专利名称：一种改性葡萄籽多酚及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种植物抗氧化剂及其制备方法，尤其涉及改性一种改性葡萄籽多酚及其制备方法。
背景技术：
近年来许多研究已证实，自由基引起的体内氧化损伤与癌症、心脑血管疾病等一些慢性病的发生有着密切关系。因此，从植物中寻找天然、高效、低毒的抗氧化剂和自由基清除剂是保健、医药等领域发展的一个必然趋势。从目前的研究来看，天然植物抗氧化剂绝大部分都是多酚性物质，其中应用较多的有茶多酚、松树皮提取物和葡萄籽提取物等， 它们的主要成分均为原花青素类物质。自1951年法国学者Jacques Masquelier首次发现原花青素具有抗氧化作用，1992年法国学者Renaud发表研究论文解释著名的“法国悖论”现象，到2006年美国食品和药物管理局批准上市的以茶多酚为主要成分的第一个植物药Polyphenol! E 软膏，原花青素因其具有超强的抗氧化活性和自由基清除作用日益受到极大关注。从上世纪80年代以来，国内外对于原花青素的资源开发、提取分离、结构鉴定及其生物活性等进行了大量研究，已有多种产品作为天然抗氧化剂进入市场，如源于法国沿海松树皮的碧萝芷(Pycnogenol )、马尾松树皮提取物、葡萄籽、皮的Graphenol 和 Grajfno 1 和未成熟苹果的苹果多酚(Appl印henon^)等。原花青素是植物中的一大类多酚类聚合物的总称，由不同数目的黄烷3-醇如儿茶素、表儿茶素等单元通过C4-C8或C4-C6等不同键合方式聚合而成，广泛存在于松树、葡萄等植物中，也存在于许多饮料、蔬菜、水果和粮食中，与人类的日常生活密切相关。按照聚合度的大小，通常将二 四聚体称为低聚原花青素，五聚体及以上的称为多聚原花青素。近几十年来的研究表明，聚合度对原花青素的抗氧化活性影响较大，随着聚合度的增加其抗氧化作用显著降低。与多聚原花青素相比，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、抗糖尿病等方面有显著的生物活性，其在体内的抗氧化能力是Ve的50 倍、Vc的20倍，能防止多种因自由基引起的疾病，并以高效、低毒、高生物利用度著称。特别是近十年来，低聚原花青素作为一种天然强力抗氧化剂在欧、美、日等国家的营养、保健、 医药等领域得到广泛应用，并享有“皮肤维生素”和“ 口服化妆品”等美誉。但是，低聚原花青素除了在葡萄籽皮和松树皮中的含量相对较高之外，一般植物中的含量都很低，无法进行大规模的商业生产和实际应用。而分布于多种植物中的原花青素则主要以多聚物的形式存在，如松树皮原花青素平均分子量为2800，平均聚合度为 9-10，苹果多酚中多聚原花青素占50%。由于多聚物分子量较大，一方面导致其不易透过生物膜，降低其生物利用度。另一方面，由于多聚物在植物组织中常与不溶性细胞壁多糖等形成复杂复合体，采用常规提取方法对其提取不完全，导致部分多聚物仍残留在植物残渣中， 造成资源极大浪费。目前在国内外市场上走俏的碧萝芷等原花青素产品实际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、影响产品质量和功效等不足。因此， 如果能有效地将多聚原花青素降解为低聚物，发挥其潜在的抗氧化活性，这对提高天然资源的利用率和原花青素产品附加值等无疑具有深远的意义。纵观国内外迄今关于原花青素的大量研究报道，以往研究多着眼于其本身固有的生物活性，如作为抗氧化剂及自由基清除剂，在保健品、医药、食品、化妆品中得到了多方面应用。但是，对通过多聚原花青素的化学改性来获取低聚物以增强其生理活性的研究鲜有报道。近年来，国外学者发现一些氨基酸如半胱氨酸、寡肽如谷胱甘肽(国际发明专利申请号PCT/JP2004/007448)、间苯三酚类(国际发明专利申请号PCT/JP2006/303402)等可作为求核剂应用于葡萄籽、松树皮、荔枝多聚原花青素的降解中，发现降解产物具有良好的抗氧化、抗肿瘤、免疫调节和神经保护等生理活性。申请号为200410016355. 