石榴皮制取鞣花酸技术研究进展

食品科学现代农业科技圆园20年第14期石榴皮制取鞣花酸技术研究进展高新鹏张立华*渊枣庄学院食品科学与制药工程学院袁山东枣庄277160冤摘要本文对近年来以石榴皮为原料制取鞣花酸的相关研究及其进展情况进行了综述袁归纳了相关的制取工艺及其优缺点袁对石榴皮鞣花酸的应用前景进行简要分析袁以期为石榴皮的加工利用提供参考遥关键词石榴皮曰鞣花酸曰提取中图分类号Q946.8文献标识码A文章编号1007-5739渊2020冤14-0218-03开放科学渊资源服务冤标识码渊OSID冤(CollegeofFoodScienceandPharmaceuticalEngineering,ZaozhuangUniversity,ZaozhuangShandong277160)AbstractInthispaper,theresearchprogressonthepreparationofellagicacidfrompomegranatepeelinrecentyearswerereviewed,therelativepreparationtechniquesanditsadvantagesanddisadvantagesweresummarized,theapplicationprospectofellagicacidfrompomegranatepeelwasbrieflyanalyzed,soastoprovidereferencesfortheprocessingandutilizationofpomegranatepeel.Keywordspomegranatepeel;ellagicacid;extractionResearchProgressonPreparationofEllagicAcidfromPomegranatePeelGAOXin-pengZHANGLi-hua*鞣花酸是出现在诸多水果尧干果如石榴尧山核桃等植物组织中的一种天然多酚[1]袁是没食子酸的二聚衍生物[2]袁而且以石榴皮中含量较多袁其分子式为C14H6O8[3]渊图1冤遥研究发现袁鞣花酸在大自然中多以缩合形式存在袁而游离的鞣花酸通常以反式没食子酸单宁的结构存在[4]袁且自然界中分布较少遥鞣花酸纯品呈黄色针状晶体袁熔点高于360益袁微溶于水尧醇袁溶于碱尧吡啶袁不溶于醚遥鞣花酸与FeCl3发生显色反应呈蓝色袁遇硫酸呈黄色[5]袁根据这些特性可初步对石榴皮金属阳离子结合遥OOHOHOOOOHOH作用袁而且对于癌症和炎症等一些疾病的作用效果也比较明显袁最主要的原因是其含有丰富的酚类物质[10]袁鞣花酸是其中之一袁石榴中的鞣花酸具有抗氧化尧抗癌变尧抗诱变尧抗突变尧抗菌和抗病毒等作用遥近年来袁科学家对石榴鞣花酸的结构尧理化性质及含量测定等方面进行了研究袁现已将其广泛应用于食药尧医疗以及化妆品等领域[11-12]遥2鞣花酸的生物活性2.1抗氧化性提取液进行鞣花酸的鉴定遥鞣花酸也易与钙离子尧镁离子等鞣花酸容易与金属结合袁而且可以与自由基反应袁这使鞣花酸具备抗氧化的功效袁因而能够作为氧化底物袁保证物质不被氧化遥在食品加工和果酒熟化过程中就应用了鞣花酸抗氧化的特性遥除此之外袁在日常食用油等的防氧化中袁鞣花酸也被作为抗氧化剂来使用遥与其他抗氧化剂相比袁如丁基甲氧基苯或VE袁鞣花酸具有与前者相同甚至更好的抗氧化性能遥存在于哺乳动物线粒体和微粒体中的类脂化合物容易发生过氧化现象袁鞣花酸及其衍生物对这一现象显示出了良好的抑制活性[5]遥对由于丝裂霉素尧H2O2等因素引起的人机体细胞的损伤袁鞣