一種改性葡萄籽多酚及其製備方法
2023-12-05 20:35:56 1
專利名稱：一種改性葡萄籽多酚及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種植物抗氧化劑及其製備方法，尤其涉及改性一種改性葡萄籽多酚及其製備方法。
背景技術：
近年來許多研究已證實，自由基引起的體內氧化損傷與癌症、心腦血管疾病等一些慢性病的發生有著密切關係。因此，從植物中尋找天然、高效、低毒的抗氧化劑和自由基清除劑是保健、醫藥等領域發展的一個必然趨勢。從目前的研究來看，天然植物抗氧化劑絕大部分都是多酚性物質，其中應用較多的有茶多酚、松樹皮提取物和葡萄籽提取物等， 它們的主要成分均為原花青素類物質。自1951年法國學者Jacques Masquelier首次發現原花青素具有抗氧化作用，1992年法國學者Renaud發表研究論文解釋著名的「法國悖論」現象，到2006年美國食品和藥物管理局批准上市的以茶多酚為主要成分的第一個植物藥Polyphenol! E 軟膏，原花青素因其具有超強的抗氧化活性和自由基清除作用日益受到極大關注。從上世紀80年代以來，國內外對於原花青素的資源開發、提取分離、結構鑑定及其生物活性等進行了大量研究，已有多種產品作為天然抗氧化劑進入市場，如源於法國沿海松樹皮的碧蘿芷(Pycnogenol )、馬尾松樹皮提取物、葡萄籽、皮的Graphenol 和 Grajfno 1 和未成熟蘋果的蘋果多酚(Appl印henon^)等。原花青素是植物中的一大類多酚類聚合物的總稱，由不同數目的黃烷3-醇如兒茶素、表兒茶素等單元通過C4-C8或C4-C6等不同鍵合方式聚合而成，廣泛存在於松樹、葡萄等植物中，也存在於許多飲料、蔬菜、水果和糧食中，與人類的日常生活密切相關。按照聚合度的大小，通常將二 四聚體稱為低聚原花青素，五聚體及以上的稱為多聚原花青素。近幾十年來的研究表明，聚合度對原花青素的抗氧化活性影響較大，隨著聚合度的增加其抗氧化作用顯著降低。與多聚原花青素相比，低聚原花青素在抗氧化、清除自由基、防治心血管疾病、抗癌、抗衰老、抗糖尿病等方面有顯著的生物活性，其在體內的抗氧化能力是Ve的50 倍、Vc的20倍，能防止多種因自由基引起的疾病，並以高效、低毒、高生物利用度著稱。特別是近十年來，低聚原花青素作為一種天然強力抗氧化劑在歐、美、日等國家的營養、保健、 醫藥等領域得到廣泛應用，並享有「皮膚維生素」和「 口服化妝品」等美譽。但是，低聚原花青素除了在葡萄籽皮和松樹皮中的含量相對較高之外，一般植物中的含量都很低，無法進行大規模的商業生產和實際應用。而分布於多種植物中的原花青素則主要以多聚物的形式存在，如松樹皮原花青素平均分子量為2800，平均聚合度為 9-10，蘋果多酚中多聚原花青素佔50%。由於多聚物分子量較大，一方面導致其不易透過生物膜，降低其生物利用度。另一方面，由於多聚物在植物組織中常與不溶性細胞壁多糖等形成複雜複合體，採用常規提取方法對其提取不完全，導致部分多聚物仍殘留在植物殘渣中， 造成資源極大浪費。目前在國內外市場上走俏的碧蘿芷等原花青素產品實際上仍然是含有大部分多聚物的原花青素提取物，存在生物利用度低、影響產品質量和功效等不足。因此， 如果能有效地將多聚原花青素降解為低聚物，發揮其潛在的抗氧化活性，這對提高天然資源的利用率和原花青素產品附加值等無疑具有深遠的意義。縱觀國內外迄今關於原花青素的大量研究報導，以往研究多著眼於其本身固有的生物活性，如作為抗氧化劑及自由基清除劑，在保健品、醫藥、食品、化妝品中得到了多方面應用。但是，對通過多聚原花青素的化學改性來獲取低聚物以增強其生理活性的研究鮮有報導。近年來，國外學者發現一些胺基酸如半胱氨酸、寡肽如穀胱甘肽(國際發明專利申請號PCT/JP2004/007448)、間苯三酚類(國際發明專利申請號PCT/JP2006/303402)等可作為求核劑應用於葡萄籽、松樹皮、荔枝多聚原花青素的降解中，發現降解產物具有良好的抗氧化、抗腫瘤、免疫調節和神經保護等生理活性。