6的中国发明专利报道了采用20-60%的双氧水或氯酸钾作为降解氧化剂，在中性条件下氧化栲胶的多聚原花青素获得低聚物产品的工艺路线；专利号为ZL200710067047.X的中国发明专利报道了加热、酸性和隔绝空气条件下制备葡萄籽低聚原花青素的方法；申请号为200810034736. 5 和200910050368. 8的中国发明专利分别报道了肉桂和金荞麦原花青素高聚物催化氢解为低聚物的制备方法。上述这些方法由于存在有或在反应体系中使用甲醇，或反应时间过长，或使用催化剂量过大、或需要隔绝空气或高压设备，以及得到的产物需要重新进行安全性评价等缺陷，至今仍局限于实验室研究使用阶段，难以进行产业化推广应用。葡萄籽多酚由80-85%的原花青素、5%的儿茶素和表儿茶素、2_4%的有机酸等构成，其中原花青素由多聚原花青素和低聚原花青素组成。由于多聚原花青素的生物活性远不及低聚原花青素，因而在原花青素产品中低聚体成分含量高低成为评价产品质量的主要指标。目前国内外市场上销售和应用的葡萄籽原花青素产品主要是采用溶剂浸提结合柱层析分离纯化的方法制备，其低聚原花青素的含量仅为30%左右，存在多聚体含量高、生物利用度低等缺陷。到目前为止尚未有改性葡萄籽多酚的报道。采用食品来源的苹果多酚作为改性剂可以克服上述缺陷，有效实现将葡萄籽多聚原花青素改性为生物活性更强的低聚原花青素的目的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供了一种将葡萄籽多酚中的多聚原花青素改性为低聚原花青素的改性葡萄籽多酚和获得这种改性葡萄籽多酚的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案
一种改性葡萄籽多酚，其特征在于原料包括葡萄籽多酚、改性剂和重量百分比浓度为 1-10%的酸水溶液；所述葡萄籽多酚与改性剂的质量比为100 (5-20)，所述葡萄籽多酚与酸水溶液的质量体积比为(10-100) :1000 ；所述改性剂为苹果多酚。质量体积比中，当质量的单位为g时，体积单位为ml。优选地，所述酸水溶液的重量百分比浓度为2-5%。进一步地，所述酸水溶液所使用的酸选自盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、醋酸、甲酸、柠檬酸、抗坏血酸、苹果酸、酒石酸、没食子酸中的一种或多种。优选地，所述酸水溶液所使用的酸选自盐酸水溶液、柠檬酸水溶液、抗坏血酸水溶液中的一种或多种。本发明所述的改性葡萄籽多酚的制备方法，包括如下步骤(1)改性反应按照配比量，将葡萄籽多酚和改性剂溶于酸水溶液中，配制成多酚浓度为10 100 g/L的混合液，在40-100°C恒温下改性反应0. 5-5小时；
(2)后处理将步骤(1)得到的反应液加入色谱柱中，用蒸馏水冲洗，然后用体积百分数为30-80%乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，将洗脱液浓缩后，干燥，即得改性葡萄籽多酚。优选地，本发明所述的改性葡萄籽多酚的制备方法，包括如下步骤
(1)改性反应按照配比量，将葡萄籽多酚和改性剂溶于酸水溶液中，配制成多酚浓度为10 100 g/L的混合液，在50-70°C恒温下改性反应1_2小时；
(2)后处理将步骤(1)得到的反应液加入色谱柱中，用蒸馏水冲洗，然后用体积百分数为40-60%乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，将洗脱液浓缩后，干燥，即得改性葡萄籽多酚。进一步地，所述色谱柱的填料选自苯乙烯-二乙烯基苯类吸附剂、离子交换树脂、 甲基丙烯酸类吸附剂、亲水性乙烯基聚合物、葡聚糖凝胶、改性右旋糖酐凝胶、聚丙烯酰胺凝胶、反相硅胶中的一种。进一步地，所述苯乙烯-二乙烯基苯类吸附剂为苯乙烯-二乙烯基苯类吸附剂 D101、离子交换树脂为离子交换树脂Diaion HP-20、甲基丙烯酸类吸附剂为甲基丙烯酸类吸附剂Amberlite XAD、亲水性乙烯基聚合物为亲水性乙烯基聚合物SuperAW、葡聚糖凝胶为葡聚糖凝胶LH-20、改性右旋糖酐凝胶为改性右旋糖酐凝胶Acryldex、聚丙烯酰胺凝胶为聚丙烯酰胺凝胶TSK-GEL SW、反相硅胶为反相硅胶ODS中的一种。优选地，所述色谱柱的填料选自苯乙烯-二乙烯基苯类吸附剂和离子交换树脂。进一步地，所述干燥采用真空或冷冻或喷雾干燥的方式。本发明的有益效果如下
