植 物 綠 原 酸 的 研 究 進(jìn) 展 | 植 物 綠 原 酸 的 研 究 進(jìn) 展 |
| 發(fā)布時(shí)間:2013-11-04 信息來源:admin 發(fā)布人:admin 點(diǎn)擊次數(shù):2210 |
綠原酸( C h l o r o g e n i c a c i d ) 是植物在有氧呼吸過程中形成的一種苯丙素類物質(zhì)， 在植物界廣泛存在，但含量較高的植物不多， 研究表明杜仲葉中綠原酸含量豐富。我國杜仲的栽植十分廣泛，每年可產(chǎn)葉約 4 0 0萬噸， 從杜仲葉中提取綠原酸有重要的理論和實(shí)際意義。 1 綠原酸的性質(zhì) 綠原酸又叫咖啡鞣酸，化學(xué)名為3—咖啡�？崴�， 其結(jié)構(gòu)式如圖 1 。綠原酸是一種多酚類化合物，由一分子咖啡酸 ( C a f f e i c a c i d ) 和一分子奎尼酸( Ou i n i c a c i d ，1 一羥基六氫沒食子酸) 縮合脫水而成 的縮酚酸， 是植物體在有氧呼吸過程中經(jīng)莽草酸途 徑產(chǎn)生的一種苯丙素類化合物。它的物理性狀： 半水合物為針狀結(jié)晶( 水) 。1 l o ~ C變?yōu)闊o水化合物， 熔點(diǎn) 2 0 8 ~ C，2 5 o C水中溶解度為 4，熱水中溶解度更大 ； 綠原酸易溶于乙醇及丙酮，極微溶于乙酸乙酯。
綠原酸是由咖啡酸與奎尼酸形成的酯， 其分子結(jié)構(gòu)中有酯鍵 、不飽和雙鍵及多元酚 3個不穩(wěn)定部分。在從植物提取過程中， 往往通過水解和分子內(nèi)酯基遷移而發(fā)生異構(gòu)化。由于綠原酸的特殊結(jié)構(gòu)，決定了其可以利用乙醇、 丙酮、 甲醇等極性溶劑從植物中提取出來，但是由于綠原酸本身的不穩(wěn)定性， 提取時(shí)不能高溫、強(qiáng)光及長時(shí)間加熱。綠原酸的供試 液放置于棕色瓶、 冰箱( 2 ℃) 保存時(shí)最為穩(wěn)定。 2 綠原酸的作用與用途 綠原酸是抗菌、止血、消炎、 利膽、增高白血球、 抗病毒藥物的重要原料， 具有腎上腺素類似的作用； 綠原酸對人有致敏作用， 吸人含有綠原酸的植物塵埃后，可發(fā)生氣喘、 皮炎等， 但食人后可經(jīng)小腸分泌物作用， 變?yōu)闊o致敏性物質(zhì)；綠原酸具有降壓及 抗腫瘤作用： 蔬菜、水果中的多酚類如綠原酸、 咖啡酸等可通過抑制活化酶來抑制致癌物黃曲霉毒素 B 和苯并[ a ]芘的變異原性； 綠原酸還可通過降低致癌物的利用率及其在肝臟中的運(yùn)輸來達(dá)到防癌、抗癌的效果； 綠原酸具有補(bǔ)腎、 利尿、 增強(qiáng)機(jī)體免疫作用。 許多試驗(yàn)研究表明，綠原酸是有效的酚型抗氧化劑， 其抗氧化活性強(qiáng)于咖啡酸、對羥基苯甲酸、 阿魏酸、 香豆酸等酚類物質(zhì)。 綠原酸對 DD P H 自由基清除作用比維生素 E、 維生素 C和咖啡酸要強(qiáng)， 可有效清除 D DP H 自由基、 羥基自由基和超氧陰離子 自由基。在由過氧化氫誘發(fā)的小鼠血紅細(xì)胞的溶血抑制實(shí)驗(yàn)中，比較幾種有機(jī)多酚酸的抑制作用， 以綠原酸的抑制作用最強(qiáng)。綠原酸對自由基的有效清除，能維持機(jī)體細(xì)胞正常的結(jié)構(gòu)和功能， 防止和延緩諸如腫瘤、突變、衰老等病理生理現(xiàn)象的發(fā)生。 3 綠原酸的生物合成 綠原酸是植物中的葡萄糖經(jīng)過一系列的酶促反應(yīng)生物合成的。