石榴籽多酚類物質(zhì)的功能及提取工藝

李白存

(陜西學(xué)前師范學(xué)院 生物工程研究所，陜西 西安 710100)

石榴籽多酚類物質(zhì)的功能及提取工藝

李白存

(陜西學(xué)前師范學(xué)院 生物工程研究所，陜西 西安 710100)

摘要：概述了石榴籽多酚類物質(zhì)的功能及其提取工藝。以期為石榴壓榨過程中產(chǎn)生的石榴籽的研究利用提供參考。

關(guān)鍵詞：石榴籽；多酚類物質(zhì)；功能；提取工藝

石榴主要作鮮果食用，在深加工方面，全國各大石榴產(chǎn)區(qū)都是將其榨汁后用于發(fā)酵生產(chǎn)石榴酒、石榴汁飲品等。石榴榨汁過程中，產(chǎn)生約20%的石榴籽[1],其中少量被用于生產(chǎn)石榴籽油作為保健品銷售，大部分則被廢棄，導(dǎo)致石榴籽資源的價(jià)值不能充分發(fā)揮，造成資源浪費(fèi)。

研究表明，石榴籽含有0.7%~1.2%的多酚類物質(zhì)[1]。具有抗菌、抗氧化、抗衰老、抗癌防癌、潤膚美容、降血壓和預(yù)防心腦血管疾病等生理和藥理活性[2]，以及降低糖尿病小鼠血糖、抗腹瀉、延緩衰老等功效[3-4]。石榴籽中蛋白質(zhì)和脂肪酸含量較高，蛋白質(zhì)氨基酸組成完全，人體必需氨基酸含量為31.98%，含有12種脂肪酸，不飽和脂肪酸含量為92.22%[5]。

石榴籽具有很高的開發(fā)利用價(jià)值，提取石榴籽中的多酚類物質(zhì)，將其應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和化妝品領(lǐng)域的前景廣闊。作者在此對(duì)石榴籽多酚類物質(zhì)的功能及提取工藝進(jìn)行綜述，以期對(duì)石榴籽多酚類物質(zhì)的研究利用提供參考。

1石榴籽多酚類物質(zhì)的功能

多酚是廣泛存在于植物中的一種多羥基酚類化合物的總稱，是植物的次生代謝產(chǎn)物，屬于天然有機(jī)化合物，具有抗氧化、抗菌消炎以及抗腫瘤等多種生理功能[6]。

1.1　抗氧化功能

自由基是人體在新陳代謝過程中產(chǎn)生的有害化合物，其結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，具有很強(qiáng)的氧化能力。體內(nèi)自由基過剩，會(huì)導(dǎo)致人體組織器官老化，進(jìn)而引起慢性疾病和衰老反應(yīng)。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，石榴中的多酚類物質(zhì)在抗氧化及延緩衰老功能中發(fā)揮主要作用。因?yàn)槎喾宇愇镔|(zhì)具有較強(qiáng)的還原能力，對(duì)超氧陰離子自由基、羥基自由基、DPPH自由基均能有效清除。李建科等[7]對(duì)石榴皮多酚類物質(zhì)的還原能力及抗氧化作用進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，石榴皮多酚類物質(zhì)的還原能力和抗氧化能力略低于茶多酚，但明顯高于2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(butylated hydroxy toluene，BHT)。對(duì)超氧陰離子自由基的清除能力為BHT的2.80倍，對(duì)羥基自由基的清除能力為BHT的4.69倍，對(duì)DPPH自由基的清除能力為BHT的4.21倍。

1.2　抗菌消炎功能

多酚類物質(zhì)對(duì)多種細(xì)菌、真菌都有很好的抑制作用，能有效抑制炎癥。陳孝娟等[8]通過體外抑菌、小鼠耳廓腫脹、小鼠皮膚毛細(xì)血管通透性升高及大鼠白細(xì)胞游走等實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)石榴多酚類物質(zhì)對(duì)金黃色葡萄球菌及大腸桿菌、小鼠耳廓腫脹、小鼠皮膚毛細(xì)血管通透性升高、大鼠白細(xì)胞游走均有一定的抑制作用。

1.3　抗腫瘤功能

多酚類物質(zhì)具有抗腫瘤的作用，目前研究最多的是葡萄籽提取物和茶多酚提取物在抗腫瘤方面的作用。王修杰等[9]闡述了多酚化合物抑制動(dòng)物體內(nèi)腫瘤生長(zhǎng)的作用機(jī)理是抗氧化、調(diào)控細(xì)胞周期、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡和分化、影響血管生成和腫瘤細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)等。姜婧等[10]、Kohno等[11]研究發(fā)現(xiàn)石榴籽油和石榴酸等可以抑制GSE誘導(dǎo)的結(jié)腸癌的發(fā)生，其抑制作用與結(jié)腸和肝臟中共軛亞麻酸的增加或結(jié)腸黏膜PPARγ蛋白質(zhì)表達(dá)的增加有關(guān)。

2石榴籽多酚類物質(zhì)的提取工藝

2.1　石榴籽多酚類物質(zhì)的提取工藝流程(圖1)

圖1　石榴籽多酚類物質(zhì)的提取工藝流程Fig.1　The extraction process of polyphenols from pomegranate seeds

