專利名稱：一種改性蘋果多酚的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種植物抗氧化劑的制備方法，尤其涉及一種改性蘋果多酚的制備方法。
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癥、心腦血管疾病等一些慢性病的發(fā)生有著密切關系。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(yī)藥等領域發(fā)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(fā)現原花青素具有抗氧化作用，1992年法國學者Renaud發(fā)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準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，國內外對于原花青素的資源開發(fā)、提取分離、結構鑒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，如源于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Grajfnol 和未成熟蘋果的蘋果多酚(Applephenon )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，廣泛存在于松樹、葡萄等植物中，也存在于許多飲料、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，并以高效、低毒、高生物利用。C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(yǎng)、保健、 醫(yī)藥等領域得到廣泛應用，并享有“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(guī)模的商業(yè)生產和實際應用。而分布于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占50%。由于多聚物分子量較大，一方面導致其不易透過生物膜，降低其生物利用。C。另一方面，由于多聚物在植物組織中常與不溶性細胞壁多糖等形成復雜復合體，采用常規(guī)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一些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(fā)揮其潛在的抗氧化活性，這對提高天然資源的
3利用率和原花青素產品附加值等無疑具有深遠的意義?？v觀國內外迄今關于原花青素的大量研究報道，以往研究多著眼于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(yī)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道。近年來，國外學者發(fā)現一些氨基酸如半胱氨酸、寡肽如谷胱甘肽(國際發(fā)明專利申請?zhí)朠CT/JP2004/007448)、間苯三酚類(國際發(fā)明專利申請?zhí)朠CT/JP2006/3034(^)等可作為求核劑應用于葡萄籽、松樹皮、荔枝多聚原花青素的降解中，發(fā)現降解產物具有良好的抗氧化、抗腫瘤、免疫調節(jié)和神經保護等生理活性。申請?zhí)枮?00410016355. 6的中國發(fā)明專利報道了采用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(fā)明專利報道了加熱、酸性和隔絕空氣條件下制備葡萄籽低聚原花青素的方法；申請?zhí)枮?00810034736. 5 和200910050368. 8的中國發(fā)明專利分別報道了肉桂和金蕎麥原花青素高聚物催化氫解為低聚物的制備方法。上述這些方法由于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，至今仍局限于實驗室研究使用階段，難以進行產業(yè)化推廣應用。到目前為止尚未有改性蘋果多酚的報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現在技術的不足，提供一種在不使用有機溶劑和短時間條件下將蘋果多酚中的蘋果多聚原花青素改性為低聚原花青素的方法，從而制備改性蘋果多酚。為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案本發(fā)明改性蘋果多酚的制備方法包括如下步驟(a)改性反應將蘋果多酚原料和按重量分數計5 20%原料用量的蘋果多酚改性劑葡萄籽多酚溶于重量百分比濃度為1 10%的酸水溶液中，配制成多酚濃度為10 100g/L的混合液，在溫度40 100°C溫度下進行0. 5 5小時的改性反應。(b)后處理反應結束后，反應溶液經吸附樹脂吸附，用蒸餾水洗滌后，用體積百分比濃度為30 80%乙醇水溶液洗脫，洗脫液經濃縮干燥后，即得改性蘋果多酚。