脂肪酶（lipoprotein lipase，LPL）的酶活性明顯增強(qiáng)。

3.4延緩衰老和抑制老年癡呆

老年性癡呆在老人中發(fā)病率較高，以阿爾茨海默病為主，其帶有39～43個(gè)肽的β-淀粉樣蛋白A4（amyloidβ-protein A4，βA4）的生成是重要病因。葡萄皮花色苷能減少小鼠肝血清中谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、甘油三酯和總膽固醇，從而預(yù)防由衰老引起的肝功能障礙［28］。葡萄皮花色苷能抑制模型小鼠大腦海馬體中βA4的含量，而βA4的形成與小鼠的學(xué)習(xí)能力、記憶力和認(rèn)知能力的下降關(guān)系密切。因此，葡萄皮花色苷的抗氧化活性及防止βA4形成能力是抑制衰老和癡呆的主要原因［29-30］。

3.5保護(hù)血管、抗動(dòng)脈粥樣硬化

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷是動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生的起始環(huán)節(jié)，而氧化型低密度脂蛋白的形成是造成血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷、促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，而葡萄皮花色苷作為強(qiáng)抗氧化劑能夠抑制低密度脂蛋白氧化從而預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生［31］。JANNA O A等［32］研究了葡萄皮花色苷對(duì)氧化修飾低密度脂蛋白誘導(dǎo)的內(nèi)皮損傷的抑制效應(yīng)。結(jié)果表明，使葡萄皮花色苷具有抑制氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的內(nèi)皮損傷作用的主要結(jié)構(gòu)為-OH的總數(shù)或B-環(huán)中的-OH，并且這種抑制效應(yīng)與細(xì)胞內(nèi)自由基清除活性有明顯的相關(guān)性。

3.6預(yù)防高血壓

3.7抗癌活性

葡萄皮花色苷還具有潛在的強(qiáng)抗腫瘤、抗癌作用。研究表明，全世界1/3的癌是由慢性炎癥引起的，GARRI F A等［36］研究了葡萄皮花色苷對(duì)人體結(jié)腸直腸癌細(xì)胞HT-29、乳腺癌細(xì)胞MCF-7及血癌細(xì)胞HL-60的生長(zhǎng)抑制作用，結(jié)果表明，葡萄皮花色苷抑制效果與濃度呈依賴關(guān)系。

3.8保護(hù)視力

葡萄皮花色苷可使睫狀平滑肌放松，從而緩解視疲勞、改善暗光適應(yīng)、增加青光眼的視網(wǎng)膜血液流動(dòng)。研究發(fā)現(xiàn)［37］，葡萄皮花色苷可促進(jìn)視紫紅質(zhì)在暗處的再合成，增強(qiáng)夜視力，可用于夜盲癥和糖尿病視網(wǎng)膜癥的治療。此外，葡萄皮花色苷還對(duì)毛細(xì)血管有保護(hù)作用［38］。

4　影響葡萄皮花色苷穩(wěn)定性的因素

由于葡萄皮花色苷的化學(xué)結(jié)構(gòu)與其自身的穩(wěn)定性密切相關(guān)，其結(jié)構(gòu)中含有的不飽和雙鍵易被一些理化因子如pH、溫度、光照、酶、親核試劑、抗壞血酸、二氧化硫、金屬離子等氧化而改變［39］。以下對(duì)幾種主要的影響因素進(jìn)行介紹：

4.1溫度對(duì)葡萄皮花色苷穩(wěn)定性的影響

溫度對(duì)葡萄皮花色苷影響的機(jī)理是：二苯基苯并吡喃陽離子陽離子AH+→醌型堿（A）→A-是放熱反應(yīng)，而水化反應(yīng)AH+→假堿（B）和開環(huán)反應(yīng)B→查耳酮（C）的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，并伴隨熵的增大［40］。升高溫度葡萄皮花色苷會(huì)向查爾酮轉(zhuǎn)化。查爾酮是熱降解反應(yīng)的中間產(chǎn)物，當(dāng)冷卻和酸化時(shí)，甲醇假堿和醌式堿可以變成紅色的花烊正離子，但是查爾酮很難再轉(zhuǎn)化［41］。在100℃時(shí)，會(huì)使葡萄皮中的花色苷降解一半需要1 h；在35℃時(shí)，葡萄皮花色苷降解一半需要9 d；在20℃條件下，葡萄皮花色苷降解一半需要54 d，而在0℃時(shí)，葡萄皮花色苷降解一半需要11個(gè)月。

