蘋果多酚的生物功能與提取方法研究綜述

趙 榮 敏

(石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院 食品與藥品工程系，河北 石家莊 050081)

多酚類是具有苯環(huán)并結(jié)合有多個羥基化學(xué)結(jié)構(gòu)的總稱，是水果及其加工產(chǎn)品重要的風味物質(zhì)及顯色物質(zhì).蘋果多酚是蘋果在生長過程中產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物，是從蘋果皮渣中提取的天然活性物質(zhì)，主要包括兒茶素類、原花青素類、羥基肉桂酸類、二氫查耳酮類、黃酮醇類、花色苷類等[1-2].研究發(fā)現(xiàn)，蘋果多酚因具有顯著的藥理活性，而受到越來越多的關(guān)注，可應(yīng)用于化妝品、醫(yī)藥、保健食品等行業(yè)，具有重要的開發(fā)應(yīng)用價值.近年來,相關(guān)人員對蘋果多酚的研究主要集中在兩個方面：一是基于蘋果多酚的生物功能的研究，以提高其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用；二是研究蘋果多酚的分離提取技術(shù)，以提高其提取率.本文對蘋果多酚的研究成果進行綜述，以期提高人們對蘋果多酚的認識.

1 蘋果多酚的生物功能

研究表明，蘋果多酚具有抗氧化、降血壓、降血糖、抑制排鉛、抑制細菌活性、抗花粉過敏等多種生物功能.

(1)抗氧化性

蘋果多酚能較好地阻斷油脂的脂質(zhì)過氧化作用.蘋果多酚用量越多，其抗氧化作用越強；在和茶多酚的抗氧化能力比較過程中發(fā)現(xiàn)，蘋果多酚的抗氧化能力較強[3].文獻[4]指出，用蘋果汁的生產(chǎn)廢渣通過乙醇提取法制得的蘋果多酚 ，與BHT(二丁基羥甲基苯)(1：1)復(fù)配后，按0.02%的比例加入灌腸中，其抗氧化性是空白的12.8倍，能使灌腸的保鮮期延長半年左右，具有明顯的抗氧化性.文獻[5]給出了超高壓提取蘋果多酚的最佳工藝為：壓力200 MPa,保壓3 min，提取溶劑為80%的乙醇，固液比1:5.

(2)降血壓

蘋果多酚可抑制血管緊張素轉(zhuǎn)移酶(ACE)，防止血管收縮和血壓升高，是預(yù)防高血壓的有效物質(zhì).蘋果多酚中的兒茶素、縮合單寧均具有抑制ACE活性的作用，而縮合單寧的活性較強，因此被譽為“天然降壓藥”[6].

(3)降低血糖

蘋果多酚是蘋果中一類重要的生物活性物質(zhì)，是天然的自由基清除劑，蘋果多酚提取物可改善小劑量鏈尿佐菌素誘導(dǎo)的I型糖尿病鼠的血糖水平，且效果明顯[7].文獻[8]指出，通過給小鼠喂高脂飼料構(gòu)建糖尿病模型，并將提取的蘋果多酚中的活性物質(zhì)按照高、中、低劑量灌胃，得出蘋果多酚尤其是根皮苷具有顯著的降低血糖的作用.文獻[9]通過對鏈尿佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病小鼠喂養(yǎng)不同劑量的蘋果多酚發(fā)現(xiàn)，其可以明顯降低糖尿病小鼠的血糖，提高糖耐量(P<0.05)，但對血脂沒有明顯的影響，且發(fā)現(xiàn)降糖機制與抑制α-葡糖苷酶活性、加強葡萄糖向外周細胞的轉(zhuǎn)運作用有關(guān).

(4)促進排鉛

文獻[10]采用小鼠腹腔注射乙酸鉛溶液10 d，建立染鉛小鼠模型，通過給小鼠灌胃15 d發(fā)現(xiàn)，染病的小鼠喂養(yǎng)蘋果多酚后，血鉛和股骨、肝臟中的鉛含量明顯低于對照組，而尿鉛明顯高于對照組.這表明蘋果多酚具有促進排鉛的作用.

(5)抑制細菌活性

蘋果多酚通過抑制牙周致病菌的活性，抑制變性鏈球菌的致病性，從而達到有效抑制口腔疾病的作用[11].文獻[12]研究指出，蘋果渣純化物對細菌的抑制作用較強，而對供試霉菌、酵母菌抑制作用不明顯，其對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的最低抑制濃度(MIC)均為0.015%(W/W)；在pH為5～6的條件下其抑菌效果最佳；一定溫度內(nèi)處理不影響蘋果多酚的抑菌活性.

