天然植物抗氧化劑研究進(jìn)展

1、 天然植物抗氧化劑研究進(jìn)展田云1, 盧向陽(yáng)1, 易克1, 何小解2, 周曉明1, 肖桂青1(11湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生化與發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)室, 湖南長(zhǎng)沙410128; 21中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院小兒腎病研究室, 湖南長(zhǎng)沙410011隨著近20年來(lái)抗氧化劑的蓬勃發(fā)展, 目前已從單純的與體內(nèi)自由基清除劑。, , , 、高效、低毒抗氧化劑成為了目前抗氧化劑發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì), 并且, 從天然植物中尋找體內(nèi)自由基消除劑也將是現(xiàn)代醫(yī)藥和保健行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)1。從目前的研究來(lái)看, 天然植物抗氧化劑絕大部分都是多酚類物質(zhì), 其中應(yīng)用得較多的有茶多酚、葡萄籽提取物、迷迭香提取物等。本文主要介紹幾種重要的天然植物抗氧化劑及其研究

2、情況, 并展望了該領(lǐng)域今后的發(fā)展前景。1主要的天然植物抗氧化劑及其研究進(jìn)展111茶多酚:茶多酚是茶葉中酚類物質(zhì)及其衍生物的總稱,是一類富含于綠茶, 主要由兒茶素、黃酮及黃酮醇、花色素、酚酸及縮酚酸4類化合物組成的多羥基化合物。以兒茶素為主的黃烷醇類化合物占茶多酚總量的60%80%, 其中含量最高的幾種組分為L(zhǎng) 2表沒食子兒茶素沒食子酸酯(L 2EGCG 、L 2表兒茶素沒食子酸酯(L 2ECG 、L 2表沒食子兒茶素(L 2EGC 和L 2表兒茶素(L 2EC , 分別占50%60%、15%20%、10%15%、5%10%。工業(yè)上制備茶多酚的方法主要有有機(jī)溶劑萃取法、金屬離子沉淀法和柱色譜分離

3、法。湖南金農(nóng)生物資源股份有限公司通過選用柱色譜分離技術(shù)結(jié)合無(wú)機(jī)陶瓷膜微濾技術(shù), 制備出高EGCG 含量的兒茶素產(chǎn)品。由于茶多酚極易被氧化成為酯類而提供質(zhì)子, 故其有顯著的抗氧化活性。它的抗氧能力是維生素E 的18倍, 是維生素C 的310倍。茶多酚在體內(nèi)有著消除自由基、阻斷N 2亞硝基化合物的合成、抑制脂氧合酶活性和脂質(zhì)過氧化的作用, 從而在防癌、抗癌、抗突變、抗衰老、防治心血管疾病、治療肝炎等許多方面表現(xiàn)出優(yōu)越的防病、治療功效2。另外, 食品中許多添加劑如檸檬酸、蘋果酸等都與茶多酚的抗氧化活性有協(xié)同效應(yīng), 因而茶多酚作為食品抗氧劑在食品加工、生產(chǎn)、貯存中的應(yīng)用前景也非常廣闊。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)以茶

4、多酚為主要成分的保健品需求量極大, 美國(guó)年耗量高達(dá)500t , 日本年耗量300500t , 北美、歐洲等國(guó)的消耗量也逐年上升。目前我國(guó)市場(chǎng)價(jià)格, 含茶多酚95%每公斤在700800元; 80%每公斤在400元左右; 60%每公斤在、韓國(guó)及東南亞, , 再加上茶, 造成資源巨大浪費(fèi), 如將茶多酚進(jìn)行提取利用, 可為茶葉的深度加工開辟一條新路, 創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。112葡萄籽提取物:葡萄籽提取物是迄今為止發(fā)現(xiàn)的植物來(lái)源中最高效的抗氧化劑之一。通過體內(nèi)和體外試驗(yàn)表明:葡萄籽提取物的抗氧化效果, 是維生素C 和E 的3050倍。該化合物中包含有黃烷醇類、花色素苷類、黃酮醇類和縮聚鞣質(zhì)等