男朋友走了之后，她去了他的單位，想討一下他在國(guó)外的地址，卻沒人告訴她。那些以前所謂她男朋友的同事們跟她說，他是自己辭了職的，不知道他去哪個(gè)國(guó)家了。她只收到了男朋友留給她的一封信和一個(gè)包裹。信上說對(duì)不起她，如果想知道為什么離開她的原因的話，他可以告訴她，就是因?yàn)殄X。她和她都沒有太多的錢，沒有可以供他用以搞科研的錢。兩人在一塊只能過凄苦的日子，沒有前途的日子。

4.2光照對(duì)葡萄皮花色苷穩(wěn)定性的影響

光照既是葡萄皮花色苷生物合成的必要因素，又是促使葡萄皮花色苷加速降解的因素之一。KNOX Y M等［42］研究證實(shí)，在黑暗條件下，有利于葡萄皮花色苷的穩(wěn)定。在可見光或紫外線下，葡萄皮花色苷易發(fā)生降解，且熒光比日光更容易使花色苷降解。研究表明［43］，光照引起的花色苷降解途徑為花色苷降解生成C4位羥基的中間產(chǎn)物，該中間產(chǎn)物在C2位上水解開環(huán)，最后生成查爾酮，查爾酮快速地降解成苯甲酸以及2，4，6-三羥基苯甲醛等產(chǎn)物，造成花色苷降解褪色。MEIER S等［44］研究發(fā)現(xiàn)，20℃避光保存，葡萄皮花色苷的半衰期為396 d，而同樣條件下不避光保存的葡萄皮花色苷的半衰期只有177 d。

4.3pH對(duì)葡萄皮花色苷穩(wěn)定性的影響

pH對(duì)葡萄皮花色苷的穩(wěn)定性和色調(diào)都有影響，當(dāng)葡萄皮花色苷在pH≤3條件下主要以烊鹽（AH+）、醌型堿、假堿（B）、查耳酮（C）的形式存在比較穩(wěn)定。這四種形式隨水溶液的pH值變化而發(fā)生可逆或不可逆的改變，同時(shí)溶液的顏色也隨結(jié)構(gòu)的改變而改變。當(dāng)pH=6或7時(shí)，花色苷烊鹽受到水分子的親核攻擊在C2位的水合作用和花色苷上的酸性羥基的質(zhì)子轉(zhuǎn)移發(fā)生，這兩種反應(yīng)之間存在著動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)pH上升到8～10時(shí)，主要以藍(lán)色離子化的醌式堿形式存在［45］，因此，當(dāng)pH值處于1～3時(shí)花色苷的穩(wěn)定較強(qiáng)，當(dāng)pH＞3時(shí)，隨著pH值的增大，花色苷的穩(wěn)定性逐漸降低。

4.4酶對(duì)葡萄皮花色苷穩(wěn)定性的影響

降解葡萄皮花色苷的酶主要有：葡萄糖苷酶、多酚氧化酶、過氧化物酶等［46］。多酚氧化酶作用于存在鄰-二酚羥基的花色苷，產(chǎn)生的中間產(chǎn)物-鄰醌能通過化學(xué)氧化作用使花色苷轉(zhuǎn)化為氧化的花色苷及降解產(chǎn)物［47］。WULF H C等［48］研究表明，多酚氧化酶引起葡萄皮花色苷的降解機(jī)制與其母核結(jié)構(gòu)有關(guān)。

4.5氧化物質(zhì)對(duì)葡萄皮花色苷穩(wěn)定性的影響

眾所周知，如果用H2O2對(duì)葡萄、櫻桃、草莓等進(jìn)行消毒時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)這些水果的表面迅速褪色。研究發(fā)現(xiàn)［49-50］，H2O2等氧化劑可直接親核進(jìn)攻花色苷的C2位使花色苷開環(huán)生成查耳酮，查耳酮進(jìn)一步降解生成各種無色的酯類物質(zhì)和香蘭素的衍生物，這些氧化產(chǎn)物或者進(jìn)一步降解成小分子物質(zhì)，或者相互之間發(fā)生聚合反應(yīng)，從而導(dǎo)致葡萄皮花色苷的降解。O2可以通過直接或間接的氧化機(jī)理而氧化葡萄皮花色苷［51］。所謂間接機(jī)理即通過與葡萄皮花色苷反應(yīng)的中間氧化產(chǎn)物來形成無色或褐色物質(zhì)。

