天然抗氧化剂(迷迭香、葡萄籽和姜黄素)

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1、综述 天然抗氧化剂的研究概况与发展趋势 PROGRESS AND DEVELOPMENT TREND OF RESEARCHES ON NATURAL ANTIOXIDANTS 姓 名： 天然抗氧化剂的研究概况与发展趋势摘要 近几十年来天然抗氧化剂在国内外发展不久，特别是在医疗、保健、食品保鲜、化妆品等领域内占有越来越重要的地位，从而引起研究者的关注。本文综述了迷迭香提取物、生姜以及原花青素的化学成分及提取措施，重点对三种天然抗氧化剂的抗菌和抗氧化作用做了研究，并关注了其应用前景。核心词 天然抗氧化剂 迷迭香 生姜 原花青素PROGRESS AND DEVELOPMENT TREND OF R

2、ESEARCHES ON NATURAL ANTIOXIDANTSAbstract In recent decades, natural antioxidants at home and abroad, in particular, plays an increasingly important position in the field of medical, health, food preservation, cosmetics, causing concern of researchers. This paper reviews the chemical composition and

3、 extraction methods of the rosemary extract, ginger, and proanthocyanidins, do focus on three natural antioxidants, anti-bacterial and anti-oxidation, and are concerned about the prospects of its application. Keywords natural antioxidant rosemary ginger（curcumin） procyanidins 前言到目前为止，人们通过对多种人工合成抗氧化剂

4、的安全性问题进行广泛研究，许多事实证明，在人们长期食用的食品中，天然抗氧化剂成分的毒性远远低于人工合成的抗氧化剂毒性。因此，近年来从自然界谋求天然抗氧化剂的研究已引起各国科学家的高度注重，并且所开发的天然抗氧化剂产品受到人们的普遍欢迎，其重要产品有迷迭香提取物、葡萄籽、蜂胶、天然维生素E、番茄红素、姜黄素、绿茶提取物、香辛料提取物等等。本文旨在为合成、提制、复配、筛选性能更优良的天然抗氧化剂提供理论根据和措施借鉴。随着生活水平的提高和人们对健康、长寿的需要，人们更乐于接受来自自然界的天然产物。因此，人们始终在谋求高效卫生安全的天然抗氧化剂。天然抗氧化剂取代合成抗氧化剂是此后食品工业的发展趋势，

5、开发实用、高效、成本低廉的天然抗氧化剂仍是天然抗氧化剂的研究重点。1.迷迭香的提取纯化研究1.1 迷迭香概述 迷迭香别名艾菊，是原产地中海沿岸的近年生常绿小灌木，是一种属于唇形科的天然香料植物1，目前在国内诸多地区均有种植。迷迭香中具有萜类、黄酮类和酚酸类等多种有用的化学成分，目前公认的最具有有抗氧化作用的植物迷迭香中的抗氧化成分重要为鼠尾草酸、鼠尾草酚、迷迭香酚、熊果酸、迷迭香酸等成分在西方国家，其中，酚二萜中的鼠尾草酸和鼠尾草酚是最重要的抗氧化成分,在这两者中鼠尾草酸含量最高抗氧化性最强2。 构造： 迷迭香酸 rosmarinic acid1.2迷迭香提取物的抗氧化机理 王夺元，常静研究发

6、现，迷迭香酚和鼠尾草酚对单重态氧具有猝灭作用，在猝灭单重态氧过程中既有物理猝灭又有化学猝灭3-4以及清除自由基，切断类脂自动氧化的连锁反映，螯合金属离子和有机酸的协同增效等。抗氧化剂按其作用原理有：（1） 自由基终结剂，大多数为酚类构造的化合物，如叔丁基羟基苯甲醚（BHA）、二叔丁基羟基甲苯（BHT）、叔丁基氢醌（TBHQ）和生育酚等；（2） 还原剂，如抗坏血酸及其盐类、亚硫酸及其盐类、核黄素等；（3） 螯合剂，如EDTA、柠檬酸、植酸等；（4） 单线态氧克制剂，如胡萝卜素等,迷迭香抗氧化剂不仅是一种自由基终结剂，并且是一种单线态氧克制剂。1.3 生活具体应用及前景 由于迷迭香提取物天然无毒，