5、50多種物質(zhì), 其中抗氧化能力最強(qiáng)的是原花青素(p rocyanidins , PC 。原花青素是由不同數(shù)量的兒茶素或表兒茶素結(jié)合而成, 最簡(jiǎn)單的原花青素是兒茶素或表兒茶素或兒茶素與表兒茶素形成的二聚體, 此外還有三聚體、四聚體等直至十聚體。按聚合度的大小, 通常將二至四聚體稱為低聚體(p rocyanido lic o ligom ers , O PC , 將五聚體以上的稱為高聚體(p rocyanido lic po lym ers , PPC 。在各類原花青素中, 二聚體分布最廣, 研究最多, 是最重要的一類原花青素。到目前為止, 已從葡萄籽和皮中分離、鑒定了16種原花青素, 其中有8個(gè)

6、二聚體、4個(gè)三聚體、其他為四聚體、五聚體和六聚體等。同一地區(qū)的不同品種或不同年份收獲的葡萄, 其籽中原花青素的聚合度和總含量有很大差別。國(guó)內(nèi)外許多研究者通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):葡萄籽提取物具有防止動(dòng)脈粥樣硬化、抗凝血、增加高密度脂蛋白或高密度脂蛋白膽固醇、抑制低密度脂蛋白的氧化、清除自由基、防癌抗腫瘤等多種功效3。據(jù)統(tǒng)計(jì), 全世界年產(chǎn)葡萄約6. 5×107t , 我國(guó)年產(chǎn)葡萄約2×106t 如果將大量的、被廢棄的、富含原花青素的葡萄制品(葡萄汁、葡萄酒 下腳料葡萄皮和籽充分利用起來(lái), 不僅可以避免對(duì)環(huán)境的破壞和資源的大量浪費(fèi), 并將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。法國(guó)等國(guó)家已將葡萄籽作

7、為原料, 制備葡萄籽提取物, 其中原花青素含量約為90%98%; 天津市尖峰天然產(chǎn)物研究開發(fā)有限公司是國(guó)內(nèi)葡萄籽提取物質(zhì)量最好、產(chǎn)量最大的專業(yè)生產(chǎn)廠家之一, 產(chǎn)品通過美國(guó)AL PHA 實(shí)驗(yàn)室的認(rèn)證, 葡萄籽提取物的日生產(chǎn)量為80kg (原花青素95% , 全年產(chǎn)量可達(dá)20t , 在此基礎(chǔ)上開發(fā)生產(chǎn)出低聚原花青素(O PC s 含85%(H PL C , 質(zhì)量達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平, 可以作為二類新藥的可靠原料。113松樹皮提取物:從法國(guó)沿海松樹皮中提取出來(lái)的碧蘿864中草藥Ch inese T raditi onal and H erbal D rugs 第36卷第3期2005年3月收稿日期:200

8、4205223基金項(xiàng)目:湖南省教育廳重點(diǎn)資助項(xiàng)目(02A 015 ; 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)后備人才創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)基金資助項(xiàng)目作者簡(jiǎn)介:田云(1979 , 男, 湖南沅江人, 助教, 碩士, 研究方向?yàn)樘烊划a(chǎn)物開發(fā)與利用。T el :(0731 4635292E 2m ail :tianyun 79616163. com 芷(Ho rphag 研究所, 瑞士日內(nèi)瓦 是一種獨(dú)特的生物黃酮混合物, 大致可以分為單體(+ 2兒茶酚和黃杉素, 約占質(zhì)量的8%和被稱為前花青素的濃縮黃酮(約占質(zhì)量的85% 。這些濃縮的多酚主要是由黃烷232苯兒茶酚和表兒茶精的“轉(zhuǎn)塊”連接而成二聚體直至六聚體。碧蘿芷中還含有少量的酚酸

9、(如咖啡酸、阿魏酸和對(duì)羥基苯甲酸 以及微量的黃烷醇和酚酸的吡喃葡萄糖衍生物等糖基化產(chǎn)物4。近來(lái), 碧蘿芷的生物特性引起了廣泛的關(guān)注。有報(bào)道表明碧蘿芷能保護(hù)人類細(xì)胞膜上的低密度脂蛋白免受銅離子介導(dǎo)的氧化作用, 還能保護(hù)DNA 免受鐵 。(如:谷胱甘肽和 的水平來(lái)保護(hù)細(xì)胞系統(tǒng)。與此同時(shí), 碧蘿芷是超氧陰離子、羥自由基和一氧化氮自由基等活性氧的有效清除劑5。114迷迭香提取物:迷迭香R os m arinus of f icinalis L 1系唇形科迷迭香屬的一種香料植物, 屬常綠多年生灌木, 原產(chǎn)于地中海地區(qū), 近年在我國(guó)西南部分地區(qū)引種栽培。迷迭香提取物具有高效、無(wú)毒的抗氧化效果, 其抗氧化能