花酸的抗氧化性也对其有很好的抑制作用遥2.2抗癌活性鞣花酸在抗癌尧抗突变方面功效显著袁特别是对于前列腺癌尧结肠癌尧皮肤癌尧肝癌尧胰腺癌等有明显的抑制效果[13]袁并且鞣花酸还对多种致癌物质比如多环芳胺等的生成具有阻碍作用遥研究证实袁鞣花酸在肠道的代谢物是尿石素类物质袁此类物质可以抑制细胞的诱导分化和增殖袁对于一些癌细胞的生长以及扩散都具有良好的抑制效果袁可以作为抗癌药物治疗癌症遥2.3毒性研究结果表明袁鞣花酸没有毒性遥Girolanli等[14]经过试验证实袁静脉注射鞣花酸对人体无毒害作用袁也没有出现血液凝集的现象遥当鞣花酸以不同浓度注入到雄性大鼠和雌性大鼠时袁试验期间的大鼠没有出现病理学变化以及死亡的现象[15]遥图1鞣花酸分子式1石榴中的鞣花酸石榴渊PunicagranatumL冤属于石榴科渊Punicaceae冤石榴属渊PunicaL冤植物石榴的果实袁又称若榴尧天浆尧安石榴等袁为小乔木或落叶灌木[6]袁果实属于浆果遥最早发源于中亚地区袁如伊朗尧阿富汗等遥汉代时期经丝绸之路才传入我国并在我国种植[7]袁在唐朝盛行遥目前袁我国有陕西临潼尧安徽怀远尧山东枣庄尧四川会理尧云南蒙自五大石榴产区[8]遥石榴在大众口中被称赞为野超级水果冶袁其原因是石榴的各个部位均可作为药物的原材料袁而且还具有不同的药理功能袁在医学上药用价值较高[9]遥石榴不仅具有预防和治疗心脑血管的基金项目山东省重点研发项目渊2017GSF21118冤遥*通信作者收稿日期2020-03-26218高新鹏等院石榴皮制取鞣花酸技术研究进展2.4其他作用鞣花酸不仅能使脂肪细胞的表达受到抑制袁而且还能抑制脂肪酸合成酶的活性袁从而降低脂肪的形成[15]遥这一功能可以用于治疗肥胖或者一些相关疾病遥鞣花酸能够减轻紫外线照射皮肤后皮肤中产生的一些色素沉淀袁可以用来防止由于紫外线的辐射所造成的一些皮肤类疾病[16]遥鞣花酸还可以减短出血时间袁具备良好的凝血作用袁在医学临床上作为一种凝血剂[5]来使用袁具有很好的凝血效果遥除上述功能之外袁鞣花酸还能够抑制多种微生物遥另外袁鞣花酸具有抑制艾滋病病毒的作用[5]遥3石榴皮中鞣花酸的制备方法石榴皮是石榴去除果肉部分后袁经干燥去除水分之后而得的果皮袁质地较硬并且干脆袁断裂面略显棕黄色袁呈颗粒状排布遥石榴皮性酸袁味涩袁有止血尧涩肠尧杀虫之功能袁有大量的多酚类物质存在于石榴皮中遥石榴皮中还含有鞣花酸尧没食子酰双内酯等多种物质遥石榴皮在医药保健尧食品加工等行业中被广泛使用[17-18]遥彭海燕等[19]对石榴各部位的多酚含量进行测定袁结果发现袁石榴皮中鞣花酸含量最高遥然而袁不同的试验方法得到的鞣花酸产率不同遥3.1化学分解法制备3.1.1单一酸水解法遥单一酸水解法通常以石榴皮为原料袁将石榴皮粉末经有机溶剂提取石榴皮单宁袁将石榴皮单宁经有机酸水解袁水解产物即为鞣花酸遥吴兴付等[20]采用在常压下恒温加热的方式通过酸水解石榴皮单宁来制备鞣花酸遥李海霞等[21]利用薄层扫描法测定了鞣花酸的含量袁通过4因素3水平正交试验方法袁考察溶剂类型尧溶剂用量尧提取时间尧提取次数对鞣花酸提取率的影响遥结果表明袁鞣花酸的提取率达15.56%遥3.1.2超声萃取-酸水解法遥超声波可以增加分子运动速度和频率袁从而使石榴皮单宁更快进入溶剂袁增大了单宁的提取率遥通过浸提出石榴皮单宁袁在无机酸的作用下可以酸解生成鞣花酸袁从而提高了鞣花酸提取率[22]遥通过超声萃取和酸水解两者协同1.5率达到mol/L4.3%盐酸条件下经过袁邸幼军等[23]遥杨笑笑等[24]采用乙醇水溶液30min用石榴皮为原料的水解渊袁3