7、抗氧化功能远远高于既有的VC、VE、茶多酚等天然抗氧化剂，故相比其他同类产品，独具优势5。目前，迷迭香的抗氧化功能重要应用于医学、食品抗氧化剂和防腐剂6。应用如下:1.3.1 动植物油脂: 迷迭香抗氧化剂在120-200e条件下能有效克制猪油、大豆油、花生油、色拉油、棕榈油、菜籽油等油脂氧化, 延长保质期。在大豆油、花生油、色拉油、猪油中添加0.02%迷迭香抗氧化剂时, 其抗氧化能力是人工合成抗氧化剂BHA、BHT的2-5倍。1.3.2 医药方面: 迷迭香抗氧化剂中具有Carnosol Acid组分可以有效地克制HIV-1蛋白酶及Hiv病毒的复制,对此类组分进行构造修饰, 有望研制和开发成新的

8、治疗艾滋病新药源。德国已研制出成品药投入市场。1.3.3 化妆品方面: 可增进皮肤的血液循环，强化血管收缩及扩张，清除人体自由基及克制人体弹性蛋白的降解，从而可以保持肌肤的弹性和光泽。功能可与风行一时的SOD(超氧化物歧化酶)相媲美,且克服了SOD等酶类物质化学性质不稳定的弱点7。2. 生姜的抗菌及抗氧化作用的研究进展2.1 生姜的概述姜通称生姜，为姜科植物姜的鲜嫩茎，属近年生草本宿根植物。国内是世界上最大的生姜出口国之一，生姜的根茎中重要含挥发油、色素、脂肪、苦味素、树脂、蛋白质、纤维素、淀粉、矿质元素等。此外，还具有齐墩果油树脂、阿拉伯胶、葡萄糖、脂肪油、微量元素等。生姜在国内南方广东、浙

9、江栽培较为普遍；在北方则以山东为重要产地，尚有河南、陕西等8。中国各地栽培的品种约有14种；浙江嘉兴、余杭县一带品种为红爪姜；四川犍为县、江油县等地广泛栽培品种为白姜；湖北来凤县等地为来凤生姜；山东莱芜、藤县、泰安和胶东一带是北方姜的重要产区。构造 ： 姜黄素的化学构造 Structure of curcumin2.2 生姜提取物的提取措施 目前，生姜提取物的提取工艺己较为成熟，重要有水蒸气蒸馏法、溶剂浸提法、超临界CO2萃取法、分子蒸馏法等，根据加工措施及所含组分的不同，得到姜精油和姜油树脂两种深加工产品9。2.2.1水汽蒸馏法 水汽蒸馏法是运用道尔顿分压定律，分离难溶于水的成分。一般是将鲜

10、姜或干姜在蒸馏前捣碎然后在常压或加压下，通入水蒸气以使姜油在低于其沸点的温度下馏出。该法重要获得姜中挥发性较大的精油，挥发性极小的部分，如某些酚类衍生物，因其独特的物理化学性质及分子构造，难以随水蒸汽蒸出，因此水汽蒸馏法只能提取姜中的部分姜油。2.2.2溶剂浸提法溶剂浸提法涉及直接溶剂浸泡法和索氏提取法，前者是将固态生姜直接浸泡在溶剂中，从而使姜中所含的有效成分按一定的规律，逐渐溶解于溶剂中而被“浸泡”出来；后者则是运用对溶剂加热回流及虹吸原理，使固态生姜中的有效成分可以持续多次地被溶剂所萃取。2.2.3 超临界萃取法超临界CO2 萃取技术是用CO2 作为超临界流体，把姜中的姜油萃取出来，将这

11、些携带着姜油的CO2 流体再通过由超临界状态向气态的相转变，将其携带的姜油释放出来，可以迅速萃取出高沸点的尾香，使姜油树脂的香气更加纯正。2.3生姜的抗菌作用和抗氧化作用2.3.1 抗菌作用 生姜中的抗菌成分重要是姜黄素和挥发油。姜黄素不仅可以调节吞噬细胞的活性，还可以克制病毒、真菌、细菌。同步姜黄素尚有强烈的广谱抗真菌作用，对红色毛癣菌、玫瑰毛癣菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等有强烈的克制作用。赵晋10通过测量抑菌圈直径和观测与否有菌生长的措施，拟定了姜辣素具有一定的抑菌作用，并与姜精油及其姜辣素和姜精油混合物进行比较得出了三者抑菌作用的强弱。2.3.2 抗氧化作用 对生姜抗氧化作用的科学研究