4.6還原物質(zhì)對(duì)葡萄皮花色苷穩(wěn)定性的影響

研究發(fā)現(xiàn)［52］，亞硫酸氫根對(duì)葡萄皮花色苷C4親核攻擊生成了無色的花色苷亞硫酸鹽復(fù)合物。一些還原劑使花色苷的烊鹽結(jié)構(gòu)易受其親核進(jìn)攻，變成不穩(wěn)定的非烊離子型即兒茶酚型，并褪至無色。雖然NaS2O7是還原物質(zhì)，但是沒有還原葡萄皮花色苷的烊鹽結(jié)構(gòu)，而是參與了新復(fù)合物的形成SO2不僅控制了多酚氧化酶的活性，而且葡萄皮花色苷與SO2形成SO2-SO3復(fù)合物，使其穩(wěn)定性增強(qiáng)。

4.7金屬離子對(duì)葡萄皮花色苷穩(wěn)定性的影響

葡萄皮花色苷的鄰位羥基可與金屬離子形成配合物，對(duì)其穩(wěn)定性也有影響。但某些金屬離子也會(huì)與葡萄皮花色苷結(jié)合形成絡(luò)合物后增強(qiáng)葡萄皮花色苷的穩(wěn)定性，而還有一些會(huì)減弱其穩(wěn)定性。因此，在利用某些金屬離子增強(qiáng)葡萄皮花色苷的穩(wěn)定性的同時(shí)還要防止另一些金屬離子對(duì)葡萄皮花色苷穩(wěn)定性的破壞。研究發(fā)現(xiàn)［53］，金屬離子K+、Na+、Mg2+、Ca2+等對(duì)葡萄花色苷穩(wěn)定性無明顯影響；Al3+、Mn2+、Zn2+、Cu2+等低濃度時(shí)能增加葡萄皮花色苷穩(wěn)定性；Fe3+、Fe2+和Sn2+則可降低葡萄皮花色苷的穩(wěn)定性。

4.8抗壞血酸對(duì)葡萄皮花色苷穩(wěn)定性的影響

抗壞血酸常作為食品中的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑或抗氧化劑［54］。RAVICH K等［55］研究發(fā)現(xiàn)，低溫時(shí)抗壞血酸對(duì)葡萄皮花色苷起增強(qiáng)穩(wěn)定作用，高溫時(shí)抗壞血酸可降低葡萄皮花色苷結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的原因是抗壞血酸氧化后產(chǎn)生的H2O2直接親核進(jìn)攻葡萄皮花色苷的C2位，生成查爾酮，從而能引起葡萄皮花色苷的降解。此外，Cu2+可加速抗壞血酸對(duì)葡萄皮花色苷的降解速度。

5　提高葡萄皮花色苷穩(wěn)定性的方法

由于葡萄皮花色苷在自然狀態(tài)下穩(wěn)定性較低，不利于開發(fā)和應(yīng)用。因此，常采用分子內(nèi)或分子間輔色作用、微膠囊技術(shù)、化學(xué)改性以及生物工程等技術(shù)方法來提高花色苷的穩(wěn)定性［56］。

5.1通過分子輔色作用提高葡萄皮花色苷的穩(wěn)定性

分子輔色可分為分子內(nèi)和分子間輔色兩種，兩者都可提高葡萄皮花色苷的穩(wěn)定性。分子內(nèi)輔色是通過葡萄皮花色苷分子內(nèi)基團(tuán)來提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。分子間輔色是通過一些與葡萄皮花色苷分子結(jié)構(gòu)相似的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生絡(luò)合而提高其穩(wěn)定性的。分子內(nèi)輔色可形成高空間阻礙效應(yīng)，阻止了水化轉(zhuǎn)換，可顯著提高葡萄皮花色苷的穩(wěn)定性及顏色的強(qiáng)度。黃酮、生物堿和核苷酸等可與葡萄皮花色苷發(fā)生分子間輔色，大大提高了葡萄皮花色苷的穩(wěn)定性。用加輔色素和不加輔色素的葡萄汁進(jìn)行對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，加輔色素的葡萄汁花色苷含量比對(duì)照高2倍還多，抗氧化性比對(duì)照高1.5倍還多，由此可知，輔色作用能夠大大提高葡萄皮花色苷穩(wěn)定性。

