植物多酚提取與檢測方法的研究進展

初 樂 趙 巖 和法濤 馬寅斐 朱風濤 呂緒強

（中華全國供銷合作總社濟南果品研究院，山東濟南250014）

植物多酚（Plant Polyphenol）又名植物單寧（Vegetable Tannin），主要存在于植物的皮、根、葉、果中，在植物中的含量僅次于纖維素、半纖維素和木質素。常見的植物多酚有蘋果多酚、茶多酚、葡萄多酚、石榴多酚等。1796年，Seguin首次將植物水浸提物中可使生皮轉變為革的多酚類化合物稱為“植物單寧”，多酚的研究工作就此開展。White和Bate-Smith定義植物單寧為相對分子量在500～3000范圍內的具有鞣性的多元酚。而“植物多酚”術語是由Haslam[1]在1981年根據單寧的分子結構及分子量提出的，涵蓋了所有單寧以及與單寧的衍生物質。由于植物多酚具有獨特的功能價值，目前已廣泛應用于醫學、食品、制革和日用化工等相關領域。

多酚物質為極性有機化合物，可溶于水及甲醇、乙醇、乙酸乙酯、丙酮等有機溶劑，不溶于氯仿。在酸性介質中一般穩定，但在堿性介質中容易氧化褐變。目前國內常采用有機溶劑法提取植物多酚，近年來，隨著新技術的研究，對多酚提取方法的研究也越來越多，本文簡要介紹了植物多酚的結構和功效，并分析了植物多酚常用的提取方法以及定量檢測方法。

1 植物多酚的結構和功效

植物多酚的科學分類法是在1920年由K.Freud enberg提出的，按照其化學結構特征，可將植物多酚分為水解單寧（hydrolysable tannins）和縮合單寧（condensed tannins）。水解單寧（hydrolysable tannins）是單寧水解出來的產物，主要是一種酸酯類多酚；縮合單寧（condensed tannins）則主要由聚黃烷醇類多酚或原花色素，即羥基黃烷醇類單體的組合物，單體間以C-C鍵相連[2]。

由于多酚結構的特殊性，酚羥基數目較多而且以鄰位酚羥基最為典型。這些鄰位酚羥基活性較強，極易被氧化，且對活性氧等多種人體自由基具有較強的捕捉能力，賦予了植物多酚最重要的功能：極強的抗氧化和清除自由基的能力。因此，植物多酚被稱作人類健康的“第7營養素”。有專家提出，人類的疾病，如衰老、心腦血管疾病、癌癥等多是由于遭受過剩的自由基攻擊而引起的，通過服用植物多酚，清除過多自由基就能減緩疾病的發生。有研究者發現，葡萄酒在帶皮發酵過程會生成大量白藜蘆醇[3]，這是一種非黃酮類的多酚化合物，能夠抑制膽固醇和血脂的上升。在日本綠茶消費較多的地區，胃癌發病率較低，這主要是因為綠茶中富含茶多酚，長期飲用，可以減少癌癥和腫瘤[4]。可見，服用植物多酚，能夠有效減緩疾病的發生。

2 多酚的提取方法

多酚的提取方法較多，目前常用的主要有以下幾種。

2.1 有機溶劑萃取法

溶劑提取方法是我國最早使用的一種方法，使用最為廣泛。

多酚物質一般極性較強，因此易溶于水。水雖然是植物多酚的良好溶劑，但并非適合于所有多酚物質的提取。因為多酚在植物體內通常與蛋白質、多糖以氫鍵和疏水鍵形成穩定的分子復合物，而多酚物質大多分子量大、羥基數量多，所以在多酚提取時要求提取溶劑不僅對多酚具有良好的溶解性，而且能夠斷裂氫鍵，這樣才能最大程度地將植物中的多酚溶出。很多學者發現，有機溶劑和水的復合體系最適合多酚物質的提取，有機溶劑含量一般為50～70%[5-7]。由于有機溶劑的極性差異，對多酚的提取一般為：四氫呋喃＞丙酮＞甲醇＞乙醇＞丙醇，其中是丙酮-水是應用最多的體系。

對于以縮合單寧為主體的植物，常采用弱酸性的醇-水體系，可提高多酚的提取率。但是，用這種溶劑提取的多酚是一個復雜的成分體系，包括單寧、低分子量的酚、黃酮類化合物，甚至糖類和色素[8]。為獲得較為準確的結果，目前最常用的手段是將樣品干燥后，采用不同極性的有機溶劑進行分步萃取。但該法也存在一些缺點，如溶劑使用量大，成本高，耗時長，不適合工業化的大生產等。

2.2 超臨界萃取（SFE）結合傳統工藝法

超臨界流體萃取技術與一般的萃取分離技術相比，傳遞性能良好，滲透力較強，對有機物質萃取率高，產品質量好。王小梅等[9]運用超臨界二氧化碳萃取方法對茶多酚進行了提取試驗，結果表明：用超臨界CO2萃取茶葉中的茶多酚在工藝上是完全可行的，該方法的適宜實驗條件是：萃取壓力為20MPa，萃取溫度為50℃，分離壓力為5MPa，分離溫度為40℃，CO2流量為25L/h，萃取時間為5h，此條件下，茶多酚的萃取率達9.0%。

此法與傳統有機溶劑法相比，多酚得率、純度高，提取物中多酚含量高達90%以上；產品安全性能好，溶劑殘留量為零；溶劑使用量減少，降低了對環境的污染，符合植物多酚工業化生產對溶劑、制作路線、生產過程的安全性、多酚品質等多方面的要求。但是由于萃取過程中系統必須處于超臨界狀態下才能進行有效地分離，因而對設備要求比較高。超臨界設備的高價格阻礙了該項技術在實際生產中的應用實施，故目前此技術離工業化還有一定的距離。

