花青素的提取纯化、抗氧化能力及功用方面的研究进展.pdfVIP

花青素的提取纯化、抗氧化能力及功用方面的研究进

展

花青素(Anthocyanidins)属酚类化合物中的类黄酮类，是一种水溶性色素，广

泛存在于植物花瓣、果实的组织中及茎叶的表面细胞与下表皮层。其色泽随pH

不同而改变，由此赋予了自然界许多植物明亮而鲜艳的颜色。在自然状态下，花

青素在植物体内常与各种单糖结合形成糖苷，称为花色苷(An—thocyanin)，该命

名是由Marguart(1853)命名矢车菊花朵中的蓝色提取物时提出来的，现在作为同

类物质的总称。现有资料表明花青素有二十余种，在植物巾见的有六种，即天竺

葵色素(Pg)、矢车菊色素(Cy)、飞燕草色素(Dp)、芍药色素(Pn)、牵牛花色素(Pt)

和锦葵色素(My)。它是由一定数量的儿茶素、表儿茶素缩合而成的聚合体，其

分子结构中由于含有不对称碳原子(2位或2，3位)，因此具有旋光性。花青素具

有很强的极性，可溶于水，易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、丙酮，但不溶于乙醚、

氯仿、苯等。另外，由于分子中有大量的酚羟基存在，因此具有弱酸性，可溶于

碱性水溶液。

1花青素的主要来源

花青素广泛存在于开花植物(被子植物)中，其在植物巾的含量随品种、季节、

气候、成熟度等不同有很大差别。据初步统计：在27个科，73个属植物中均含

花青素，如紫甘薯、葡萄、血橙、红球甘蓝、蓝莓、茄子、樱桃、红莓、草莓、

桑葚、山楂、牵牛花等植物的组织中均有一定含量。最早最丰富的花青素是从红

葡萄渣中提取的葡萄皮红色素，它于1879年在意大利上市，该色素可通过葡萄

酒酒厂的废料一葡萄渣提取。接骨木浆果(Elderberries)中含大量的花青索，并且

都是矢车菊素，每百克鲜重在200～1000mg。另外，花青素在大麦、高粱、豆

科植物等粮食作物中也广泛存在。研究发现，葡萄籽与松树皮的提取物中花青素

的含量最高。花青素的主要作用是保护植物中易氧化的成分，它们在植物体内与

其它组分共同作用，具有高度的生物利用率，Bagchi研究证实：在抗自由基能力

及保护因自由基引起的脂质过氧化和抗DNA损伤能力方面花青素显著高于维生

素C、维生素E和B一胡萝卜素。

2花青素的提取、纯化工艺研究现状

2．1花青素的提取

花青素的提取是目前花青素研究发展的热点问题，也是花青素生产、投入使

用的关键性环节。近年来，在传统提取方法的基础之上，一些凭借新技术或经过

改良后的提取方法也开始崭露头角。

2．1．1有机溶剂萃取法

这是目前国内外最广泛使用的提取方法。多数选择甲醇、乙酮、丙酮等混合

溶剂对材料进行溶解过滤，通过调节溶液酸碱度萃取滤液中的花青素。国内吴信

子等用盐酸一甲醇溶液提取，然后用纸层析法(中号)和柱层析法(聚乙酰胺)进行

花色苷的分离。目前，有机溶剂萃取法已成功地应用于诸如葡萄籽、石榴皮、蓝

莓等绝大多数含花青素物质的提取分离。有机溶剂萃取法的关键是选择有效溶剂，

要求既要对被提取的有效成分有较大溶解度，又要避免大量杂质的溶解。该方法

原理简单，对设备要求较低，不足之处是大多数有机溶剂毒副作用大且产物提取

率低。

2．1．2水溶液提取法

有机溶剂萃取的花青素多有毒性残留且生产过程环境污染大，有鉴于此，水

溶液提取应运而生。该方法一般将植物材料在常压或高压下用热水浸泡，然后用

非极性大孔树脂吸附；或直接使用脱氧热水提取，再采用超滤或反渗透，浓缩得

到粗提物。它是Duncan和Gilmour(1998)发明的提取花青素的方法，此方法设备

要求简单，但产品纯度低。

2．1．3超临界流体萃取法

超临界流体萃取是利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响进行提取。

这种方法产品提取率高，但设备成本过高。孙传经采用超临界CO：萃取法从银

杏叶、黑加仑籽及葡萄籽中提取花青素工艺进行了研究。该工艺中CO和改性剂

可循环使用，对环境无污染。

2．1．4微波提取法

该法于1986年被GanzlertE9]等人首先用于分离各种类型化合物。国内李风

英探讨了微波技术对葡萄籽中原花青素提取量和分子结构的影响，为微波在葡萄

籽中有效成分浸提方面的研究奠定了基础。微波提取法是利用在微波场中，吸收

微波能力的差异使得基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分被选择性加

热，从而使得被萃取物质从基体或体系中分离，进入到具有较小介电常数、微波

吸收能力相对较差的萃取溶剂中。该技术选择性好，萃取率高，速度快，操作简

单，废液排放量少。