颐2鞣花酸的最大得袁在60益尧冤袁通过超声浸提袁浸提物用石油醚萃取袁除去其中的脂溶性物质袁然后使用乙酸乙酯萃取袁经过多次萃取得到的萃取物通过酸水解法水解制备鞣花酸袁在制备过程中使用毛细管电泳法监控水解历程袁最终鞣花酸的提取率高达32.7%遥邓小莉等[25]以40%乙醇水溶液为溶剂袁经温度60益尧超声处理40min后弃去滤渣袁保持相同温度用1mol/L盐酸水解1h来制取鞣花酸袁提取率可达18.07%遥与单一酸水解法处理比较袁此法提取率更高遥3.1.3高温高压下水解法遥常温常压下鞣花酸提取率较低遥徐加喜等[26]研究探索在高温高压的新条件下制取鞣花酸遥试验反应仪器采用高压蒸汽灭菌锅袁以保证高温高压条件遥结果表明6%取相比硫酸水解袁在温度袁产率提高了2h115袁鞣花酸的得率达到益尧压强169kPa的高温高压条件下袁用25.10%遥可见袁在高温高压条件下水解3.09%袁与常温常压提石榴皮单宁制备鞣花酸试验可行遥这一方法对于鞣花酸的制备具有一定的参考价值袁为改进生产制备鞣花酸的工艺提供了相应的技术依据遥3.1.41%超声波要微波协同碱水解遥郭叶莹等[27]在20%乙醇尧用超声波NaOH尧要料液比微波协同碱水解的方法提取石榴皮中的鞣花50颐1尧提取温度80益尧时间25min条件下酸袁得率为26.45%袁所得鞣花酸纯度为65.83%遥此方法设备简单尧操作简便尧短时高效遥3.2化学合成法制备利用没食子酸或没食子酯氧化聚合制备鞣花酸遥在化学上袁通过过氧化物酶的催化袁可将没食子酸渊酯冤转化生成鞣花酸[5]20%~30%渊图袁但是因为没食子酸2尧3冤遥此种生成鞣花酸的方法渊酯冤的生产过程非常复杂袁可使产率达到且其获得的产物中还掺杂有一种醌类物质袁使分离纯化出袁并鞣花酸具有一定的困难袁故目前很少使用此法进行鞣花酸的生产遥COOHCOOHCOOH过氧化物酶异构化HHOOHOHH2O2HOOHOHOCOOHO聚合COOHOOH烯醇化OHHOHOHOOHHOOHOHOOHOCOOHOHCOOH内酶化COHOOHHOOHOCO图2没食子酸酶催化氧化制取鞣花酸HOOHOHCOOCHHOOH3OHOHOH+COOCH3HOOHHOHOOOHOCOOCH3+COOHHOCOOCHHO3HOOHOCO图3没食子酸酯酶催化氧化制取鞣花酸3.3生物方法制备以固态发酵作为试验的基本方法袁用蔓越橘尧马蹄参等作为原材料袁借助黑曲霉尧假丝酵母等真菌进行发酵袁可获得鞣花酸[28]遥但因为原料中单宁含量较少袁所以产量低袁而且后期鞣花酸分离尧纯化也具有一定的困难遥张晓丽利用石榴皮作为原料采用固态发酵技术制备鞣花酸袁采用黑曲霉作为菌种袁在菌种接种量1伊106个尧料水比1颐1.5尧温度28益尧发酵219食品科学时间4d的条件下袁得到鞣花酸的提取率为6.719%遥利用生物方法制备产率较低袁不适合工业生产遥用石榴皮制取鞣花酸袁并对各种方法进行比较袁见表1遥现代农业科技圆园20年第14期研究认为袁水解法是当今生产鞣花酸的主流方法袁并仍在不断探索研究遥化学法因其产率或操作的繁琐程度而较少有人使用遥生物法的产率低袁需要进行进一步的开发研究袁提表1石榴皮中鞣花酸的制取和合成方法比较分类方法化学分解法单一酸水解超声萃取-酸水解法高温高压下水解超声波-微波协同水解化学合成法单宁氧化分解生物法缺点产率低袁工艺繁琐酸液污染环境袁过程复杂对器材要求较高所用仪器较为昂贵酸解过程中高温对设备要求较高袁不易控制没食子酸渊酯氧化聚合冤环保袁无污染袁节约能耗过程复杂袁分离纯化困难固态发酵不污染环境袁可短时间大量产出产率低袁分离纯化较为困难优点简单