所述的蘋果多酚及其改性劑-葡萄籽多酚可以為市售產品，原花青素含量 ^ 75%，也可按照常規(guī)的多酚制備方法分別從野生或栽培蘋果、葡萄籽、皮中進行制備。所述的酸水溶液，其中使用鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、醋酸、甲酸、檸檬酸、抗壞血酸、 蘋果酸、酒石酸、沒食子酸中的至少1種，優(yōu)選鹽酸、檸檬酸、抗壞血酸中的至少1種。所述的酸水溶液濃度優(yōu)選為2 5%。所述的改性反應優(yōu)選在溫度50 70°C條件下進行，時間1 2小時。進一步地，后處理中，所述的吸附樹脂為苯乙烯-二乙烯基苯類吸附樹脂、離子交換樹脂、甲基丙烯酸類吸附樹脂、親水性乙烯基樹脂、葡聚糖凝膠、改性右旋糖酐凝膠、聚丙烯酰胺凝膠或反相硅膠中的一種。進一步地，后處理所述的洗脫優(yōu)選使用體積百分比濃度為40 60%的乙醇水溶液。
本發(fā)明的有益效果如下1.在蘋果多酚的改性反應中，不使用有機溶劑并能在短時間內實現蘋果多酚的有效改性，具有具有環(huán)保、快速、高效、操作簡便、成本低的優(yōu)點，適宜進行規(guī)模化工業(yè)生產。2.使用食品來源的葡萄籽多酚作為蘋果多酚改性劑，所得改性蘋果多酚產品無需進行安全性評價，可以直接加以應用。3.所得改性蘋果多酚具有比天然蘋果多酚更優(yōu)良的抗氧化活性，可作為自由基清除劑廣泛應用于食品、保健品、化妝品和醫(yī)藥品等中。
具體實施例方式以下通過列舉本發(fā)明的實施例來具體說明本發(fā)明的實質性內容，但本發(fā)明并非只局限此范圍內。實施例1取市售蘋果多酚18g，葡萄籽多酚3g溶解于250ml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的鹽酸水溶液定容至300ml配制成多酚濃度為70g/L的混合液，在60°C下反應1小時。反應結束后，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，然后用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、真空干燥，得改性蘋果多酚19. 5g，收率為 92. 9%，平均聚合度為2. 95。實施例2取市售蘋果多酚18g，葡萄籽多酚1. 5g溶解于250ml重量百分比濃度為2%的鹽酸水溶液中，再通過加入重量百分比濃度為2%的鹽酸水溶液定容至300ml配制成多酚濃度為65g/L的混合液，在70°C下反應1小時。反應結束后，反應溶液冷卻至室溫，上離子交換樹脂層析柱，先用2個柱體積蒸餾水洗滌，然后用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、真空干燥，得改性蘋果多酚18. 5g，收率為 94.9%，平均聚合度為3. 15。實施例3取市售蘋果多酚18g，葡萄籽多酚1. 5g溶解于250ml的重量百分比濃度為2%的鹽酸水溶液中，再通過加入重量百分比濃度為2%的鹽酸水溶液定容至300ml配制成多酚濃度為65g/L的混合液，在90°C反應0. 5小時。反應結束后，反應溶液冷卻至室溫，上親水性乙烯基樹脂層析柱，先用2個柱體積蒸餾水洗滌，然后用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、真空干燥，得改性蘋果多酚16. 5g，收率為86. 8%，平均聚合度為2. 78。實施例4取市售蘋果多酚2.857g，葡萄籽多酚0. 147g溶解于250ml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配制成多酚濃度為10g/L的混合液，，在40°C下反應0. 5小時。反應結束后，反應溶液冷卻至室溫，上苯乙烯-二乙烯基苯樹脂層析柱，先用2個柱體積蒸餾水洗滌，然后用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、真空干燥，得改性蘋果多酚2. 7g，收率為90. 1 %，平均聚合度為2. 70。
實施例5取市售蘋果多酚25g，葡萄籽多酚5g溶解于250ml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配制成多酚濃度為100g/L的混合液，在50°C下反應2小時。反應結束后，反應溶液冷卻至室溫，上離子交換樹脂層析柱，先用2個柱體積蒸餾水洗滌，然后用3個柱體積濃度40% (體積濃度)的乙醇水溶液洗脫，將收集的洗脫液減壓濃縮、真空干燥，得改性蘋果多酚26g，收率為86. 8%, 平均聚合度為2. 78。實施例6取市售蘋果多酚18g，葡萄籽多酚1. 5g溶解于250ml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配制成多酚濃度為65g/L的混合液，在50°C下反應0. 5小時。反應結束后，反應溶液冷卻至室溫，上甲基丙烯酸類樹脂層析柱，先用2個柱體積蒸餾水洗滌，然后用3個柱體積濃度為40% (體積濃度)的乙醇水溶液洗脫，將收集的洗脫液減壓濃縮、真空干燥，得改性蘋果多酚17. 6g，收率為90. 2%，平均聚合度為2. 80。