植物多酚

植物多酚

人類對植物多酚的利用先於認識。最初只發現動物皮與某些植物用水一起浸泡後轉變成革，而且這種革的特性來源於植物的“澀性”。真正認識這種植物的澀性物質則是在18世紀末期，並在1796年由Seguin首次提出“單寧”一詞以表示植物水浸提物中能使生皮轉變成革的“澀性”物質。1962年BATE Smith定義“單寧是分子量500～3000的能沉澱生物鹼、明膠及蛋白質的水溶性酚類化合物”。之後，較多的工作集中於對植物單寧組分、結構以及基本性質的研究。後來人們發現，無論從化學、生物、藥學等方面的活性作用，還是從應用領域來看，有效成分不僅僅限於上述定義中的“單寧”。1981年，Haslam根據單寧的分子結構及分子量提出“植物多酚”這一術語。它包括了單寧及與單寧有生源關係的化合物。從20世紀80年代後期開始，國內外從多個領域、多種角度對植物多酚開展了基礎研究和應用研究。

幾種比較常見的植物多酚類物質的組成及其理化性質一．

茶多酚是茶葉中一類主要的化學成分。它含量高（佔總干物質的18%～36%），分佈廣（植株各器官都有，但主要集中於嫩葉和芽），變化大（受內外因的影響最大），對茶葉品質的影響最顯著，是茶葉生物化學研究最廣泛、最深入的一類物質。茶多酚又名茶單寧、茶鞣質，是茶葉所含的一類多羥基類化合物的總稱。茶多酚為淡黃色至茶褐色的粉末或晶體，易溶於溫水、乙醇、甲醇、丙酮和乙酸乙酯，微溶於油脂，不溶於氯仿及苯等有機溶劑，有吸濕性，耐熱性好，在160℃食用油中添加茶多酚，30min后茶多酚僅降減25%，食用油的過氧化值（PV值）幾乎不變，而未添加茶多酚的食用油過氧化值則增大1倍。茶多酚有較好的耐酸性，在pH值2～7範圍內均十分穩定，光照或pH大於8時易氧化聚合，遇鐵離子生成綠黑色化合物。

1. 黃烷醇類茶葉中的黃烷-3-醇衍生物，俗稱兒茶素類，大量存在於茶樹新梢中，占茶葉乾重的12%～24%，約為茶葉中多酚類總量的70%～80%。它們的結構至少包括A、B、C3個環核，酯化后，還有D環，是2-苯基苯並吡喃的衍生物。

2． 花色素類花色素的基本結構花色素苷元是羥基-4-黃烷醇，也是2-苯基苯並吡喃，環上的氫可被羥基或甲氧基取代，從而形成各種不同的花青素。

3． 花黃素類黃酮、黃酮醇及其衍生物統稱花黃素類，是廣泛分佈於植物組織細胞中的一類水溶性色素。其母核結構是2-苯基苯並吡喃酮。

4． 酚酸類茶葉中含有多種酚酸和縮酚酸類化合物，後者多為沒食子酸（3，4，5-三羥基苯甲酸）、咖啡酸、雞納酸的縮合衍生物。

二． 葡萄多酚葡多酚是一種植物多酚類活性物質，能溶於水，易溶於甲醇、乙醇等有機溶劑中。它廣泛存在於葡萄籽、葡萄皮與果汁中。這類多酚由表兒茶酸等酚酸類、黃烷醇類、花色苷類、黃酮醇類和縮聚單寧等物質組成，其中以原花色苷的含量最為豐富，可以達到80%～85%，其他成分如兒茶素和表兒茶素的含量次之，大約為5%，葡多酚中各種成分含量的差異，使得它的顏色呈深玫瑰色至淺棕紅色不等。在葡萄籽與葡萄皮中，葡多酚的含量較高，有資料表明，紅葡萄的果皮中，多酚含量可達25%～50%，種籽中則可達50%～70%。所以現在國內外研究使用的葡多酚一般從葡萄籽中提取。

1 花色苷花色苷配基或花色素為苯並吡洋的衍生物，具有陽離子的性質。花色素通常不太穩定，在葡萄中主要以糖苷形式存在。葡萄酒中的花色苷類化合物主要來源於葡萄皮，隨發酵時間的延長，其含量會相應的增加。