袁合理低成本袁利用率高产率较高纯度高袁步骤少袁时间短袁效率高产率相对较高袁操作较为简单前景可用来生产袁但对原料需求大适于工业生产袁值得推广使用是一种新型的方法袁可用来开发研究可作为新型开发方式进行生产原料来源广泛袁生产规模不受限制较少用来生产目前适合于在实验室生产研究袁可改良提高产率高产率遥4鞣花酸的前景及开发应用对于鞣花酸的研究袁国外从20世纪50年代就已经开始进行袁在80年代左右就已经进入了临床试验阶段遥目前袁医学研究着重于鞣花酸的凝血和抗癌功能2个方面袁而关于鞣花酸的其他生理以及机理方面的研究日益受到重视遥医药厂利用鞣花酸在抗突变尧抗癌变等方面的功能袁可以开发出药品尧保健品以及抗癌药物等应用到市场中遥利用鞣花酸的抗氧化能力可防止食用油尧油酸甲酯尧脂肪的氧化袁并且其没有毒性袁能够呈现出和VE等相同甚至更好的功能袁完全可以将其作为食品添加剂的原料袁制作出新型抗氧化看袁鞣花酸的生理作用以及其机理研究正逐渐受到人们的重视袁在国内外具有良好的发展前景遥5参考文献[1]ROMMELA袁WROLSTADRE.Ellagicacidcontentofredraspberryjuiceasinfluencedbycultivar袁processing袁andenvironmentalfactors[J].JournalofAgriculturalandFoodChemistry袁1993袁41渊11冤院1951-1960.[2]张立华袁郝兆祥袁董业成.石榴的功能成分及开发利用[J].山东农业科学袁2015袁47渊10冤院133-138.[3]翟清波袁李诚袁王静袁等.植物多酚降血糖和降血脂作用研究进展[J].中国药房袁2012袁23渊3冤院279-282.[4]王悦袁李正全袁徐筱杰.鞣花酸衍生物的合成及抑制HCVNS3蛋白酶活性[J].佳木斯大学学报渊自然科学版冤袁2011袁29渊6冤院884-886.[5]李素琴袁袁其朋袁徐健梅.鞣花酸的生理功能及工艺开发研究现状[J].天然产物研究与开发袁2001袁13渊5冤院71-74.[6]李海霞袁王钊袁刘延泽.石榴科植物化学成分及药理活性研究进展[J].中草药袁2002渊8冤院95-99.[7]赵文亚袁张立华袁孙中贯.石榴果醋酒精发酵工艺的研究[J].食品研究与开发袁2015渊11冤院76-78.[8]董周永袁胡青霞袁郭松年袁等.石榴果皮中抑菌活性物质提取工艺优化[J].农业工程学报袁2008渊3冤院274-277.[9]王晓瑜袁高晓黎袁买尔旦窑马合木提.石榴的药理学研究进展[J].中国医药导报袁2008渊7冤院13-15.[10]冯立娟袁陶吉寒袁尹燕雷袁等.石榴功能物质鞣花酸研究进展[J].食品剂来投入使用袁在食品行业中具有较好的应用前景遥综合来科学袁2014袁35渊23冤院325-330.[11]金欣袁王锋袁姚岚袁等.HPLC测定野老鹳草中没食子酸和鞣花酸的总量[J].中成药袁2010袁32渊7冤院1172-1176.[12]袁永兵袁张兰珍袁郭亚健袁等.RP-HPLC法测定叶下珠中没食子酸尧柯里拉京和鞣花酸的含量[J].北京中医药大学学报袁2009袁32渊1冤院56-58.[13]冯立娟袁陶吉寒袁尹燕雷袁等.石榴功能物质鞣花酸研究进展[J].食品科学袁2014袁35渊23冤院325-330.[14]GIROLAMIA袁CLIFFTONEE.Hypercoagulablestateinducedinhum-ansbytheintravenousadministrationofpurifiedellagicacid[J].Throm-bosisetDiathesisHaemorrhagica袁1967袁17渊1/2冤院165-175.