申請號為200410016355. 6的中國發明專利報導了採用20-60%的雙氧水或氯酸鉀作為降解氧化劑，在中性條件下氧化栲膠的多聚原花青素獲得低聚物產品的工藝路線；專利號為ZL200710067047.X的中國發明專利報導了加熱、酸性和隔絕空氣條件下製備葡萄籽低聚原花青素的方法；申請號為200810034736. 5 和200910050368. 8的中國發明專利分別報導了肉桂和金蕎麥原花青素高聚物催化氫解為低聚物的製備方法。上述這些方法由於存在有或在反應體系中使用甲醇，或反應時間過長，或使用催化劑量過大、或需要隔絕空氣或高壓設備，以及得到的產物需要重新進行安全性評價等缺陷，至今仍局限於實驗室研究使用階段，難以進行產業化推廣應用。葡萄籽多酚由80-85%的原花青素、5%的兒茶素和表兒茶素、2_4%的有機酸等構成，其中原花青素由多聚原花青素和低聚原花青素組成。由於多聚原花青素的生物活性遠不及低聚原花青素，因而在原花青素產品中低聚體成分含量高低成為評價產品質量的主要指標。目前國內外市場上銷售和應用的葡萄籽原花青素產品主要是採用溶劑浸提結合柱層析分離純化的方法製備，其低聚原花青素的含量僅為30%左右，存在多聚體含量高、生物利用度低等缺陷。到目前為止尚未有改性葡萄籽多酚的報導。採用食品來源的蘋果多酚作為改性劑可以克服上述缺陷，有效實現將葡萄籽多聚原花青素改性為生物活性更強的低聚原花青素的目的。
發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供了一種將葡萄籽多酚中的多聚原花青素改性為低聚原花青素的改性葡萄籽多酚和獲得這種改性葡萄籽多酚的製備方法。為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案
一種改性葡萄籽多酚，其特徵在於原料包括葡萄籽多酚、改性劑和重量百分比濃度為 1-10%的酸水溶液；所述葡萄籽多酚與改性劑的質量比為100 (5-20)，所述葡萄籽多酚與酸水溶液的質量體積比為(10-100) :1000 ；所述改性劑為蘋果多酚。質量體積比中，當質量的單位為g時，體積單位為ml。優選地，所述酸水溶液的重量百分比濃度為2-5%。進一步地，所述酸水溶液所使用的酸選自鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、醋酸、甲酸、檸檬酸、抗壞血酸、蘋果酸、酒石酸、沒食子酸中的一種或多種。優選地，所述酸水溶液所使用的酸選自鹽酸水溶液、檸檬酸水溶液、抗壞血酸水溶液中的一種或多種。本發明所述的改性葡萄籽多酚的製備方法，包括如下步驟(1)改性反應按照配比量，將葡萄籽多酚和改性劑溶於酸水溶液中，配製成多酚濃度為10 100 g/L的混合液，在40-100°C恆溫下改性反應0. 5-5小時；
(2)後處理將步驟(1)得到的反應液加入色譜柱中，用蒸餾水衝洗，然後用體積百分數為30-80%乙醇水溶液洗脫，收集洗脫液，將洗脫液濃縮後，乾燥，即得改性葡萄籽多酚。優選地，本發明所述的改性葡萄籽多酚的製備方法，包括如下步驟
(1)改性反應按照配比量，將葡萄籽多酚和改性劑溶於酸水溶液中，配製成多酚濃度為10 100 g/L的混合液，在50-70°C恆溫下改性反應1_2小時；
(2)後處理將步驟(1)得到的反應液加入色譜柱中，用蒸餾水衝洗，然後用體積百分數為40-60%乙醇水溶液洗脫，收集洗脫液，將洗脫液濃縮後，乾燥，即得改性葡萄籽多酚。進一步地，所述色譜柱的填料選自苯乙烯-二乙烯基苯類吸附劑、離子交換樹脂、 甲基丙烯酸類吸附劑、親水性乙烯基聚合物、葡聚糖凝膠、改性右旋糖酐凝膠、聚丙烯醯胺凝膠、反相矽膠中的一種。進一步地，所述苯乙烯-二乙烯基苯類吸附劑為苯乙烯-二乙烯基苯類吸附劑 D101、離子交換樹脂為離子交換樹脂Diaion HP-20、甲基丙烯酸類吸附劑為甲基丙烯酸類吸附劑Amberlite XAD、親水性乙烯基聚合物為親水性乙烯基聚合物SuperAW、葡聚糖凝膠為葡聚糖凝膠LH-20、改性右旋糖酐凝膠為改性右旋糖酐凝膠Acryldex、聚丙烯醯胺凝膠為聚丙烯醯胺凝膠TSK-GEL SW、反相矽膠為反相矽膠ODS中的一種。優選地，所述色譜柱的填料選自苯乙烯-二乙烯基苯類吸附劑和離子交換樹脂。進一步地，所述乾燥採用真空或冷凍或噴霧乾燥的方式。本發明的有益效果如下