2.2　石榴籽多酚類物質(zhì)的提取方法

2.2.1溶劑提取法

溶劑提取法是利用植物有效成分在溶劑中的溶解性萃取天然產(chǎn)物中有效成分的常用方法之一。多酚類物質(zhì)易溶或可溶于水、醇類、醚類、酮類、酯類等溶劑，因此，可用水提取法和有機(jī)溶劑萃取法提取石榴籽中的多酚類物質(zhì)。

水提取法以水為溶劑，采用水浴加熱提取多次，合并提取液后減壓濃縮，然后再用有機(jī)溶劑萃取分離，得到純度較高的產(chǎn)品。該方法有機(jī)溶劑用量少、工藝簡(jiǎn)單、成本低，但僅能提取水溶性多酚類物質(zhì)，提取率低，容易破壞石榴籽中的有效成分。

有機(jī)溶劑提取法是利用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、石油醚等有機(jī)溶劑提取石榴籽多酚類物質(zhì)。該法具有提取條件溫和、提取率高等優(yōu)點(diǎn)。賈冬英等[2]以乙醇為提取劑優(yōu)化了石榴皮中多酚的提取條件：20%乙醇為提取劑、料液比為1∶20(g∶mL)、提取溫度50 ℃、提取時(shí)間1 h，在此條件下，多酚粗提物得率44.98%，純度50.12%。任平等[12]在以丙酮-水(7∶3) 體系為提取劑、60 ℃浸提、料液比為1∶20(g∶mL)、提取時(shí)間3 h的條件下，單寧提取率為80.33%，單寧粗產(chǎn)品純度為82.41%。

2.2.2離子沉淀提取法

離子沉淀提取法[13]是利用多酚類物質(zhì)在一定的介質(zhì)條件下可以和某些物質(zhì)絡(luò)合形成沉淀的原理提取石榴籽中的多酚類物質(zhì)。該方法具有選擇性強(qiáng)、產(chǎn)品純度高、有機(jī)溶劑用量少、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但是廢液、廢渣產(chǎn)生量多，環(huán)境污染較大，應(yīng)用受到限制。

2.2.3超聲波提取法

超聲波提取法是通過超聲波的機(jī)械破碎和空化作用，對(duì)溶劑提取石榴籽多酚類物質(zhì)的過程進(jìn)行超聲波強(qiáng)化，加強(qiáng)多酚類物質(zhì)向溶劑擴(kuò)散的速度，該法能有效縮短提取時(shí)間，具有工藝簡(jiǎn)單、提取效率高、產(chǎn)品氧化損耗小等優(yōu)點(diǎn)[14]。石珂心等[15]用響應(yīng)面法優(yōu)化了超聲波強(qiáng)化的石榴籽多酚提取工藝，得到的最優(yōu)工藝參數(shù)為：乙醇體積分?jǐn)?shù)34%、料液比1∶24(g∶mL)、超聲時(shí)間31 min、超聲溫度51 ℃、超聲功率180 W、超聲頻率80 kHz，在此條件下多酚類物質(zhì)的提取量為7.73 mg·g-1。

2.2.4超臨界CO2提取法

超臨界CO2提取法是分離天然植物中有效成分的一種高效方法。超臨界流體具有類似氣體的較強(qiáng)穿透力以及類似液體的較大密度和溶解度，故具有良好的溶劑特性，常作為萃取和分離單體的一種高效溶劑，具有傳遞性能好、滲透力強(qiáng)、選擇性好、有機(jī)物溶解度大的優(yōu)點(diǎn)。因此，該法特別適用于分離熱敏性物質(zhì)。目前，超臨界CO2流體因廉價(jià)易得、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無毒、無污染、在被提取物中無殘留而應(yīng)用最多。但是由于設(shè)備復(fù)雜、工藝成本高等因素，限制了超臨界CO2萃取技術(shù)的應(yīng)用[16]。

3展望

石榴籽中的多酚類物質(zhì)常用的提取工藝有溶劑提取法、離子沉淀提取法、超聲波提取法、超臨界CO2提取法等。溶劑提取法具有工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，是常用的提取方法之一。為了提高石榴籽多酚類物質(zhì)的提取率，縮短提取時(shí)間，可采用超聲波輔助的溶劑提取工藝。

多酚類物質(zhì)具有抗氧化、抗菌消炎、抗腫瘤、預(yù)防心腦血管疾病等功能，是石榴保健功能的主要體現(xiàn)者。基于石榴籽多酚類物質(zhì)的保健功能，可將其應(yīng)用于食品、保健品、化妝品等領(lǐng)域[17]，具有廣闊的前景。

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Functions and Extraction Process of Polyphenols
from Pomegranate Seeds

LI Bai-cun

(BioengineeringInstituteofShaanxiXueqianNormalUniversity,Xi′an710100,China)

Abstract：The functions and extraction process of polyphenols from pomegranate seeds were summarized.This paper was supposed to provide references to the study and utilization of pomegranate seeds produced in the process of press.

Keywords：pomegranate seeds；polyphenols；function；extraction process

中圖分類號(hào)：R 284.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-5425(2015)05-0011-03

doi：10.3969/j.issn.1672-5425.2015.05.003

作者簡(jiǎn)介：李白存(1983-)，男，陜西洋縣人，工程師，主要從事農(nóng)副產(chǎn)品深加工、生物及食品開發(fā),E-mail:likzo@qq.com。

收稿日期：2015-01-09

基金項(xiàng)目：陜西省教育廳產(chǎn)業(yè)化培育項(xiàng)目(2012JC03)，陜西學(xué)前師范學(xué)院科研項(xiàng)目(13KJ005)