5.2通過分子化學(xué)改性提高葡萄皮花色苷穩(wěn)定性

葡萄皮花色苷配基上的C4和C8具有一定的活性，易被還原物質(zhì)（如維生素C等）還原或被一些親電基團(tuán)攻擊。使葡萄皮花色苷的共軛體系結(jié)構(gòu)被破壞導(dǎo)致穩(wěn)定性降低。如果用間苯二酚、苯基β-二酮以及查爾酮的衍生物使C4和C8位帶上烷基、苯基等基團(tuán)就會(huì)使葡萄皮花色苷具有出色的抗維生素C和Fe3+穩(wěn)定性。用兒茶酸和微量乙醛對(duì)葡萄皮中的花色苷進(jìn)行了化學(xué)改性，發(fā)現(xiàn)葡萄皮花色苷的穩(wěn)定性和顏色強(qiáng)度均有較大提高。

5.3通過結(jié)構(gòu)修飾提高葡萄皮花色苷的穩(wěn)定性

研究發(fā)現(xiàn)［56］，葡萄皮花色苷配基上的水化會(huì)降低結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，而C2酰基化后的葡萄皮花色苷對(duì)pH的改變、熱處理、光照等均表現(xiàn)出很強(qiáng)的穩(wěn)定性，因此，用酰基掩蓋C2，可以抑制水化反應(yīng)，從而使葡萄皮花色苷穩(wěn)定增強(qiáng)。人們常用有機(jī)酸在?；D(zhuǎn)移酶作用下?；谏wC2。HO K K H Y等［57］用葡萄皮花色苷與3 mol咖啡酸?；蠖繙y(cè)定它的穩(wěn)定性。結(jié)果表明，穩(wěn)定性隨著酰化程度增加而升高，說明?；钠咸哑せㄉ毡任歹；母臃€(wěn)定。

5.4通過微膠囊技術(shù)提高葡萄皮花色苷的穩(wěn)定性

微膠囊技術(shù)是指將固、液或氣體封存在與外界隔絕的膠囊中，使其只有在特定條件下才會(huì)以控制速率釋放的技術(shù)。用微膠囊包裹葡萄皮花色苷不僅可以減少光和熱的影響，而且可作為緩釋劑，是目前解決葡萄皮花色苷不穩(wěn)定最常用的方法。將葡萄皮花色苷微膠囊化后，光、熱及微波條件下的穩(wěn)定性大大提高且活性不會(huì)降低。用阿拉伯膠和麥芽糊精對(duì)葡萄皮花色苷微膠囊化后發(fā)現(xiàn)在室溫光照條件下保存5周后保留率仍在80%以上，而未微膠囊化的葡萄皮花色苷2周后就全部被氧化。微膠囊技術(shù)在提高葡萄皮花色苷穩(wěn)定性方面應(yīng)用前景廣闊。

5.5其它提高葡萄皮花色苷穩(wěn)定性的方法

除了上述幾種提高葡萄皮花色苷穩(wěn)定性的方法外，人們還常將葡萄皮花色苷與蠶絲蛋白與聚乙二醇結(jié)合形成蠶絲蛋白-花色苷復(fù)合物，這種復(fù)合物對(duì)可見光和紫外光均有很高的穩(wěn)定性。此外，還可以采取加入抗氧化劑（如抗壞血酸、谷胱甘肽、甘露醇等）、低溫加熱、與酶隔絕、低溫流通、充氮保存、開發(fā)專用包裝材料等措施，來消除各種引起葡萄皮花色苷不穩(wěn)定的因素。

6　存在的問題及解決辦法

6.1存在的問題

目前，葡萄皮花色苷生理功能及其穩(wěn)定性的研究主要存在以下問題：（1）葡萄皮花色苷的提取率較低、很難產(chǎn)業(yè)化提取且穩(wěn)定性較差，因此，目前研究與利用大都在實(shí)驗(yàn)室水平，中試研究和產(chǎn)業(yè)化的較少，開發(fā)利用的難度較大。（2）目前葡萄皮花色苷抗氧化方面的研究大都以體外清除自由基效果評(píng)價(jià)為主，其生理功能方面的研究也都是在體外或者受試對(duì)象為小鼠，這就造成不能全面體現(xiàn)其抗氧化作用的生物學(xué)意義。（3）還未建立葡萄皮花色苷抗氧化功能和預(yù)防自由基誘導(dǎo)的各種疾病（如抗癌、抗老年退化性疾病等）之間相互關(guān)系的規(guī)律。（4）缺乏葡萄皮花色苷相關(guān)安全性的研究（如致畸性等方面的研究數(shù)據(jù)還非常少）。（5）目前對(duì)葡萄皮花色苷褪色機(jī)理的研究還不徹底，提高葡萄皮花色苷的穩(wěn)定性的技術(shù)還不完善。（6）葡萄皮花色苷的分離純化以及加工應(yīng)用過程中存在成本高、測(cè)定方法復(fù)雜誤差大、純化工藝復(fù)雜且純度底等問題。（7）已有的葡萄皮花色苷研究結(jié)果還存在重現(xiàn)性和可比性差的問題，具有一定的不確定性。