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吸附，得改性蘋果多酚16. Sg,收率為86. 1 %，平均聚合度為2. 45。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，用葡聚糖凝膠樹脂吸附，得改性蘋果多酚17. 5g，收率為89. 7%，平均聚合度為2. 92。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樹脂吸附，得改性蘋果多酚17. 6g，收率為90. 2%，平均聚合度為3. 02。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，用聚丙烯酰胺凝膠樹脂吸附，得改性蘋果多酚16. 8g，收率為86. 1%，平均聚合度為2. 88。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，用反相硅膠樹脂吸附，得改性蘋果多酚16. 9g，收率為86.7%，平均聚合度為3. 10。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，得改性蘋果多酚18. 2g，收率為93. 3%，平均聚合度為2. 84。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，得改性蘋果多酚17. 7g， 收率為90. 7%，平均聚合度為2. 93。實施例14本發(fā)明所得的改性蘋果多酚和蘋果多酚、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
用雙蒸餾水分別配制好濃度為0. 5mg/ml的樣品(改性蘋果多酚、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200μ1，在96微孔板上按2倍梯度稀釋成100 μ 1的8個系列稀釋溶液，同時吸取雙蒸餾水100 μ 1代替待測溶液作為空白對照。在各孔中添加100 μ 1的750 μ M DPPH乙醇溶液并充分混勻，在室溫、暗黑條件下反應30分鐘后，在酶標儀上517nm處測定個孔溶液的吸光值，根據公式清除率 (% ) = [(A對照-A待測)/A對照]χ 100計算各清除率，式中A待測為加入待測液時DPPH ·溶液的吸光值；A5iw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(fā)明所得的改性蘋果多酚比原料蘋果多酚等具有更好的自由基清除活性。表 權利要求
1.一種改性蘋果多酚的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(a)改性反應將蘋果多酚原料和以質量分數計5 20%原料用量的改性劑葡萄籽多酚溶于重量百分比濃度為1 10%的酸水溶液中，配制成多酚濃度為10 100 g/L的混合液，于40 100°C溫度條件下反應0. 5 5小時；(b)后處理步驟(a)中反應后的溶液先用吸附樹脂吸附，再用蒸餾水洗滌，然后用體積百分比濃度為30 80%乙醇水溶液洗脫后，洗脫液經濃縮干燥后，即得改性蘋果多酚。
2.根據權利要求1所述的改性蘋果多酚的制備方法，其特征在于，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所述的改性蘋果多酚的制備方法，其特征在于，所述的改性反應在 50 70°C條件下進行，反應時間為1 2小時。
4.根據權利要求1所述的改性蘋果多酚的制備方法，其特征在于所述的酸水溶液所使用的酸為鹽酸、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1種或幾種的混合物。
5.根據權利要求1所述的改性蘋果多酚的制備方法，其特征在于所述的吸附樹脂為苯乙烯-二乙烯基苯類吸附樹脂、離子交換樹脂、甲基丙烯酸類吸附樹脂、親水性乙烯基樹脂、葡聚糖凝膠、改性右旋糖酐凝膠、聚丙烯酰胺凝膠或反相硅膠中的一種。
6.根據權利要求1所述的改性蘋果多酚的制備方法，其特征在于在后處理中洗脫時使用的乙醇水溶液的體積百分比濃度為40 60%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改性蘋果多酚的制備方法，包括如下步驟:(a)改性反應將蘋果多酚原料和改性劑葡萄籽多酚溶于重量百分比濃度酸水溶液中，于40～100℃溫度條件下反應；(b)后處理步驟(a)中反應后的溶液先用吸附樹脂吸附，再用蒸餾水洗滌，然后用乙醇水溶液洗脫后，洗脫液經濃縮干燥后，即得改性蘋果多酚。本發(fā)明的制備方法不使用有機溶劑并能在短時間內實現蘋果多酚的有效改性，具有環(huán)保、快速、高效、操作簡便、成本低的優(yōu)點，適宜進行規(guī)?；I(yè)生產。
文檔編號A23L1/29GK102224923SQ20111010524
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月26日 優(yōu)先權日2011年4月26日
發(fā)明者王予鳳, 趙平, 黃向陽 申請人:烏魯木齊富潤東方生物科技有限公司