葡萄糖在酶的催化下轉(zhuǎn)化成莽草酸，后者再轉(zhuǎn)化成苯丙氨酸， 最后經(jīng)合成酶的作用得到綠原酸，其可能的生物合成途徑如圖2 。 植物中的綠原酸往往是幾種異構(gòu)體共存的，所以通常得到的是綠原酸類物質(zhì)。也有人用化學(xué)方法合成綠原酸， 如德國的 Mi c h a e l 等從奎尼酸經(jīng) 4步 反應(yīng)得到綠原酸，總產(chǎn)率為 6 5%。但是綠原酸的主 要來源為從天然植物中提取。從經(jīng)濟(jì)的角度來看，由于可供提取綠原酸的植物大多廉價(jià)易得，所以從植物中提取綠原酸比用化學(xué)方法合成綠原酸更有研究開發(fā)的前景。
4 綠原酸的提取 4．1 常規(guī)提取方法 在常規(guī)提取方法中，根據(jù)萃取溶劑的不同可分為水提法與有機(jī)溶劑提取法。綠原酸為極性較強(qiáng)的有機(jī)酸， 易溶于乙醇， 溶于水， 難溶于氯仿、 乙醚等弱極性溶劑， 因此用水作為溶劑也能較好地將綠原酸提取出來， 且葉綠素等脂溶性成分含量較少r 8 ] 。但由于水沸點(diǎn)高， 提取率偏低， 其他物質(zhì)溶出較多， 給分離過程帶來了困難。另外， 在水提取過程中，可能通過水解等方式而發(fā)生異構(gòu)。因而用水作溶劑時(shí)，會出現(xiàn)綠原酸含量降低， 新綠原酸和隱綠原酸的含量升高等現(xiàn)象。在用有機(jī)溶劑提取時(shí)， 雖然綠原酸在丙酮、甲醇等溶劑中的溶解度較大， 考慮到試劑的價(jià)格、 安全和工業(yè)化的可行性， 一般采用乙醇提取， 并且在醇溶液中， 酶的催化分解作用受到抑制。提取所涉及到的溶劑有水、乙醇、 甲醇、 丙酮、 乙酸乙脂等， 一般為回流提取。常用的去雜質(zhì)方法有氯仿脫雜、 活性炭脫色、石油醚除色素或通過低溫靜置去雜質(zhì)、 葉綠素、多糖等。 4．2 超聲波輔助提取 向昌國等采用浸提+超聲波法對甘薯葉、 莖中的綠原酸進(jìn)行了提取。對超聲波的頻率、 提取時(shí)間、提取溫度和料比進(jìn)行了研究， 得到的最佳提取條件是 p H一4，5 0 9 ／ 6 乙醇或甲醇為提取溶劑， 浸提時(shí)間1 ． 0 ～1 ． 5 h，溫度 4 O ℃。分別對 6 ～1 0月品種為8 6 — 2 l甘薯葉、 莖中的綠原酸進(jìn)行了提取 。 4．3 微波輔助提取 利用微波對細(xì)胞的穿透性和破碎性，尤其是對提取成分的選擇性，另一方面微波加熱利用分子極化或離子導(dǎo)電效應(yīng)直接對物質(zhì)進(jìn)行加熱， 因此熱效率高、 升溫快速均勻， 可大大縮短提取時(shí)間， 提高效率。 顧勤蘭，王澤在實(shí)驗(yàn)室中， 以綠原酸提取為指標(biāo)， 通過溶劑提取一紙層析分離一紫外分光光度測定法， 對杜仲葉綠原酸的微波提取工藝進(jìn)行研究，考察了提取溶劑、 溶劑倍量、 輻照時(shí)間對微波提取工藝的影響。結(jié)果杜仲葉綠原酸的最佳微波提取條件為： 水為提取溶劑，溶劑倍量 9：1,輻照時(shí)間1 2 0 s 。結(jié)論：在此條件下， 綠原酸提取率為2.98%。 4.4 石硫醇法 用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2 O 的石灰乳將濃縮液的 p H調(diào)至 1 2，過濾沉淀物，加 2 倍量乙醇混懸，再用體積分?jǐn)?shù)為 5 O 的 Hz S O4 將 p H調(diào)為 3 ～4，充分?jǐn)嚢柽^濾，濾液用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4 0的 Na OH 中和至中性，過濾、 濃縮干燥， 得綠原酸粗品。