6.2解決辦法

針對(duì)上述葡萄皮花色苷研究應(yīng)用中存在的問題，可采取以下解決措施：（1）一方面提高和改進(jìn)葡萄皮花色苷的提取工藝。另一方面研究和分析如何在食品、制藥等工業(yè)中合理應(yīng)用葡萄皮花色苷。（2）進(jìn)一步加強(qiáng)葡萄皮花色苷生物活性的多方面因素影響之間的對(duì)比分析，以及葡萄皮花色苷在飲食中與其他化合物的相互作用關(guān)系和對(duì)不同飲食習(xí)慣人群產(chǎn)生的影響方面的研究，以便進(jìn)一步實(shí)際應(yīng)用于人體研究。（3）摸清葡萄皮花色苷抗氧化性與各種疾病的相關(guān)規(guī)律。（4）著重研究葡萄皮花色苷通過口服、皮下和靜脈注射等不同吸收方式之間在人體內(nèi)代謝途徑的對(duì)比分析。（5）進(jìn)一步研究葡萄皮花色苷褪色機(jī)理。（6）提高和改進(jìn)現(xiàn)有的提取、純化以及增強(qiáng)葡萄皮花色苷穩(wěn)定性的工藝。（7）提高葡萄皮花色苷定性、定量分析方法的有效性以及可靠性。

7　結(jié)論與展望

綜上所述，葡萄皮花色苷具有多種生理功能，是一種極具開發(fā)潛力的生物活性成分。對(duì)葡萄皮花色苷進(jìn)行多層次開發(fā)以及深加工是未來的主要發(fā)展方向。然而，葡萄皮花色苷的外界環(huán)境的穩(wěn)定性差以及提取、純化成本高等成為葡萄皮花色苷大量應(yīng)用的瓶頸，歸根結(jié)底還是缺少一種能耗少、提取效率高、對(duì)活性破壞小、操作簡(jiǎn)單且適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的分離純化方法和工藝。現(xiàn)階段我們應(yīng)著力于加強(qiáng)對(duì)葡萄皮花色苷的穩(wěn)定性、乳化性和功能特性的深入研究，加大醫(yī)學(xué)、藥學(xué)以及營(yíng)養(yǎng)學(xué)的研究力度，研究葡萄皮花色苷的重要生理功能和對(duì)人類健康的影響規(guī)律。建立高效、經(jīng)濟(jì)、規(guī)?；钠咸哑せㄉ盏纳a(chǎn)工藝。相信在不久的將來，葡萄皮花色苷將會(huì)在食品、醫(yī)藥保健、化妝品等領(lǐng)域獲得更加廣泛的應(yīng)用，使葡萄皮花色苷的應(yīng)用邁向新的階段。

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Advances in physiological activity and stability of grape skin anthocyanins

WANG Weiguo，LIN Qiang，ZHANG Qianwei
（Schoool of Bioengineering，Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，China）

Grape skin anthocyanins belong to natural pigments flavonoids，they are not only rich in resources，but also has the function of antioxidant，eliminating free radicals，lowering blood pressure，anti-mutagenic，anti-aging，preventing liver damage and dementia，improving eyesight，protecting cardiovascular and nervous systems，and other nutritional and health functions.However，the molecular structure stability of the grape skin anthocyanins is poor，and easy to changes with the factor of light，oxygen，temperature，pH，metal ions and others in the processing and during storage，which severely restricts the research and application of grape skin anthocyanins.Therefore，the study of grape skin anthocyanins stability become an important research direction in food，pharmaceutics，chemical engineering，bioengineering and other fields.The paper reviewed the grape skin anthocyanins separation and purification method，physiological function of progress and stability，noted its application in research problems and trends，providing reference for further study.

grape anthocyanins；separation and purification；physiological activity；stability

S663.1

0254-5071（2016）09-0005-06doi：10.11882/j.issn.0254-5071.2016.09.002

2016-03-04

河南省產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目（132107000061）

王衛(wèi)國(guó)（1962-），男，教授，碩士，研究方向?yàn)樯锕こ膛c生物制藥。