海帶多酚提取、分離純化及檢測研究進展

王敏婷 陸李梅 王冰瑩 何龍 黃耀華 許河峰

摘要：海帶是一種食用歷史悠久的海洋植物，具有多種生物活性成分，具有抗凝血、抗氧化性、降血壓、降血糖、調(diào)血脂和抗腫瘤等多種藥理功能，是一種理想的純天然保健食品。作為海帶的活性成分之一的海帶多酚的藥用價值逐漸被發(fā)掘利用，如抗氧化、抗菌抗病毒等藥理作用。文章總結了國內(nèi)外海帶多酚提取分離純化以及檢測的方法，為以后進一步研究海帶多酚提供參考。

關鍵詞：海帶多酚;提取;分離純化;檢測

Abstract： Kelp is a Marine food having been consumed for centuries，has a variety of biological active ingredients with many biological active functions， such as anti-coagulation， anti-oxidation lowering blood pressure， lowering blood sugar， regulating blood lipid and anti-tumor， which is an ideal natural health food. Kelp polyphenols is one of the active ingredients. Its medicinal value was gradually discovered and applied， such as the pharmacological function of anti-oxidation， antibacterial and antiviral. This article summaries the extraction， purification and detection of kelp polyphenols at home and abroad， providing further study of kelp polyphenols.

Key Words： Kelp Polyphenols; Extract; Separation and Purification; Detection

1前言

海帶，別名為昆布、綸布、江白菜，屬于褐藻門 （Phaeophyta）、褐藻綱（Phaecophyceae）、海帶目 （Laminariales）、海帶科（Laminariaceae）、海帶屬（Laminaria）的一種多年生具有食用和藥用雙重價值的冷溫帶大型褐藻植物，內(nèi)含多種生物活性成分， 如多糖、甘露醇、褐藻糖膠、多酚、海帶蛋白、鐵、鈣等，被譽為是一種純天然的理想保健品[1-3]。我國具有豐富的海洋資源，種植海帶的面積廣闊，海帶的產(chǎn)量高，價格低廉，具有巨大的經(jīng)濟、生態(tài)價值。其中，因海帶多酚其抗氧化作用突出，海帶被認為是沒被充分利用的抑菌劑和天然抗氧化劑之一[4]。海帶多酚是海帶中1，3，5-間苯三酚的多聚物，是褐藻多酚中一類重要的化合物，也是使海帶具有抗氧化性的重要因素[5]。海帶多酚是天然的活性物質(zhì)，其獨特的結構使其富有多種生物活性，如抗衰老、化學防御性質(zhì)、抗菌抗病毒、除臭活性等作用[6]。隨著對海洋資源的開發(fā)，海帶多酚的研究也逐漸被重視，研究結果顯示海帶多酚在醫(yī)藥、食品以及日用化妝品等領域有良好的前景[7， 8]錯誤！未找到引用源。。但因為酚類物質(zhì)有氧化性、穩(wěn)定性差的化學性質(zhì)以及海帶中成分復雜[9]等問題，使其生產(chǎn)制備難以實現(xiàn)工業(yè)化。本文將對海帶多酚的提取、分離純化以及檢測方法進行探索總結。

2海帶多酚的提取方法

提取海帶多酚最常用的經(jīng)典方法是溶劑萃取法，但該法具有溶劑耗量大、耗時長、提取率不高等缺點[10]。近年來，一些簡單、高效的方法以及復合方法提取工藝被用于海帶多酚的提取，包括超聲波輔助法、生物酶法、反復凍融法以及微波輔助提取法。

2.1 超聲波輔助法

超聲波提取法是通過超聲波震動產(chǎn)生的空化作用和擊碎效應使海帶細胞的細胞壁遭到破壞，使細胞中的多酚充分進入溶劑中，從而提高海帶多酚的提取率。因超聲波提取法具有成本低、耗時短、操作方便，被廣泛應用于植物的活性物質(zhì)的萃取[11， 12]。在此基礎上，蘇艷玲[13]等以乙醇作為溶媒進行超聲波處理，并通過響應面積法探索海帶多酚的最優(yōu)的提取工藝，其最佳提取率為2.118mg/g。汪群[14]等利用乙醇先提取海帶多酚中的游離多酚，后再利用超聲輔助提取其結合多酚，并通過單因素試驗和正交試驗優(yōu)化其提取工藝，其總提取率為27.4mg/g。相對于有機溶劑法，該法的提取物具有雜質(zhì)少、氧化程度低、損耗小等優(yōu)點，同時提高了產(chǎn)品質(zhì)量和提取率[15]。