(6)抗花粉過敏

Kishi Kazumasa證實從未成熟的蘋果中提取分離的縮合單寧能起到抗敏作用.文獻[13]以提前服用安慰劑和蘋果多酚作為對照，然后散布雪松花粉，結(jié)果提前服用蘋果多酚的一組噴嚏數(shù)量明顯少于服用安慰劑的一組.這表明，蘋果多酚可以減輕花粉過敏癥狀，具有抗花粉過敏作用.

2 蘋果多酚的分離提取

蘋果多酚的分離提取，目前主要應(yīng)用溶劑提取法，同時也有關(guān)于用吸附分離、超臨界CO2萃取以及利用超聲波提取的相關(guān)報道.

2.1 溶劑提取法

文獻[14]以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與遺傳算法優(yōu)化的方法對乙醇提取蘋果多酚進行了研究，其結(jié)果是：乙醇濃度為62%，乙醇溶液的體積與蘋果渣的質(zhì)量之比為14:1，溫度為69.7 ℃，提取時間為5.9 h.文獻[15]用體積分數(shù)為30%的乙醇提取蘋果多酚，通過單因素及正交試驗，確定了最佳工藝條件為：料液比1:6，溫度70 ℃，提取時間45 min，提取的蘋果多酚含量為9.032 mg/g.將搗碎的蘋果用甲醇于80 ℃下提取3次，每次2 h，合并提取液，經(jīng)真空濃縮，柱層析分離純化及真空干燥，可得蘋果多酚.

2.2 吸附分離法

采用柱層析的方法可對蘋果渣中的多酚和果膠進行分離.經(jīng)分離后，可同時獲得多酚、果膠產(chǎn)品，從而提高蘋果渣的利用率，果膠的品質(zhì)也能得到很大提高.文獻[16]采用XDA-5型大孔樹脂對多酚和果膠的分離進行了研究，其最佳分離條件是：樣品液pH值為2.0，最大上樣量為5 BV，上樣流速為3.0 mL/min，樣品洗脫的最佳乙醇濃度為60%，以1.5 mL/min速度洗脫時，洗脫終點的洗脫液量為2.5 BV.文獻[17]利用AB-8大孔樹脂提取蘋果多酚，60%乙醇作為洗脫劑效果較好.但是由于柱層析分離量少，成本高，如何工業(yè)化還有待于進一步研究.

2.3 超臨界CO2萃取法

用超臨界CO2萃取蘋果渣中的蘋果多酚,工藝條件簡單,較低的萃取溫度能避免有效成分的破壞,保持其活性,CO2易得、無毒.但由于蘋果多酚極性較大，在超臨界萃取中需加入95%的乙醇作為夾帶劑，以提高蘋果多酚在超臨界流體中的溶解度.文獻[18]研究了超臨界CO2萃取蘋果多酚的最佳工藝條件，其結(jié)果為：萃取壓力35 MPa，萃取溫度50 ℃,萃取時間3 h,物料粒度40目,夾帶劑為95%乙醇,料液比(g:mL)1：2,CO2流速45 kg/h,得率0.1%.超臨界CO2萃取法適合于工業(yè)化生產(chǎn)，但一次性投資較大.隨著進一步的研究及蘋果多酚市場需求量的擴大，超臨界CO2萃取法必將作為最佳方法應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)中.

2.4 超聲波提取法

利用超聲波提取蘋果多酚的研究較多.主要是利用超聲波的空化作用，強化傳質(zhì)，提高提取率.文獻[19]的研究表明，功率對提取率有較大的影響，而頻率影響效果則不顯著.優(yōu)化最佳結(jié)果為：超聲波頻率40 kHz，功率200 W，在提取溫度70 ℃,時間30 min，pH為3，液料比10：1，物料粒度1.19 mm的條件下，提取率達2 375.60 mg/kg.文獻[17]的提取條件為：提取時間 20 min，提取溫度60 ℃，乙醇濃度60%，液料比6：1.可能由于選擇的蘋果產(chǎn)地不同、品種不同，致使最佳提取條件也不同.文獻[20]通過試驗優(yōu)化得到超聲波-微波聯(lián)合提取蘋果多酚的工藝參數(shù)為:超聲波功率100 W,溫度75 ℃,時間25.27 min,料液比1 mL:17.45 kg,乙醇含量55%，此條件下得到的蘋果多酚含量為255.427 mg/g.

3 結(jié)語

蘋果多酚經(jīng)多年的研究、實驗及開發(fā)應(yīng)用，以其優(yōu)良的性能為人們所青睞，其在生物資源的綜合利用、提升農(nóng)產(chǎn)品的價值方面具有深遠的意義，但目前蘋果多酚的生產(chǎn)還未真正形成規(guī)模，其應(yīng)用范圍也有待于進一步擴大.采用高新技術(shù)提高蘋果多酚的提取率，深入研究其生物活性，有利于將其應(yīng)用于營養(yǎng)保健食品、藥品和化妝品領(lǐng)域，且有廣闊的發(fā)展前景.