1.在葡萄籽多酚的改性反应中，不使用有机溶剂并能在短时间内实现葡萄籽多酚的有效改性，具有环保、快速、高效、操作简便、成本低的优点，适宜进行规模化工业生产。2.使用食品来源的苹果多酚作为改性剂，所得改性葡萄籽多酚产品无需进行安全性评价，可以直接加以应用。3.所得改性葡萄籽多酚具有比天然葡萄籽多酚更优良的抗氧化活性，可作为自由基清除剂广泛应用于食品、保健品、化妆品和医药品等中。
具体实施例方式以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。实施例1
取市售葡萄籽多酚18 g，苹果多酚3 g溶解于250 ml重量百分比浓度为1%的盐酸水溶液中，再通过加入重量百分比浓度为1%的盐酸水溶液定容至300ml配制成多酚浓度为 70 g/L的混合液，在60°C下反应1小时。反应结束后，反应溶液冷却至室温，上葡聚糖凝胶 LH-20层析柱，先用2个柱体积蒸馏水洗涤，然后用3个柱体积浓度为50%(体积浓度)的乙醇水溶液洗脱，将收集的洗脱液减压浓缩、真空干燥(真空度0. 06-0. 08 MPa)，得改性葡萄籽多酚19. 0 g，收率为90. 5%,平均聚合度为3. 10 (改性前平均聚合度为6. 20)。实施例2
取市售葡萄籽多酚18 g，苹果多酚1. 5 g溶解于250 ml重量百分比浓度为的盐酸水溶液中，再通过加入重量百分比浓度为1的盐酸水溶液定容至300ml配制成多酚浓度为 65 g/L的混合液，在70°C下反应1小时。反应结束后，反应溶液冷却至室温，上离子交换树脂Diaion HP-20层析柱，先用2个柱体积蒸馏水洗涤，然后用3个柱体积浓度为70%(体积浓度)的乙醇水溶液洗脱，将收集的洗脱液减压浓缩、冷冻干燥，得改性葡萄籽多酚18. O g，收率为92. 3%,平均聚合度为3. 15 (改性前平均聚合度为6. 20)。. 实施例3
取市售苹果多酚18 g，葡萄籽多酚1. 5 g溶解于250 ml的重量百分比浓度为m的硝酸水溶液中，再通过加入重量百分比浓度为1的盐酸水溶液定容至300ml配制成多酚浓度为65 g/L的混合液，在100°C反应0. 5小时。反应结束后，反应溶液冷却至室温，上亲水性乙烯基树脂SuperAW层析柱，先用2个柱体积蒸馏水洗涤，然后用3个柱体积浓度为70%(体积浓度)的乙醇水溶液洗脱，将收集的洗脱液减压浓缩、喷雾干燥(进风温度210-220°C，出风温度105-107°C )，得改性苹果多酚17. 5 g，收率为89. 7%,平均聚合度为2. 95 (改性前平均聚合度为6. 20)。实施例4
取市售葡萄籽多酚2. 857 g，苹果多酚0. 147g溶解于250 ml的重量百分比浓度为10% 的硫酸水溶液中，再通过加入重量百分比浓度为10%的硫酸水溶液定容至300ml配制成多酚浓度为10 g/L的混合液，，在40°C下反应0.5小时。反应结束后，反应溶液冷却至室温， 上苯乙烯-二乙烯基苯树脂DlOl层析柱，先用2个柱体积蒸馏水洗涤，然后用3个柱体积浓度为80%(体积浓度)的乙醇水溶液洗脱，将收集的洗脱液减压浓缩、真空干燥，得改性葡萄籽多酚2. 7 g，收率为90. P/。，平均聚合度为2. 80 (改性前平均聚合度为6. 20)。实施例5
取市售葡萄籽多酚25 g，苹果多酚5 g溶解于250 ml的重量百分比浓度为5%的盐酸水溶液中，再通过加入重量百分比浓度为5%的硝酸水溶液定容至300ml配制成多酚浓度为100 g/L的混合液，在50°C下反应5小时。反应结束后，反应溶液冷却至室温，上离子交换树脂Diaion HP-20层析柱，先用2个柱体积蒸馏水洗涤，然后用3个柱体积浓度30%(体积浓度)的乙醇水溶液洗脱，将收集的洗脱液减压浓缩、冷冻干燥，得改性葡萄籽多酚27. 0 g，收率为90. 0%,平均聚合度为2. 85 (改性前平均聚合度为6. 20)。实施例6