2.2 生物酶法

生物酶法是利用果膠酶或者纖維素酶等酶酶解植物細胞的細胞壁結構中的組成成分，增大其細胞內(nèi)的內(nèi)容物的溶出率。劉萌[16]等在海帶粉中加入生物酶進行酶解，再用95%乙醇進行浸提，離心減壓濃縮得海帶多酚粗提物，利用不同的生物酶來進行酶解細胞壁以及正交試驗進行提取條件的優(yōu)化。生物酶法的催化條件溫和，收率高，提取物具有費用低、使用方便、綠色環(huán)保、氧化程度低等特征，適合于大規(guī)模的生產(chǎn)[17]。

2.3反復凍融法

反復凍融法是將待破的細胞冷凍至低溫，再將其放置于室溫下融化，利用在細胞中產(chǎn)生的冰粒從而致使細胞中的水分減少，濃度升高而致使細胞溶脹破碎，按以上步驟反復凍融多次，提高提取率[18]。徐年軍[19]等先利用石英砂研磨海帶，加入適量乙醇，將上述海帶溶液放入-20 ℃超低溫冰箱中冷凍，取出后待溶液完全解凍后，再多次重復上述步驟，用單因素試驗進行實驗條件的優(yōu)化。

2.4微波輔助提取法

微波輔助提取法是指微波通過溶媒到達植物內(nèi)部產(chǎn)生熱效應，致使細胞內(nèi)的壓強增大，植物的細胞遭到破壞，內(nèi)容物流出，提高提取率[20]。勞敏軍[21]考察微波技術在提取海帶多酚中的可行性，以海帶多酚的提取率為指標，探索超聲輔助提取法和微波輔助提取法在海帶多酚萃取上的應用，再利用單因素試驗得出的最佳提取工藝條件。試驗結果證明，在相同的提取條件下，微波輔助提取的多酚提取率比超聲波輔助提取的多酚提取率高，而楊會成[22]等通過實驗證明超聲-微波復合輔助提取海帶多酚的提取率比單一處理或無處理的提取率要高。

3海帶多酚的分離純化

據(jù)報道，分離純化海帶多酚的方法有大孔樹脂吸附法、有機溶劑萃取法以及凝膠柱層析法。

3.1大孔樹脂吸附法

大孔樹脂對多酚有很好的吸附性能和解吸效果，是海帶多酚分離純化的常用方法之一，但其存在預處理困難和樣品用量大等的缺點。王帥[23]等人研究發(fā)現(xiàn)弱酸性環(huán)境下大孔樹脂對多酚的吸附多于弱堿性環(huán)境，因為在酸性條件下多酚以分子的形式存在，而在弱堿條件下多酚以離子的形式存在，認為氫離子會促進大孔樹脂對多酚的吸附，但是酸性過強時，多酚純化液會出現(xiàn)明顯不同的綠色，不宜在強酸性條件下對多酚粗提取液進行分離純化。

3.2有機溶劑萃取法

利用相似相溶的原理，有機溶劑均可適用于萃取天然活性物質(zhì)的提取、分離和純化等工作，采用該法具有操作簡便、成本低廉的優(yōu)點。有機溶劑萃取分離純化的海帶多酚容易產(chǎn)生易溶于有機溶劑的雜質(zhì)，不同的有機溶劑對海帶多酚的萃取能力不同，因此選用一個合適的有機溶劑至關重要。于春光[24]等人用乙酸乙酯、石油醚和人正丁醇三種有機溶劑對海帶多酚粗提物進行純化萃取，實驗結果顯示乙酸乙酯的萃取效果最好。