2 黃酮醇以及黃烷酮醇類以酮形式存在的類黃酮類有黃酮、黃烷酮、黃烷酮醇等4種。葡萄或葡萄酒除含有黃酮醇類外幾乎不含黃酮和黃烷酮，由於此類化合物較容易水解，於是經常以配基形式存在。在黃酮醇類中，以槲皮酮糖苷含量最多，還含有少量的莰非醇和楊梅黃酮的糖苷化合物。此外，還含有微量的黃烷酮醇類，如3位結合鼠李糖苷的二氫莰非醇和二氫槲皮苷。

3 兒茶素類葡萄中的兒茶素類主要為（+）-兒茶素和（-）-表兒茶素。此外，還含有少量的（+）-表兒茶素和（-）-表沒食子兒茶素。兒茶素和表兒茶素的含量一般差不多，兒茶素有一定的苦味，但沒有澀味。紅葡萄酒中的兒茶素含量低於100mg/L，在白葡萄酒中更低。目前還沒發現兒茶素有糖苷形式存在。

4 原花色素或縮和單寧類原花色素化合物本身無色或有點茶褐色，在酸性以及加熱條件下，其c-c鍵結合會開裂形成諸多紅色花色苷色素，特別是矢車菊素。另外，也會產生大量的表兒茶素和少量的兒茶素。原花色素類化合物是葡萄籽及果皮中的主要成分物質。

5 白藜蘆醇白藜蘆醇是主要的活性物質，它有2種異構體，即順式白藜蘆醇和反式白藜蘆醇，紅葡萄酒中以反式白藜蘆醇為主。葡萄酒中的白藜蘆醇受葡萄品種、葡萄生長環境、釀酒工藝以及葡萄被微生物感染程度等因素的影響。白藜蘆醇主要存在於葡萄皮中，因此葡萄皮發酵時間長短是決定白藜蘆醇含量的主要因素。三 蘋果多酚蘋果多酚為棕紅色粉末，其20%的水溶液呈紅褐色；液狀及粉狀蘋果多酚產品均略帶蘋果的風味，稍帶苦味，易溶於水和乙醇。蘋果多酚中，以綠原酸為主的酚羧酸類約佔25%，兒茶素、表兒茶素、沒食子酸等單體約佔15%，根皮苷、根皮素、對香豆酸、二氫查耳酮、槲皮苷等約佔10%，原花色素類約佔50%。

生物學活性及作用機理

一 茶多酚的生物學活性

1 抗氧化茶多酚的抗氧化作用主要表現在：直接清除活性氧自由基，抑制脂質過氧化反應，整合金屬離子，激活細胞內抗氧化防禦系統。

2 抗腫瘤據國內外文獻報道，茶多酚在活體外表現為抗突變作用，能抑制嚙齒類動物由致癌物引發的皮膚、肺、前胃、食道、十二指腸、結腸和直腸腫瘤等。茶多酚抑制腫瘤的機理主要有：抗氧化，清除自由基；阻斷致癌物的形成和抑制機體內的代謝轉化；抑制具有促癌作用的酶的活性；提高機體的免疫力；抑制腫瘤細胞DNA的生物合成。

3 抗菌茶多酚作為一種廣譜、強效、低毒的抗菌藥物已被世界許多國家學者所公認。在眾多的抗菌試驗中，人們發現茶多酚對普通變形桿菌、金色葡萄球菌、表皮葡萄球菌等許多致病菌，尤其是對腸道致病菌具有不同程度的抑制和殺傷作用。茶多酚的抗菌機制，主要有以下3種方式：①破壞細菌細胞膜的脂質層，使細菌發生形態學改變；②抑制有害細菌分泌毒素的活性；③抑制有害細菌的侵染。茶多酚一方面對腸道內細菌有十分強大的殺傷和抑制作用，另一方面對腸道內有益菌卻起著保護作用，如能促進腸道內雙歧桿菌的生長和繁殖，改善機體腸道內微生物結構，提高腸道免疫功能，對增進健康有積極作用。