粗品中綠原酸含量一般在 2 0 ～3 O 之間，收率約為 1～2。由于綠原酸結(jié)構(gòu)中存在酯鍵， 在堿性條件下易水解， 所以綠原酸的收率低。 此外，綠原酸的提取分離方法還有水提醇沉法、醇提鉛鹽沉淀法、 超濾膜分離法、聚酰胺柱層析法、超臨界流體萃取法、 大孔樹脂吸附法等。但是所采用的方法都未能達(dá)到最佳的分離純化效果，所提取出來的綠原酸不僅含量低， 而且回收率也很低。 5 綠原酸的應(yīng)用 5.1 醫(yī)藥保健行業(yè) 衛(wèi)生部《藥品標(biāo)準(zhǔn)》 收錄具有清熱解毒、 抗菌消炎的中成藥 1 7 0種， 均含有綠原酸且為主要成分。目前，在銀黃制劑、雙黃連制劑等藥品的生產(chǎn)中， 已將綠原酸作為質(zhì)量控制的重要指標(biāo)之一。綠原酸等多酚類物質(zhì)被稱為“ 第七類營養(yǎng)素” ， 被廣泛用于保健行業(yè)。從植物中提取的綠原酸純品可作為二類新藥開發(fā)， 此外綠原酸還是重要的化學(xué)試劑， 在生化分析和化學(xué)工業(yè)中都具有廣泛的應(yīng)用，所以開發(fā)醫(yī)用甚至純品綠原酸具有很大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。 5.2 食品行業(yè) 綠原酸是一種新型高效的天然抗氧化劑， 在某些食品中可取代或部分取代目前常用的人工合成的抗氧化劑。如在豬油中加入少量綠原酸， 可提高豬油的抗氧化穩(wěn)定性， 增長保質(zhì)期。綠原酸具有增香和護(hù)色作用，可用于食品和果品的保鮮。綠原酸用于果汁保鮮后， 可有效防止飲料的腐敗變質(zhì)。綠原酸還是一種良好的食品添加劑，可制成具有保健功能的食品或飲料。 5.3 日用化工行業(yè) 由于綠原酸具有抗氧化作用， 可以保護(hù)膠原蛋白不受活性氧等自由基的破壞并能有效防止紫外線對人體皮膚的傷害作用�，F(xiàn)在已有多項(xiàng)關(guān)于添加綠原酸用于抗脲酶化妝品、防止紫外線、 皮膚防曬劑以及染發(fā)劑對頭發(fā)損傷的歐洲專利口 。日本也利用綠原酸及其衍生物的抗氧化特性研制出了抗衰老的護(hù)膚用品。 6 展望 綠原酸作為一種重要的生物活性物質(zhì)， 已經(jīng)引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。目前綠原酸的主要來源是從天然植物中提取， 國外( 美、日、 德等) 大多是從咖啡豆中提取， 而我國以往一直是從金銀花中提取。 目前我國對于綠原酸的提取純化以及開發(fā)利用水平還落后于發(fā)達(dá)國家。我國有著豐富的富含綠原酸的植物資源。如杜仲是我國特有的經(jīng)濟(jì)樹種，其種植面積廣、資源豐富， 杜仲葉中綠原酸的含量一般在5 左右。此外， 我國還是向日葵的生產(chǎn)大國，有著極為豐富的葵粕資源， 向日葵籽中的酚酸類化合物7 0%是綠原酸。我們應(yīng)該合理利用豐富的資源， 大力開展綠原酸的提取純化與綠原酸產(chǎn)品的研究開發(fā) 。 目前， 國內(nèi)已經(jīng)轉(zhuǎn)向綠原酸的水解產(chǎn)物咖啡酸的生理作用的研究和綠原酸的提取純化上，而國外注重新的生理功能的拓展及可能的作用機(jī)制的討論。轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以讓細(xì)胞產(chǎn)生綠原酸已經(jīng)成為可能。但是國內(nèi)大量制備綠原酸的技術(shù)起步較晚，還不成熟， 資源利用還有待于進(jìn)一步的優(yōu)化和發(fā) |
