花生白藜蘆醇的高效制備與抗氧化功能食品的加工工藝研究

1、花生白藜蘆醇的高效制備與抗氧化功能食品的加工工藝研究報告人 單輝君主要內(nèi)容v1 白藜蘆醇介紹（結(jié)構(gòu)，制備，生物活性）v2課題研究背景和意義v3初步實驗方案v4預(yù)計創(chuàng)新點v5參考文獻v白藜蘆醇（Resveratrol,簡稱Res）是一種含有芪類結(jié)構(gòu)的非黃酮類多酚化合物，被認(rèn)為是一種植物抗毒素，是在植物受到病原性進攻和環(huán)境惡化時產(chǎn)生的。v在 1924 年被發(fā)現(xiàn)，主要存在于葡萄、虎杖、花生、桑椹、松樹、買麻藤、朝鮮槐等 12個科、31個屬的72種植物中。v白藜蘆醇具有顯著的藥理及生物學(xué)作用。它的開發(fā)，為食品工業(yè)和制藥工業(yè)提供了新的原料和功能性添加劑。白藜蘆醇的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)v白藜蘆醇又稱芪三酚,化學(xué)名稱

2、為3,4,5-三羥基二苯乙烯,分子式為14123,相對分子質(zhì)量為228.25,具有順式和反式兩種結(jié)構(gòu),v白色針狀晶體,易溶于乙醚、氯仿、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等有機溶劑。v結(jié)構(gòu)式見下圖白藜蘆醇的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)白藜蘆醇的制備v1從天然植物中提取 白藜蘆醇是植物體內(nèi)的一種次生代謝產(chǎn)物，在干燥虎杖根莖中的含量達 1 4mg/g，在新鮮葡萄皮中的含量達到 50 100ug/g，花生中含量大致為 25.70ug/g。（也有報道稱花生根、莖中含有80 100ug/g）。目前國內(nèi)外主要以含量相對較高的虎杖和葡萄皮為原料，采用有機溶劑提取，高效液相色譜、硅膠柱層析或大孔吸附樹脂吸附分離的方法來提純白藜蘆醇。

3、v白藜蘆醇的提取v白藜蘆醇的分離純化 有機溶劑提取堿提取法超臨界CO2萃取法酶法提取HPLC分離純化高效逆流色譜分離純化 柱色譜分離純化 薄層色譜 大孔吸附樹脂分離純化超聲波輔助提取v2 化學(xué)合成 化學(xué)合成十分困難,步驟復(fù)雜,且需要較高的成本,得率也不高。目前,國內(nèi)對這一方法的研究還比較少。 李曉光等以3,5-二甲氧基苯甲醛和對甲氧基芐基溴進行Witting反應(yīng)、順反異構(gòu)化和去保護基3步反應(yīng),并分離提純,制得98%的白藜蘆醇。 四川省成都興安化工研究所采用 2步反應(yīng)合成出了含量 98.5%的白藜蘆醇，小試成本 8000 元/kg左右。(98%純度的白藜蘆醇國內(nèi)出口價格為12000/kg) v3

4、 利用植物組織細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)白藜蘆醇 隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的飛速發(fā)展，國內(nèi)西北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院首先論證了植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)白藜蘆醇新方法在理論上的可行性：白蔡蘆醇的產(chǎn)量是直接提取的 1.5 3倍，生產(chǎn)不受季節(jié)的限制，可以人為的影響或控制植物組織的生長周期。 上海納貝生物公司利用植物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)將植物細(xì)胞在生物反應(yīng)器中進行培養(yǎng)來生產(chǎn)白藜蘆醇，也最終實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)白葫蘆醇。生物活性v1抗癌作用 1993年 Jayafilake 報道反式與順式白藜蘆醇都有抗癌活性，能抑制蛋白質(zhì)酪氨酸激酶的活性 1994年 Ryu Shi Yong研究表明白藜蘆醇在體外能抗5 種人腫瘤細(xì)胞系 1997年 Jang

5、M等研究表明,白藜蘆醇作為化學(xué)預(yù)防劑對癌的起始、促進、發(fā)展3個階段均有抑制作用 2001 年Koxuky研究認(rèn)為白藜蘆醇能抑制肝癌細(xì)胞的侵襲 2003 年金順姬等采用單細(xì)胞凝膠電泳技術(shù)，發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇對DNA斷裂劑重鉻酸鉀所致的小鼠淋巴細(xì)胞DNA損傷有明顯的保護作用。v2 抗氧化、抗自由基作用 氧化和自由基損傷被公認(rèn)是引起細(xì)胞 DNA損傷進而導(dǎo)致細(xì)胞惡變的重要機制之一。多酚類物質(zhì)大多具有較強的抗氧化、抗自由基作用，白藜蘆醇也不例外。它不僅可抑制人體低密度脂蛋白(LDL)的氧化，還能抑制膜脂的過氧化，減少 H2O2 的產(chǎn)生等，起到抗氧化、抗自由基的作用。1985 Yoshiyuki發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇在