1.在葡萄籽多酚的改性反應中，不使用有機溶劑並能在短時間內實現葡萄籽多酚的有效改性，具有環保、快速、高效、操作簡便、成本低的優點，適宜進行規模化工業生產。2.使用食品來源的蘋果多酚作為改性劑，所得改性葡萄籽多酚產品無需進行安全性評價，可以直接加以應用。3.所得改性葡萄籽多酚具有比天然葡萄籽多酚更優良的抗氧化活性，可作為自由基清除劑廣泛應用於食品、保健品、化妝品和醫藥品等中。
具體實施例方式以下對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用於說明和解釋本發明，並不用於限定本發明。實施例1
取市售葡萄籽多酚18 g，蘋果多酚3 g溶解於250 ml重量百分比濃度為1%的鹽酸水溶液中，再通過加入重量百分比濃度為1%的鹽酸水溶液定容至300ml配製成多酚濃度為 70 g/L的混合液，在60°C下反應1小時。反應結束後，反應溶液冷卻至室溫，上葡聚糖凝膠 LH-20層析柱，先用2個柱體積蒸餾水洗滌，然後用3個柱體積濃度為50%(體積濃度)的乙醇水溶液洗脫，將收集的洗脫液減壓濃縮、真空乾燥(真空度0. 06-0. 08 MPa)，得改性葡萄籽多酚19. 0 g，收率為90. 5%,平均聚合度為3. 10 (改性前平均聚合度為6. 20)。實施例2
取市售葡萄籽多酚18 g，蘋果多酚1. 5 g溶解於250 ml重量百分比濃度為的鹽酸水溶液中，再通過加入重量百分比濃度為1的鹽酸水溶液定容至300ml配製成多酚濃度為 65 g/L的混合液，在70°C下反應1小時。反應結束後，反應溶液冷卻至室溫，上離子交換樹脂Diaion HP-20層析柱，先用2個柱體積蒸餾水洗滌，然後用3個柱體積濃度為70%(體積濃度)的乙醇水溶液洗脫，將收集的洗脫液減壓濃縮、冷凍乾燥，得改性葡萄籽多酚18. O g，收率為92. 3%,平均聚合度為3. 15 (改性前平均聚合度為6. 20)。. 實施例3
取市售蘋果多酚18 g，葡萄籽多酚1. 5 g溶解於250 ml的重量百分比濃度為m的硝酸水溶液中，再通過加入重量百分比濃度為1的鹽酸水溶液定容至300ml配製成多酚濃度為65 g/L的混合液，在100°C反應0. 5小時。反應結束後，反應溶液冷卻至室溫，上親水性乙烯基樹脂SuperAW層析柱，先用2個柱體積蒸餾水洗滌，然後用3個柱體積濃度為70%(體積濃度)的乙醇水溶液洗脫，將收集的洗脫液減壓濃縮、噴霧乾燥(進風溫度210-220°C，出風溫度105-107°C )，得改性蘋果多酚17. 5 g，收率為89. 7%,平均聚合度為2. 95 (改性前平均聚合度為6. 20)。實施例4
取市售葡萄籽多酚2. 857 g，蘋果多酚0. 147g溶解於250 ml的重量百分比濃度為10% 的硫酸水溶液中，再通過加入重量百分比濃度為10%的硫酸水溶液定容至300ml配製成多酚濃度為10 g/L的混合液，，在40°C下反應0.5小時。反應結束後，反應溶液冷卻至室溫， 上苯乙烯-二乙烯基苯樹脂DlOl層析柱，先用2個柱體積蒸餾水洗滌，然後用3個柱體積濃度為80%(體積濃度)的乙醇水溶液洗脫，將收集的洗脫液減壓濃縮、真空乾燥，得改性葡萄籽多酚2. 7 g，收率為90. P/。，平均聚合度為2. 80 (改性前平均聚合度為6. 20)。實施例5