3.3凝膠柱層析法

凝膠柱層析技術是分離純化植物多糖、酚類等物質(zhì)的一種較傳統(tǒng)的方法。白蕾[25]利用葡萄糖凝膠柱G-25分離純化海帶多酚，以蒸餾水為流動相，實驗結果顯示能夠有效地分離純化海帶多酚粗提物。凝膠柱層析法的技術方便、技術成本低、選擇性大、操作條件溫和，被廣泛應用于實驗室試驗。但其也存較多缺點，如制備量少、耗時長和機械程度低等，不適宜工業(yè)化生產(chǎn)。將凝膠柱層析技術聯(lián)用其他技術增加實驗制備量，縮短實驗時間值得人們探究。

4海帶多酚的檢測

當前最常用于檢測海帶多酚的方法包括Folin-Ciocalteu比色法、酒石酸鐵法和高效液相色譜法等，而流動注射化學發(fā)光法是測定植物多酚的常用方法。

4.1 Folin-Ciocalteu（FC）法

FC法是指Folin-Ciocalteu試劑中的鎢鉬酸與多酚類化合物中的酚羥基在堿性條件下發(fā)生氧化還原反應從而生成藍色化合物，通過反應產(chǎn)生的顏色進行鑒定，藍色的深度與樣品中的羥基數(shù)目成正比。楊玉瑩等人[15]采用FC法，利用海帶多酚的酚羥基能與鎢鉬酸反應生成藍色絡合物，測定藍色絡合物的吸光度以測量多酚含量。此法靈敏度高，但耗費時間長，干擾物質(zhì)較多，選擇性較差[26]。

4.2酒石酸亞鐵法

海帶多酚的酚羥基在一定條件下能與酒石酸亞鐵中的鐵離子絡合生成紫藍色化合物，該化合物在540nm波長處有最大吸收值。楊會成[27]采用酒石酸鐵法與FC法進行海帶多酚含量測定對比發(fā)現(xiàn)，與Folin-Ciocalteu法相比，該法用于測定海帶多酚具有顏色更穩(wěn)定、選擇性高且受外界干擾小等特點。

4.3高效液相色譜法

高效液相色譜法（HPLC法）可采用高壓輸液系統(tǒng)將樣品中各組分分離，后進入檢測器進行檢測，將數(shù)據(jù)以譜圖形式顯示。劉萌等人[16]采用高效液相色譜法檢測多酚純度，將數(shù)據(jù)以譜圖形式顯示。該法可進行分離純化檢測，進量少、分離效率高、選擇性好，適用于分析小分子多酚類物質(zhì)，不適用于大分子及結果復雜的多酚類化合物，分析成本高，應注意流動性毒性[28]。

4.4流動注射化學發(fā)光法

當前天然多酚類的檢測主要的一種分析技術是分光光度法，使用該法檢測速度快、靈敏度較高。N-S. Edyta等人[29]通過對魯米諾、高錳酸鉀、鈰、錳等4種發(fā)光體系及17種體系進行實驗對比發(fā)現(xiàn)，發(fā)光系統(tǒng)為錳的流動注射化學發(fā)光法是作為測試植物多酚中一種較為有效可靠的方法，但目前還沒有相關研究使用此方法測定海帶多酚。

5總結

根據(jù)已有的報道可知，國內(nèi)外對于海帶多酚的提取、分離純化、檢測方法的研究報道并不多，海帶多酚的開發(fā)利用度不大，這很大程度上與多酚類物質(zhì)的穩(wěn)定性低、生物利用率低有關。據(jù)報道顯示，海帶多酚具有很多藥理作用，并且我國具有豐富的海帶資源，其潛在價值大，值得進一步的開發(fā)利用。因此發(fā)展提取率高、快速簡便的技術進行萃取、純化海帶多酚，對海帶多酚的進一步研究具有非常重要的意義。本文將為進一步研究海帶多酚的提取、分離純化、檢測提供新的思路和參考。

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[作者簡介]

王敏婷（1997-），女，廣東茂名人，在讀本科，主要研究方向為化學分析。

為通訊作者， 許河峰（1965-），男，廣東湛江人，碩士，副教授，研究方向為天然產(chǎn)物化學。

[基金項目]廣東海洋大學創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目資助（CXXL2019305）

廣東海洋大學 化學與環(huán)境學院 廣東湛江 524088