6、5*10-4ml /L時顯著抑制大鼠ADP和NADPH所引起的肝臟線粒體的脂質(zhì)，因而對肝臟有一定的保護作用1990Pobushalova發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇具有抗氧化和抗自由基作用1996馮永紅證明白藜蘆醇對Fenton反應(yīng)產(chǎn)生的OH-和黃嘌呤有明顯抑制作用1997Merillon報道白藜蘆醇和白藜蘆醇苷能抑制有CU2+誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化，其中反式的活性大于順式單體的活性大于糖苷v 3保護心血管的作用 白藜蘆醇具有抗血小板凝集、抗低密度脂蛋白氧化的功能,從而防止動脈粥樣硬化和冠心病的發(fā)生,對心血管起到保護作用。 2000年Zou J.等研究表明,白藜蘆醇能延緩Cu2+或偶氮化合物引起的人的低密度脂蛋白的

7、氧化。 2002年Wang Z.等實驗表明,101000micro M的白藜蘆醇能明顯抑制由膠原蛋白、凝血酶、和ADP、引起的血小板的凝集。v4雌激素調(diào)節(jié)作用 因為白藜蘆醇的結(jié)構(gòu)類似于雌激素受體的拮抗劑二乙基已烯雌酚。能競爭性抑制雌二醇與受體的結(jié)合。v5抗增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的作用 2001年Ahmad N等研究表明,白藜蘆醇能引起人表皮樣瘤細(xì)胞431發(fā)生不可逆的(1)期細(xì)胞周期停滯而誘導(dǎo)該細(xì)胞凋亡。v6抗突變的作用 1999年Cadenas S.等實驗表明了白藜蘆醇能防止由KBrO3引起的腎DNA的氧化損傷,從而起到抗突變的作用。 2000年Burkitt MJ和2001年Sgambato A

8、的研究也表明白藜蘆醇對氧化DNA的損害具有保護作用。 但是,2002年Win W等的研究表明,白藜蘆醇促進了H2O2/Cu()引起的DNA片斷化。因此,白藜蘆醇對氧化DNA是否起保護作用及其作用機理需進一步深入研究。v7 抗菌作用 2002年Chan M.M.研究表明,白藜蘆醇對人的皮膚真菌和皮膚細(xì)菌具有抑制作用。v隨著食品工業(yè)的迅速發(fā)展和人們消費水平的提高,食品消費趨勢逐漸轉(zhuǎn)向具有合理營養(yǎng)和保健功能的營養(yǎng)保健食品,保健食品被譽為“21世紀(jì)食品”。有關(guān)專家認(rèn)為:預(yù)防心、腦血管疾病、癌癥、動脈硬化、延緩衰老等的保健食品將有著廣闊的市場。而白藜蘆醇正是這種心、腦血管疾病及癌癥的天然化學(xué)預(yù)防劑, 被

9、喻為繼紫杉醇之后的又一新的綠色抗癌物。同時它又被美國專著抗衰老圣典一書列為“100種最熱門有效抗衰老物質(zhì)之一”。因此,研究含有白藜蘆醇的保健食品具有重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟價值。v花生是我國重要的經(jīng)濟作物和產(chǎn)量最大的油料作物，目前對花生仁的開發(fā)利用較多，而對花生種衣、花生殼、花生蔓的綜合利用報道很少，大量的花生殼和蔓被燒掉，造成極大的資源浪費。本研究以花生為原料，有助于花生資源的綜合利用，提高我國農(nóng)產(chǎn)品的附加值，調(diào)整和優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。研究內(nèi)容v1 采用HPLC法比較花生不同品種、不同組織部位及其不同生長時期的白藜蘆醇的含量，篩選白藜蘆醇豐富的花生品種。v2 優(yōu)化花生白藜蘆醇的提取工藝技術(shù)，包括比

10、較微波輔助提取、超聲波提取和酶法提取的效果，確定最佳的微波的頻率、功率、提取溶劑濃度、提取時間、溫度、料液比等工藝條件。v3 建立花生白藜蘆醇的大孔吸附樹脂分離純化工藝技術(shù)，包括篩選樹脂型號、確定樹脂吸附條件和洗脫條件（濃度、流速等）。v4 評價花生白藜蘆醇提取物的生物抗氧化效果，確定其有效劑量。v5 探討以花生白藜蘆醇為主要活性成分的抗氧化顆粒劑制備工藝技術(shù)，包括輔料和賦型劑的篩選和加工工藝條件的確定，制定產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)規(guī)程。v6 采用動物實驗評價產(chǎn)品的安全性和抗氧化功能。預(yù)計創(chuàng)新點v1 率先大群體量地比較花生不同品種、不同組織部位及其不同生長時期的白藜蘆醇含量。v2 建立花生白藜蘆醇