2.3 微波提取法

近年來，隨著微波技術的快速發展，微波提取以其高效、節能、省時、具有強的植物細胞壁破除能力等優點已被廣泛應用于植物有效成分的提取[10，11]。相比而言，微波浸提比溶劑回流提取法選擇性高，比水蒸汽蒸餾法提取率高，這些都說明微波浸提技術與傳統提取方法相比有一定的先進性。周謹等[12]利用微波技術提取銀杏黃酮，結果發現微波輻照5min基本可以達到常規加熱1h的效果，對黃酮物質幾乎無破壞。周志等[13]以水為介質對綠茶進行微波處理，發現茶多酚浸出率高達90%以上，與傳統水煮相比極大地提高了多酚的提取效率。

2.4 高壓液相萃取法

該萃取方法通過高溫和高壓的方法提取植物中的多酚物質，而且采用逐漸加溫、加壓的方式，減少多酚物質在高溫、高壓下的分解，保證多酚的完整性。主要操作工藝為：將樣品放置在無污染的鋼質萃取容器里，加入合適的萃取溶劑，封閉容器后，逐漸提升溫度（40～200℃）和壓力（3.5～21MPa），然后收集隨揮發氣體而溶出的多酚物質。該方法提取率較高，而且耗時短，一般5～15min即可完成多酚物質的萃取，同時可以實現自動化。Alonso-salces[14]認為在植物活性成分的提取方面采用高壓液相萃取法即逐漸升溫、升壓比溶劑萃取法和超聲輔助提取法更為簡單高效。

3 植物多酚檢測方法

植物多酚的檢測方法主要有分光光度法、化學發光法、高效液相色譜法等，比較常用的是分光光度法。

3.1 分光光度法

高錳酸鉀滴定法[15]在傳統的測定方法中具有一定的代表性，但由于高錳酸鉀具有強氧化性，造成方法的選擇性低、誤差大，逐漸被分光光度法所取代。分光光度法主要是利用多酚類化合物與特定的顯色劑發生顯色反應，反應后溶液的吸光度與多酚含量成正比，進而可以通過吸光度的大小判斷多酚的含量。

3.1.1 福林-肖卡法

福林-肖卡法[16]的主要原理是：在堿性溶液中多酚類化合物可以將鎢鉬酸還原（使W6+變為W5+），生成藍色的化合物，顏色的深淺與酚類含量呈正相關，此化合物在760nm處有最大吸收峰。曹煒等[17]人采用福林—肖卡法測定蜂蜜中總酚酸的含量，但由于該法干擾因素多，偏差較大，微量分析的準確度將難以保證。

3.1.2 酒石酸亞鐵法

1953年，Roux等人建立了多酚的酒石酸亞鐵測定法，主要原理是多酚能與酒石酸亞鐵形成藍紫色絡合物，該絡合物在545nm下有最大吸收峰[18]。該法是多酚類化合物測定中引用最多的快速分析方法，也是我國國標采用的方法。

鐘興剛等[19]比較了酒石酸亞鐵法和福林酚法測定茶多酚，發現兩者結果相差30%左右，他提出，福林酚法更適合多酚含量比較單一的或是未氧化發酵的茶類中茶多酚的測定。可見，在方法的選擇上，原料和多酚性質具有決定性的作用。

3.2 化學發光法

該法的原理是：物質在化學反應過程中吸收化學能而使分子激發出光，以此進行測定。該法常用魯米諾作為化學發光試劑。化學發光法的靈敏度高，線性范圍寬，儀器簡單，因此越來越受到科研人員的關注。米娟等[20]建立了流動注射化學發光（FI-CL）法測定茶葉中茶多酚的新方法，并該方法用于紅茶、綠茶等茶多酚含量的測定，加標回收率為95.4～108.3%，與國家標準測定方法對比，結果較好。張亞莉等[21]建立了靜態注射化學發光法Luminol-H2O2-NaOH對中草藥黃芩中黃芩苷含量的檢測，可滿足分析的要求。

3.3 高效液相色譜法

高效液相色譜法是目前實驗室應用最廣泛、最有效的分離分析技術之一，該法分辨率高、分析速度快、重復性好、定量分析精確度高，因此發展迅速[22]。曲文娟等[23]建立了石榴皮水提取物中沒食子酸、安石榴甙A、安石榴甙B和鞣花酸4種多酚化合物的高效液相色譜（HPLC）分析方法，該方法回收率為83～112%，相對標準偏差（RSD）均低于10%，17min內可實現石榴皮水提取物中4種多酚化合物的快速檢測。劉建利等[24]建立了測定山楂中綠原酸、表兒茶素和蘆丁的反相高效液相色譜方法，采用的流動相是由甲醇—乙腈（23:77，V/V）和0.1%甲酸組成，檢測波長為280nm，柱溫為30℃。本測定方法的回收率在91.8～110.9%之間，平均回收率為101.5%，說明該方法準確可靠。

4 結語

如何提高植物多酚的提取率并最大程度地保留多酚的活性，是科研工作者在提取多酚時面臨的最大難題，因此許多先進的提取技術不斷應運而生。但是，新技術大多僅停留在實驗室階段，真正的實施應用還處于起步，許多技術條件還不成熟，還不適宜大規模應用。對于植物多酚的提取技術還應繼續深入，使其盡快實現轉化。

總之，在提取植物多酚時，應選擇適宜的提取方法，同時，也可結合幾種方法進行互補。既要勇于大膽嘗試新技術、新工藝、新設備，又要注意盡可能地降低生產投資成本。

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