取市售葡萄籽多酚18 g，苹果多酚1. 5 g溶解于250 ml的重量百分比浓度为5%的磷酸水溶液中，再通过加入重量百分比浓度为5%的磷酸水溶液定容至300ml配制成多酚浓度为65 g/L的混合液，在50°C下反应0.5小时。反应结束后，反应溶液冷却至室温，上甲基丙烯酸类树脂Amberlite XAD层析柱，先用2个柱体积蒸馏水洗涤，然后用3个柱体积浓度为60%(体积浓度)的乙醇水溶液洗脱，将收集的洗脱液减压浓缩、喷雾干燥(进风温度 210-2200C，出风温度105-107°C )，得改性葡萄籽多酚17. 0 g，收率为87. 2%,平均聚合度为2. 85 (改性前平均聚合度为6. 20)。实施例7
与实施例6不同的是，所用的酸水溶液醋酸水溶液，用亲水性乙烯基苯类树脂SuperAW 吸附，得改性葡萄籽多酚17. 5 g，收率为89. 796，平均聚合度为2.75(改性前平均聚合度为 6. 20)。
实施例8
与实施例6不同的是，所用的酸水溶液为甲酸水溶液，用葡聚糖凝胶LH-20吸附，得改性葡萄籽多酚17. 0 g，收率为87. 2%,平均聚合度为3. 05 (改性前平均聚合度为6. 20)。实施例9
与实施例6不同的是，所用的酸水溶液为柠檬酸水溶液，用改性右旋糖酐凝胶 Acryldex吸附，得改性葡萄籽多酚17. 8 g，收率为91. 3%,平均聚合度为3. 02 (改性前平均聚合度为6. 20)。实施例10
与实施6不同的是，所用的酸水溶液为抗坏血酸水溶液，用聚丙烯酰胺凝胶TSK-GEL SW吸附，得改性葡萄籽多酚16.8 g，收率为86.P/。，平均聚合度为2. 88 (改性前平均聚合度为6. 20)。实施例11
与实施6不同的是，所用的酸水溶液为苹果酸水溶液，用反相硅胶ODS吸附，得改性葡萄籽多酚16. 8 g，收率为86. 2%,平均聚合度为3. 15 (改性前平均聚合度为6. 20)。实施例12
与实施11不同的是，所用的酸水溶液为酒石酸水溶液，得改性葡萄籽多酚18. 0 g，收率为92. 396，平均聚合度为2. 86 (改性前平均聚合度为6. 20)。实施例13
与实施11不同的是，所用的酸水溶液为没食子酸水溶液，得改性葡萄籽多酚17. 7 g， 收率为90. 7 平均聚合度为2. 95 (改性前平均聚合度为6. 20)。实施例14
本发明所得的改性葡萄籽多酚和苹果多酚、葡萄籽多酚的DPPH(1，1-二苯基苦基苯胼) 自由基清除能力比较测定。DPPH自由基清除能力测定方法如下
用双蒸馏水分别配制好浓度为0. 5 mg/ml的样品(改性葡萄籽多酚、苹果多酚、葡萄籽多酚)和阳性对照品(Vc)溶液备用。用移液枪分别吸取上述溶液200 ml，在96微孔板上按2倍梯度稀释成100 ml的8个系列稀释溶液，同时吸取双蒸馏水100 ml代替待测溶液作为空白对照。在各孔中添加100 ml的750 mM DPPH乙醇溶液并充分混勻，在室温、暗黑条件下反应30分钟后，在酶标仪上517 nm处测定个孔溶液的吸光值，根据公式清除率(％) =[C^对照-A待测)/ J对照]χ 100计算各清除率，式中J待测为加入待测液时DPPH ·溶液的吸光值；J5i 为未加入待测液时DPPH ·溶液的吸光值。待测样品的DPPH自由基清除能力的强弱用SC5tl表示，其值越小表示清除能力越强。SC5tl定义为DPPH ·清除率为50%时所需抗氧化剂浓度，根据不同浓度抗氧化剂的清除率作曲线而得出该值。测定结果见表1，表明本发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 权利要求
1.一种改性葡萄籽多酚，其特征在于原料包括葡萄籽多酚、改性剂和重量百分比浓度为1-10%的酸水溶液；所述葡萄籽多酚与改性剂的质量比为100 (5-20)，所述葡萄籽多酚与酸水溶液的质量体积比为(10-100) :1000 ；所述改性剂为苹果多酚。
2.根据权利要求1所述的改性葡萄籽多酚，其特征在于所述酸水溶液的重量百分比浓度为2-5%。