10、力主要來(lái)自于內(nèi)含的二萜酚類物質(zhì), 主要包括迷迭香酚(ro sem ano l 、鼠尾草酚(salvi o l 、迷迭香雙醛(ro s m adial 、鼠尾草酸(carno sic acid 、表迷迭香酚(ep iro sem ano l 、異迷迭香酚(iso ro sem ano l 、鼠尾草苦內(nèi)酯(carno so l 、迷迭香酸(ro s 2m arinic acid 等。迷迭香提取物的耐熱性非常好, 在205時(shí)仍穩(wěn)定不變, 因此, 它不僅可以適用于動(dòng)植物油脂, 有效地阻止各種油脂的氧化衰敗, 還適用于各種油炸食品等, 在高溫條件下, 其抗氧化效果明顯好于茶多酚。在醫(yī)學(xué)上, 迷迭香提取物

11、可保護(hù)DNA 使其免受氧化損傷, 降低癌癥的發(fā)生6,7。20世紀(jì)80年代初由中國(guó)科學(xué)院植物研究所將迷迭香引種到我國(guó), 并在全國(guó)各省進(jìn)行試種, 試種結(jié)果為云南獨(dú)特的氣候、土壤環(huán)境是其生長(zhǎng)的最佳環(huán)境。經(jīng)化驗(yàn)分析云南生長(zhǎng)的迷迭香提取物, 其品質(zhì)含量?jī)?yōu)于原產(chǎn)地種植的迷迭香。云南玉溪綠健生物工程有限公司2003年6月, 年產(chǎn)迷迭香天然抗氧化劑(有效成分含量約為75% 30t 、迷迭香精油10t 。115甘草提取物:甘草為豆科甘草屬(G ly cy rrih iz a L 1 灌木狀多年生草本植物。全世界約分布29種, 我國(guó)有18種。甘草作為一種常用中藥, 已被人們接受和使用, 其主要有效成分為甘草酸(g

12、lycyrrh izic acid 、甘草次酸(glycyrrbetinicacid 、甘草素(liquiritigenin 和異甘草素(iso liquiritigenin 等。甘草提取物有較強(qiáng)的清除氧自由基的作用, 并能從低溫到高溫(250 發(fā)揮其強(qiáng)的抗氧化性。甘草黃酮類化合物除具有抗氧化作用外, 還有抑制大腸桿菌、金黃葡萄球菌、枯草桿菌等作用。甘草酸具有抗肝硬化、降低血脂、抗動(dòng)脈粥樣硬化和抗癌的作用。最近Sasak i 等發(fā)現(xiàn), 甘草酸對(duì)艾滋病具有抑制效果8; 德國(guó)法蘭克福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的病毒學(xué)家J indrich 等發(fā)現(xiàn)甘草酸可以有效抑制SA R S 病毒的增殖, 有望用其研發(fā)出治療SA

13、R S 的新型特效藥9。116銀杏葉提取物:銀杏G inkg o biloba L 1又名白果、公孫樹, 為高大落葉喬木, 是最古老的中生代的孑遺樹種之一, 為我國(guó)所特有。銀杏葉提取物中的主要有效成分為銀杏內(nèi)酯(ginkgo lide 、白果內(nèi)酯(bibabo lide 和山柰酚(kaempfero l 、槲皮素(quercetin 、異鼠李素(iso rham netin 等黃酮類物質(zhì), 具有擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈血管、增加血流量、改善腦營(yíng)養(yǎng)及抗菌作用, 并在臨床、; F ; 、抗細(xì)胞壞, ; 銀杏葉提取、改善皮膚血液循環(huán)、促進(jìn)和刺激毛發(fā)生長(zhǎng)及皮膚護(hù)理, 具有美容及延緩衰老的功效10,11。目前國(guó)際上

14、標(biāo)準(zhǔn)銀杏葉提取物是按德國(guó)Schw abe 專利工藝生產(chǎn)的EGb 761, 其中黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24%, 萜內(nèi)酯為6%, 白果酸小于0. 0005%, 原花青素類7. 0%, 羧酸類成分13. 0%, 兒茶素類2. 0%, 非黃酮苷類20%, 高分子化合物4. 0%, 無(wú)機(jī)物5. 0%, 水分溶劑3. 0%, 其他3. 0%。銀杏葉提取物制品世界范圍的銷售額每年大約在50億美元以上, 其中美國(guó)和歐洲市場(chǎng)份額在30億美元左右, 其余市場(chǎng)份額約20億美元(韓國(guó)占1. 3億美元 , 我國(guó)國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)需求為8500萬(wàn)美元。世界范圍銀杏提取物制品年需求量600t 左右,國(guó)內(nèi)潛在需求50t 左右。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì),