[15]陆晶晶袁丁轲袁杨大进.保健品功能因子鞣花酸研究进展[J].食品科学袁2010袁31渊21冤院451-454.[16]WUD袁MAXF袁TIANWX.Pomegranatehuskextract袁punicalaginandellagicacidinhibitfattyacidsynthaseandadipogenesisof3T3-L1adipocyte[J].JournalofFunctionalFoods袁2013袁5渊2冤院633-641.[17]KASAIKOUICHI袁YOSHIMURAMINEKA袁KOGATAKURO袁etal.Effectsoforaladministrationofellagicacid-richpomegranateextractonultraviolet-inducedpigmentationinthehumanskin[J].JournalofNutri-tionalScienceVndvitaminology袁2006袁52渊5冤院383-388.[18]滕碧蔚.石榴皮的研究与应用进展[J].大众科技袁2013袁15渊2冤院59-61.[19]彭海燕.石榴不同品种及不同部位多酚含量的比较研究[D].成都院西华大学袁2012.[20]吴兴付.以石榴皮尧石榴叶为原料制备鞣花酸[D].北京院北京化工大学袁2008.[21]李海霞袁王彩芳袁张红岭袁等.石榴皮中鞣花酸的提取工艺研究[J].中国医药导报袁2008袁5渊24冤院50.[22]岳辉吉袁朱杰.天然色素的超声提取研究[J].现代生物医学进展袁2006袁6渊5冤院11-13.[23]邸幼军袁贾光锋.超声强化提取石榴皮鞣花酸的工艺研究[J].现代生物医学进展袁2010袁10渊19冤院3703-3705.[24]杨笑笑袁邢晓平袁纪白慧袁等.水解法制备石榴皮鞣花酸工艺研究[J].食品工业科技袁2013渊12冤院284-288.[25]邓小莉袁吴羽晨袁常景玲.超声辅助提取石榴皮中鞣花酸的研究[J].中国农学通报袁2016袁32渊28冤院195-199.[26]徐加喜袁高迪袁朱晓梅袁等.高温高压条件制备石榴皮鞣花酸的试验研究[J].食品工业科技袁2017渊17冤院180-183.[27]郭叶莹袁吴小刚袁陈品品袁等.石榴皮鞣花酸的超声波原微波协同碱水解提取工艺研究[J].浙江树人大学学报袁2019渊1冤院34-38.[28]王学川袁伏芋桥袁强涛涛.皮革加脂剂尧染料尧植物鞣剂的生物降解性研究进展[J].皮革与化工袁2011袁28渊1冤院21-25.渊上接第217页冤落后尧基础设施建设有待加强尧果蔬保鲜储运专业管理人员缺乏等一系列问题袁严重影响了北方寒地果蔬产业的健康发展遥针对这些问题袁北方寒地果蔬产业管理者应该不断提高果蔬保鲜技术袁完善北方寒地果蔬保鲜储运基础设施袁加强对相关专业人员的知识和技能培养袁大幅提高北方寒地果蔬产业的经济效益袁大力促进北方寒地果蔬产业的可持220续发展遥[1]王志伟.北方寒地果蔬保鲜储运中存在问题及对策分析[J].中国果菜袁2019渊9冤院25-27.[2]黄光荣.切割果蔬保鲜[J].食品科技袁2000渊3冤院28-29.[3]李超袁冯志宏袁陈会燕袁等.鲜切果蔬保鲜技术的研究进展[J].保鲜与加工袁2010渊1冤院3-6.[4]励建荣袁朱丹实.果蔬保鲜新技术研究进展[J].食品与生物技术学报袁2012渊4冤院337-347.4参考文献