4 抗病毒茶多酚不僅是一種較廣譜的抗菌藥物，同時對病毒也具有較強的對抗作用。島村忠藤發現，綠茶和紅茶的提取物具有抑制甲、乙型流感病毒的作用。瑞士也有研究表明兒茶素對人體呼吸系統合孢體病毒（RSV）有抑制作用。茶多酚對於胃腸炎病毒、A型肝炎病毒、植物病毒也有較強的對抗抑制作用。

二 葡萄多酚的生物學活性

1 抗氧化劑具有較強的抗氧化性，能通過抑制低密度脂蛋白（LDL）的氧化而有助於防止冠心病、動脈粥樣硬化的發生。由於多不飽和脂肪酸的氧化而導致LDL性質的改變是促進動脈粥樣硬化的重要因素。氧化作用影響到LDL的載脂蛋白，改變了LDL的生理化學和生物活性性質，因此，被氧化的LDL失去了被特定的受納體識別的性質，不能進行正常的分解代謝。葡萄酒中的多酚類物質，能夠保護LDL顆粒不發生形態的改變，從而保證了LDL正常的代謝。更進一步的研究表明，這些物質能保護LDL上與細胞膜結合的特定位點上的氨基酸殘基。因此，葡萄酒中的多酚類物質能夠抑制LDL的氧化，從而防止動脈粥樣硬化等疾病的發生。

2 抗癌大量的流行病學研究與動物試驗表明，多酚類物質能阻止和抑制癌症的發生。作為一種抗氧化劑和抗誘變因素，多酚類物質能使致癌物毒性降低或消失，它還能通過誘導細胞分化抑制癌症的發展，對癌症發展的3個階段具有抑制作用。

3 抗發炎炎症反應時，致炎物或炎症介質可誘導或增加局部NO的合成與釋放，大量的NO會促進炎症反應。腫瘤壞死因子（TNF-α）是一種重要的炎性細胞因子，參與炎症反應，當患有感染、創傷及免疫性疾病時，TNF-α有不同程度的升高。在巨噬細胞中，由脂多糖誘導的TNF-α和NO的過量合成可以被槲皮酮抑制。誘生型一氧化氮合酶可以在不同的細胞中得到表達，在巨噬細胞中，它可以被細菌內毒素脂多糖（LPS）等發炎因子誘導。前列腺素（PGs）作為調節劑在發炎過程中也起著重要的作用。環加氧酶（COX）能將花生四烯酸轉變成PGs。在發炎和免疫應答中，COX和iNOS的異構體負責生產出大量的PGs和NO，細胞內過多的NO，會導致細胞毒性和組織的破壞。白藜蘆醇能夠抑制iNOS的活性，降低一氧化氮合酶的基因表達和酶活性，這種作用與白藜蘆醇抗腫瘤和發炎的性質有關。

4 抗血小板凝聚血小板的凝聚與花生四烯酸的代謝產物血栓素（T×A2）和前列腺環素（PGI2）密切相關。T×A2是目前發現的最強的收縮血管物質和最強的血小板聚集劑之一。PGI2則是最強的血小板聚集抑製劑之一。

三 蘋果多酚的生物學活性

1 抗氧化蘋果多酚作為一類氧化還原電位很低的還原劑，具有很強的供氫能力，H+與羥基自由基（·OH）結合，能使之還原為惰性化合物或較穩定的自由基，從而清除體內過多的有害自由基。

2 抑菌蘋果提取物中的酚類物質主要為原花青素，此外，還含有酚酸、茶素、表兒茶素、黃酮類等物質。試驗證明，蘋果多酚提取物對芽孢桿菌、枯草桿菌、大腸桿菌、假單胞菌均有很強的抑制作用，且對革蘭氏陰性菌的抑菌效果強於革蘭氏陽性菌。但對實驗用酵母，黴菌無抑制作用。蘋果多酚提取物對芽孢桿菌、枯草桿菌、大腸桿菌、假單胞茵的最低抑制濃度均為0.1%。其抑菌活性熱穩定性較強，且在pH值5～6及低於0.3mol/L的無機鹽環境中抑菌效果最佳。

3 抗癌蘋果果肉的抗癌細胞增殖能力已經得到驗證。但是，果肉的抗痛細胞增殖能力較差，在大多數情況下，如果在果肉提取物長期作用下也能慢慢地抑制癌細胞增殖。大量研究已經表明原花青素對癌細胞增殖有抑制作用。