15、國(guó)內(nèi)銀杏葉加工廠正式開始生產(chǎn)的只有20多家, 全國(guó)年產(chǎn)銀杏葉提取物200t 左右, 其中80%出口。117大豆異黃酮:大豆異黃酮是大豆生長(zhǎng)過程中形成的一類次生代謝產(chǎn)物。它主要分布于大豆種子的子葉和胚軸中, 種皮中含量極少。目前大豆中發(fā)現(xiàn)的異黃酮共有12種, 大豆異黃酮中主要存在四種苷元, 分別為大豆黃素(daidzein 、染料木素(genistein 、染料木苷(denistin 、黃豆素(glycitein 。主要活性成分染料木素和黃豆素具有多酚羥基結(jié)構(gòu), 酚羥基上的氫原子易于在外來(lái)作用下與氧原子脫離, 形成氫離子, 發(fā)揮還原效應(yīng), 這就是大豆異黃酮能夠抗氧化、具有還原性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。因此食

16、物中的此類物質(zhì)可以對(duì)抗超氧陰離子自由基, 阻斷自由基的鏈鎖反應(yīng), 發(fā)揮抗氧化作用。同時(shí), 長(zhǎng)期的臨床實(shí)驗(yàn)證明:大豆異黃酮對(duì)低雌激素水平者, 表現(xiàn)弱的雌激素樣作用, 可防治一些和激素水平下降有關(guān)的疾病的病癥, 如更年期綜合征、骨質(zhì)疏松、血脂升高等; 對(duì)于高雌激素水平者, 表現(xiàn)為抗雌激素活性, 可防治乳腺癌、子宮內(nèi)膜炎, 具有雙向調(diào)節(jié)平衡功能12。國(guó)際上對(duì)于大豆異黃酮的研究開始于20世紀(jì)80年代。目前, 國(guó)際上生產(chǎn)大豆異黃酮的代表性公司為ADM 、So lbar 和Interhealth 。預(yù)計(jì)2003年全球大豆異黃酮的產(chǎn)量將達(dá)到500t 。我國(guó)對(duì)于大豆異黃酮的研究遠(yuǎn)落后于歐洲、美國(guó)、日本等, 全

17、年產(chǎn)量上噸的不足10家, 2003年預(yù)計(jì)全國(guó)產(chǎn)量為70100t 。由于中國(guó)具有豐富的非轉(zhuǎn)基因高異和富異大豆資源, 因此,對(duì)于大豆異黃酮的開發(fā)研究具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。2展望由于各種天然植物抗氧化劑已在世界范圍內(nèi)得到開發(fā)964中草藥Ch inese T raditi onal and H erbal D rugs 第36卷第3期2005年3月 和應(yīng)用, 其抗氧化效果、穩(wěn)定性和安全性都獲得了國(guó)際上的認(rèn)可。但是由于栽培的地理要求較嚴(yán)、產(chǎn)量低、原料價(jià)格高等因素, 使得各種天然植物抗氧化劑的應(yīng)用受到了很大的限制。為此, 近年來(lái), 致力于利用各種生物工程技術(shù)(細(xì)胞工程、基因工程、發(fā)酵工程等 來(lái)制備不同天然植

18、物抗氧化劑的活性成分, 這也將成為今后天然植物抗氧化劑的主要生產(chǎn)方式13。另外, 由于各種天然植物抗氧化劑的涌現(xiàn), 使得該方面的研究出現(xiàn)了很大的盲目性, 因此, 對(duì)于各種天然植物抗氧化劑的專一抗氧化作用的研究就顯得十分必要。目前許多研究表明:具有協(xié)同增效作用, 同增效作用, , 所以, 今后該研究的主要方向?qū)?huì)從單一成分的研究逐漸轉(zhuǎn)向各種復(fù)方天然植物抗氧化劑上來(lái)14。References :1X i ong H P , Yang W L , Zhang Y S , et a l 1R ecent advances innatural p lant anti oxidants J 1N a t

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