11、的微波輔助提取-大孔吸附樹脂分離純化相結(jié)合的工藝技術(shù)。v3 率先開發(fā)以白藜蘆醇為主要活性成分的花生抗氧化功能食品。參考文獻v1 郭景南,劉祟懷等,葡萄屬植物白藜蘆醇研究進展,果樹學(xué)報，2002,19(3):199 204v2 劉婭,王光慈,白藜蘆醇生理活性作用研究進展,中國食品添加劑， 2002,6(2):19 21v3 劉兆平,霍君生,白藜蘆醇的生物學(xué)作用，國外醫(yī)藥學(xué)衛(wèi)生學(xué)分 冊，2002,29(3):146 148v4 胡躍,白藜蘆醇抗腫瘤作用研究新進展,國外醫(yī)學(xué)腫瘤學(xué)分冊，2002,6(4):174 177v5陳秀霞,陳由強,陳如凱白藜蘆醇研究進展，福建林業(yè)科技2003,30(4);84

12、 88v6BhatK.P.,Lantvit D.,Christov K.,et al. Estrogenic and antiestrongenic propertys of resevratrol in mammary tumor models Cancerres 2001,61(20);7456 7463v 7 陳雷,楊福全,張?zhí)煊?等 虎杖中白藜蘆醇白藜蘆醇甙的高速逆流色譜分離提純及其分析 分析測試學(xué)報,2000,19(4):60-62 v 8 陳雷,韓雅珊 葡萄不同品種和組織白藜蘆醇含量的差異 園藝學(xué)報,1999,26(2):12-15 v 9 朱鴻津 測定虎杖中白藜蘆醇的含量 中國野

13、生植物資源,2001,20(1):49 50v10 呂振越，王慶華,白藜蘆醇研究進展,食品研究與開發(fā)，2003,2(24):25 26 11 孟昭仁，奚洪民等,白藜蘆醇的提取和純化及分析方法研究進 展,化學(xué)世界，2003(10):511 513v12 王勁松,葡萄和葡萄酒中白葫蘆醇的測定方法,寧夏農(nóng)林科技，2003(5)39 41v13 王慶華, 呂振岳. 白藜蘆醇的制備和檢測J. 食品科技,2002, (12):67-68.v14 張博. HPLC法測定紫金膠囊中白藜蘆醇的含量J. 中草 藥, 2001,32(1):35.v15 魏福祥, 韓菊, 張?zhí)m, 等. 葡萄籽中提取低聚原花色素的技術(shù)

14、研究J. 現(xiàn)代化工, 2001,21(4):27-29.v16 Pekic B, Kovac V, Alonso E. Study of the extract proanthocyanidins from grape seedsJ. Food Chem, 1998,61(12):201-206.v17 戴蘊青, 韓雅珊, 趙文恩, 等. 紅葡萄酒中白藜蘆醇及其糖苷異構(gòu)體的反相 HPLC 分析J. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2002, 7(1):14-18.v18 L J Porter, L N Hrstich, B G Chan. The conversion of procyanidins and

15、 prodelphinidins to cyaniding and delphinidinJ. Phytochemistry, 1986, 25(1): 223-230.v19 管正學(xué).保健食品開發(fā)生產(chǎn)技術(shù)問答.北京:中國輕工業(yè)出版社,2000.18 20v 20花生制品前景廣闊 2001-09-04 北方技術(shù)網(wǎng) v21陳尚武,馬會勤,陳雷,等.葡萄酒中的白藜蘆醇及其衍生物.食品與發(fā)酵工業(yè),1999,25(4):53-55v 22馮永紅,許實波.白藜蘆醇藥理作用研究進展.國外醫(yī)藥,植物分冊,1996,11(4):155-157v 23李曉光,王三永,李春榮,等.白藜蘆醇合成研究.中國食品添加劑,2002,(5):25-27 v24郭斌,尉亞輝,曹煒,等. 激光誘變選育高產(chǎn)白藜蘆醇細(xì)胞系.光子學(xué)報,2002,31(3):277-280 v25姚寶書,齊崴.從葡萄皮渣中提取白藜蘆醇的研究.天津輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報,1999(4):8-15v 26朱鴻津.法