取市售葡萄籽多酚25 g，蘋果多酚5 g溶解於250 ml的重量百分比濃度為5%的鹽酸水溶液中，再通過加入重量百分比濃度為5%的硝酸水溶液定容至300ml配製成多酚濃度為100 g/L的混合液，在50°C下反應5小時。反應結束後，反應溶液冷卻至室溫，上離子交換樹脂Diaion HP-20層析柱，先用2個柱體積蒸餾水洗滌，然後用3個柱體積濃度30%(體積濃度)的乙醇水溶液洗脫，將收集的洗脫液減壓濃縮、冷凍乾燥，得改性葡萄籽多酚27. 0 g，收率為90. 0%,平均聚合度為2. 85 (改性前平均聚合度為6. 20)。實施例6
取市售葡萄籽多酚18 g，蘋果多酚1. 5 g溶解於250 ml的重量百分比濃度為5%的磷酸水溶液中，再通過加入重量百分比濃度為5%的磷酸水溶液定容至300ml配製成多酚濃度為65 g/L的混合液，在50°C下反應0.5小時。反應結束後，反應溶液冷卻至室溫，上甲基丙烯酸類樹脂Amberlite XAD層析柱，先用2個柱體積蒸餾水洗滌，然後用3個柱體積濃度為60%(體積濃度)的乙醇水溶液洗脫，將收集的洗脫液減壓濃縮、噴霧乾燥(進風溫度 210-2200C，出風溫度105-107°C )，得改性葡萄籽多酚17. 0 g，收率為87. 2%,平均聚合度為2. 85 (改性前平均聚合度為6. 20)。實施例7
與實施例6不同的是，所用的酸水溶液醋酸水溶液，用親水性乙烯基苯類樹脂SuperAW 吸附，得改性葡萄籽多酚17. 5 g，收率為89. 796，平均聚合度為2.75(改性前平均聚合度為 6. 20)。
實施例8
與實施例6不同的是，所用的酸水溶液為甲酸水溶液，用葡聚糖凝膠LH-20吸附，得改性葡萄籽多酚17. 0 g，收率為87. 2%,平均聚合度為3. 05 (改性前平均聚合度為6. 20)。實施例9
與實施例6不同的是，所用的酸水溶液為檸檬酸水溶液，用改性右旋糖酐凝膠 Acryldex吸附，得改性葡萄籽多酚17. 8 g，收率為91. 3%,平均聚合度為3. 02 (改性前平均聚合度為6. 20)。實施例10
與實施6不同的是，所用的酸水溶液為抗壞血酸水溶液，用聚丙烯醯胺凝膠TSK-GEL SW吸附，得改性葡萄籽多酚16.8 g，收率為86.P/。，平均聚合度為2. 88 (改性前平均聚合度為6. 20)。實施例11
與實施6不同的是，所用的酸水溶液為蘋果酸水溶液，用反相矽膠ODS吸附，得改性葡萄籽多酚16. 8 g，收率為86. 2%,平均聚合度為3. 15 (改性前平均聚合度為6. 20)。實施例12
與實施11不同的是，所用的酸水溶液為酒石酸水溶液，得改性葡萄籽多酚18. 0 g，收率為92. 396，平均聚合度為2. 86 (改性前平均聚合度為6. 20)。實施例13
與實施11不同的是，所用的酸水溶液為沒食子酸水溶液，得改性葡萄籽多酚17. 7 g， 收率為90. 7 平均聚合度為2. 95 (改性前平均聚合度為6. 20)。實施例14
本發明所得的改性葡萄籽多酚和蘋果多酚、葡萄籽多酚的DPPH(1，1-二苯基苦基苯胼) 自由基清除能力比較測定。DPPH自由基清除能力測定方法如下
用雙蒸餾水分別配製好濃度為0. 5 mg/ml的樣品(改性葡萄籽多酚、蘋果多酚、葡萄籽多酚)和陽性對照品(Vc)溶液備用。用移液槍分別吸取上述溶液200 ml，在96微孔板上按2倍梯度稀釋成100 ml的8個系列稀釋溶液，同時吸取雙蒸餾水100 ml代替待測溶液作為空白對照。在各孔中添加100 ml的750 mM DPPH乙醇溶液並充分混勻，在室溫、暗黑條件下反應30分鐘後，在酶標儀上517 nm處測定個孔溶液的吸光值，根據公式清除率(％) =[C^對照-A待測)/ J對照]χ 100計算各清除率，式中J待測為加入待測液時DPPH ·溶液的吸光值；J5i 為未加入待測液時DPPH ·溶液的吸光值。待測樣品的DPPH自由基清除能力的強弱用SC5tl表示，其值越小表示清除能力越強。SC5tl定義為DPPH ·清除率為50%時所需抗氧化劑濃度，根據不同濃度抗氧化劑的清除率作曲線而得出該值。測定結果見表1，表明本發明所得的改性葡萄籽多酚比原料葡萄籽多酚等具有更好的自由基清除活性。表 權利要求