3.根据权利要求1或2所述的改性葡萄籽多酚，其特征在于所述酸水溶液所使用的酸选自盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、醋酸、甲酸、柠檬酸、抗坏血酸、苹果酸、酒石酸、没食子酸中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的改性葡萄籽多酚，其特征在于所述酸水溶液所使用的酸选自盐酸水溶液、柠檬酸水溶液、抗坏血酸水溶液中的一种或多种。
5.权利要求1-4任一项所述的改性葡萄籽多酚的制备方法，其特征在于，包括如下步骤(1)改性反应按照配比量，将葡萄籽多酚和改性剂溶于酸水溶液中，配制成多酚浓度为10 100 g/L的混合液，在40-100°C恒温下改性反应0. 5-5小时；(2)后处理将步骤(1)得到的反应液加入色谱柱中，用蒸馏水冲洗，然后用体积百分数为30-80%乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，将洗脱液浓缩后，干燥，即得改性葡萄籽多酚。
6.权利要求5所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤(1)改性反应按照配比量，将葡萄籽多酚和改性剂溶于酸水溶液中，配制成多酚浓度为10 100 g/L的混合液，在50-70°C恒温下改性反应1_2小时；(2)后处理将步骤(1)得到的反应液加入色谱柱中，用蒸馏水冲洗，然后用体积百分数为40-60%乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，将洗脱液浓缩后，干燥，即得改性葡萄籽多酚。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于所述色谱柱的填料选自苯乙烯-二乙烯基苯类吸附剂、离子交换树脂、甲基丙烯酸类吸附剂、亲水性乙烯基聚合物、葡聚糖凝胶、改性右旋糖酐凝胶、聚丙烯酰胺凝胶、反相硅胶中的一种。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述苯乙烯-二乙烯基苯类吸附剂为苯乙烯-二乙烯基苯类吸附剂D101、离子交换树脂为离子交换树脂Diaion HP-20、甲基丙烯酸类吸附剂为甲基丙烯酸类吸附剂Amberlite XAD、亲水性乙烯基聚合物为亲水性乙烯基聚合物SuperAW、葡聚糖凝胶为葡聚糖凝胶LH-20、改性右旋糖酐凝胶为改性右旋糖酐凝胶Acryldex、聚丙烯酰胺凝胶为聚丙烯酰胺凝胶TSK-GEL SW、反相硅胶为反相硅胶ODS 中的一种。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述色谱柱的填料选自苯乙烯-二乙烯基苯类吸附剂和离子交换树脂。
10.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于所述干燥采用真空或冷冻或喷雾干燥的方式。
全文摘要
本发明公开了一种改性葡萄籽多酚及其制备方法，原料包括葡萄籽多酚、改性剂和重量百分比浓度为1-10%的酸水溶液；葡萄籽多酚与改性剂的质量比为100∶(5-20)，葡萄籽多酚与酸水溶液的质量体积比为(10-100)∶1000；改性剂为苹果多酚。在葡萄籽多酚的改性反应中，使用少量有机溶剂并能在短时间内实现葡萄籽多酚的有效改性，具有环保、快速、高效、操作简便、成本低的优点，适宜规模化工业生产；使用食品来源的苹果多酚作为葡萄籽多酚改性剂，所得改性葡萄籽多酚产品无需进行安全性评价，可以直接加以应用；所得改性葡萄籽多酚具有比天然葡萄籽多酚更优良的抗氧化活性，可作为自由基清除剂广泛应用于食品、保健品、化妆品和医药品等中。
文档编号C09K15/06GK102433125SQ20111025517
公开日2012年5月2日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者张颖君, 王予凤, 赵平 申请人:新疆富润贸易有限公司