12、是从20世纪开始的，生姜提取液能克制脑组织脂质过氧化产物MDA的生成，提高脑组织中SOD活性，清除体内自由基所导致的神经细胞膜的脂质过氧化性损伤，减轻脑细胞膜的通透性；能有效地保护缺血再灌注大脑的过氧化氢酶活性，同步改善缺血组织代谢和缺氧状况，减少乳酸生成，明显减少乳酸含量从而减轻组织代谢性酸中毒；一定限度上保护细胞膜的完整性。马利华11等对生姜多糖的体外抗氧化性进行了研究，并采用薄层色谱法分析生姜多糖的单糖构成。实验考察了生姜多糖对 自由基、 自由色剂对薄层色谱的影响。成果表白：生姜多糖具有较强的自由基清除活性。2.4 生姜的应用前景 生姜及其提取物具有抗菌和抗氧化作用，对于鉴定生姜及其提取

13、物中有效成分是很故意义的，不同品种的生姜有效物质的含量不同，这对生姜制品的进一步加工具有指引作用，生姜的开发运用必将会有广泛的发展前景。3. 原花青素的研究3.1 原花青素概述3.1.1 原花青素简介 原花青素(procyanidins，简称PC)是植物王国中广泛存在的一大类多酚化合物的总称，起初通归于缩合鞣质或黄烷醇类， 因在酸性介质中加热可产生相应的花色素而得名12 。由于其聚合体还体现出单宁特性, 也称缩合单宁。原花青素广泛存在于多种植物的核、皮或种籽等部位13-14 随着分离鉴定技术的提高和对此类物质的进一步研究，现己成为独树一帜的一大类物质并称之为原花青素。原花青素是由不同数量的儿茶

14、素或表儿茶素缩合而成。在各类原花青素中，二聚体分布最广，研究最多。构造原花青素 procyanidins 3.1.2 抗氧化活性 原花青素是一种良好的氧游离基清除剂和脂质过氧化克制剂, 具有较强的自由基清除和抗氧化活性15 。据法国科学院的实验报告: 原花青素是迄今为止人类所发现的最强、最有效的自由基清除剂之一, 特别是其体内活性, 是其她抗氧化剂不可比拟的。构效关系研究 16-17其显示, 儿茶素与原花青素二聚体酰化产物的抗氧化活性在油相中减少, 而在水相中增强; 对儿茶素糖基化实验证明其产物在油、水两相中抗氧化活性均下降。高峰等18对葡萄原花青素的抗氧化作用进行人体实验，成果表白，在研究剂

15、量范畴内葡萄籽原花青素可使实验人群血清中丙二醛( MDA) 含量平均下降4.80%; 超氧化物歧化酶(SOD)含量平均升高2.31%; 谷胱甘肽过氧化物酶( GSHPx)含量平均升高2.45%，具有明显的抗氧化功能。王秋月等19对马尾松树皮中原花青素的体外抗自由基作用的研究表白，马尾松树皮中原花青素对羟自由基和超氧自由基均有较好的清除能力，都明显高于抗坏血酸和SOD 酶。3.1.3 抗癌活性(1) 结肠癌 何佳声等20研究了原花青素对人结肠癌细胞SW620 增殖和凋亡的影响，成果表白，原花青素在体外可呈浓度依赖性克制人结肠癌细胞株SW620 的增殖并通过Caspase-3 通路增进其凋亡。(2

16、) 卵巢癌 池余刚等21对原花青素对卵巢癌SKOV3细胞增殖和凋亡的影响进行研究，成果表白，不同浓度( 25、50、100、200、400 g /ml) 原花青素对SKOV3 细胞作用48 h 的细胞增殖克制率分别为4867%、5385%、6703%、73.78%、7739%，其机制也许为原花青素通过减少survivin 的体现，在体外克制SKOV3 细胞增殖，并增进其凋亡。3.2 原花青素的提取和分离纯化3.2.1 提取 原花青素是由一系列构造构成相近、聚合度不同的化合物构成的复杂混合物。原花青素的提取一方面要进行原料脱脂解决, 措施重要有压榨法、溶剂法、超临界萃取法脱脂, 其中, 超临界萃

17、取法的油脂萃取率高, 对原花青素的破坏作用最小。油脂分离之后, 一般采用溶剂法提取原花青素,乙醇、丙酮、乙酸乙酯及水均可被作为溶剂。3.2.2 分离纯化 原花青素单体物质一般采用柱色谱进行分离, 目前, 已建立起来的分级措施有溶剂沉淀法和多种色谱法, 如薄层色谱法、正相高效液相色谱、凝胶排阻色谱、逆流色谱法等。3.3 原花青素的应用3.3.1 在食品中的应用目前国内外市场上的原花青素功能食品重要是从葡萄籽或松树皮中提取的原花青素低聚物胶囊和片剂，经实验应用证明能有效清除体内自由基，从而避免并治疗与自由基有关的心脏病、动脉硬化、静脉炎等。如意大利的OPCS、英国的Pyenoglnol、中国的莲菁