1.一種改性葡萄籽多酚，其特徵在於原料包括葡萄籽多酚、改性劑和重量百分比濃度為1-10%的酸水溶液；所述葡萄籽多酚與改性劑的質量比為100 (5-20)，所述葡萄籽多酚與酸水溶液的質量體積比為(10-100) :1000 ；所述改性劑為蘋果多酚。
2.根據權利要求1所述的改性葡萄籽多酚，其特徵在於所述酸水溶液的重量百分比濃度為2-5%。
3.根據權利要求1或2所述的改性葡萄籽多酚，其特徵在於所述酸水溶液所使用的酸選自鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、醋酸、甲酸、檸檬酸、抗壞血酸、蘋果酸、酒石酸、沒食子酸中的一種或多種。
4.根據權利要求3所述的改性葡萄籽多酚，其特徵在於所述酸水溶液所使用的酸選自鹽酸水溶液、檸檬酸水溶液、抗壞血酸水溶液中的一種或多種。
5.權利要求1-4任一項所述的改性葡萄籽多酚的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟(1)改性反應按照配比量，將葡萄籽多酚和改性劑溶於酸水溶液中，配製成多酚濃度為10 100 g/L的混合液，在40-100°C恆溫下改性反應0. 5-5小時；(2)後處理將步驟(1)得到的反應液加入色譜柱中，用蒸餾水衝洗，然後用體積百分數為30-80%乙醇水溶液洗脫，收集洗脫液，將洗脫液濃縮後，乾燥，即得改性葡萄籽多酚。
6.權利要求5所述的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟(1)改性反應按照配比量，將葡萄籽多酚和改性劑溶於酸水溶液中，配製成多酚濃度為10 100 g/L的混合液，在50-70°C恆溫下改性反應1_2小時；(2)後處理將步驟(1)得到的反應液加入色譜柱中，用蒸餾水衝洗，然後用體積百分數為40-60%乙醇水溶液洗脫，收集洗脫液，將洗脫液濃縮後，乾燥，即得改性葡萄籽多酚。
7.根據權利要求5或6所述的製備方法，其特徵在於所述色譜柱的填料選自苯乙烯-二乙烯基苯類吸附劑、離子交換樹脂、甲基丙烯酸類吸附劑、親水性乙烯基聚合物、葡聚糖凝膠、改性右旋糖酐凝膠、聚丙烯醯胺凝膠、反相矽膠中的一種。
8.根據權利要求7所述的製備方法，其特徵在於所述苯乙烯-二乙烯基苯類吸附劑為苯乙烯-二乙烯基苯類吸附劑D101、離子交換樹脂為離子交換樹脂Diaion HP-20、甲基丙烯酸類吸附劑為甲基丙烯酸類吸附劑Amberlite XAD、親水性乙烯基聚合物為親水性乙烯基聚合物SuperAW、葡聚糖凝膠為葡聚糖凝膠LH-20、改性右旋糖酐凝膠為改性右旋糖酐凝膠Acryldex、聚丙烯醯胺凝膠為聚丙烯醯胺凝膠TSK-GEL SW、反相矽膠為反相矽膠ODS 中的一種。
9.根據權利要求7所述的製備方法，其特徵在於所述色譜柱的填料選自苯乙烯-二乙烯基苯類吸附劑和離子交換樹脂。
10.根據權利要求5或6所述的製備方法，其特徵在於所述乾燥採用真空或冷凍或噴霧乾燥的方式。
全文摘要
本發明公開了一種改性葡萄籽多酚及其製備方法，原料包括葡萄籽多酚、改性劑和重量百分比濃度為1-10%的酸水溶液；葡萄籽多酚與改性劑的質量比為100∶(5-20)，葡萄籽多酚與酸水溶液的質量體積比為(10-100)∶1000；改性劑為蘋果多酚。在葡萄籽多酚的改性反應中，使用少量有機溶劑並能在短時間內實現葡萄籽多酚的有效改性，具有環保、快速、高效、操作簡便、成本低的優點，適宜規模化工業生產；使用食品來源的蘋果多酚作為葡萄籽多酚改性劑，所得改性葡萄籽多酚產品無需進行安全性評價，可以直接加以應用；所得改性葡萄籽多酚具有比天然葡萄籽多酚更優良的抗氧化活性，可作為自由基清除劑廣泛應用於食品、保健品、化妝品和醫藥品等中。
文檔編號C09K15/06GK102433125SQ20111025517
公開日2012年5月2日 申請日期2011年8月31日 優先權日2011年8月31日
發明者張穎君, 王予鳳, 趙平 申請人:新疆富潤貿易有限公司