18、华原花青素胶囊等。3.3.2 在药物中的应用葡萄籽原花青素可用来治疗心血管疾病、眼角膜病、视网膜疾病，抗癌，避免牙周病等，国外市场上已有用葡萄籽原花青素治疗微循环疾病，涉及眼睛与外周毛细血管通透性疾病及静脉与淋巴功能不全等。3.3.3 在化妆品中的应用 原花青素用于化妆品中，可延缓皮肤衰老，法国己开发出用原花青素低聚体制成的脂质体微囊的晚霜、发乳和嗽口水。意大利Zndnea 公司研制成功了以磷脂为载体的含5%原花青素二聚体的功能化妆品，用于皮肤消炎和改善微循环。目前日本已开发出PA 的皮肤增白剂、抗炎剂、口腔除臭剂等22。3.4 原花青素应用前景 近几年来，国内连云港、威海等地，已有厂家生产葡

19、萄籽提取物，随着人们对原花色素功能性结识的进一步进一步，对建立简捷、高效的分离提纯措施的需求也越来越强烈。国内地大物博，资源丰富，应进一步发掘某些资源总量大、质量好以及提取以便的物种来生产原花青素。同步，应加强对原花青素提取、功能方面的研究，以提高原花青素产品的质量，增进其在食品、医药等行业的进一步发展。4. 天然抗氧化剂存在的问题与展望 4.1 存在的问题（1）、中药材中往往具有多种抗氧化活性成分，而不同的萃取溶剂、措施和条件将使成分、含量不同，导致评价效果的差别。 （2）、单一抗氧化活性评价措施进行抗氧化剂的筛选不能全面反映中药材的抗氧化活性。（3）、生物体系和食品中的抗氧化作用有所差别，

20、故应区别看待，对各自抗氧化的检测体系，生物体内的抗氧化剂的吸取代谢研究还需加强。 4.2 展望 抗氧化活性的研究在过去的几十年里获得了飞速发展，但真正能商品化生产的天然抗氧化剂很少，国内外研究了数以百计的药草、香辛和果蔬的抗氧化活性成分，有的已波及有效成分的分离与分析，但由于资源局限性、有效成分低等问题，真正投入生产、应用的不多。因此，有必要继续在中草药中发掘新的原料来源，从松、杉、桉、竹等植物中提取有效成分，原料供应十分丰富，海洋藻类、红树等植物生长环境特殊，其特殊内含物的生物活性研究价值也很高，真菌等微生物中活性成分的提取，应从实现规模化生产角度进一步研究。目前，科学家还在努力寻找更多的天

21、然抗氧化剂。参照文献1 曾健青,陈曌,左雄军等. 高效速溶稳定的液体迷迭香抗氧化剂的研究.食品科技，,36(4):223-2272 杜纪全,徐宏,曹庸等.迷迭香提取物的抗氧化特性及应用中存在的问题.食品工业科技，,32(7) :467-473.3 周金林.迷迭香抗氧化提取物的开发与应用价值研究J.现代商贸工业,22:3424 高鑫,李博.迷迭香提取物抗氧化作用研究进展J.经济研究导刊,2(15) :307-3085 周金林.迷迭香抗氧化提取物的开发与应用价值研究J.现代商贸工业,22:3426 冷桂华，邹佑云.迷迭香在食品工业中的应用J.安徽农业科学，(21-35).7 肖露平.迷迭香叶非精油

22、组分清除自由基、抗氧化及抗干细胞HL7702氧化损伤作用的研究D.华东师范大学,.8曹守山合适生姜生长的中温带区域范畴分析河北农业科技，（2）：52-549陈怀铸生姜油提取措施保鲜研究，7（4）：18-2210赵晋生姜姜辣素的提取及其功能性质的研究西南大学学报，5（23）:6-711马利华，秦卫东生姜多糖抗氧化性极其组分的研究中国食品添加剂，（）9-10）： 117-11812 张小军, 夏春镗, 吴建铭, 等. 原花青素的资源研究 J . 中药材, 32( 7) : 1 154- 1160.13 Monagas M , Quint anil la􀀁L􀀁pe

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